Лабораторный комплекс для изучения современных технических средств автоматизации электроприводов

№ 6’2012
Описанный в этой статье комплекс предназначен для проведения практических занятий в рамках различных учебных курсов бакалавриата и магистратуры по направлениям, связанным с изучением автоматизированного электропривода, приобретения практических навыков в области программирования, наладки и обслуживания различных средств автоматизации электроприводов.

Повышение экономической и технологической эффективности работы предприятий в настоящее время возможно благодаря различным технологиям, в числе которых интенсивное внедрение новых, более совершенных электроприводов и технических средств их автоматизации. Этот процесс связан с экономическими интересами и технологическими возможностями производителей такого оборудования, а также возможностями проектировщиков и обслуживающего персонала использовать и обслуживать его в составе современных технологических комплексов. Поэтому повышение качества образования таких специалистов является одной из приоритетных задач высшей школы. При решении этой задачи, наряду с актуальным лекционным материалом, не обойтись без современного лабораторного практикума.

Представленный комплекс предназначен для проведения практических занятий различных учебных курсов бакалавриата и магистратуры по направлениям, связанным с изучением автоматизированного электропривода и технологических комплексов:

  • микропроцессорные средства в электроприводах и технологических комплексах;
  • элементы систем автоматики;
  • автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов;
  • автоматизация типовых технологических процессов и производственных установок;
  • компьютерные, сетевые и информационные технологии.

Комплекс может быть использован для обучения практическим навыкам в области программирования, наладки и обслуживания различных средств автоматизации электроприводов.

В данном лабораторном комплексе представлено в основном оборудование фирмы Siemens, выбор которого был обусловлен несколькими причинами:

  • Siemens уже давно представляет собой транснациональную корпорацию с интересами в различных отраслях человеческой деятельности — начиная от бытовой техники и медицины, заканчивая атомной и космической промышленностью.
  • Фирма является лидером в области разработки электроприводов и различных технических и программных средств автоматизации.
  • Оборудование Siemens широко распространено на предприятиях России и стран СНГ.
  • Присутствует подробная документация, включая каталоги, информацию по продуктам, брошюры и инструкции на русском языке.

При разработке стенда также учитывалось следующее. Несмотря на разнообразие систем автоматизации, в любом современном автоматизированном электроприводе можно выделить основные элементы: электродвигатель с полупроводниковым преобразователем, пульт оператора-технолога, устройство управления, датчики (преобразователи) технологической информации, исполнительные устройства и устройства отображения информации, регуляторы технологических параметров и различное пультовое оборудование. В той или иной степени указанные составные части автоматизированного электропривода нашли отражение в стенде.

Конструктивно комплекс в представленной конфигурации состоит из стойки с модулями, располагаемой на столе (рис. 1), ноутбука или персонального компьютера (ПК) и электромеханического агрегата. В состав стойки входят:

  • модуль питания стенда;
  • модуль программируемого контроллера;
  • модуль панели оператора;
  • модуль «Методическая печь»;
  • модуль преобразователя частоты;
  • модуль датчиков механических величин;
  • модуль логического реле LOGO.
 Внешний вид лабораторного стенда

Рис. 1. Внешний вид лабораторного стенда

При разработке стенда ориентировались на блочно-модульную конструкцию, позволяющую замену физических объектов для исследования и проведения новых лабораторных работ. Неизменяемой частью стенда является лишь модуль питания — он получает питание от сети переменного тока напряжением 220 В и обеспечивает питанием +24 и +5 В постоянного тока сменные модули. Блочно-модульная конструкция со сменными модулями позволяет наращивать их число, расширяя функциональные возможности стенда. Кроме того, наличие сменных модулей позволяет во время проведения лабораторных работ макетировать и изучать сложные системы автоматизации.

С помощью разработанного комплекса предполагается изучение различных средств управления автоматизированными электроприводами и технологическими комплексами:

  • программируемый логический контроллер (ПЛК);
  • логическое (интеллектуальное) реле;
  • панель оператора.

С помощью управляющих программ, записанных в память ПЛК или логического реле, обеспечивается управление электроприводом, а с помощью панели оператора — выдача команд на выполнение программ и индикация текущего состояния электропривода и всей системы автоматизации в целом.

Кроме того, лабораторный комплекс позволяет изучать различную датчиковую аппаратуру, применяемую в автоматизированных системах электропривода:

  • датчики частоты вращения (тахогенератор и инкрементальный оптический энкодер);
  • бесконтактные конечные выключатели (емкостный, индуктивный и оптический) и аналоговый преобразователь перемещения (индуктивного типа).

Для отработки согласованной работы различных средств автоматизации в комплексе используется асинхронный электропривод, включающий в себя преобразователь частоты и асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АДКЗ).

«Сердцем» комплекса является ноутбук или персональный компьютер, с помощью которого осуществляется разработка проектов и программирование всех технических средств, изучаемых в лабораторном комплексе.

