Transcript P1SSA14uvodSt

SENZOROVÉ SYSTÉMY pre
AUTOMOBILY
(SSA)
Časť – Šturcel/Drahoš/Chamraz
Informačný a merací systém v
automobiloch
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
1
Charakteristika predmetu (doplnenie): na ÚAMT
Aktéri: Šturcel (P;D 110), UAMT;
Cv – Drahoš, D118, Chamraz, D107, UAMT
Organizácia:
Prednášky : prednes kombinovaný, tj., dataprojektor, tabuľa-krieda
riadený dialóg (čas, prestávka?)
Cvičenia ÚRPI: D520, D521, automobilová učebňa → D 422?
Skúška : 60 bodov, (cv. - max. 40 b. →20 cv. +20 test – pomerné rozdelenie)
Internet: http://ap.urpi.fei.stuba.sk - SSA
Literatúra:
- Odborné periodiká
- Doporučená
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
2
Doporučená
1.Šturcel, J.: Snímače a prevodníky. STU Bratislava, 2002, ISBN 80-227-1712-6
2.Šturcel, J.: Prvky riadiacich systémov, časť Meranie neelektrických veličín. STU
Bratislava 2004, ISBN 80-227-2120-4, (apríl 2005 - priložené CD, rozširujúce
materiály)
3.Vlk. F.: Elektronické systémy motorových vozidiel 1, 2, 3. Prof. Ing. František Vlk,
DrSc., nakladatelství a vydavatelství, Brno 2002.
Knihy - ukážky
[4] Jan, Z., Ždánský, B.: Automobily 4, Příslušenství, 5. prepracované vydanie, Brno,
Nakladatelství Avid s.r.o., 2007, ISBN 978-80-903671-8-0
[5] Šťastný, J., Remek, B.: Autoelektrika a autoelektronika, 3. opravené vydanie,
Praha, Nakladatelství T. Malina, 1997, ISBN 80-901975-4-X
[6] Ferenc, B.: Spalovací motory, Karburátory a vstřikovaní paliva, 1. vydanie, Praha,
Computer Press, 2004, ISBN 80-251-0207-6
[7] Jan, Z., Ždánský, B., Kubát, J.: Automobily 6, Elektrotechnika motorových vozidel
II., 1. vydanie, Brno, Nakladatelství Avid s.r.o., 2008, ISBN 978-80-87143-07-0
[á] Jan, Z., Ždánský, B.: Automobily 3, Motory, 4. prepracované vydanie, Brno,
Nakladatelství Avid s.r.o., 2007, ISBN 978-80-903671-7-3
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
3
Elektronika a automobily
€
Osobný automobil – elektronika 20 až 30 % ich výrobnej ceny
Úžitkový automobil – elektronika do 20% ich výrobnej ceny
Elektronika zasahuje do riadenia motora (ekonomika, ekológia),
bezpečnosti (ABS, ESP,..), komfortu jazdy (klíma, multimédia,...), dnes aj
do asistenčných služieb, atď.
Mikroelektronika a procesorová technika umožňujú snímať veľký počet
vstupných veličín a pomocou vhodných riadiacich algoritmov dosiahnuť
požadovanú funkciu systému na výstupe, čo sa nedá dosiahnuť v
požadovanej kvalite elektrickými, mechanickými, hydraulickými,
pneumatickými (ani kombinovanými) systémami.
Moderné riadiace jednotky motorov snímajú bežne 15 až 20 veličín
(otáčky, teplotu motora, teplotu okolia, tlak/podtlak, polohu škrtiacej
klapky, atď.). Cez spätnoväzobné riadenie sa upravuje chod motora
vzhľadom na jeho požadované parametre.
