Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 17

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
This paper presents the high accuracy hardware implementation of the hyperbolic tangent and sigmoid activation functions for artificial neural networks. A kind of a direct implementation of the functions in a few different versions is proposed and investigated both by software and hardware modeling. A single precision floating point arithmetic is applied. Apart from conventional design style with hardware description language coding, high level synthesis design techniques with the Matlab HDL coder and Xilinx Vivado HLS have also been investigated.
PL
W artykule przedstawiono algorytm sterowania mieszalnikiem, który przygotowano w formie rozmytej interpretowanej sieci Petriego. Algorytm ten zaimplementowano w specjalizowanym sterowniku programowalnym, zbudowanym w oparciu o struktury programowalne FPGA, co znacznie skróciło czas wykonywania kodu. Sterownik programowany jest zgodnie z normą IEC 61131-3 dzięki środowisku inżynierskiemu CPDev. Zaprezentowano ogólny sposób realizacji rozmytej interpretowanej sieci Petriego w języku tekstowym ST, co pozwala uzyskać przenośność programów pomiędzy sterownikami PLC różnych producentów.
EN
Fuzzy Interpreted Petri Net is a synchronized, low-level net, which can be used for formal description of control algorithms. Formal bases of the net and a transformation method to the logic circuit were presented in [1]. Software realization of the net, using Siemens Step 7 language, was described in [2]. Some practical application of the net for controls and diagnostics can be found in [3]. In this article, general realization method of Fuzzy Interpreted Petri Net in ST language was proposed. The method directly uses the transition firing and dynamic equations of the net. As a hardware, specific programmable controller, based on FPGA struc-tures, was applied. Description of main CPU unit of the controller is shortly presented in this article. More detail of the controller can be found in [6], [7, 10]. Prototype of the controller was shown in [12] as well. FPGA programmable controller is programmed using CPDev control software [4]. Example of Fuzzy Interpreted Petri Net for control of the mixer plant is also included in this article. The net consists of 18 places p', 5 places p" and 17 transitions. Total computation time of the control algorithm, implemented in FPGA programmable controller, is very short and equal to 86žs. Such a time is almost unreachable to the typical, industrial PLCs. Another advantage of proposed realization method of Fuzzy Interpreted Petri Net is a portability of the code between PLCs of different producers, which is impossible to obtain using PLC programming languages, such as LD or FBD.
3
Content available remote FPGA-based Execution Platform for IEC 61131-3 Control Software
EN
The article presents FPGA-based hardware platform for executing control system software written in languages of IEC 61131-3 standard in CPDev integrated development environment. Supported data types, compilation to intermediate code and two implementations of FPGA execution machine - basic and enhanced are described. The implementations have been tested for speed and compared with software-based platforms of CPDev package.
PL
W artykule przedstawiono platformę sprzętową opartą na technologii FPGA do wykonywania programów systemów sterowania tworzonych w językach normy IEC 61131-3 w zintegrowanym środowisku programistyczno-uruchomieniowym CPDev. Przedstawiono obsługiwane typy danych, kompilację do kodu pośredniego oraz dwie realizacje sprzętowej maszyny wykonawczej - podstawową i rozszerzoną. Realizacje poddano testom szybkości i porównano z maszynami programowymi obsługiwanymi przez CPDev.
PL
W artykule omówiono, opracowaną dla struktur FPGA, implementację układów realizujących podstawowe operacje arytmetyki zmiennoprzecinkowej. Implementacja charakteryzuje się pewnym kompromisem pomiędzy zapotrzebowaniem na zasoby logiczne układu programowalnego a szybkością realizacji operacji arytmetycznych określoną przez liczbę taktów zegara niezbędną do wykonania operacji. Wspomniane układy zostały wykorzystane jako zasadnicze komponenty zmiennoprzecinkowej jednostki arytmetycznej przeznaczonej dla sprzętowej maszyny wirtualnej. Maszyna ta, implementowana w układach FPGA, jest specjalizowanym mikrokontrolerem wykonującym pośredni kod wykonywalny generowany przez kompilator środowiska inżynierskiego CPDev, przeznaczonego do projektowania oprogramowania sterowników przemysłowych. Wykonane testy wydajności maszyny sprzętowej wyposażonej w zmiennoprzecinkową jednostkę arytmetyczną wskazują, że jest ona średnio kilkadziesiąt razy szybsza od dotychczas istniejących realizacji programowych, wykorzystujących popularne mikrokontrolery AVR i ARM.
