Руководство по выполнению лабораторных работ на

 

Руководство по выполнению лабораторных работ на

САУ.001 РБЭ (929.2)

Содержание

Содержание.. 3

Введение.. 5

Перечень аппаратуры, используемой в экспериментах.. 7

Схема электропитания блоков комплекта.. 8

1. Программируемый контроллер.. 9

1.1. Управление программируемым контроллером... 10

1.1.1. Исходное состояние программируемого контроллера.. 10

1.1.2. Работа с меню программируемого контроллера.. 10

1.1.3. Переход к «Главному меню» программируемого контроллера.. 10

1.1.4. Предварительные настройки программируемого контроллера.. 11

1.1.5. Загрузка коммутационной программы... 11

1.1.6. Запуск и отладка коммутационной программы... 12

1.2. Программирование контроллера с помощью компьютера.. 13

1.2.1. Подготовка компьютера к работе с программируемым
контроллером... 13

1.2.2. Установка «LOGO!SoftСomfort». 13

1.2.3. Ввод коммутационной программы в виде диаграммы (схемы)
функциональных блоков (FBD) 14

1.2.4. Тестирование коммутационной программы... 17

1.2.5. Загрузка и считывание программы из контроллера.. 18

1.2.6. Управление коммутационной программой.. 19

1.2.7. Отладка исполняемой в контроллере коммутационной
программы... 19

1.3. Тестирование основных логических функций.. 22

1.4. Тестирование специальных логических функций.. 27

1.5. Тестирование логической функции для управления объектом... 32

2. Примеры автоматических систем управления на основе программируемого контроллера.. 38

2.1. Автоматическая система управления светофором... 39

2.2. Автоматическая система управления внутренним освещением... 46

2.3. Автоматическая система управления наружным освещением... 53

2.4. Автоматическая система управления звуковым оповещением... 59

2.5. Система автоматического включения резервного питания.. 65

2.6. Автоматическая система охранной сигнализации.. 72

2.7. Автоматическая система управления исполнительным
электродвигателем... 78

2.8. Автоматическая система импульсного регулирования температуры
воздуха в помещении.. 85

2.9. Автоматическая система непрерывного регулирования температуры
воздуха в помещении с помощью ПИ-регулятора.. 92

2.10. Система автоматического двухступенчатого пуска двигателя
постоянного тока в функции времени.. 100

2.11. Система автоматического динамического торможения двигателя
постоянного тока в функции скорости.. 106

2.12. Система автоматического регулирования скорости двигателя
постоянного тока с помощью П или ПИ-регулятора.. 113

3. Испытания стандартных блоков пультов управления и датчиков технологических параметров.. 123

3.1. Испытание датчиков линейного положения.. 124

3.1.1. Испытание бесконтактных выключателей.. 126

3.1.2. Испытание индуктивного датчика линейного положения.. 131

3.1.3. Испытание резистивного датчика положения.. 136

3.2. Испытание датчика углового положения и
универсального счетчика.. 142

3.2.1. Блок счетчика импульсов.. 144

3.2.2. Испытания датчика углового положения.. 150

3.3. Испытание датчиков температуры и блока измерения-регулирования
температуры... 155

3.3.1. Блок электронагревателя.. 157

3.3.2. Испытание датчиков температуры... 159

 

Введение

В настоящем руководстве описаны базовые эксперименты, выполняемые с использованием комплекта типового лабораторного оборудования «Средства автоматизации и управления». Цель экспериментов – изучение характеристик, приобретение навыков работы и программирования основных элементов промышленных систем управления: контролеров, стандартных блоков пультов управления, датчиков технологических параметров.

Комплект предназначен для проведения лабораторных работ в учреждениях начального, среднего и высшего профессионального образования

Комплект может быть также использован на семинарах и курсах повышения квалификации электротехнического персонала предприятий и организаций.

Аппаратная часть комплекта выполнена по блочному (модульному) принципу и содержит универсальные блоки:

1. Блок программируемого контролера LOGO (384). Блок спроектирован с учебными целями и имеет входы цифровых и аналоговых сигналов, выходы аналоговых сигналов и релейных контактов. Загрузка программы в контроллер выполняется или кнопками на лицевой панели, или по кабелю, подключенному к компьютеру.

2. Набор блоков с элементами пультов управления и натурными аналогами объектов регулирования:

- блок световой сигнализации (355.2);

- пост управления (376);

- зуммер (377);

- исполнительный электродвигатель (378);

- модель отапливаемого помещения (379);

- электропривод постоянного тока (386);

- преобразователь постоянного напряжения (385).

3. Блок мультиметров (509.3). Внимание! Мультиметр MY65 (блок 509.3) неработоспособен, если он включен при нажатой кнопке «HOLD». Кнопку «HOLD» необходимо отжать.

4. Однофазный источник питания (218.4).

Набор датчиков технологических параметров и специализированные блоки для испытания датчиков, выполненные на основе стандартных блоков пультов управления:

5. Блок многорежимного счетчика импульсов (409) выполняет функции реверсивного счета импульсов, вычисления скорости вращения, измерения времени.

6. Блок испытания датчиков линейного положения (395).