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
4
Mikrotechnológie
v automobilových senzoroch
 Riadiace systémy automobilov, ich senzory:
- riadenie pohonných agregátov (motorov),
- riadenie prevodového ústrojenstva a podvozku,
- riadenie zádržných (bez. pásy,..) a komfortných systémov (klíma,..),
- zabezpečovacie systémy a asistenčné služby→ ABS, ESP (Electronic Stability
Program)
 Automobilové senzory
• automobilový sektor dlhodobo rastúci trh senzorovej techniky, vrátane
MEMS (Micro – Electro Mechanical System) senzorov,
• vozidlá vyššej triedy: okolo 100 rôznych senzorov, až 30 je
mikrosenzorov,
• po perifériách v oblasti IT druhá najrýchlejšie sa rozvíjajúca oblasť
MEMS prvkov.
5
Mikrotechnológie
v automobilových senzoroch
€
 AUTO technika, MEMS senzory, súčasnosť:
•
•
•
•
senzory zrýchlenia (spomalenia) → napr. airbagy,
gyroskopy → ESP služby,
merače prietoku nasávaného vzduchu→ riadenie motora ,
sledovače tlaku v pneumatikách → riadenie podvozku.
Regulačný
ventil
Iné príklady, MEMS:
Microsenzory: akustické vlny, biomedicínske, chemické, zotrvačnosť, optické, tlak, žiarenie,
tepelné, atď.
Mikroaktuátory: ventily, čerpadlá, elektrické a optické relé a spínače;
zvierky, kliešte, pinzety, atď.
Mikročasti prístrojov a zariadení: prieskumné lietadlá, roboty a hračky,
mikrochirurgické a mobilné telekomunikačné zariadenia, atď.
6
MEMS v automatizácii a
priemysle
Hmotnostný prietokomer vzduchu
v automobile
1. hybridné obvody
2. veko
3. kovová vložka
4. vnútorné potrubie s vyhrievaným drôtikom, R2
5. teleso prietokomera
6. ochranná mriežka
7. upevňovací krúžok
8. snímač teploty vzduchu, R1
9. krúžok snímača s vyhrievaným drôtikom
10. presný rezistor, R3 alebo R4
Realizácia MEMS technológiou senzorového
systému meranie hmotnostného prietoku vzduchu
v sacom potrubí motora
7
Automatizácia výroby a informačné technológie
výrobného podniku
€
Mechanizácia – 19. a začiatok 20. storočia, nahradzovanie manuálnej ľudskej
práce strojovou prácou (mechanizmami), riadenie strojov vykonáva človek
Automatizácia na procesnej úrovni (prvky riadiaceho systému spojené
s technológiou, MČ, AČ, REG), predstavuje proces, pri ktorom sa riadiaca a
kontrolná činnosť človeka nahrádza strojom (regulátorom) konštruovaným na
tento účel
Automatizácia - priemyselná automatizácia: samočinné riadenie výrobných
strojov, liniek a procesov (aj v automobile) s využitím teórie automatického
riadenia (matematických a inžinierskych metód) a pri použití elektroniky a
výpočtovej techniky na zber údajov z riadeného procesu, na ich
prenos, spracovanie a využitie, napr. na akčný zásah v riadenom systéme
Automatické (bez účasti človeka) a automatizované systémy (s účasťou človeka) tvoria súčasť
aj napr. dopravných prostriedkov, domácich spotrebičov, spotrebnej
elektroniky a začínajú sa uplatňovať ďalších odboroch, napr. poľnohospodárstve
Automatizácia a informatika sa dnes spájajú do jedného nedeliteľného celku
nielen vo výrobnej jednotke – podniku, ale aj v širšom kontexte, napr. auto
PSA
13. 4. 2015
Základy automatizácie
8
Kybernetika (cybernetics) – veda, ktorá spája teóriu riadenia a komunikácie
v strojoch a živých organizmoch
Kybernetický systém (procesná úroveň):
- je to systém so schopnosťou cieľovo–orientovaného správania sa, to znamená že je
schopný riadenia
- cieleným pôsobením na daný systém sa dosiahnu požadované vlastnosti, hodnoty a
výstupy z daného systému
Ak chceme automatizovať, riadiť daný systém, nutne potrebujeme mať základné poznatky z
rôznych vedných disciplín (Elektrotechnika, Strojárstvo, Informatika,...).