EN
Under the CPDev (Control Program Developer) engineering environment, programs written in one of the languages defined in the IEC 61131-3 standard are compiled into the universal intermediate code executed on the side of programmable controllers by the virtual machines [9]. There are software implemented virtual machines, dedicated for the platform with popular AVR and ARM microcontrollers, and also there is a recently developed hardware virtual machine implemented using FPGA devices [2]. The hardware virtual machine, which in fact is a specialized microcontroller described in the Verilog Hardware Description Language [3], is several dozen times faster then its software counterparts [2]. But the main drawback of the existing hardware virtual machine is a lack of the ability of executing the floating point computations. The paper presents an architecture of the floating point arithmetic unit accomplishing basic floating point operation, designed for the hardware virtual machine. There are quite a lot of publications concerning FPGA implementation of the floating point arithmetic, for instance [6, 7, 8, 10, 11]. In this paper the realization of basic float-ing point operation, balanced between logic resources requirements and speed of computing (defined by the number of clock cycles necessary to end up a floating point operation), is presented. Figs. 1 and 2 show a simplified micro-architecture of the single precision (according to IEEE 754-1985 standard [5]) floating point multiplier and adder. A floating point divider has roughly the same structure as the multiplier - it differs in states functions performed by some blocks. A few different realizations of the multiplier and adder unit were designed - the details are presented in Tabs. 1 and 3. The general trend is as follows: a shorter clock cycle necessary to execute the operation needs more logic resources of FPGA. A floating point unit for the hardware virtual machine was designed based on the floating point multiplier, divider and adder blocks. Apart from the mentioned above basic floating point operation, the floating point unit also performs operations like: comparison and relation (equals, not equals, more than, more than or equal etc.), absolute value, negation, integer value to floating point value conversion, floating point to integer conversion (rounding, truncating) and some functions fetched from IEC 61131-3 standard like MIN, MAX, LIMIT. To compare performance of the hardware virtual machine equipped with the floating point unit and its software counterparts, the Whetstone based benchmark [1] was written in ST language. The test results are given in Tab. 4. The hardware virtual machine (implemented using Xilinx Spartan 3-AN FPGA XC3S1400AN-4FGG676) is several times faster than the software one implemented on AVR and ARM microcontrollers, and even a little bit faster than the PC based virtual machine (under .NET environment).
PL
W artykule przedstawiono prototypową platformę sprzętową z układami programowalnymi FPGA dla tzw. sprzętowej maszyny wirtualnej, będącej specjalizowanym mikrokontrolerem istniejącym w postaci wirtualnego komponentu (IP core), opisanym w języku Verilog. Platforma ta, wraz z zaimplementowaną w układzie FPGA sprzętową maszyną wirtualną, stanowi kompletny programowalny sterownik logiczny. W artykule opisano moduł główny sterownika, zrealizowany w dwóch wersjach z układami FPGA Xilinix z rodziny Spartan-3AN oraz Spartan-6, a także moduły wejść-wyjść analogowych oraz cyfrowych. Przedstawiono również wyniki syntezy logicznej wirtualnych komponentów sprzętowej maszyny wirtualnej w różnych konfiguracjach dla obydwu zastosowanych układów FPGA.
EN
In this paper a prototype hardware platform with FPGA devices for so called hardware virtual machine (HVM) is presented. HVM is a Intellectual Property Core (IP core) of specialized microcontroller described in Verilog Hardware Description Language. This prototype platform with HVM implemented in FPGA is, in fact, a complete programmable logic controller. The paper presents the main module of logic controller, as well as digital and analog input - output modules. The main module has been developed in two versions: with Xilinx FPGA Spartan-3AN device and newest Spartan-6 family device. Synthesis results of IP core of HVM in selected configurations for both FPGAs are also presented.
