Ни один учебник, ни одна компьютерная программа не в состоянии заменить работу в лаборатории. Именно
|
Скачать 0.59 Mb.
|
   ВВЕДЕНИЕНи один учебник, ни одна компьютерная программа не в состоянии заменить работу в лаборатории. Именно лабораторные стенды дают учащимся возможность проверить теорию практикой, отточить свои профессиональные навыки и приобрести необходимое мастерство. Изготовленные по новейшим технологиям лабораторные стенды придают процессу обучения особый смысл и интерес, позволяют реально ощутить атмосферу научного эксперимента и поиска [1]. В современном мире, где технология производства ежедневно совершенствуется и видоизменяется, уже мало быть просто грамотным специалистом с определенным набором знаний и умений. Прежде всего, востребованы люди, способные творчески мыслить и быстро адаптироваться к постоянно меняющимся условиям научно-технического прогресса. Для их обучения требуется оборудование, изготовленное с учетом новейших научных достижений. Развивающиеся научно-техническая революция (НТР), быстрый рост существующих и появление новых отраслей промышленности вызывает, в свою очередь, необходимость дальнейшего развития системы высшего образования, повышения качества подготовки молодых специалистов для всех отраслей промышленного производства. Таким образом, задача подготовки высококвалифицированных кадров, вооруженных современными знаниями, практическими навыками, является одной из важнейших задач на данном этапе. Поэтому сейчас, как никогда остро, ощущается необходимость приложения максимальных усилий для совершенствования содержания обучения, средств и методов подготовки специалистов. Одним из направлений, по которому должно идти совершенствование, является развитие и укрепление материально-технической базы учебного заведения. Сюда относятся, в первую очередь, широкое внедрение технических средств обучения, оснащение лабораторий и кабинетов новейшим оборудованием и приборами, модернизация лабораторных стендов и макетов, с учетом последних достижений науки и техники на современной компонентной базе. Выполнение студентами лабораторных работ является важным средством более глубокого усвоения и изучения учебного материала, а также приобретения практических навыков по экспериментальному исследованию и обращению с радиоизмерительными приборами. 1. ОПИСАНИЕ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ При реализации лабораторного стенда использовалось оборудование фирмы «Mitsubishi Electric», а именно программируемый логический контроллер (ПЛК) MELSEC FX3U-16MT/DSS, имеющий 8 дискретных входов и 8 дискретных выходов. Также лабораторный стенд оборудован термометром сопротивления Pt100, электрическим приводом, который управляется преобразователем частоты FR-E720, графической панелью оператора GOT 1000, преобразователь аналоговых сигналов измерительный ОВЕН ИТП-11, регулятор напряжения, аналоговые входа и выхода, оборудование удаленного доступа. Базовый блок MELSEC FX3U-16MT/DSS может обрабатывать без дополнительных модулей только цифровые сигналы (информацию о включении и выключении). Поэтому для регистрации и вывода аналоговых сигналов необходимы особые аналоговые модули. При автоматизации технологического процесса часто требуется измерение и регулировка таких аналоговых величин, как, например, температура, давление или уровень заполнения [2]. Серия FX3U располагает тремя различными видами аналоговых модулей: ● аналоговые модули ввода для измерения тока и напряжения; ● аналоговые модули ввода для измерения температуры; ● аналоговые модули вывода для вывода значений тока и напряжения. Помимо этого имеются также комбинированные модули, обеспечивающие регистрацию и вывод аналоговых сигналов. С правой стороны базового блока MELSEC FX3U-16MT/DSS можно подключить до восьми специальных модулей. Помимо аналоговых модулей, к специальным модулям относятся также, например, коммуникационные модули и модули позиционирования. В лабораторном стенде к ПЛК с правой стороны подключены: аналоговый модуль ввода-вывода FX2N-5A, имеющий 4 аналоговых входа и 1 аналоговый выход. Далее подключен коммуникационный модуль связи CC-link, ведущий модуль FX2N-16CCL-M.  