Programa Oficial de Postgrado en Ciencias, Tecnología y Computación Máster en Computación
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Programa Oficial de Postgrado en Ciencias, Tecnología y Computación Máster en Computación Facultad de Ciencias - Universidad de Cantabria Modelos de Referencia en el diseño de controladores industriales utilizando MaRTE OS y Ada Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldaduras de Virolas Sergio Martín Calvo [email protected] Director: Mario Aldea Rivas. Grupo de Computadores y Tiempo Real Santander, julio de 2008
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Programa Oficial de Postgrado en Ciencias, Tecnología y Computación
Máster en ComputaciónFacultad de Ciencias - Universidad de Cantabria
Modelos de Referencia en el diseño de controladores industriales utilizando MaRTE OS y Ada
Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldaduras de Virolas
Sergio Martín [email protected]
Director: Mario Aldea Rivas.Grupo de Computadores y Tiempo RealSantander, julio de 2008
Resumen 1ª Parte Introducción
MaRTE OS Ada Objetivos
Módulos Software del Modelo de Referencia Análisis Módulos Software necesarios Descripción de los Módulos Descripción de las Relaciones
Resumen 2ª Parte Control de Posicionamiento Guiado por Láser en
Soldadura de Virolas Descripción del Sistema de Soldadura Estructura Global del Controlador Control de posición Identificación de Perfiles
BTM Estructura Global del Controlador
Conclusiones
MaRTE OS
Permite ejecutar aplicaciones en máquinas desnudas. Controla el acceso a los recursos hardware y software. Sigue el subconjunto mínimo de tiempo real POSIX
Threads Mutex, Variables condiciones y semaforos Señales Relojes y contadores Suspension de Threads Funcionalidad extra: Manejo de interrupciones Hardware
POSIX-AdaInterface
Abstract Hardware Interface
Platform
POSIX Interface
Platform
MaRTE OS Kernel
Abstract Hardware Interface
POSIX Interface
MaRTE OS Kernel
C standard library (libc)
Device Drivers
POSIX-C header files (*.h)
C Application
Ada aplicación executing on MaRTE OS
C aplicación executing on MaRTE OS
Ada Application
C standard library (libc)
Device Drivers
Ada Run-Time System (GNARL)and Ada standard packages (Ada.*)
GNAT
GCC
GDB
MaRTE OS:
Kernel
Libraries
Tools
386 or above processorBoot Device (Floppy, Flash, ...)
Ethernet(application
downloading)
RS-232
(debugging)
Target
Host
Ada
Legibilidad Tipado fuerte Construcción de grandes
programas Manejo de excepciones Abstracción de datos Procesamiento paralelo Unidades genéricas
Objetivos
Identificar Modelo de Referencia Conjunto mínimo de módulos Patrones de interacción básica
Desarrollo de la aplicación Controlador de Posicionamiento Guiado por Láser
en Soldadura de Virolas.
