Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie dyfrakcji laserowej do badania stabilności emulsji typu olej w wodzie w przemyśle mleczarskim

Bomba Adriana, Babuchowski Andrzej, Adamczak Marek

Przemysł Spożywczy

|

2021

|

T. 75, nr 10

25--28

PL

Stabilność fizyczna emulsji w przypadku produktów żywnościowych to parametr ściśle związany z akceptacją konsumencką, który jednocześnie jest jednym z najważniejszych wyróżników jakości przy określaniu terminu przydatności do spożycia. Termodynamiczna stabilność żywności determinuje warunki przechowywania i możliwość transportu wyprodukowanych dóbr. W związku z powyższym ocena stabilności fizycznej emulsji jest ważnym elementem badań przemysłowych. Zagadnienie to ma szczególne znaczenie w przypadku przemysłu mleczarskiego, którego głównym surowcem jest mleko, czyli klasyczny przykład emulsji typu olej w wodzie (o/w). Dotychczasowe metody badania stabilności emulsji typu o/w opierały się na analizie wielkości kuleczek tłuszczowych z wykorzystaniem mikroskopu optycznego. Postęp naukowy i techniczny doprowadził do dezaktualizacji normy PN-A-86059:1975, która utraciła statu „uznanej reguły technicznej” i została wycofana bez zastąpienia. Stabilność emulsji typu o/w, określana na podstawie rozkładu wielkości kuleczek tłuszczowych jest coraz częściej badana z wykorzystaniem dyfrakcji laserowej.

EN

The physical stability of emulsions in case of food products is a parameter closely related to consumers’ acceptance, as well as one of the most important determinants of the products’ shelf life. Thermodynamic stability determines the conditions of storage and transportation of manufactured goods. Therefore, the research on emulsion physical stability is an important part of industrial research. This topic is of particular importance for dairy industry, where the raw material is milk – a classic example of oil-in-water (o/ w) emulsion. The analytical methods used so far to determination the stability of o/w emulsions’ stability have been based on the analysis of the size of fat globules using an optical microscope: PN-A-86059: 1975. However, scientific and technical progress has led to the obsolescence of the quoted standard, which lost the status as the “recognized technical rule” and was withdrawn without replacement. Currently, the stability of o/w emulsions, determined by the fat globules’ size distribution is being studied by means of laser diffraction.

2

A diode-pumped high-repetition-frequency passively Q-switched Nd:LaMgAl11O19 laser

Xu Yan, Gao Ziye, Xia Guangqiong, Wu Zhengmao

Optica Applicata

|

2020

|

Vol. 50, nr 3

415--423

EN

High-repetition-frequency Q-switched laser is realized through adopting a Nd:LaMgAl11O19 (Nd:LMA) disordered crystal as the gain material, a laser diode lasing at 796 nm as the pumped source, and a semiconductor saturable absorber mirror (SESAM) as the Q-switched device. The out-put characteristics are analyzed under using different transmittance T plane mirrors as an output coupler. Without adopting SESAM, the laser is operating at a CW state, and a relatively high transmittance is helpful for achieving high output power, slope efficiency and light-to-light efficiency. ForT = 7.5% and an absorbed power of 6.17 W, the output power arrives at its maximum of 1160 mW,and the corresponding slope efficiency and light-to-light efficiency are 20.71% and 18.78%, respectively. After introducing SESAM into the cavity, the laser operates at a passively Q-switched state, and the largest slope efficiency is 13.14% under T = 5.0%. Adopting five different output couplers, with the increase of the absorbed power, the pulse repetition frequencies, the pulse energies and the peak powers will ascend while the pulse widths will decline. The observed narrowest pulse width, the maximum pulse repetition frequency, the highest pulse energy and peak power are 1.745 μs, 175.88 kHz, 3.21 μJ and 1.84 W, respectively.

3

Kompleksowe wspomaganie projektowania układów sterujących i wykonawczych na przykładzie brykieciarki hydraulicznej

Tagowski M., Sobiepański M.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 7

844--845

PL

Kompleksowe projektowanie układów sterujących i wykonawczych wymaga integracji oprogramowania z kilku dziedzin. Odpowiedni dobór oprogramowania uzyskanie dużej efektywności w procesie projektowym, a przez to umożliwia obniżenie kosztów. W artykule przedstawiono przykład kompleksowego podejścia do projektowania układów: sterującego i wykonawczego na przykładzie brykieciarki hydraulicznej.