Рис. 1 Внешний вид лабораторного стенда 1 – Программируемый логический контроллер MELSEC FX3U-16MT/DSS; 2 – модуль высокоскоростного счета FX3U-4HSX-ADP; 3 – коммуникационный модуль последовательного интерфейса Modbus RS485 FX3U-485ADP-MB; 4 – адаптерный модуль измерения температуры FX3U-4AD-PT-ADP; 5 – аналоговый модуль ввода-вывода FX2N-5A; 6 – ведущий модуль связи CC-Link FX2N-16CCL-M; 7 – блок питания ALPHA POWER 24-2.5; 8 – графическая панель оператора GOT 1000; 9 – преобразователь аналоговых сигналов измерительный ОВЕН ИТП-11; 10 – преобразователь частоты FR-D700 SC; 11 – датчик температуры ОВЕН ДТС125; 12 – электродвигатель асинхронный трехфазный ABLE MS 6314; 13 – удаленный ввод/вывод Чтобы обрабатывать аналоговые сигналы при помощи программируемого контроллера MELSEC FX3U-16MT/DSS, необходимы дополнительные модули. Такими модулями могут быть адаптерные или специальные модули. Адаптерные модули устанавливаются с левой стороны базового блока. При этом они подключаются непосредственно к базовому блоку или к другому адаптерному модулю, уже подключенному к базовому блоку. Для подключения первого адаптерного модуля к базовому блоку требуется интерфейсный адаптерный модуль высокоскоростного счета FX3U-4HSX-ADP, к нему, в свою очередь, подключен коммуникационный модуль последовательного интерфейса Modbus RS485 FX3U-485ADP-MB. Последним подключен аналоговый адаптерный модуль измерения температуры FX3U-4AD-PT-ADP. Питание контроллера, графической панели и других элементов стенда осуществляется за счет блока питания ALPHA POWER 24-2.5.
Устройства серии FX3U представляют собой новое мощное дополнение семейства MELSEC FX, объединяющее четыре различных серии компактных программируемых логических контроллеров (ПЛК). Контроллеры серии FX3U заполнили пробел между моноблочными и модульными контроллерами в номенклатуре продукции Mitsubishi Electric [2]. Программируемый контроллер FX3U-16MT/DSS может обеспечивать управление 256 входами и выходами, которые, например, в виде модулей расширения могут подсоединяться непосредственно к базовому модулю. Также, использование сети CC-Link обеспечивает обмен данными и управление 256 входами/выходами. В общей сложности устройства позволяют опрашивать напрямую или по сети до 384 входов и выходов.  Рис. 2 Внешний вид ПЛК FX3U-16MT/DSS Справа к базовому модулю FX3U-16MT/DSS можно подключать модули расширения и специальные модули серии FX. Применение дополнительных модулей дискретного ввода/вывода, или, например, модулей аналогового ввода/вывода, сетевых модулей или модулей позиционирования позволяет значительно расширить возможности системы. Если используются специальные модули расширения FX3U, то контроллер FX3U-16MT/DSS автоматически переключает свою коммуникационную шину на высокоскоростной режим и обмен данными с этими модулями происходит на повышенной скорости. Тем не менее, сохраняется полная совместимость с расширительными модулями серий FX0N, FX2N. При подключении этих модулей FX3U-16MT/DSS автоматически понижает скорость передачи по шине [2]. Отличительной особенностью контроллера FX3U-16MT/DSS является наличие дополнительного разъема шины расширения с левой стороны базового модуля. Этот разъем позволяет подсоединять к базовому модулю коммуникационные модули, а также модули позиционирования и измерения температуры. Адаптеры, размещенные непосредственно в базовом модуле, и, вследствие этого не требующие дополнительного места для установки, обеспечивают поддержку различных интерфейсов. В контроллере FX3U-16MT/DSS имеются встроенные адаптеры: RS 232, RS 422. Базовый модуль серии FX3U-16MT/DSS оснащен запоминающим устройством, рассчитанным на 64 000 программных шагов. Дополнительно, для облегчения перезаписи программы можно использовать кассету памяти Flash EEPROM. Возможна также запись программы в программную память или ее изменение без отключения работающего контроллера [2]. В устройстве FX3U-16MT/DSS сокращено время, необходимое для выполнения команд. Так, время обработки одной логической команды составляет всего 0.065 микросекунды. Результатом этого являются более быстрая реакция и более высокая точность выполнения приложения, поскольку сократившееся время выполнения цикла программы позволяет чаще опрашивать входы и выходы [14]. Технические характеристики ПЛК FX3U-16MT/DSS Таблица 1