PL
W artykule przedstawiono architekturę modułu komunikacyjnego, przeznaczonego do współpracy ze sprzętową implementacją maszyny wirtualnej. Maszyna ta, implementowana w układach FPGA jest specjalizowanym mikroprocesorem, opisanym w języku Verilog, wykonującym pośredni kod wykonywalny generowany przez kompilator środowiska inżynierskiego CPDev. Środowisko to przeznaczone jest do projektowania oprogramowania sterowników przemysłowych. Prezentowany moduł komunikacyjny, oprócz podstawowej funkcji załadowania kodu wykonywalnego do pamięci programu maszyny, umożliwia również m.in. monitorowanie pracy maszyny, w tym pozwala na pełny dostęp do pamięci operacyjnej maszyny, odczyt rejestrów specjalnych maszyny, a także pewne funkcje pomocne podczas uruchamiania oprogramowania. Przedstawiono również prototypowy sterownik kotła centralnego ogrzewania, oparty na implementacji w układzie FPGA Xilinx maszyny sprzętowej wraz z modułem komunikacyjnym.
EN
In this paper an architecture of communication module for hardware implementation of virtual machine is presented. Hardware implementation of virtual machine, also called hardware machine, is a specialized micro-processor, described in Verilog Hardware Description Language, which executes universal intermediate code generated by CPDev environment. CPDev is intended to design of programmable logic controller software. The communication module, apart form basic function like code down-loading from CPDev to the program memory of hardware machine, also offers an in-circuit debugging capabilities for hardware machine. In the paper a prototype controller for central heating kettle is also presented. This controller integrates in FPGA, among others, hardware machine and communication module.
7
Content available remote Multiple tasks in FPGA-based programmable controller
EN
An FPGA-based execution platform for PLC controllers with capability to run multiple control tasks is presented. The platform, called multi-CPCore, uses hardware virtual machines to execute control tasks defined in CPDev engineering environment. The tasks consist of one or more programs written in IEC 61131-3 languages, such as ST, IL or FBD. They may run with different cycles and communicate via global variables. Parallel programming mechanisms like process image and semaphores are provided to handle potential conflicts when accessing shared resources.
PL
Celem badań była weryfikacja zmodyfikowanej technologii kucia stalowych odkuwek pierścieniowych, dającej w wyniku podwyższenie i ustabilizowanie jakości powierzchni i warstwy przypowierzchniowej w krytycznych miejscach obręczy kół kolejowych odwalcowanych z odkuwek pierścieniowych. W oparciu o wyniki symulacji numerycznych wykonano weryfikację przemysłową kucia odkuwek pierścieniowych uwzględniających zmodyfikowany kształt narzędzi i częściowo zmienione parametry procesu. Na podstawie wyników weryfikacji przemysłowej ustalono, że zastosowanie matrycy górnej o zmienionym kształcie powierzchni wewnętrznej zgodnie z opracowaną propozycją, wypukłej matrycy dolnej oraz stempla o kulistej powierzchni czołowej i o większej średnicy niż obecnie stosowana, wywiera korzystny wpływ na rozkład odkształcenia materiału w procesie kucia i powoduje przemieszczenie krawędzi bloczka wsadowego w pożądanych kierunkach, na wewnętrzną powierzchnię obręczy, co prowadzi to do uzyskania wysokiej jakości powierzchni i warstwy przypowierzchniowej w miejscach ekstremalnej eksploatacji wyrobu.
EN
The purpose of the testing was to verify the modified technology for making ring-shaped steel forgings that provides the enhanced and stabilised quality of surface and surface layer at the critical points of railway wheel rims rolled out of ring-shaped forgings. Based on the numerical simulation results the industrial verification of making ring-shaped forgings in consideration of modified shape of tools and partially changed process parameters was carried out. From the industrial verification results, it was found that the use of top tool with modified shape of internal surface in accordance with the developed proposal, convex bottom tool and punch with spherical end face and diameter greater than the one used so far has advantageous effect on distribution of material strain during forging and results in shifting the charge block towards the desired directions, to the internal surface of the rim, which provides high quality surface and surface layer at the points of extreme operation of the product.