Automatizácia:
nahrádzanie manuálnej aj duševnej
y
u
w
e
R
S
práce (priame ovládanie, riadenie
strojov) človeka strojovou prácou
Riadenie:
-vedomím pôsobením na daný systém
Nie každý systém je kybernetickým systémom, čiže je riaditeľný.
sa dosahujú požadované vlastnosti,
- čo riadiť, dá sa to riadiť? – Teória informácie, Teória systémov
hodnoty, výstupy z daného systému –
cielené správanie riadeného systému;
- ako riadiť? – Teória automatického riadenia
- s čím riadiť? – Prvky riadiacich systémov (PRS), SaMS úvodná časť....-charakteristické pre riadiaci proces
je získavanie, prenos, spracovanie,
- ďalšie vedné odbory a disciplíny – Matematika, Fyzika a iné
využitie, uloženie a odosielanie
informácií
PRS
13. 4. 2015
Prvky riadiacich systémov - Úvod
9
Riadenie, regulácia
€
Regulácia – regulačný obvod:
- uzavretá štruktúra riadenia – Closed loop (uzavretá slučka)
- riadenie so spätnou väzbou
- typické pre reguláciu je riadenie riadenej veličiny na konštantnú hodnotu, napr. teplota
v miestnosti, výška vodnej hladiny, poloha piestu a iné
Skrip. SaP
PSA
13. 4. 2015
Základy automatizácie
10
Automatizácia, kybernetika, riadenie, regulácia, meranie
Kybernetika - spája teóriu riadenia a komunikácie v strojoch a živých organizmoch
Regulácia – (druh riadenia, spätná väzba, na konšt. hodnotu) regulačný obvod:
- uzavretá štruktúra riadenia – Closed loop (uzavretá slučka)
- riadenie so spätnou väzbou
- typické pre reguláciu je riadenie riadenej veličiny na konštantnú hodnotu, napr. teplota
v miestnosti, výška vodnej hladiny, poloha piestu a iné
Poruchy 1
U
RO
<
u
y
RS
MČ
S
P
Poruchy 2
AČ
MP
m
R
e
y*
w
matematický člen
RS - riadená sústava
MČ - merací člen
S - snímač
MP - merací prevodník
R - regulátor
P - pohon
RO - regulačný orgán
AČ - akčný člen
PSA
13. 4. 2015
y - riadená veličina
y* - odozva meracieho člena
w - žiadaná (riadiaca) veličina
e - regulačná odchýlka
m - opravná veličina
u - akčná veličina
U - zdroj energie
Poruchy 1 - poruchy v riadenej sústave
Poruchy 2 - poruchy v meracom člene (nepresnosť)
Schéma ABS
1- snímač (MČ) obrátok, 2- RJ, regulátor, 3-AČ,
regulačný ventil ovládaný E/H, E/P, 4, zdroj
energie) tlakový vzduch (mech. ventil, inovácia U/u,
U/H, U/P)
Základy automatizácie
11
30-95
4-5
Priemysel: Príklad AMČ, ČMK (snímač S, merací prevodník MP, ÚADC + μC
→ IMČ) - Odporový snímač Pt 100, MČ teploty, IMČ teploty, AMČ – analógový, ČMČ – číslicový merací
člen
PRS
13. 4. 2015
Skrip. SaP
Prvky riadiacich systémov - IPS
12
Meranie a monitorovanie prevádzkových veličín v automobilovej
technike, pohonná jednotka, príklady
Jednoduché meracie kanály, ich prvky a vyhodnocovanie
+
R
SNÍMAČ
KONEKT.
R
U ~
R
R
OZ
+
UV
PUZDRO
Odporový snímač teploty v automobile, chladiaca kvapalina
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
13
Mikropočítačová riadiaca jednotka, regulátor
Prostriedky stabilizačnej a koordinačnej úrovne RS
Štruktúra a konštrukčné usporiadanie číslicových riadiacich procesných
prostriedkov, všeobecne:
•Jadro - (jednočipový) μC : CPU +
ROM/EPROM (program Firmware, konfigurácia),
EEPROM resp. Flash EEPROM (parametre),
operačná pamäť RWM
•Periférie 1: číslicové vstupy a výstupy
(digitálne obojsmerné linky, binárne, číslo –
stavové slovo, ...), ADC, DAC (prispôsobovacie
obvody, prúdové, napäťové, ...)