Продолжение табл. 1
Набор команд базового модуля FX3U-16MT/DSS содержит 209 операторов. Кроме уже проверенных в других сериях семейства FX операторов, предлагаются команды обработки данных, включающие новые операторы сравнения и команды для работы со строками символов и числами с плавающей запятой. Базовый модуль серии FX3U-16MT/DSS оснащен шестью высокоскоростными счетчиками, способными одновременно обрабатывать сигналы с частотой до 100 кГц. В комбинации с тремя выходами, предназначенными для серий импульсов с частотой до 100 кГц, формируется простая 3-осевая система позиционирования, не требующая применения дополнительных модулей. Для обработки более высоких частот до 200 кГц можно подключить дополнительные модули высокоскоростных счетчиков и модули позиционирования. Новые коммуникационные модули серии FX3U-16MT/DSS позволяют одновременно использовать до трех последовательных интерфейсов. Это позволяет, например, подключить к одному модулю FX3U-16MT/DSS несколько панелей управления, или одновременно поддерживать связь с панелью управления, программатором и устройством другого изготовителя. Также программируемый контроллер серии FX3U-16MT/DSS можно также использовать в таких сетях, как AS-Interface, PROFIBUS/DP, CC-Link, DeviceNet, CANopen и ETHERNET. В данном лабораторном стенде используется сеть CC-Link [2]. При помощи адаптера интерфейса RS232 и модема или сети ETHERNET можно также организовать удаленное обслуживание. Все базовые модули серии FX3U CC-Link оснащены встроенными часами с возможностью настройки или считывания данных при помощи команд контроллера. Шесть входов базового модуля позволяют без сложного программирования регистрировать изменения входного сигнала (включение или выключение) длительностью от 5 мкс. Два других входа регистрируют импульсы длительностью свыше 50 мкс. Эти сигналы могут использоваться для запуска программ обработки прерываний.
FX3U-16MT/DSS – новейшее поколение программируемых контроллеров. Они отличаются усовершенствованными сетевыми функциями и возможностями для решения задач позиционирования. При программировании контроллеров семейства FX имеется возможность объединять сложные функции в одну единственную команду. Благодаря малым размерам и низкой стоимости, компактные контроллеры открывают новые горизонты в автоматизации промышленности. Повышенная производительность, простота применения, упрощенное техобслуживание и высокая надежность этих контроллеров стали решающими факторами применимости для многих задач.  Рис. 3 Подробное описание ПЛК FX3U-16MT/DSS Оснащение контроллера FX3U-16MT/DSS: ● встроенный последовательный интерфейс для связи между контроллером и панелью оператора; ● встроенное управление позиционированием; ● заменяемые интерфейсные модули для непосредственной установки в базовом модуле; ● светодиодные индикаторы для индикации состояния входов и выходов; ● гнездо для кассет памяти; ● встроенные часы реального времени; ● возможности расширения при помощи модулей дискретного и аналогового ввода/вывода, коммуникационных модулей, а также адаптеров дополнительной шины расширения (с левой стороны контроллера); ● удобные для пользователя системы программирования, включающие программное обеспечение, соответствующее МЭК 1131.3 (EN 61131.3), панели оператора и портативные программаторы. Системные характеристики FX3U-16MT/DSS Таблица 2
Продолжение табл. 2
