Дюсембаев А.З., Сичкаренко А.В.
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ РОЛИКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ *
Аннотация:
в статье рассматриваются этапы разработки алгоритма и построения программно-аппаратного комплекса (ПАК), предназначенного для автоматизации транспортной системы на базе роликовых конвейеров. Проведён сравнительный анализ существующих решений и реализована экспериментальная модель с применением среды Factory I/O, TIA Portal и виртуального контроллера Siemens S7-1200. Представлены результаты исследования по точности, скорости и надёжности системы. Выделены преимущества предложенного решения с точки зрения гибкости и масштабируемости.
Ключевые слова:
автоматизация, транспортная система, роликовый конвейер, алгоритм управления, ПЛК, промышленная логика
Современные производственные предприятия стремятся к максимальной автоматизации технологических процессов с целью повышения эффективности, надёжности и точности. Одним из ключевых элементов таких процессов являются транспортные системы, в том числе роликовые конвейеры, обеспечивающие перемещение деталей, полуфабрикатов и готовой продукции между рабочими зонами.Разработка алгоритмов управления транспортными системами требует учёта большого количества факторов: скорости обработки, точности сортировки, надёжности системы и гибкости масштабирования. В данной статье представлено исследование и реализация ПАК, направленного на автоматизацию распределения коробок по двум направлениям в зависимости от их размера, с фиксацией и подсчётом каждого элемента [1]. В качестве инструментария для моделирования и тестирования алгоритма выбраны следующие программные средства:Factory I/O — среда трёхмерной визуализации и моделирования производственных процессов.Siemens TIA Portal v16 — платформа для разработки логики управления на программируемых логических контроллерах (ПЛК).Виртуальный контроллер Siemens S7-1200 (PLCSIM Advanced) — для связи симуляции с логикой.Функциональность системы реализована на языке LD (Ladder Diagram) и SCL (Structured Control Language). Для тестирования алгоритма была собрана сцена в Factory I/O, имитирующая работу конвейерной системы с датчиком размеров коробок и двумя линиями сортировки [2].Основная логика алгоритма включает:случайную подачу коробок на входной конвейер,считывание размера коробки через датчик,направленную сортировку по размеру,подсчёт общего и индивидуального количества элементов каждой категории.При интеграции с TIA Portal осуществляется подключение тегов входных и выходных сигналов, реализующих управление механизмами сцены.Экспериментальная проверка алгоритма проводилась при симуляции работы системы в реальном времени [3]. Были получены следующие характеристики автоматизированной системы:Скорость обработки — до 1 коробки в 2 секунды при стабильной подаче,Точность сортировки — 100% при корректной работе датчика,Надёжность — высокая, при полной автоматизации исключаются ошибки, связанные с человеческим фактором,Гибкость — возможность масштабирования системы под новые задачи за счёт модульной архитектуры.Также была произведена сравнительная оценка производительности ручного и автоматического управления системой. При ручном управлении точность сортировки снизилась до 92%, а среднее время обработки коробки выросло до 4–5 секунд. Дополнительно возрастает вероятность сбоев, связанных с усталостью оператора или ошибками при ручном управлении.Проведённое исследование подтвердило эффективность применения цифровых симуляторов для отладки и верификации алгоритмов автоматизированных систем управления. Использование Factory I/O в связке с TIA Portal и PLCSIM позволило добиться высокого уровня реализма в моделировании, при этом избежать затрат на физическое оборудование [4].Система, построенная на основе предложенного алгоритма, отличается не только высокой точностью и надёжностью, но и удобством в модификации. Это делает её привлекательной для применения в образовательных и промышленных целях, особенно в условиях ограниченного доступа к физическим стендам или недостатка лабораторного пространства.Разработанный алгоритм и собранная модель транспортной системы продемонстрировали высокую эффективность автоматизации сортировочного процесса. Предложенное решение обеспечивает точное распределение объектов, быстрый отклик системы и снижает риски, связанные с человеческим фактором. Интеграция симуляционного программного обеспечения с профессиональными средами программирования ПЛК позволяет создавать и тестировать гибкие решения, готовые к реальному промышленному внедрению.Дальнейшее развитие может быть направлено на реализацию более сложных логик, работу с несколькими типами объектов и расширение возможностей визуализации.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 1
Ссылка для цитирования:
Дюсембаев А.З., Сичкаренко А.В. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ РОЛИКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ // Вестник науки №6 (87) том 1. С. 2142 - 2146. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23838 (дата обращения: 20.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+