EN

Comprehensive design of control systems and regulations requires the integration of software from several fields. Proper selection of such software may help in achieving high efficiency in the design process, and thus can reduce the cost of designing process. This article presents an example of comprehensive approach to designing of actuators and control system on example of hydraulic briquetting press.

4

On the systematic method of conditional control program execution by a PLC

Milik A., Chmiel M., Hrynkiewicz E.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2016

|

Vol. 64, nr 1

161--170

EN

The paper presents an original idea of the selective control program execution that allows significant response time reduction. The exhaustive analysis of the PLC program performance is given. An analytic approach explains the idea of the selective control program evaluation and gives the requirements for its feasibility. There is presented a systematic and formal method of program analysis based on a data flow graph approach. The method generates acyclic graph from the control program that is subject of optimization, variable allocation and instruction generation. The graph approach allows determining variables dependencies and task partitioning required by selective program execution. The method utilize the hardware supported variable changes detection. It is transparent for system operation and enables evaluation of blocks that require update.

5

Synteza i implementacja układu sterowania w strukturze FPGA opisanego językiem SFC zgodnego z IEC61131

Milik A., Pułka A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 12

17-20

PL

Artykuł przedstawia opracowany całościowy proces syntezy wielokontekstrowego sprzętowego układu sterowania implementowanego w strukturach FPGA. Dedykowana struktura sprzętowa pozwala na zdecydowane zredukowanie czasu przetwarzania w porównaniu z rozwiązaniami programowymi. Program podlegający syntezie jest opisany językiem SFC zgodnie z normą IEC61131-3. W procesie syntezy wykorzystano oryginalną grafową metodę reprezentacji postaci pośredniej programu sterowania. Metoda konstruowania postaci pośredniej zachowuje własności przetwarzania, ujawniając zadania równoległe. Opracowano również metodę odwzorowania technologicznego dla tablicowych układów FPGA. W celu porównania przedstawiono rezultaty implementacji opracowanej metody oraz bezpośredniego odwzorowania postaci grafowej.

EN

The paper presents the synthesis and implementation algorithms of multiple context logic controller implemented in a FPGA. A massively parallel hardware execution of control algorithms is utilized that significantly reduces the throughput time. The input program is written in the SFC according to the IEC61131-3 standard. An originally developed intermediate representation based on data flow graph has been used for processing. The graph building algorithm maintains sequential dependencies and reveals parallel tasks in program. Developed method of scheduling and mapping is dedicated for LUT based FPGA devices. The paper is concluded with exemplary implementation comparison of greedy direct mapping and developed FPGA architecture optimized method.

6

Metoda reprezentacji pośredniej programu PLC opisanego za pomocą języków LD i SFC na potrzeby syntezy sprzętowej

Milik A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 8

799--802

PL

W artykule przedstawiono metody reprezentacji pośredniej programu sterowania opisanego językiem LD oraz SFC zgodnie z IEC61131-3, opracowane na potrzeby syntezy sprzętowej kładów sterowania PLC implementowanych w strukturach programowalnych FPGA. W opisie wykorzystano oryginalną implementację grafu skierowanego. Przedstawiono opracowane reguły odwzorowania, zapewniające zachowanie zależności sekwencyjnych przy jednoczesnym uzyskaniu maksymalnego zrównoleglenia działania. Przedstawiono również zarys metod syntezy na podstawie opracowanego odwzorowania pośredniego.