PL
Artykuł zawiera wyniki badań i prób przemysłowych wykonanych w projekcie celowym nr 6 T08 2003 C/06107 dofinansowanym przez Ministerstwo Nauki i Informatyzacji pt.: "Opracowanie zasad doboru wsadów z COS i dostosowanie do tych wsadów technologii wytwarzania kuto-walcowanych obręczy kół dla pojazdów szynowych". Celem projektu było opracowanie kryteriów doboru i przygotowania materiału wsadowego w postaci stalowych wlewków ciągłych o przekroju poprzecznym niekołowym, do wytwarzania kuto-walcowanych obręczy na koła pojazdów szynowych oraz dostosowanie technologii wytwarzania obręczy do tych wsadów. Efektem zastosowania wsadów z COS w miejsce półwyrobów walcowanych z wlewków konwencjonalnych jest zwiększenie uzysku materiałowego i obniżenie kosztów przygotowania materiału wsadowego. Znacznie mniejszy stopień przerobu struktury krzepnięcia w przypadku stosowania wlewków ciągłych i niekołowa symetria przekroju poprzecznego wlewków, które stosuje Huta Bankowa, wymagały zbadania wpływu tych czynników na właściwości obręczy. W ramach projektu zrealizowano szeroki program prób przemysłowych, laboratoryjnych badań materialowych i symulacji komputerowych, obejmujący wszystkie istotne aspekty wpływu rodzaju materiału wsadowego na właściwości obręczy i na technologię ich wytwarzania.
EN
The paper contains results of investigation and industrial trials carried in the targeted project no 6 T08 2003 C/06 107 supported financially by the Ministry of Science and Information Technology entitled: "Development of methods for selection of continuously cast stock material and adaptation of forged-and-rolled railway wheel tyres manufacturing technology to the selected stock material". The aim of the project was to develop criteria for selection and preparation of stock material as continuously cast blooms of non-circular cross-section for manufacturing of forged-and-rolled railway wheel tyres and to adapt the manufacturing technology to the selected stock material. Application of continuously cast stock material instead of material rolled from conventionally cast ingots results in increasing of material yield and decreasing of material preparation costs. Much lower ratio of deformation of solidification, structure in case of application of continuously cast semiproducts and non-circular symmetry of cross-section of the continuously cast material used at Huta Bankowa required investigation of the effect of the separameters on properties of the tyres to be carried out. A wide programme of industrial trials, laboratory investigation and computer simulation comprising all important aspect of the effect of stock material on properties of the tyres and on manufacturing technology was accomplished in the project.
PL
Rozmyte sieci Petriego (FPN) dobrze nadają się do modelowania algorytmów sterowania procesów złożonych. Dzięki takim modelom można dokonać syntezy zarówno programowych, jak i sprzętowych układów sterujących. Zastosowanie logiki wielowartościowej (rozmytej), prowadzi do układów, które mogą przetwarzać zarówno sygnały analogowe, jak i binarne. Sprzętowe układy sterujące są szczególnie atrakcyjne ze względu na dużą szybkość działania i niski koszt. Dotychczasowe prace dotyczące FPN dotyczyły modelowania algorytmów sterowania. Niniejsza praca zawiera dwa elementy nowości - pokazuje, jak można wykorzystać wartość rozmytych znaczników sieci Petriego, oraz wyjaśnia, że FPN daje się łatwo rozbudować o funkcje diagnostyki w układzie sterowania.
EN
Fuzzy Petri nets are useful for modeling of complex systems. Owing to such models we can synthesize both software and hardware control devices. Application of multivalued logic (fuzzy logic) leads to the systems, which are able to processing both analog, and binary signals. Hardware control systems are especially attractive for the sake of very high speed and low cost. Until now, the works associated with FPN, were applied to modeling of control algorithms. This work provides two elements of novelty - it shows how to use the values of fuzzy markers in the Petri net, and explains that one can easily extend the FPN to solve the diagnostic functions in the control system.
11
PL
W pracy zaproponowano metodę syntezy układu sterującego, specyfikowanego za pomocą rozmytego systemu ekspertowego, zawierającego reguły działania. Przedstawiono sposób modelowania i badania właściwości SE przy użyciu rozmytej sieci Petriego. Pokazano praktyczny przykład zastosowania metody do syntezy sterownika, wykonanego w układzie FPGA.