•Periférie 2: styk s operátorom – klávesnica a
displej, monitor
Všeobecná schéma číslicového regulátora
(počítača, embedded system v AUT)
PSA
13. 4. 2015
•Periférie 3: komunikácia s technickým okolím
– priemyselné (normované - Profibus, proprietárnefiremné) zbernice, CAN – autotechnika
Základy automatizácie
14
Priemyselné regulátory
Spracovanie informácií v RO
K najdôležitejším prvkom patria procesné regulátory, PLC a IPC prostriedky
Procesné regulátory: modulové (MR) tzv. stavebnicové, (otvorené,
rozširovateľné), kompaktné zostavy (KR) s nemennými technickými
a programovými prostriedkami.
Číslicové spracovanie informácií – ako analógové, ale flexibilnejšie, presnejšie
– drift a korekcie, prístup neoprávnených osôb - software (heslo) alebo
hardware (prístupová karta, pod.).
PSA
13. 4. 2015
Základy automatizácie
15
Riadiaca jednotka v automobilovej technike (špecializovaná)
Riadenie zážihu, moderný automobil
Vstupy:
Výstupy:
Poloha:
•Snímače otáčok k.h.
•Poloha k.h., v.h.
•Binárne snímače – voľnobeh
a plný výkon
Prietok (sacie potrubie):
•Snímač hmtnostného prietoku
vzduchu (napr. tepelný)
Teplota:
•Motora, vzduchu v sac. potr.,
(Pt 100, Ni, termistor, kremík)
•Predstih zážihu
•Čas a množstvo
vstrekovania paliva
•Ovládanie
palivového čerpadla
•El. prúd meračom
nasávaného vzduchu
konštantná hodnota
Kyslíková sonda (lambda)
Výkon, zaťaženie motora
Elektronický regulátor – vstupy, výstupy
SSA
13. 4. 2015
16
Akčný člen
v AUT
Schematické znázornenie funkcie regulačného ventilu
PRS
13. 4. 2015
STN ISO 3511 – 1 až 4
17
Akčný člen - regulačný orgán - ventil,
napr. automobilová technika
Spojitý AČ – ventil
PSA
13. 4. 2015
Elektromagnetický (solenoidový)
ventil (zapnutý/vypnutý)
Základy automatizácie
18
Riadenie, regulácia a vyššie formy riadenia
Riadenie - činnosť na zabezpečenie vopred predpísaného cieľa v rámci
riadeného systému. K tomu sú vytvorené technické a programové prostriedky
(RS), ktoré na základe hodnotenia a spracovania informácií získaných o objekte
riadenia, o jeho stave, ale aj na základe vplyvov okolia na tento objekt,
zabezpečujú jeho riadenie (realizácia riadiacich algoritmov riadenia), tj.
dosiahnutie cieľa riadenia
Riadený systém, tj. výrobný proces (v automobile-jeho časti, skupiny) predstavuje
pasívny člen vzhľadom na jeho riadenie, riadiaci systém je aktívny prvok, ktorý
zabezpečuje riadenie a kontrolu riadeného systému
Ak celý výrobný proces prebieha bez účasti človeka ide o automatický riadený
proces, ak v štruktúre RS sa aktívne zúčastňuje aj človek, potom možno hovoriť
o automatizovanom výrobnom procese (asistenčné služby).
PSA
13. 4. 2015
Základy automatizácie
19
Riadenie, regulácia a vyššie formy riadenia
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
20
Trendy podmieňujúce a podporujúce automatické riadenie
automobilu
•zmeny v pohonnej jednotke – cieľ: zvýšenie účinnosti, splodiny, tj. efektívnejšie
využitie chemickej palivovej energie, čiže riadenie prevádzkových parametrov,
napr.: vstrekovanie paliva a riadenie zážihu, čiže meranie fyzikálnych veličín, tj.
otáčky a poloha kľ. hriadeľa, množstvo paliva, teplota motora,...