EN

The increased performance of a PLC can be achieved by direct implementation of a control program in an FPGA device [3, 6, 7, 8, 12, 13]. The paper presents a methodology of transforming a standard PLC program given by LD or SFC according to IEC61131-3 to the common intermediate form dedicated for logic synthesis. The intermediate form of the control program is represented by a data flow graph (DFG, Fig. 1). The set of nodes is carefully selected to minimize the number of different types of nodes while assuring implementation of PLC behavior. Attributed edges and multiple argument nodes are used to reduce size of DFG (Fig. 2). The developed method for creating a DAG maintains sequential dependencies between variables and revel operations parallelism. In PLC programs the variables pass values between operations and computation cycles. In order to maintain sequential dependencies, value assignment to a variable is observed. If the accessed variable has not been assigned, its value is used for a driving node (Fig. 3). The SFC is based on step, actions and transitions [2]. The step variable in the DFG is represented by a JK flip-flop equivalent. The activation function of a step is based on analysis of its dependencies with preceding and succeeding steps and transitions (Fig. 5). Actions that are bounded with steps are controlled according to their types (Fig. 6). The presented intermediated representation has been successfully applied to synthesize a PLC implemented in an FPGA device.

7

Synteza diagramu LD z operacjami arytmetycznymi przeznaczona dla układów FPGA

Milik A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 7

617-619

PL

W artykule przedstawiono automatyczną metodę syntezy układu sterowania danego w postaci diagramu stykowego LD lub listy instrukcji IL do sprzętowego układu sterowania implementowanego w układzie FPGA. Zaproponowana metoda pozwala uzyskać sprzętowy układ sterowania zachowujący sekwencyjne własności przetwarzania wynikające z zapisu LD i IL. Przedstawiony algorytm syntezy pozwala na dokonanie syntezy operacji logicznych i arytmetycznych. Istotnymi celami opracowanego algorytmu jest masowe przetwarzanie, redukcja cykli obliczeniowych oraz odwzorowanie w ograniczonej liczbie zasobów operacji arytmetycznych.

EN

The paper presents the synthesis algorithm of a ladder diagram (LD) or instruction list (IL) into a reconfigurable logic controller implemented in FPGA [5, 8, 9]. The algorithm incorporates synthesis of Boolean and fixed point arithmetic operations. It utilizes the intermediate form of the data flow graph (DFG) [4, 6]. PLCs introduce variable dependencies caused by serial processing of LD (Fig. 1). It has been proved that appropriate distribution of feedback signals allows implementing LD logic dependencies during a single calculation cycle (Fig. 2). The LD diagram is compiled into DFG that records variable dependencies. The presented optimization allows reducing the controller complexity and its response time in comparison to solutions presented in [2, 3] (Fig. 3). Arithmetic operations introduce larger implementation complexity and require more time to calculate than logic operation. The DFG generated from LD or IL is used for scheduling and mapping (Fig. 4). The scheduling and mapping procedure assumes the limited number of arithmetic resources while logic operations are allocated without constraints. The scheduling procedure takes into account operation execution timing (Fig. 4C). The obtained circuit after scheduling with arithmetic operations may require more than one cycle to complete all operations in comparison to the model limited only to logic operations. The presented synthesis procedure enables obtainment of fully functional hardware implementation of the controller given by LD or IL with massively parallel processing and a very short response time (1 to several clock cycles).

8

Metoda sprzętowej realizacji programu LD z wykorzystaniem układów FPGA

Mocha J., Kania D.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 1

88-92

PL

W artykule przedstawiono oryginalną metodę sprzętowej realizacji programów sterowania opisanych w języku schematów drabinkowych LD (ang. Ladder Diagram). Zaprezentowaną ideę można wykorzystać do realizacji układów sterowania w strukturach programowalnych FPGA (ang. Field Programmable Gate Array). Szczególny nacisk położono na efektywne wykorzystanie naturalnej współbieżności cechującej język LD. Opracowana metoda wykorzystuje dwa rodzaje grafów: graf następstw oraz graf pierwszeństwa, które są wynikiem analizy programów sterowania opisanych w języku LD. Efektem analizy programu jest struktura układu, który może być bezpośrednio implementowany w strukturach FPGA.

