Aktuální vydání

celé číslo

01

2020

Operátorské panely, HMI, SCADA

celé číslo

Ovládací prvky v řídicí technice

Automa 3/2000

Ing. Miroslav Medal,
Megatron, s. r. o.

Ovládací prvky v řídicí technice

Obr. 1.

Moderní průmyslová výroba se vyznačuje vysokým stupněm automatizace, která vytváří předpoklady pro levné zpracování surovin a umožňuje hospodárné využití energetických zdrojů. Aby však bylo možné lidskou činnost ve výrobním procesu částečně nebo plně automatizovat, musí být stroj vybaven zařízením, které člověku řídicí funkci usnadňuje.

Tím jsou systémy automatické kontroly, ochrany, ovládání a regulace. Člověk zasahuje do regulovaného procesu na základě informací, které v jeho průběhu získává, prostřednictvím řídicích a kontrolních panelů. Ty jsou vybaveny kontrolkami, ovládacími tlačítky, spínači, displeji, měřidly, potenciometry a křížovými ovládači, které umožňují člověku účelně komunikovat se strojem.

Na našem trhu v současné době předkládá širokou paletu těchto komponentů mnoho výrobců a dovozců. Patří mezi ně i firma MEGATRON, která v této oblasti nabízí přesné potenciometry jednootáčkové i víceotáčkové s knoflíky se stupnicí pro ruční nastavení, křížové ovládače – joysticky a trackbally, o nichž se na následujících řádcích krátce zmíníme.

Přesné potenciometry
Přesné potenciometry mohou být použity např. k nastavení požadované hodnoty regulované veličiny nebo k ladění konstanty regulátoru. V kombinaci s knoflíkem se stupnicí s vestavěným precizním převodem (obr. 1) umožňují poměrně přesné polohování a vysokou reprodukovatelnost nastavovaných hodnot. Vyrábějí se v mnoha provedeních a velikostech pro různé průměry hřídelí (6,35 – 6 – – 4 – 3,17 – 3 mm), s analogovou nebo číslicovou stupnicí. Vestavěná aretace zamezuje samovolnou změnu polohy při otřesech nebo chvění.

Obr. 2. Obr. 3. Obr. 4.

Křížové ovládače – joysticky
Také křížové ovládače (obr. 2, 3, 4) jsou v současné době velmi důležitými a oblíbenými ovládacími prvky. Základní rozdělení ovládačů: proporcionální se spojitým výstupem, spínačové (switchsticks) a kombinované. Mezi proporcionální ovládače patří potenciometrické, které jsou zřejmě nejrozšířenější, dále indukční a magnetické. Rozdílné konstrukční provedení, velikost a robustnost předurčují tyto joysticky k použití v nejrozmanitějších odvětvích průmyslu – řízení pohonů kolejových vozidel, bagrů, řízení robotů, souřadnicových stolů, ale i tak citlivých přístrojů, jakým je např. oční laser v medicíně.

Na obr. 2 je potenciometrický joystick typu 890, který patří mezi velmi robustní typy. Má krytí IP65 a je použitelný i v těžkém průmyslu. Lze volit mezi provedením s ovládáním v jedné, dvou nebo třech osách, popř. s mikrospínačem v rukojeti. Analogický k tomuto typu je typ 836, který však pracuje na indukčním principu a poskytuje aktivní výstupní signál o velikosti ±10 % napájecího napětí.

Zajímavým řešením rovněž robustního křížového ovládače je kompaktní indukční joystick MJU1000 na obr. 3 vlevo, jehož součástí jsou čtyři nezávislé indukční snímače a vestavěná vyhodnocovací elektronika poskytující výstupní napětí o velikosti ±25 % napájecího napětí v závislosti na vychýlení páky. Je vhodné jej použít v oblasti souřadnicového řízení měřicích stolů, rovněž při aplikacích u jeřábů a těžké techniky. Typický mechanický život tohoto systému je dva milióny pohybů. Nevýhodou je silná náchylnost k rušení v blízkosti externích indukčností a magnetických polí.

Na obr. 4 je též bezkontaktní, avšak konstrukčně odlišný joystick typu TRY10, pracující na principu Hallova jevu. Jde o novou generaci magnetických joysticků, která je nástupcem indukčních přístrojů. Předností je vysoká spolehlivost a odolnost proti vnějším elektromagnetickým polím a vysokofrekvenčnímu rušení. Mechanický život systému je přibližně jeden milión provozních cyklů. Kromě jednoosého, dvouosého nebo tříosého provedení může být hlavice navíc vybavena spínači. Typické aplikace tohoto joysticku jsou v oblasti ovládání nemocničních a operačních stolů, elektrických vozidel a všeobecně pohonů s krokovými motory a servomotory.

Obr. 5.

Trackbally
Řídicí panely většiny strojů a automatů řízených počítači jsou často vybaveny grafickými zobrazovači LCD, jejichž prostřednictvím je obsluha informována o průběhu výrobních operací. Člověk může do programu zasáhnout výběrem určitých funkcí z menu na obrazovce a přestavováním jejich parametrů. K tomu se hojně používají tzv. trackbally (obr. 5), na jejichž mechanickou odolnost a robustnost, popř. krytí proti stříkající vodě jsou kladeny rovněž vysoké nároky. Oproti klasické myši, známé všem, kdo pracují s osobním počítačem, je použití trackballu uživatelsky příznivější, neboť nevyžaduje pohyb celé paže. Kurzorem i tlačítky ENTER, ESCAPE a CLIK-LOCK lze pohybovat pouze dvěma prsty. Výstupním signálem je buď kvadraturní signál, nebo signály sériového rozhraní RS-232, popř. jiné. Trackbally je možné také nalézt v bankovních automatech nebo v informačních systémech na nádražích a letištích, v nichž však často bývají nahrazovány dotykovou obrazovkou.

Využití zmíněných prvků v průmyslu, automatizační a regulační technice je výsledkem rychlého technického rozvoje a potřeby stále snazší a dokonalejší „domluvy“ člověka a stroje. Lze předpokládat, že při pokračování tohoto trendu by během krátké doby mohl být dosavadní způsob ovládání nahrazen komunikací hlasovou, která je člověku nejbližší.

Megatron, s. r. o.
Mrštíkova 16
100 00 Praha 10
Tel./fax: 02/781 58 81, 781 62 87