Software pro řízení strojů a experimentálních zařízení

Abstract

Na Ústavu mechaniky a materiálů Fakulty dopravní ČVUT jsou prováděny experimenty pokročilými experimentálními metodami, což vyžaduje vývoj experimentálních zařízení vlastní výroby. Předložená práce se zabývá vývojem modulárního řídicího software v jazyce Python na platformě systému LinuxCNC s využitím rozhraní Python Interface, kterým je možné tato zařízení ovládat. Řídicí software byl vytvořen jako množina samostatných pluginů (zásuvných modulů), které jsou do aplikace připojitelné, a tím lze modifikovat funkce řídicího software a efektivně jej přizpůsobit pro konkrétní zařízení. Řídicí software umožňuje ovládat zařízení s polohováním pracujícím na principu krokového motoru, popř. servomotoru, ovládat periferie a vyčítat veličiny měřené během experimentu (signál typu mV/V). Software obsahuje také řadu bezpečnostních mechanismů (např. zastavení stroje při přetížení siloměru apod.). Nakonec byl software implementován do řídicí jednotky, která disponuje veškerou hardwarovou funkcionalitou, a byl proveden pilotní experiment, aby byla ověřena funkčnost jednotlivých pluginů a správnost pořízených dat.

At the Department of Mechanics and Materials of the Faculty of Transportation Sciences, CTU are made experiments using advanced experimental methods and custom-based experimental devices are required. In this thesis, development of a modular control software, which allows for control the custom experimental devices, is described. The control software was developed in Python programming language using LinuxCNC control system and its Python Interface. The control software is designed as a set of separate plugins, which can be imported to the application to manage requirements and specifics of a particular experimental device. The control software is capable of controlling devices actuated by stepper motors or servo-motors, handling peripherals and obtain measured data during the experiment (mV/V signal type). The control software also provides many security mechanisms (e.g. stopping the machine when the load cell is overloaded etc.). The software was implemented into a control unit, which provides hardware functionality and a pilot experiment was performed to verify software functionality and measured data precision.