EN

The paper presents an original method of hardware processing of control programs defined in the Ladder Diagram (LD) format. The objective of the method is to process a control program in parallel to a maximum extent, using hardware resources in an FPGA structure. Thanks to this a radical speed-up of program processing is obtained [3]. An important problem is ensuring identicalness of the results generated by the proposed hardware implementation and those generated by a classical PLC processing a control program in a serially-cyclic manner. The methods presented in literature so far either do not ensure such identicalness [4] or are not efficient in terms of resources usage [5, 6]. The proposed approach is presented using a simple example program described in the LD format (Fig. 2). The method exploits the Dependency Graph (DG) concept defined in [7] (Fig. 4). Because of a not natural way of assigning directions to Dependency Graph edges, a new concept of graph was proposed - the Succession Graph (Fig. 5). The Succession Graph does not, however, contain full information about the sequence of networks in the program. So another kind of graph was defined - the Priority Graph (Fig. 7). Basing on the two proposed graphs, one can determine which networks of the program can be processed concurrently and which must be processed sequentially. The result of analysis of the program is a circuit structure which can be directly implemented in an FPGA (Fig. 9). The method presented is a starting point for the future research, concerning efficient implementation of control programs in programmable structures.

9

Synthesis and Implementation of Reconfigurable PLC on FPGA Platform

Milik A., Hrynkiewicz E.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2012

|

Vol, 58, No. 1

85-94

EN

The paper presents a set of algorithms dedicated for synthesis of reconfigurable logic controllers implemented on FPGA platform and programmed according to IEC1131 and EN61131. The program is compiled to hardware structure with a massive parallel processing. The developed method automatically allocates resources and operations. It controls resource usage and operation timing. Using mixed concept of operation allocation that considers operation timing and forms combinatorial chains of operations number of execution cycles can be reduced. An example of logic functions, PID controller and mixed arithmetic and logic programming examples are considered. Introducing the automatic implementation method allows flexible implementing the control algorithms. The maximal possible parallelism (limited only by the algorithm dependencies and available resources) is introduced.

10

Dyfrakcyjne elementy optyczne do formowania wiązek światła emitowanych przez diody laserowe

Kowalik A., Góra K., Podgórski J., Rojek A., Typa P.

Materiały Elektroniczne

|

2008

|

T. 36, nr 4

17-34

PL

Dzięki miniaturowym rozmiarom i niskiej cenie laserowe diody krawędziowe znajdują coraz szersze zastosowanie jako niezawodne źródła wiązki światła. Duża rozbieżność i asymetria tych wiązek powoduje jednak, że w przypadku większości aplikacji muszą być one wcześniej transformowane. Ze względu na skomplikowany front falowy stosowane w tym celu tradycyjne układy optyczne składają się z wielu elementów, co powoduje znaczny wzrost rozmiarów, ciężaru i ceny systemu. Tracone są w ten sposób podstawowe zalety związane z zastosowaniem półprzewodnikowych źródeł światła. Stąd za bardzo istotne uznać należy poszukiwanie rozwiązań, w których wszystkie funkcje związane z transformacją wiązki światła spełniać będzie pojedynczy element optyczny. W pracy wskazano na możliwość użycia w tym celu dyfrakcyjnych elementów optycznych o prostej, miniaturowej budowie. Jako przykład zaprezentowano element służący do formowania wiązki emitowanej przez jednowymiarową macierz diod laserowych. Główne zalety tego elementu to możliwość koncentracji dużych energii w małym przekroju wiązki oraz zwarta budowa, pozwalająca na zachowanie miniaturowych wymiarów źródła wiązki światła.

EN

Recent years have shown a rapid growth in the application of edge emitting laser diodes (LDs). They are small, efficient, low voltage, and have operating lifetimes much larger than conventional light sources. However, the output beams of the laser diode are highly divergent and astigmatic, thus for almost all applications they have to be first reshaped. Because of complicated wave front, conventional refractive optics fulfilling such a task usually consists of two or more elements, what results in a significant increase of the system size, cost, and assembly difficulties. In this way the most important advantages of LDs, that is their small size and simplicity, are wasted. Therefore it is interesting to integrate all optical functions of the reshaping system within a single microoptical element. The aim of this paper is to present simple and compact diffractive elements that can be used to transform light beams emitted by laser diodes. As an example, a single-element beam concentrator for linear LD array is demonstrated, consisting of a line of rectangularly apertured elliptical diffractive microlenses. It was proved that such a system generates in the output plane a regular spot with a relatively uniform density. Its main advantages lie in simplicity, possibility to concentrate a large amount of light in a small spot and to preserve the compactness of LDs.