EN
This paper presents a synthesis method of a control system, that is modeled by a production-rule-based expert system. As a tool for analysis properties of the expert system a fuzzy Petri net is proposed. We show practical application of the described method to develop a parallel controller, that is implemented in a FPGA.
12
Content available Design of manufacturing of welding neck type rings
EN
Computer aided design of the rolling process for welding neck 20" and 24" type rings on the Thyssen—Wagner 125—100 mill is described in the paper. Numerical simulations of processes of preform shaping and ring rolling were performed using ring-roll finite element software. The optimal shape of the preform and rolling curve were selected on the basis of results of simulations, as well as on the basis of experimental data. Values of stresses, strains, strain rates and temperatures during rolling were determined and resutts were validated by comparison with the data monitored during the real industrial process. Obtained results were used for the design of tools for forging and rolling of welding neck type rings.
PL
W pracy przedstawiono projektowanie procesu walcowania pierścieni kołnierzowych typu welding neck 20" and 24" w walcarce typu Thyssen-Wagner RAW 125-100. Komputerowa symulacja procesu kształtowania przedkuwki i walcowania pierścieni została przeprowadzona z wykorzystaniem programu Ring-Roll opartego na metodzie elementów skończonych. Na podstawie wyników symulacji oraz wyników doświadczalnych procesu walcowania pierścieni, dobrano optymalny kształt przedkuwki i krzywą walcowania dla danego typu pierścienia. Wartości naprężeń, odkształceń, prędkości odkształcenia oraz temperatury zostały określone dla poszczególnych etapów walcowania, a uzyskane wyniki poddano weryfikacji z danymi uzyskanymi z rzeczywistego procesu walcowania przeprowadzonego w warunkach przemysłowych. W oparciu o przedstawione wyniki, zaprojektowano narzędzia do kucia oraz walcowania pierścieni kołnierzowych.
PL
W pracy przedstawiono projektowanie procesu walcowania pierścieni na walcarce Thyssen-Wagner 125-100 z przedkuwek kutych na prasie hydraulicznej HRP 40000 kN. Przy projektowaniu kształtu przedkuwki wykorzystano wyniki symulacji walcowania pierścienia. Komputerowa symulacja procesu kształtowania przedkuwki (kucie i dziurowanie) została opracowana z wykorzystaniem programu RingRoll opartego na metodzie elementów skończonych. Na podstawie wyników symulacji oraz wyników eksperymentalnych procesu walcowania pierścieni dobrano kształt przedkuwki zapewniający prawidłowe wykonanie pierścienia w trakcie procesu walcowania. Symulacja komputerowa procesu walcowania pierścienia została wykonana z wykorzystaniem programu RingRoll. Wartości naprężeń, odkształceń, prędkości odkształcenia oraz temperatury zostały określone dla poszczególnych etapów walcowania, a uzyskane wyniki porównano z danymi uzyskanymi z rzeczywistego procesu przeprowadzonego w warunkach przemysłowych. Opierając się na przedstawionych wynikach, zaprojektowano narzędzia do kucia przedkuwki oraz do walcowania wyrobów.
EN
Analysis of manufacturing process of rings on the Thyssen-Wagner rolling mill RAW 125-100 is described in the paper. The mill is combined with the hydraulic press HRP 40 000 kN. Computer simulations of pressing and rolling processes were performed and the results were used in the optimal technology design. Simulation of shaping of the preform (compression and piercing) was performed using RingRoll computer program. Results of simulations and industrial experiments enabled selection of the best shape of the preform. Simulation of the ring rolling process was also performed using RingRoll software. Fields of strains, strain rates, stresses and temperatures were determined for the whole rolling process. Experimental validation was performed in the industrial conditions. Design of tools for forging and rolling is the main result of the project.