Адаптерный модуль служит для непосредственной обработки данных позиционирования. FX3U-4HSX-ADP представляет собой модуль высокоскоростных счетчиков, способный регистрировать входные сигналы до 200 кГц. Рис. 4 Внешний вид адаптерного модуля FX3U-4HSX-ADP Если необходимо скомбинировать высокоскоростные адаптерные модули ввода-вывода, FX3U-4HSX-ADP с другими адаптерными модулями, следует вначале подключить к базовому блоку высокоскоростные модули ввода-вывода. Технические характеристики FX3U-4HSX-ADP Таблица 3
Продолжение табл. 3
Подключение модуля последовательного интерфейса позволяет производить обмен данными между ПЛК и периферийными устройствами. Рис. 5 Внешний вид коммуникационного модуля последовательного интерфейса FX3U-485ADP-MB Используя интерфейс RS485 обмен данными можно конфигурировать для передачи по моноканалу 1:N, параллельного соединения или передачи между равноправными узлами [3]. Технические характеристики коммуникационного модуля последовательного интерфейса FX3U-485ADP-MB Таблица 4
FX3U-4AD-PT-ADP – адаптерный модуль регистрации температуры с 4 входными каналами, который подключается с левой стороны базового блока программируемого котроллера FX3U-16MT/DSS. Рис. 6 Внешний вид аналогового адаптерного модуля измерения температуры FX3U-4AD-PT-ADP Для регистрации температуры применяются термометрические сопротивления Pt100. При таком способе измерения температуры измеряется сопротивление платинового элемента, возрастающее при увеличении температуры. При температуре 0 ºC сопротивление платинового элемента составляет 100Ω. Резистивные датчики подключаются по трехпроводной технологии. Это позволяет исключить воздействие сопротивления соединительного провода на результат измерения [4]. К базовому блоку серии FX3U можно подключить до 4 аналоговых адаптерных модулей. При выполнении оператора END считываются и передаются в базовый блок данные всех установленных адаптерных модулей. При этом соблюдается следующая последовательность: 1. адаптерный модуль, 2-й адаптерный модуль, 3-й адаптерный модуль и 4-й адаптерный модуль.  Рис. 7 Входная характеристика FX3U-4AD-PT-ADP Модуль FX3U-4AD-PT-ADP преобразует регистрируемые датчиком Pt100 аналоговые значения температуры в цифровые значения и автоматически заносит их в специальные регистры программируемого контроллера (аналогово-цифровое преобразование или АЦП) [4]. Технические характеристики FX3U-4AD-PT-ADP Таблица 5
Продолжение табл. 5
FX2N-5A специальный аналоговый функциональный блок, имеющий четыре входных канала и один выходной канал.  Рис. 8 Внешний вид специального модуля FX2N-5A Входные каналы принимают аналоговые сигналы и преобразуют их в сопоставимые цифровые значения. Выходной канал имеет цифровое значение, и выводит эквивалентный аналоговый сигнал.    а) б) в) Рис. 9 Входные характеристики FX2N-5A а) режим ввода «0» (-10 V…+10 V); б) режим ввода «2» (-20 мА…+20 мА); в) режим ввода «1» (4 мА…20 мА) Аналоговые сигналы, поступающие на входные каналы модуля, могут быть как значения напряжения, так и токовые значения. Применяемый входной аналоговый сигнал устанавливается с помощью инструкции главного блока ПЛК. Эта инструкция PLC используется для выбора различных типов аналогового входного сигнала для каждого соответствующего канала [5]. Технические характеристики FX2N-5A, аналоговые входы. Таблица 6
Продолжение табл. 6
Модуль аналогового ввода-вывода установлен с правой стороны ПЛК. Допустимое значение специальных модулей – 8. Специальный модуль FX2N-5A служат для преобразования аналоговых сигналов технологических процессов в цифровые значения и наоборот. Для аналоговых входов между током и сигналом потенциального входа могут быть выборочно установлены как актуальные значения, так и средние значения разных измерений [5]. Технические характеристики FX2N-5A, аналоговый выход Таблица 7
Продолжение табл. 7
Выходная характеристика модуля FX2N-5A показана на рис. 10.   а) б) Рис. 10 Выходная характеристика FX2N-5A а) режим ввода «0» (-10 V…+10 V); б) режим ввода «4» (0…20 мА) и «4» (4…20 мА)
