Vzhledem k jednoduchosti a široké aplikovatelnosti logických automatů se často používají pro řízení reálných objektů, proto je nutné umožnit studentům seznámení s jejich aplikací. Pro praktickou realizaci byl zvolen laboratorní model robota (viz obr. 15), který je sestaven ze stavebnice Fischer Technik. Představuje manipulátor se třemi stupn
i volnosti, na pevné podstavě je umístěna rotační část otáčející se kolem osy kolmé na podstavu. Tato část obsahuje elektrický stejnosměrný motorek umožňující pohyb ramene, které je kolmé na otočné rameno, v horizontálním směru. Na konci tohoto horizontálního ramene je další motorek a rameno s vertikálním pohybem na jehož konci je elektromagnet zajišťující uchopení přemisťovaných kovových předmětů. Každá pohybující se část je opatřena snímači aktuální polohy (potenciometr R=5kW ) a koncovými spínači. Dále byl k modelu přidán otočný stůl, který má 6 možných poloh, které jsou snímané 2 spínači, z nichž jeden je sepnut při každém pootočení o 60° a druhý pouze jednou za otáčku. Motor pohánějící stůl nemá možnost reverzace, otáčí se stále jedním směrem .
Obr. 15. Model robota řízeným logickým automatem
Model je řízen programovatelným logickým automatem TSX Micro. 37-22. V něm, ve slotech 1 a 2 je binární vstupně/výstupní karta TSX DMZ 28DT, která má 16 vstupů a 12 výstupů, ve slotu 5 je zasunuta analogová výstupní karta TSX ASZ 200 (2 analogové výstupy), ve slotu 6 je binární vstupní karta TSX DEZ 12D2 (12 vstupů). Dále jsou na modelu využity integrované analogové vstupy a integrovaný analogový výstup.
Všechny binární signály z/do karty TSX DMZ 28DT, z karty TSX DEZ 12D2 a analogové signály z karty TSX ASZ 200 jsou přes konektor Canon 37 vyvedeny do ovládacího panelu, ve kterém jsou svorkovnice. Signály integrovaných analogových vstupů a integrovaného analogový výstup jsou zapojeny na konektor Canon 15 a opět vedeny do ovládacího panelu. Tam se signály spojují se signály modelu propojují s danými signály ovládacího panelu.
Z předchozí diplomové práce je použit výkonový zesilovač pro ovládání motorků (zesílení akčního zásahu). Jako vstupní signál zesilovače je použit signál v rozsahu 0 až 10 V. Ten se odpory dělí 2 (na rozsah 0 až 5 V), přičítá se –2,5 V a výsledné napětí je pak proudově zesíleno a přivedeno na motorky (schéma zesilovače viz. příloha č.5). Ovládací napětí 0-10 V dávají analogové výstupy, dva na kartě
TSX ASZ 200, jeden integrovaný.K napájení zesilovače slouží zdroj symetrického napětí ± 9 V. Zdroj je zapínán pomocí relé přivedeným vnějším napětím 24 V, jedním binárním výstupem PLC. Signály z potenciometrů (snímačů poloh ramen) jsou přivedeny na integrované analogové vstupy. Referenční napětí 10 V pro napájení potenciometrů je vzato z interního referenčního zdroje v PLC. Výstupní napětí binárních výstupů -24 V je pomocí záporného stabilizátoru 7905 sníženo na -5 V, protože magnet potřebuje k funkci 5 V
a na ovládacím panelu jsou k signalizaci použity LED diody a LED zobrazovač a při napájení 5 V je menší předřadný odpor a menší ztrátový výkon na nich. Koncové spínače jsou zapojeny jako rozpínací (negativní logika) a jsou vedeny na binární vstupy, stejně jako tlačítka ovládacího panelu.
Obr. 16. Ovládací panel
Obsluha ovládá model pomocí ovládacího panelu, na kterém jsou tlačítka pro zapnutí/vypnutí magnetu, pro ovládání jednotlivých motorků, pro přechod na další krok při nastavování poloh a přepínač pro volbu režimu. Model může pracovat ve třech režimech a to: ruční režim, automatický režim, režim nastavování poloh. V ručním se přímo ovládají jednotlivé motorky na ramenech a to tak, že se stiskne tlačítko daného motorku, který se má rozjet, a tlačítko směru, kterým se má rozjet. Je možné spustit i všechny tři motorky najednou, ale všechny stejným směrem. Další dva režimy spolu souvisí. Automatický režim vykonává cyklus uložený v paměti PLC a jednotlivé kroky (polohy ramen a poloha otočného stolu) cyklu se
nastavují a ukládají do paměti ve třetím režimu – nastavování poloh. Když se tedy má model naučit nový cyklus poloh, přepne se do tohoto režimu, na zobrazovači se rozsvítí “1” a nastaví se první krok (ustavíme ramena a natočíme otočný stůl podle požadavku), stejně jako při ručním režimu. Pak se stiskne tlačítko “další krok”, na zobrazovači se rozsvítí “2” a nastavuje se druhý krok a tak to jde dále. Kroků může být až devět, ale nemusí. Jen se zruší režim nastavování a všechny dosud nastavené kroky jsou uloženy v paměti PLC. Po přepnutí do automatu bude model cyklicky objíždět námi naučené body. Použití magnetu v cyklu tj. zapínání a vypínání je také jednoduché. Při učení kroků se magnet zapne před stiskem tl. “další krok” v kroku, ve kterém má být zapnutý a opačně, vypne se v kroku, ve kterém má být vypnutý.