14
Content available remote Symulacja komputerowa i badania weryfikacyjne kucia odkuwek do walcowania obręczy
PL
Artykuł obejmuje wyniki badań prowadzonych w Hucie Bankowa w ramach projektu pt. Opracowanie zasad doboru wsadów z COS i dostosowanie do tych wsadów technologii wytwarzania kuto-walcowanych obręczy kól dla pojazdów szynowych. Obliczenia wykonano za pomocą programu komputerowego Qform3D dla odkuwek wsadowych do walcowania dwóch typów obręczy. Wynikami obliczeń były rozkłady temperatury, intensywności odkształceń i naprężeń średnich. Kierunki i geometrię przemieszczania się materiału podczas kucia odkuwek ustalono eksperymentalnie za pomocą znaczników w postaci napoin ze stali nierdzewnej napawanych na naroża bloczków wsadowych. Stwierdzono, że modelowanie komputerowe, zweryfikowane co do dokładności obliczeń metodami badań fizycznych, jest niezbędnym narzędziem analizy i optymalizacji procesu kucia.
EN
The paper contains results of research work carried out at Huta Bankowa under project entitled "Preparation of principles for selection of continuously cast stock material for production of tyres of rail vehicles and adaptation of technology to the new stock material". For two chosen types of tyres simulation of forging process using Qform 3D computer program was accomplished. As a result of calculation distribution of temperature, deformation intensity and average stress were obtained. To identify direction and geometry of material flow during forging markers in the form of stainless welds laid on edges of the stock material were applied. It was found that computer modelling verified and corrected by experimental research is becoming necessary method for analysing and optimization of forging process.
PL
W artykule omówiono budowę linii produkcyjnej modelującej proces kucia na gorąco oraz przedstawiono sposób sterowania obiektem. Algorytm sterowania opisany został za pomocą sieci Petriego i zaimplementowany na sterowniku logicznym. Przedstawiono aplikację wizualizacji wykonaną w pakiecie oprogramowania WinCC, która umożliwia monitorowanie przebiegu procesów modelowanych przez obiekt.
EN
This paper describes the construction of a production line modeling process of hot-forging as well as presents the way of controlling the object. Control algorithm is described by a petri net and implemented in a programmable logic controller. A visualization made with software tool WinCC is presented which allows monitoring of processes modeled by the object.
PL
W pracy opisano model i program komputerowy procesu walcowania pierścieni. Program symuluje cały proces obejmujący nagrzewanie wsadu, prasowanie, dziurowanie i walcowanie. Cieplno-mechaniczno-mikrostrukturalny model wykorzystuje metodę elementów skończonych. Program jest wyposażony w interfejs graficzny, który ułatwia pracę użytkownikowi. Wybrane przykłady wyników symulacji zostały zamieszczone w pracy i potwierdzają dobrą dokładność modelu.
EN
The new concept of mathematical modelling of shape rolling in application to rolling of steel rings is the main subject of the paper. The program simulates the whole manufacturing process, including heating of the stock material, pressing of the slug, piercing and finally the ring rolling. The thermal-mechanical-microstructural model based on the finite element method is applied. The temperature changes, metal flow and microstructure evolution are taken into consideration in all component processes. The program is equipped with graphical interface, which organizes the simulation process, allows simple data setting by controlling its consistency and graphical presentation of results. Selected results of simulations, presented in the paper, confirm good predictive ability of the model.
17
Content available remote System kontroli i monitorowania detektora TRT w eksperymencie ATLAS
PL
W artykule niniejszym przedstawiono metodykę i narzędzia budowania systemu sterowa-nia, kontroli i monitorowania dużego eksperymentu fizyki cząstek na przykładzie detektora TRT eksperymentu ATLAS. Podano wymagania jakim musi sprostać taki system, zarówno od strony sprzętu jak i oprogramowania. Trudne warunki otoczenia, prawie całkowity brak dostępu do aparatury oraz długi okres eksploatacji urządzenia wymagąją stosowania standardów przemysłowych tak, aby zapewnić serwisowalność, łatwość modernizacji oraz obsługę intuicyj-ną nawet przez stosunkowo mało fachowy personel.
EN
In this article we preset methods and tools for design and construction of the control and monitoring system for a big particle physics experiment taking as an example one of the ATLAS subdetectors. Several requirements has been enumerated which such a system have to meet both by hardware and software. Harsh environmental conditions, difficult if not impossible access and very long exploitation time create conditions where only application of industrial standards allow for serviceability, possibility of fast and easy upgrades and intuitive running of the system by relatively non-experienced staff.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.