Ведущий модуль CC-Link FX2N-16CCL-M – это специальный блок расширения, делающий ПЛК серии FX ведущей станцией системы CC-Link. Сеть CC-Link обеспечивает управление и отображение состояния удаленных модулей I/O. Для простой интеграции различного оборудования Mitsubishi подходит именно сеть CC-Link. Благодаря открытому протоколу эта полевая шина позволяет быстро обмениваться данными с различными устройствами. Ведущий модуль CC-Link FX2N-16CCL-M представляет собой специальный модуль, преобразующий контроллер семейства FX в главную станцию системы CC-Link. Настройка всех модулей сети выполняется непосредственно через ведущий модуль. Ведущий модуль может администрировать до 15 станций, при этом можно подключить максимум 7 станций удаленного ввода-вывода и до 8 интеллектуальных станций. К одному базовому модулю FX3U можно подключить максимум 2 ведущих модуля. Максимальная длина кабеля между узлами сети составляет 1200 м без использования сетевых усилителей [6].  Рис. 11 Внешний вид модуля CC-Link FX2N-16CCL-M С сетью CC-Link совместима вся продукция автоматизации Mitsubishi – от ПЛК, контроллеров движения и контроллеров промышленной безопасности до панелей оператора и роботов. Хотя CC-Link является открытой сетью, она контролируется партнерской ассоциацией CC-Link Partner Association (CLPA), что позволяет строго контролировать/управлять любым продуктом, который подключается к CC-Link. Это помогает гарантировать и поддерживать целостность сети CC-Link. Новый открытый стандарт CC-Link IE отличается высочайшим быстродействием и надежностью. На первом этапе развития он служит в качестве сети для уровня устройств управления (контроллеров). Следующими этапами являются внедрение уровня управления производством, уровня управления движением и уровня безопасности. В будущем появится единая структура сети для всех уровней [6]. Технические характеристики CC-Link FX2N-16CCL-M Таблица 8
В сети CC-Link может быть резервный основной контроллер, который также может быть использован в качестве удаленной станции.
Модуль источника питания ALPHA POWER имеет выходное напряжение 24 В, устанавливается на DIN-рейку. Может быть использовано 2 источника питания ALPHA POWER для резервирования или параллельной работы (для большей мощности). Модуль оснащен тепловой защитой от перегрузки. Модуль предназначен для питания базовых модулей постоянным напряжением 24 В, соответствует базовым модулям серии FX.  Рис. 12 Внешний вид ALPHA POWER 24-2.5 Технические характеристики блока питания ALPHA POWER 24-2.5 Таблица 9
Модель GT1055 – цветной STN-дисплей с 256 тонами. Размер дисплея – 5.7 дюйма. Модель GT1055 имеет сенсорный экран с разрешением 320x240 пикселей. Внутренняя память для проектов и данных вмещает 3 Мб. Имеется опциональный модуль для сохранения проекта GOT, а также готовые соединительные кабели для интерфейсов, расположенных с задней стороны панели (например, USB, RS-422 и RS-232) [3].  Рис. 13 Внешний вид панели оператора GOT1000 серии GT1055 Помимо множества средств автоматизации Mitsubishi Electric, к панелям можно подключать аппаратуру сторонних производителей, а также персональные компьютеры. Встроенный интерфейс USB позволяет программировать контроллеры, преобразователи частоты и сервоусилители Mitsubishi Electric в сквозном режиме. Для удобного программирования всех панелей GOT1000 на компьютере используется пакет программного обеспечения GT Designer 2. Панель GT1055 может устанавливаться как горизонтально, так и вертикально. Это повышает гибкость проектирования и эксплуатации установок. Технические характеристики GOT1000 серии GT1055 Таблица 10