7. Набор датчиков линейного положения (600.14), включающий емкостный магнитный и оптический бесконтактные выключатели, индуктивный и резистивный датчики положения с аналоговым выходом.

8. Блок испытания датчика углового положения (396) с энкодером и блоком определения направления вращения.

9. Электронагреватель для испытания датчиков температуры (394.2).

10. Набор датчиков температуры (600.13) включающий термопреобразователь сопротивления, термоэлектрический преобразователь (термопара типа ХК), полупроводниковый резистор с положительным температурным коэффициентом и датчик-микросхему (LM60).

11. Датчик освещенности (407).

 

 

В комплект также включены:

- компьютер (550) с кабелем для подключения контроллера и программным
обеспечением;

- лабораторный стол с приспособлениями для размещения компьютера и рамой для
установки необходимых в экспериментах функциональных блоков.

Питание комплекта осуществляется от однофазной электрической сети напряжением 220 В с нейтральным и защитным проводниками.

 

Потребляемая мощность В×А, не более…………………………... 100

Габариты (длина/ ширина / высота), мм………………………..910´300´800

Масса, кг, не более……………………………………………….. 25

 

Методическая часть комплекта включает настоящее руководство как материалы для подготовки к проведению лабораторных работ. В электронной форме в комплект включены руководства для контроллера, универсального счетчика и измерителя-регулятора температуры, предоставленные производителями соответствующих блоков.

 

Комплекту типового лабораторного оборудования «Средства автоматизации и управления» присущи следующие качества.

УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ, которая выражается в возможности воспроизведения не только базовых экспериментов, но и более широкого круга задач моделирования.

ГИБКОСТЬ, которая обеспечивается возможностью компоновки требуемой конфигурации комплекта сообразно с задачами каждого конкретного эксперимента.

НАГЛЯДНОСТЬ результатов моделирования, которая обеспечивается их отображением на дисплее контроллера, компьютера и натурных объектах управления.

НАДЁЖНОСТЬ, достигаемая за счет малой мощности силовых элементов, защитой электрических цепей от эксплуатационных коротких замыканий и неумелого обращения.

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ, которая обеспечена выполнением элементов классом защиты от поражения электрическим током I и III, а также применением устройства защитного отключения.

КОМПАКТНОСТЬ, которая обеспечена малой установленной мощностью элементов и использованием только требуемых для данного эксперимента блоков и приборов.

СОВРЕМЕННЫЙ ДИЗАЙН комплекта с учетом требований эргономики, инженерной психологии и эстетики.

Схема электропитания блоков комплекта

 

При выполнении всех лабораторных работ блоки комплекта «Средства автоматизации и управления» для повышения электробезопасности подключается к сети через однофазный источник питания G1 (218.4), включающий устройство защитного отключения (см. рис. 1). Для различных работ набор блоков, требующих питания от сети и подключаемых к источнику G1 (218.4), будет отличаться от приведенного примера.

 

 

Рис.1. Схема электропитания блоков комплекта.

 

При выполнении лабораторной работы необходимо соблюдать следующий порядок подачи питания на испытываемую цепь:

· Убедитесь, что выключатели питания «Сеть» всех устройств, используемых в эксперименте, установлены в положение выключено.

· Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электропитания выполняемой работы.

· Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.

· Соберите испытываемую цепь.

· Включите выключатель «СЕТЬ» всех блоков выполняемой работы. Внимание! Мультиметр MY65 (блок 509.3) неработоспособен, если он включен при нажатой кнопке «HOLD». Кнопку «HOLD» необходимо отжать.

· Выполните испытания, предусмотренные заданием. При необходимости изменения исследуемой цепи отключите выключатель «СЕТЬ» блоков, питающих испытываемую цепь. Измените схему, включите выключатели «СЕТЬ», используемых блоков.

· По завершении работы отключите выключатель «СЕТЬ» всех блоков и автоматические выключатели в однофазном источнике питания G1 (218.4).

 

1. Программируемый контроллер

 

Цель экспериментов – приобретение навыков управления контроллером и его программирования, в тестировании заложенных в контроллер основных и специальных логических функций, а также их комбинаций.

 

 

1.1. Управление программируемым контроллером

1.1.1. Исходное состояние программируемого контроллера

При включении программируемый контроллер может быть в следующих состояниях:

1. Если в LOGO! или в установленном программном модуле (дополнительный блок, подключаемый к разъему на лицевой панели контроллера) нет программы, то LOGO! отображает сообщение: «No Program /Press ESC» (Нет программы / Нажмите ESC).

2. Если в программном модуле есть программа, она автоматически копируется в LOGO! Коммутационная программа, находившаяся в LOGO!, удаляется.

3. Если в LOGO! есть коммутационная программа, то LOGO! принимает рабочее состояние, которое у него было до выключения питания: или RUN (т. е. выполнение программы), или STOP (коммутационная программа остановлена).

1.1.2. Работа с меню программируемого контроллера

Для управления программируемым контроллером на его лицевой панели расположены кнопки «ESC», «OK» и кнопки перемещения курсора ‑ ▲,►,▼,◄. Ниже последовательность выбора команд из меню программируемого контроллера будем изображать упрощенно, например