•náhrada mnohých mechanických a hydraulických systémov elektrickými a
elektrohydraulickými systémami – napr. zapaľovacie systémy – treba riadiť, čiže aj
merať potrebné fyz. veličiny
Bc. práca - Aut.elektronika, 2010
Tomáš Podhoranský: Riadenie predstihu zážihu v moderných automobiloch
Smerovanie:
•orientácia na inteligentný automobil → automatické systémy (napr. pohonná
jednotka) s nadstavbou automatizovaných systémov (napr. RS → Pre-Crash Safety
System)
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
21
Automatizované alebo automatické riadenia automobilu
Riadenie pohonnej jednotky (RPJ) – otáčky, výkon, splodiny, (vstrekovanie, zážih),
hlavná oblasť nášho záujmu!!!
Riadenie podvozku – ABS, ARS, ESP, EBS, odpruženie, tlak v pneu,... (lit.)
Budúcnosť:
Automatická diaľnica - úplná automatizácia činnosti vodiča, vstup na diaľnicu →
automatická prevádzka → výstup, prevzatie riadenia vodičom. Technicky zvládnuté,
legislatívne problémy – zodpovednosť pri nehode
Súčasný stav (približovanie k AD, tzv. inteligentný automobil)
Asistenčné systémy s orientáciou na inteligentný automobil (IA)
• inteligentný automobil → niektoré činnosti vodiča (tj. inteligentné činnosti):
rozpoznávanie dopravných značiek, navigácia, rozhodovanie v niektorých
dopravných situáciách, apod. postupne preberajú automatizované zariadenia, tzv.
asistenčné systémy alebo služby
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
22
Automatizované (IA) alebo automatické (AD) riadenia
automobilu
Rozdelenie AS:
1.
2.
3.
4.
5.
sledovanie a riadenie dopravnej situácie (percepcia-vnímanie stavu, rozhodovanie, asistenčný zásah)
sledovanie a riadenie stavu vozidla (percepcia-vnímanie stavu, rozhodovanie, asistenčný zásah)
sledovanie stavu vodiča,
komunikácia s vodičom,
riadenie vozidla (v zmysle riadenia všetkých podsystémov vozidla).
Interakcia asistenčných systémov so systémom vodič-vozidlo
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
23
Automatizované alebo automatické riadenia automobilu
Príklady asistenčných systémov
Adaptívny tempomat (Adaptive Cruise Control – ACC) – špeciálny prípad: napr. hustá
premávka a malá rýchlosť (stop-and-go ACC): využitie pokročilých technológií
s mikrovlnovým radarom pri adaptívnom tempomate (ACC) upraví rýchlosť vo vzťahu k
vozidlu pred sebou. ACC udržiava nastavenú rýchlosť, až kým radar nezistí pomalšie idúce
vozidlo, ACC znižuje rýchlosť, vodič si má možnosť zvoliť udržiavanú vzdialenosť
prostredníctvom ovládania výkonu motora a brzdového systému. Akonáhle je cesta opäť
voľná, ACC plynulo upraví rýchlosť vozidla na pôvodnú. Zobrazovanie na Multiinformačnom displeji. Adaptívny tempomat (ACC) je najčastejšie k dispozícii v kombinácii s
Pre-Crash Safety (Protikolízne systémy). Najväčší dosah má mikrovlnný radar pracujúci s frekvenciou 77 GH, je
schopný detekovať prekážku vo vzdialenosti asi 120 m pred vozidlom
←
Pred vozidlom nie je žiadne
vozidlo. Adaptívny
tempomat bude udržovať
nastavenú rýchlosť vozidla.
