Применение среды LabVIEW при моделировании объектов и процессов подъемно транспортного машиностроения

УДК 621.86.87

ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДЫ LABVIEW ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ОБЪЕКТОВ И ПРОЦЕССОВ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

Д.Г. Мокин

Рассмотрены возможности применения программного обеспечения LabVIEW в области подъемно-транспортного машиностроения. Представлены несколько примеров использования программного обеспечения.

Ключевые слова: подъемно-транспортная техника, программное обеспечение, моделирование, виртуальная модель.

Современные ПЭВМ позволяют моделировать и создавать виртуальные объекты техники и процессы, осуществляемые этой техникой, при помощи специального программного обеспечения (ПО). К такому программному обеспечению относятся MathLab, MathCAD, Vissim, SolidWorks и другие. Одним из представителей семейства подобных ПО является LabVIEW (Laboratory Virtual Instruments Engineering Workbench). Его основным преимуществом в сравнении, например с MathCAD, является возможность задания входных параметров в режиме реального времени и, соответственно, получение всех результатов в также в режиме реального времени (с некоторой задержкой, которая зависит от сложности вычислений и оптимизации этих вычислений).

Основные задачи, решаемые при помощи LabVIEW:

- создание виртуальных приборов, моделирующих реальные приборы, предназначенные для сбора и анализа данных;

- моделирование и визуальное отображение явлений различной физической природы;

- вычисление математических формул и визуальное представление (в том числе с использованием графиков различного рода) на основе применения встроенного математического аппарата.

Рассмотрим некоторые возможности данного ПО на примере моделирования объектов и процессов подъемно-транспортного машиностроения, модели которых разработаны в Калужском филиале Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана.

На рис. 1 представлен градиентный график потребного количества лифтов в здании, полученный в среде LabVIEW при помощи виртуального прибора, реализующего алгоритм расчета числа лифтов согласно ГОСТ Р 52941-2008 «Лифты пассажирские. Проектирование систем вертикального транспорта в жилых зданиях». Входными параметрами являются этажность здания и плотность пассажиропотока в нем (среднее количество потенциальных пассажиров, проживающих на всех этажах здания).

Зоны выбора количества лифтов

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Этажность здания

Максимальное число лифтов: 16

Рис. 1. Потребное количество лифтов согласно ГОСТР 52941-2008

Как отмечалось ранее, расчеты в среде ЬаЬУШШ ведутся в режиме реального времени. Таким образом, возможно применение указанной среды для моделирования реального объекта в тех случаях, когда необходимая информация о входных параметрах модели получается непосредственно с объекта. Например, был создан виртуальный прибор, определяющий текущее положение центра тяжести автомобильного крана в зависимости от текущего положения поднимаемого груза в пространстве. Лицевая панель прибора представлена на рис. 2. На приведенном рисунке график отображает положение центра тяжести автомобильного крана в границах опасной и рабочей зон. Лицевая панель снабжена индикатором опасного режима работы. Исходными данными для определения положения центра тяжести автомобильного крана являются координаты центров тяжести его узлов, а также координаты текущего положения груза.

При помощи среды ЬаЬУГЕШ также возможно составление и моделирование работы электрических схем управления, в том числе механизмами подъемно-транспортной техники. На рис. 3 представлена виртуальный прибор, моделирующий работу электродвигателя грузоподъемной лебедки. Все элементы схемы виртуальной электрической схемы выполнены в виде подпрограмм, после чего организованы в соединительную панель подпрограмм в соответствии с реальной электрической схемой посредством проводников данных, соответствующих классу электропровода. Класс электропровода содержит соответствующую информацию об электропроводе (текущее напряжение, фаза и т.д.).

Рис. 2. Лицевая панель программы по определению центра тяжести автомобильного крана

Рис. 3. Виртуальная модель электродвигателя грузоподъемной лебедки

Кроме того, среда LabVIEW может быть использована для моделирования различных процессов, протекающих в узлах подъемнотранспортных машин. В частности, была разработана и реализована модель износа лифтовых канатоведущих шкивов [1-3], а в настоящее время ведется работа по созданию виртуальной модели колебания груза, подвешенного на гибком тросе крановой тележки.

Таким образом, очевидны широкие возможности программного обеспечения LabVIEW при создании моделей объектов и процессов подъемно-транспортного машиностроения.

Список литературы

1. Анцев В.Ю., Витчук П.В. Расчет параметров канатоведущего шкива лифта в процессе износа // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2012. № 2-6 (292). С. 112 - 118.

2. Анцев В.Ю., Витчук П.В. Компьютерная модель износа лифтовых канатоведущих шкивов // Инновационное развитие образования, науки и технологий: Тезисы докладов 3-й Всероссийск. науч.-техн. конференции. Тула; под общ. ред. А.Л. Чеботарева. В 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С. 52-56.

3. Анцев В.Ю., Витчук П.В., Плахова Е.А. Взаимосвязь характеристик пассажиропотока здания и износа лифтовых канатоведущих шкивов // Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел, деталей технологического и энергетического оборудования: межвуз. сб. науч. тр. / под ред. В.В. Измайлова. Вып. 6. Тверь: ТвГТУ, 2013. С. 110-114.

Мокин Дмитрий Геннадьевич, канд. техн. наук, dim-gans@list.ru. Россия, Калуга, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

APPLICA TION LABVIEW SOFTWARE FOR MODELING OBJECTS AND PROCESSES OF HOISTING-AND-TRANSPORT MACHINERY

D.G. Mokin

Considered possibilities of application of software LabVIEW in the field of Hoisting and Handling Equipments. Presented some examples of use of the software.

Key words: hoisting and handling equipment, software, modeling, virtual model.

Mokin Dmitry Gennadevich, candidate of technical science, dim-gans@,list.ru. Russia, Kaluga, Bauman Moscow State Technical University Kaluga Branch.

Получено 28.06.2013 г.