Панель оператора GT1055 обеспечивает обширные возможности для обмена данными с другими устройствами через различные порты и соединения с использованием соответствующих протоколов. Все это повышает эффективность и скорость программирования, а также ускоряет доступ к данным и улучшает эффективность работы. В рамках одного проекта человеко-машинного интерфейса (HMI) панель оператора может использоваться операторами, говорящими на разных языках. При этом на самих панелях можно переключаться между различными наборами сообщений на разных языках, что позволяет производителям использовать графические панели оператора стандартной конфигурации при экспорте оборудования в разные страны мира. При обработке аварийных сообщений воз- можно переключение языков в режиме онлайн [7]. При помощи опционального модуля памяти GT10-50FMB в графическую панель оператора можно загружать данные проекта и операционную систему, для чего вовсе не требуется подключать саму панель к ПК. Особый смысл это имеет в случае, когда идентичные данные нужно одновременно загрузить в несколько панелей оператора. Панель оператора GT1055 обеспечивают обширные возможности для обмена данными с другими устройствами через различные порты и соединения с использованием соответствующих протоколов. Все это повышает эффективность и скорость программирования, а также ускоряет доступ к данным и улучшает эффективность работы. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Рабочая программа дисциплины «компьютерная томография» Рабочая программа учебной дисциплины «компьютерная томография» составлена на основании фгос во по направлению подготовки (ординатура)... |
 |
Программа профессиональной переподготовки в области информационной... Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (фгос впо) по специальности 090301... |
|
Программа профессиональной переподготовки в области информационной... Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (фгос впо) по специальности 090301... |
|
Программа дисциплины «Язык ассемблера» для направления 10. 05. 01 «Компьютерная безопасность» Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки по... |
|
Программа дисциплины «Язык ассемблера» для направления 10. 05. 01 «Компьютерная безопасность» Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки по... |
|
Рабочая программа элективного курса по информатике и икт «Компьютерная графика» Рабочая программа элективного курса по информатике и икт «Компьютерная графика» составлена на основе авторской программы Л. А. Залоговой,... |
|
Открытое акционерное общество Объединенные машиностроительные заводы (Группа Уралмаш-Ижора) Обязательным централизованным хранением серии 05 в количестве 1 500 000 (Один миллион пятьсот тысяч) штук номинальной стоимостью... |
|
1 451 092,50 (Один миллион четыреста пятьдесят одна тысяча девяносто... Реагенты и расходные материалы для закрытых систем фирмы "Siemens" (автоматические иммунохемилюминесцентные анализаторы Advia Centaur... |
|
Самойлов А. А. Экспресс-ремонт ваз-2109 Компьютерная верстка: А. Таланов Компьютерная обработка иллюстраций: Ю. Жегалин Дизайн издания: Р. Головко Литературный редактор:... |
|
Программа дополнительного образования «Компьютерная графика и основы дизайна» «Компьютерная графика и основы дизайна» составлена в соответствии с Примерными требованиями к программам дополнительного образования... |
|
Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации Москва Учебник подготовлен в лаборатории обществоведения исмо рао с участием ученых Российской академии наук |
|
Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации Москва Учебник подготовлен в лаборатории обществоведения исмо рао с участием ученых Российской академии наук |
|
Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации Москва Учебник подготовлен в лаборатории обществоведения исмо рао с участием ученых Российской академии наук |
|
Техническое задание На поставку комплекта приборов контроля приготовления... Один комплект приборов контроля приготовления формовочных смесей для земельной лаборатории литейного цеха |
|
Рабочая учебная программа по химии для обучающихся 7 «А, Б, В» классов (пропедевтический курс) Учебник: О. С. Габриелян «Химия. Вводный курс» 7 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. М., «Дрофа», 2015 |
|
Программа для работы через спутники SatScape здесь Бесплатная компьютерная программа Ричарда Аллина (W5sxd) для слежения за спутниками появилась в Интернете на |