Vozidlo vpredu „sa
stratí“ z dosahu
radara adaptívneho
tempomatu. Ak
vozidlo vpredu napr.
prejde do iného
jazdného pruhu,
systém adaptívneho
tempomatu ho
prestane sledovať a
urýchli vozidlo na
pôvodne nastavenú
rýchlosť
Pred vozidlom sa objaví
ďalšie vozidlo, ktoré ide
pomalšie. Adaptívny
tempomat začne
spomaľovať z pôvodne
nastavenej rýchlosti až na
rýchlosť vozidla, ktoré ide
vpredu a potom bude
udržovať rozstup od tohoto
vozidla
→
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
→
24
Automatizované alebo automatické riadenia automobilu
Príklady asistenčných systémov
Adaptívny tempomat (Adaptive Cruise Control – ACC) lacnejšie prevedenie (D)
– radar na báze svetla
Adaptívny tempomat (ACC) na báze senzorov LIDAR ((LIght Detection
And Ranging – prítomnosť (detekcia) a vzdialenosť))
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
25
Automatizované alebo automatické riadenia automobilu
Príklady asistenčných systémov
€
Adaptívny tempomat (ACC)
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
26
Automatizované alebo automatické riadenia automobilu
ESP – Electronic Stability Program
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
27
Automatizované alebo automatické riadenia automobilu
PCS - Pre-Crash Safety System
€
Prednárazový bezpečnostný systém Pre-Crash Safety System (PCS) umožňuje
vodičovi vyhnúť sa kolízii. Pokiaľ je však zrážka neodvrátiteľná, dokáže PCS
aktivovať technológiu na to, aby sa znížil rozsah škôd a zranenia cestujúcich.
Bezpečnostný systém identifikuje neodstrániteľné prekážky krátko pred zrážkou,
automaticky napne bezpečnostné pásy pre cestujúcich a aktivuje brzdový systém
na zníženie rýchlosti vozidla.
Stále je ale najdôležitejšia správna činnosť „hlavného supervízora„, tj. vodiča. Ten má totiž
navzdory všetkým technickým vymoženosiam na svedomí prevažnú väčšinu dopravných nehôd
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
28
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej technike
Automatické parkovanie
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
29
Meranie a monitorovanie prevádzkových veličín v automobilovej
technike, pohonná jednotka, príklady
Jednoduché meracie (riadiace) kanály, ich prvky
SNÍMAČ
KONEKT.
d
UH
PUZDRO
B
I
+
p
R
M
PM
R
d
J
S
U ~
R
R
OZ
+
UV
HG
Tlakový snímač s Hallovým generátorom
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
Odporový snímač teploty
30
Meranie a monitorovanie prevádzkových veličín v automobilovej technike,
pohonná jednotka, príklady
ZC
+
ZS
C
G
LED - Dioda
KOTÚČ
Ty
S
FOTO - Dioda
SO
Tyristorové kapacitné zapaľovanie
Optoelektrický generátor impulzov
Snímače polohy
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
31
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej technike
Jednoduché ovládacie kanály, ABS
ABS funkcia
Asistenčný systém ABS - akcelerometer meria pozdĺžne zrýchlenie (resp. spomalenie) automobilu a porovnáva s
postupnou rýchlosťou stanovenou na základe merania uhľovej rýchlosti otáčania kolies. Ak obe rýchlosti sa nezhodujú,
dochádza ku preklzávaniu kolies, a ABS upraví brzdné sily tak, aby preklzávanie nevznikalo. Uvedený systém môže tiež
fungovať ako elektronická uzávierka diferenciálu pri jazde na klzkom povrchu.
Schéma ABS
1- snímač obrátok, 2- RJ, regulátor, 3-AČ, regulačný ventil ovládaný E/H/P, 4-zdroj energie ) tlakový vzduch
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
32
MEMS v automatizácii a
priemysle
Hmotnostný prietokomer vzduchu
v automobile
1. hybridné obvody
2. veko
3. kovová vložka
4. vnútorné potrubie s vyhrievaným drôtikom, R2
5. teleso prietokomera
6. ochranná mriežka
7. upevňovací krúžok
8. snímač teploty vzduchu, R1
9. krúžok snímača s vyhrievaným drôtikom
10. presný rezistor, R3 alebo R4
Realizácia MEMS technológiou senzorového
systému meranie hmotnostného prietoku vzduchu
v sacom potrubí motora
33
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej technike
Snímače polohy, prítomnosti
€
Snímače vzdialenosti a polohy
Laser, ultrazvuk, opto
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
34
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej technike
Parkovací asistent KEETEC BS 400 LED
je určený pre osobné vozidlá. Obsahuje 4ks snímačov
s priemerom 19 mm a nastaviteľným dosahom pre
použitie do zadnej alebo prednej časti vozidla. Taktiež
citlivosť snímačov je nastaviteľná.