Проверку правильности программирования ПЛК, логического реле или панели оператора можно осуществлять двумя способами: с помощью виртуальных объектов автоматизации, реализованных на экране монитора ноутбука или ПК в виде мультипликации, а также с помощью имитации физического объекта, реализованной в виде мнемосхемы на лицевой панели модуля.

В первом случае при работе системы автоматизации выделяются цветом состояния датчиков и исполнительных органов, а также происходит движение виртуальных механизмов в соответствии с записанной в память ПЛК или логического реле программой. В случае «соударения» механизмов (в результате ошибок при программировании системы автоматизации или в результате неправильных действий студента при ручном управлении механизмами) включается сигнализация об ошибке.

Разработано четыре варианта виртуальных объектов автоматизации:

  • участок транспортировки заготовок в методическую печь;
  • механизмы управления крышкой нагревательных колодцев обжимного прокатного стана;
  • участок транспортировки труб большого диаметра;
  • автоматизированный комплекс скипового подъема угля.

Во втором варианте на мнемосхеме представлено упрощенное изображение объекта автоматизации. Состояние механизмов и положение деталей индицируется с помощью светодиодов. С помощью тумблеров и кнопок осуществляется ручное управление моделью.

Разработано также четыре варианта имитации физических объектов автоматизации:

  • методическая печь;
  • асинхронный электродвигатель;
  • насосная станция водоснабжения многоэтажного жилого дома;
  • газовый отопительный котел.

В целом комплекс обеспечивает выполнение до десяти лабораторных работ:

  • Изучение технических характеристик и основ программирования промышленного логического контроллера (с помощью установленного на ноутбуке или ПК программного обеспечения разрабатывается проект, далее он записывается в память ПЛК и проверяется с помощью имитации пульта оператора).
  • Изучение технических характеристик и основ программирования сенсорной панели оператора (с помощью установленного на ноутбуке или ПК программного обеспечения разрабатывается проект, далее он записывается в память панели оператора и проверяется совместно с ранее изученным контроллером).
  • Изучение технических характеристик и основ программирования логического реле (с помощью установленного на ноутбуке или ПК программного обеспечения разрабатывается проект, далее он записывается в память логического реле и проверяется с помощью имитации пульта оператора).
  • Изучение технических характеристик и основ программирования преобразователя частоты (с пульта оператора преобразователя частоты производится настройка всех необходимых параметров, после чего производится пробный пуск агрегата и проверяется правильность настройки).
  • Изучение автоматизации технологических процессов (разрабатываются проекты для ПЛК, логического реле и панели оператора для управления заданным технологическим объектом, после чего производится проверка работоспособности проекта с использованием виртуальной или физической имитации).
  • Изучение бесконтактных датчиков приближения (изучается работа датчиков в «путевом» и «концевом» режимах).
  • Изучение бесконтактных датчиков перемещения.
  • Изучение датчиков частоты вращения (изучаются статические и динамические характеристики тахогенератора и оптического энкодера).
  • Изучение промышленной сети PROFINET (в соответствии с заданием производится сборка заданной системы автоматизации на базе сети PROFINET, программирование всех элементов, входящих в ее состав, и последующая проверка работоспособности разработанной системы).
  • Изучение промышленной сети на базе стандарта RS485 (производится программирование ПЛК и преобразователя частоты для совместной работы по протоколу USS, реализованному на базе стандарта RS485, после чего производится проверка работоспособности автоматизированной системы управления электроприводом).

Методическое обеспечение комплекса построено по принципу «от простого к сложному». Таким образом, представленный комплекс позволяет изучить широкий перечень оборудования, начиная от достаточно простого в программировании логического реле и заканчивая сложной системой автоматизации на базе промышленных сетей.

Литература
  1. Нестеров А. С. Лабораторный стенд «Средства автоматизации и управления» // Электроприводы переменного тока: Труды 13-й МНТК. Екатеринбург: УГТУ – УПИ. 2005.
  2. Борисов А. М. Средства автоматизации и управления: учебное пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ. 2007.
  3. Борисов А. М. Программируемые устройства автоматизации: учебное пособие. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ. 2010.
  4. Нестеров А. С. Лабораторный практикум для изучения средств автоматизации и управления // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». 2010. Вып. 14. № 32 (208).
  5. Борисов А. М. Основы построения промышленных сетей автоматики. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ. 2012.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

hentao pornnporn.com telugu chatting west indies open sex youpornhindi.com first night xxnx maja mallika tamil dirty story xxxfiretube.com teen xxnx xxxxu indianpornsearch.com pooja kumar sex 喉奥性感イラマ痴女 浜崎真緒 javsextube.com 君嶋真由 i love porn sexxxymovs.com mallusexvideos tomcat doujinshi bluhentai.com tiny boobs giant tits history sequel black dog hentai mobhentai.com hentai onee chan jammu blue film indiananalfuck.com indian incest xvideos mugen fc2 javwhores.mobi 巨乳 あげ افلام نيك مترجم cyberpornvideos.com طيذ momteachessex indianxxxonline.com house wife x videos 君嶋真由 freejavonline.mobi クローゼット 寝取られ sexx tamil indianfuckass.com bengali milf mia khalifa hard fuck pelisporno.org newsexstory