Análisis de los Módulos Software
Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldadura de Virolas
Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldadura de Virolas Virolas cilíndricas
Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldadura de Virolas Imagen de una soldadura
Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldadura de Virolas Arquitectura Hardware
48-Digital I/OAdvantechPCM-3724
2-Digital/AnalogAdvantechPCM-3712
Botones Luces Servos
Nova 7896Pentium III-1 GHz
PC 104 Bus
Lector SeamPilotde perf ilespor láser
RS-422
24-relay outputAdvantechPCLD-785B
Luces y señales externas
24-Isolated inputAdvantechPCLD-782B
Botones y señales externas
48-Digital I/OAdvantechPCM-3724
Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldadura de Virolas Estructura del Controlador
Alarmas
Reportero
Planificador
Gestorde Mandos
Configuración
Maquina
Sensores
Actuadores
Mandos
Botones
Luces
Topes
Consignas
Habilitacion
pro
cesa estado
lee
actúa
lee
lee
esc ribe lee lee
e rroresposición
lee
lee Posicion_Aprendida
actúa
lee r parámetros
50ms
1000ms
Seampilotleeestado
esc ribe
lee posicion
lee
pos
icio
ne s
Contadores escribe
lee Soldando
Zona cordon
Zona cordon
Virola lee velocidad
lee ve locidad
lee_estado
lee orden
camb
ia cord
ón
lee
p erf
il
lee
Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldadura de Virolas Mandos
Manual
Displays
Automático
Modos operación
Error SeamPilot
Cancelado modo auto
Avisos
Prof. fuera rango
MovimientoDerecha
Centro
Zona cordón
Izquierda Perfil adquirido
Indicaciones Seampilot
Final de cordón Tope de recorrido
Distancia láser-antorcha (mm) Solapamiento de cordón (mm)
Otros errores
SetaEmergencia
Zumbador
Prueba Luces
Reconocimiento
onoff
onoff
Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldadura de Virolas Máquina
Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldadura de Virolas Reportero
Controlador de soldadura: 12:56 Perfil
Desplaz: 2.34 Prof: 16.5
Mensajes de error
Botones: 100110001011001101Topes inf: 00 Topes Sup: 00 E_S T_H C_A Pes Pel E_SAlarma: R A A
12:35 - Profundidad escasa
Estado: OK Izqda: 16.4Prof_OKFin_Cordon: No
Centro:16.5Derecha: 16.6
Consigna despl: 1023Consigna prof: -10Velocidad virador: 102
Modo: Manual
Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldadura de Virolas Seampilot
Control de Posicionamiento Guiado por Láser en Soldadura de Virolas Reconocimiento de Patrones
Patrón Figura H V Descripción
Peinado
3 0 Poceta llena: Calcula
desplazamiento y profundidad
0
3 0 Poceta casi llena: Calcula
desplazamiento y profundidad
1
3 2 Poceta medio llena: Calcula
desplazamiento y profundidad
1a
2 2 Poceta medio llena: Calcula
desplazamiento y profundidad
1b
2 2 Poceta medio llena: Calcula
desplazamiento y profundidad
1x
3 1 Poceta medio llena: Calcula
desplazamiento y profundidad
1x
3 1 Poceta medio llena: Calcula
desplazamiento y profundidad
2
1 2 Poceta casi vacía: Calcula
desplazamiento y profundidad
3
1 0 Profundidad escasa: No calcula
desplazamiento
3b
2 0 Profundidad escasa: No calcula
desplazamiento
4
2 2 Profundidad elevada: No calcula
profundidad
4a
1 2 Profundidad elevada: No calcula
profundidad
4x
2 1 Profundidad elevada: No calcula
profundidad
4x
2 1 Profundidad elevada: No calcula
profundidad
5
0 2 Profundidad elevada: No calcula
profundidad
6
2 0 Profundidad elevada: No calcula
profundidad
BTM Estructura del Controlador
Conclusiones
Estructuras similares Aplicaciones diferentes Estructura independiente de la Distribución
Alarmas
Reportero
Planificador
Gestorde Mandos
Configuración
Maquina
Sensores
Actuadores
Mandos
Botones
Luces
Topes
Consignas
Habilitacion
procesa estado
lee
actúa
lee
lee
escribe lee lee
erroresposición
lee
lee Posicion_Aprendida
actúa
leer parámetros
50ms
1000ms
Seampilotleeestado
escribe
lee posicion
lee
pos
icio
ne s
Contadores escribe
lee Soldando
Zona cordon
Zona cordon
Virola lee velocidad
lee ve locidad
lee_estado
lee orden
cambia co
rdón
lee
p erf
il
lee
Aplicación BTMAplicación Láser
AGRADECIMIENTOS Me gustaría agradecer a mi director de Tesis de Máster
Mario Aldea Rivas, por dejarme libertad para realizar este trabajo aunque siempre bajo su supervisión y apoyo, a
Michael González Harbour con el que he realizado gran parte del proyecto para ENSA y del que he aprendido
muchísimo a lo largo de este proyecto y de manera especial a todo el equipo de trabajo de ENSA, a los que
no nombro uno a uno porque seguro que me olvidaría de alguien, donde he pasado mucho tiempo desarrollando,
probando y poniendo a punto el prototipo y me han tratado como a uno más de su equipo de trabajo.
Muchas Gracias