Pri použití v prednej časti vozidla BS 400 LED
obsahuje vstup na pripojenie signálu rýchlosti vozidla
ktorý slúži na automatické zapnutie/vypnutie pri
prekročení nastavenej rýchlosti. Vzdialenosť od
prekážky je signalizovaná opticky aj akusticky pričom
vzdialenosť akustickej signalizácie môžete nastaviť
buď od 1,5 alebo 0,5m.
Dosah snímačov je od 0,3 do 1,5m.
Pri použití v prednej časti vozidla od 0,3 do 1m.
Parametre
napájacie napätie: 9–16V
pracovná teplota: –30 do +70°C
rozmery displeja: 148×20×17 mm
pracovný prúd: 20–200 mA
ultrazvuková frekvencia snímačov: 40kHz
Obsah balenia
riadiaca jednotka
4 ks snímačov s priemerom 19mm
LED displej
kabeláž
nástroj na zhotovenie otvoru do nárazníka
SSA
13. 4. 2015
Automatické parkovanie
SSA - Úvod
35
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej technike
Číslicová riadiaca jednotka
p

TEPLOTA
MOTORA
NAPÄTIE
BATÉRIE
U
U
UE
U
KĽÚČ
-
KONC. ST.
PRIMÁRNY PRÚD
SPÍNAČ
PLN. VÝK.
ANALOG. - DIGIT.
PREVODNÍK
VOĽNOB.
SPÍNAČ
TLAK
V SAC. POTR.
UB
MIKROPOČÍTAČ
OTÁČKY
POL. KĽ. HR.
+
ŠTART.
SNÍMANÉ SIGNÁLY
Elektronický regulátor predstihu zážihu (IMČ)
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
36
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej technike
Riadenie prevádzky automobilu, distribuovaný, zbernicový RS – hlavne CAN
Riadenie pohonnej jednotky (RPJ) – otáčky, výkon, splodiny, (vstrekovanie,
zážih), hlavná oblasť nášho záujmu!!!
Riadenie podvozku – ABS, ARS, ESP, EBS, odpruženie, tlak v pneu,...
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
37
Automatizácia výroby a IT a RS
výrobného podniku, priemyselná automatizácia – distribúcia inteligencie
Vrcholové riadenie
podnikových
činností ERP –
Enterprise Resource
Internet
Planning
Systém riadenia
MES
výrobného procesu
PCS
MES –
Systémy automatizácie
Manufacturing
a riadenia procesov
Executive System
HCS,DCS, PLC
Systémy
automatizácie
výroby a riadenia
procesov PCS - Sensors,
Process Control actuators,
field instruments
Systems (DCS, PLC,
...)
Riadenie
podniku
Hlavný počítač
ERP
Internet
Ethernet
Odberatelia
Industrial Ethernet
Fieldbus
Priemyselný Ethernet ako
komunikačný systém vyššej
úrovne, dovoľuje spojenie
rozdielnych sietí fieldbus a ich
vertikálnu integráciu do
infraštruktúry podniku, dokonca
až po intranet a internet
HMI, SCADA
Koordinačná a
stabilizačná
rovina
Fieldbus
Procesná rovina
Prevádzkové prístroje
Controlled process
Bloková schéma IT a RS výrobného podniku vrátane požívaných komunikačných
zberníc, PCS - hybridný (distribuovaný) riadiaci systém
SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition, systémy sledovania a riadenia procesov, HMI – Human-Machine
Interface, operátorské rozhrania, MČ – merací člen, AČ – akčný člen,
Skrip. SaP
IMČ – inteligentný merací člen (inteligentný senzorový systém), IAČ – inteligentný akčný člen
13. 4. 2015
38
Chemický priemysel : výroba benzínu, plastov, ... ,
by nebola možná bez meracej a riadiacej techniky
ako sú :
snímače, analyzátory, ventily, pohony, regulátory,
riadiace systémy.
