Методы спектрального анализа сигналов и их применение в автоматизации полиграфического производства Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Методы спектрального анализа сигналов и их применение в автоматизации полиграфического производства

О.А. Филиппова,

ДЦмаг-6-1

Работоспособность полиграфического оборудования определяется техническим состоянием механических систем привода полиграфических машин, которое в первую очередь зависит от степени износа опор качения, кулачковых механизмов, зубчатых пар.

Особенно остро проблема распознавания технического состояния полиграфического оборудования встала в последние годы с внедрением высокоскоростного печатного и послепечатного оборудования, автоматизированных поточных линий и постепенным развитием тенденций перехода на гибкие производственные системы (ГПС) с цифровым управлением, что потребовало существенного повышения квалификации обслуживающего персонала и разработки новых методов поиска неисправностей.

Актуальность работы заключается в повышении качества функционирования механических систем печатных машин за счет применения диагностических методов, позволяющих оценить техническое состояние и выявить возможные отказы на стадиях проектирования, производства и эксплуатации полиграфического оборудования.

Одним из направлений повышения качества обслуживания оборудования является разработка методов и средств для своевременного обнаружения и предупреждения отказов машин, возникающих в процессе их эксплуатации. Наиболее эффективными методами оценки технического состояния полиграфического оборудования являются методы технической диагностики. Своевременное обнаружение неисправ-

ностей, прогнозирование развития износа оборудования позволяет уменьшить простои, повысить качество выпускаемой продукции, снизить ее себестоимость [1].

Большинство процессов, анализ которых дает основной объем диагностической информации, имеют колебательный характер. В технике это механические, электромагнитные и другие виды колебаний.

Современные средства разработки прикладного программного обеспечения предоставляют широкий выбор инструментов, как для опытных программистов, так и для не искушенных в программировании пользователей. Эти средства позволяют создавать пользовательские программы непосредственно на стандартных языках программирования, например C/C++, Basic, а также с помощью специальных библиотек, являющихся основой ряда инструментальных программных средств. Пакеты для разработки прикладного программирования для систем автоматизации по способу программирования следующие:

• текстовые или текстово-графические (Pascal, Delphi, LabWindows/CVI, Measurement Studio, Visual Basic, Visual C/C++), использующие элементы визуального текстового программирования для создания пользовательского интерфейса приложения и ориентированные в первую очередь на опытных программистов;

• графические объектно-ориентированные (InTouch, «Трейс Моуд»), основанные на применении графических образов объектов АСУТП в качестве элементов программирования;

• графические функционально-ориентированные (LabVIEW, LabVIEW/DSC, Agilent VEE), использующие функционально-логический принцип конструирования (рисования) и графического представления алгоритмов программ [2].

Графические пакеты легко осваиваются не только программистами-профессионалами, но и пользователями, не имеющими опыта программирования. С одной стороны, современные графические системы позволяют создавать программы, практически не уступающие по эффективности программам, написанным в текстовых пакетах. С другой стороны, в большинстве случаев графические программы более наглядны, легче модифицируются и отлаживаются, быстрее разрабатываются.

Несомненным достоинством графических систем программирования является то, что разработчиком приложения может быть сам постановщик задачи - инженер, технолог [3].

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) позволяет разрабатывать прикладное программное обеспечение для организации взаимодействия с измерительной и управляющей аппаратурой, сбора, обработки и отображения информации и

результатов расчетов, а также моделирования как отдельных объектов, так и автоматизированных систем в целом.

Виртуальные приборы (VI — Virtual Instrument) Традиционные измерительные приборы не позволяют изменять их функциональные возможности, поэтому приходится закупать все приборы, которые необходимы для изучения какого-либо объекта. Технология виртуальных приборов позволяет превратить обычный персональный компьютер в устройство с произвольной функциональностью. Компьютер с подключенными к нему многофункциональными платами может быть и мощной расчетной машиной, и осциллографом, и вольтметром, и коммутатором сигналов, и частотомером, и системой управления технологическим процессом и т. п.

Любая программа, созданная в системе LabVIEW, называется виртуальный прибор (ВП) или виртуальный инструмент (ВИ - дословный перевод с английского языка: VI-Virtual Instrument). Компонентами, составляющими ВП являются передняя панель (рис. 1), блок-диаграмма и пиктограмма/коннектор.

щ э шааш ШШШЩ : □ Ж1 S

File Edit Operate Tools Browse Window Help m

¥ [©¡п и

CHANNEL A VERTICAL CHANNEL В VERTICAL

m №1

A J A л ■1) Position A 1 t ÜHICU /div 1 Position В

Г\ / 1 \ / \ / 1 / 1 j \ Л

\ 1 \ f -f— Д- i u 1 1 4— / 1 \ ) ■

A \ j r~ \ f T -j-I "Г I —I Г . div

I J \ \ f j \ 1 \/ \ I II

TRIGGER

TIMEBASE

¿¡IBSK/div f, 1 lode _ 1

Slope pTIj Level ^EEBfPosition

шх Device Acquire V Acquire , ON J\ ONCE / Channel A ' О Timeout Bipolar ,1 ^ L 'Acquired Channel В

Рис. 1. Передняя панель виртуального осциллографа

Передняя панель реализует пользовательский интерфейс с ВП, позволяет задавать исходные данные и отображать результаты работы ВП.

Блок-диаграмма (рис. 2) является аналогом традиционной программы и реализует функциональные возможности ВП.

Пиктограмма/коннектор позволяют использовать ВП в качестве подпрограммы (SubVI, виртуальный «подприбор») при построении модульных иерархических программ (2).

И&ИпШеЛХ.Block Diagram ■

File Edit Operate Tools Browse Window Help

1 Ф 1® 1 II I [Щ MfrMP* Application

E> E> E> E> aB B> B> '!> B> &>

ПТз1 I^Enuml ГЕП

inn

J №

1 -t-Kaaiihi^l

1

ff ш jllhi

JIIK ж tMH Ш|

в; J„ ' UM г z«,«1

1

Рис. 2. Блок-диаграмма ВП генерации и отображения случайного числа

Таким образом, становится очевидно, что использование спектрального анализа сигналов в полиграфии средствами среды LabVIEW целесообразно, удобно и экономически выгодно для предприятия.

Библиографический список

1. Куликов Г.Б. Диагностика механических систем привода полиграфических машин с использованием искусственных нейронных сетей : дисс. доктора техн. наук / Г.Б. Куликов. - М., 2008. - 293 с.

2. Виноградова Н.А. Разработка прикладного программного обеспечения в среде LabVIEW : учеб. пособие / Н.А. Виноградова, Я.И. Листратов, Е.В. Свиридов. - М. : Изд-во МЭИ, 2005.

3. ПейчЛ.И. LabVIEW для новичков и специалистов / Л.И. Пейч, Д.А. Точилин, Б.П. Поллак. - М. : Горячая линия-Телеком, 2004. - 268 с.