Bez meracej a riadiacej techniky by sme
nemohli vyrábať elektrickú energiu
Roboty, manipulátory a
výrobné linky vykonávajú
namáhavú, nebezpečnú,
nepretržitú a precíznu
prácu.
Osobné automobily dnes
obsahujú riadiace počítače,
ktoré vykonávajú mnoho
dôležitých funkcií ako:
kontrola a riadenie činnosti
motora, ABS, Airbag,
informačný systém, ...
Automatické zabránenie
nárazu pri cúvaní
Navigácia v meste a v teréne
k požadovanému cieľu, ...
Riadiaca technika v
moderných vlakoch
„Inteligentné budovy“
výpočtová technika zabezpečuje:
- riadenie klímy
- osvetlenia
- pohybu výťahov
- kontroluje prístup osôb do jednotlivých
priestorov a iné funkcie
Riadiaca technika v
spotrebnej elektronike
A) Procesná
úroveň riadenia:
snímače, prevodníky,
akčné členy
Príklad technologickej obrazovky :
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej technike
Riadenie prevádzky automobilu, zbernicový RS - CAN
Riadenie pohonnej jednotky (RPJ) – otáčky, výkon, splodiny, (vstrekovanie,
zážih) jedna centrálna RJ (ECU)
Riadenie podvozku – ABS, ARS, ESP, EBS, odpruženie, tlak v pneu,...niekoľko
autonómnych RS (ECU) najčastejšie s prepojením na CRJ
Asistenčné služby, komfort → ku IA
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
50
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej technike
Riadenie prevádzky automobilu, centrálna RJ, zbernicový RS
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
51
€
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej
technike - EBS (Electronic Braking System)
Riadenie prevádzky automobilu, brzdový asistent, zbernicový RS (80km/h – zisk 0,3 sek., tj. 6m pri brzdení),
Controller–area network (CAN or CAN-bus)
Snímač otáčok,
6,7
Zbernicový riadiaci systém automobilu, integrovaný
informačný systém
€
Komunikačný protokol
master, slavers
-nadviazanie spojenia
-prenos správy
-ukončenie spojenia
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
53
Zbernicový systém automobilu, zbernica CAN, tj. Controller
Area Network
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
54
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej technike
CAN – Controller Area Network
SCP – Standard Corporate Protocol
ACP – Audio Control Protocol
Konkrétny príklad zbernicového systému v automobile
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
55
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej technike
princíp
Dažďový senzor
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
56
Súťaž mobilných robotov
Meranie, monitorovanie a riadenie v automobilovej technike
princíp
Dažďový senzor
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
59
MEMS v automatizácii a priemysle
Inertia sensor for automobile air bag
deployment system
Zotrvačnosť (akcelerometer) senzor pre
automobilový air bagu, nasadenie systému
Hmotnostný prietokomer vzduchu
Micro inertia, in place v automobile
The size of a rice grain - Veľkosť zrna ryže
1. hybridné obvody
2. veko
3. kovová vložka
4. vnútorné potrubie s vyhrievaným drôtikom, R2
5. teleso prietokomera
6. ochranná mriežka
7. upevňovací krúžok
8. snímač teploty vzduchu, R1
9. krúžok snímača s vyhrievaným drôtikom
10. presný rezistor, R3 alebo R4
Realizácia MEMS technológiou senzorového
systému meranie hmotnostného prietoku vzduchu
v sacom potrubí motora
60
Automatizované alebo automatické riadenia automobilu
ESP – Electronic Stability Program
Mikrosenzory –napr. MEMS
SSA
13. 4. 2015
SSA - Úvod
61