ЛИВС Курсовая / Kursach_2

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

“Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”

им. В.И. Ульянова (Ленина)” (СПбГЭТУ)

Кафедра ИИСТ

Курсовой работа

по дисциплине «Локальные ИВС»

на тему:

«Разработка канала для измерения температуры на базе ПЛК»

Часть 2

Выполнил:

Проверил:

Санкт-Петербург

201 г.

Содержание

Задание 3

Структурная схема 3

Блок-схема алгоритма 3

Автомат состояний 4

Содержание программы 5

Принципиальная электрическая схема 12

Выводы 12

Приложение 13

Задание

Создать макет программируемого измерительного канала, построенного на основе термопары, рассчитанного в первой части задания.

Структурная схема

Рисунок 1. Структурная схема измерительного канала

ЦАП – модель датчика.

АЦП - модуль WAGO 750-457.

Программируемый логический контроллер преобразует коды, полученные с АЦП, в значение температуры.

Далее, блок дискретного ввода/вывода выводит значение температуры, предварительно преобразованной в двоично-десятичный код, на индикатор. В качестве индикатора служат светодиоды двух модулей WAGO 750-530.

Блок-схема алгоритма

начало

Иниц.перемен.

4

3

4

Т:[+500;+1800]

STOP

Выполнение программного АЦП (A_i)

и выдача значения

Обратное преобразование

Вывод результата в двоично-десятичной форме

3

Автомат состояний

С₁

С₂

С₀

С₃

С₆

С₄

С₅

Рисунок 2 – автомат состояний

Таблица 1

Состояние автомата	А
С0	Проверка Т на диапазон
С1	Уравнение преобразования
С2	Нормирование
С3	АЦП
С4	Масштабирование
С5	Перевод результата в двочно-десятичную форму, выод на индикаторы

Содержание программы

Рисунок 3 – переменные основного модуля программы PLC_PRG

Init

Рисунок 4 – Основной модуль программы PLC_PRG

Основной модуль программы PLC_PRG реализован на языке SFC. Каждый блок имеет свою подпрограмму.

На языке ST в блоке Init реализована проверка входной температуры (попадает ли в необходимый диапазон от +500 до +1800). Листинг представлен на рисунке 4.

Рисунок 5 – блок Init

В блоке Uravn на языке CFC реализована формула преобразования температуры в ЭДС.

Рисунок 6 – блок Uravn

В блоке NP на языке CFC реализована формула нормирующего преобразователя.

Рисунок 7 – блок NP

В блоке DIAP1 происходит переприсвоение переменной (осуществлено на языке ST).

Рисунок 8 – блок DIAP1

В блоке readADC1 переменная ADC отправляется в функцию ADC_1, полученное значение на выходе этой функции присваивается переменной znA1.

Рисунок 9 – блок readADC1

В блоке readDAC1 переменную znD1 сдвигаем на 4 разряда вправо, так как модуль 16 разрядный, а нам необходимо только 12 разрядов (младшие разряды шумят, поэтому все сдвигаем на 4 разряда). Разделив смещенное значение на 4095, получаем кванты на выходе АЦП.

Рисунок 10 – блок readDAC1

В блоке MP осуществляется формула цифрового преобразования.

Рисунок 11 – блок MP

В блоке Obratnoe реализована формула обратного преобразования (по кусочно-линейной аппроксимации) на языке ST по каждому диапазону (из 20).

Рисунок 12 – блок Obratnoe

В блоке Perevod, реализованного на языке ST, осуществляется программа для вывода результата измерения в двоично-десятичной форме на индикаторы модулей (750-530). Функция TRUNC необходима для выделения целой части. Далее побитово полученное двоичное число отправляем на индикаторы.

Рисунок 13 – блок Perevod

После окончания всего цикла программа снова возвращается на блок Init.

Реализация функции ADC_1 представлена на рисунке 13. Преобразование реального значения в код. Реализована на языке CFC.

Рисунок 14 – функция ADC_1

Рисунок 15 – подпрограмма функции ADC_1

Была реализована визуализация, где вводится значение температуры и выводится результат измерения.

Рисунок 16 – макет измерительного канала на Wago 750

Принципиальная электрическая схема

Рисунок 17 – Принципиальная электрическая схема измерительного канала.

Выводы

1. Был создан макет программируемого измерительного канала и написан алгоритм его работы

2. В ходе эксперимента выяснилось, что результаты работы измерительного канала совпадают с теоретическими данными, полученными в первой части курсового проекта

3. Погрешность, полученная в результате эксперимента лежит в допустимых пределах, заданных в техническом задании (ΔT^oC).

Приложение

Таблица 2

T, град	Et, мВ	N, град/квант	Tвых, град
500.000000	1.146549	-500.000000	500.021378
600.000000	1.654558	-441.038534	600.002210
700.000000	2.244532	-372.563957	700.002181
800.000000	2.911187	-295.189340	800.002936
900.000000	3.649222	-209.530147	899.998519
1000.000000	4.453338	-116.201406	1000.002325
1100.000000	5.318055	-15.839047	1099.998247
1200.000000	6.237319	90.854327	1200.001515
1300.000000	7.203950	203.045160	1299.998570
1400.000000	8.209027	319.698317	1400.000581
1500.000000	9.241392	439.518492	1499.998986
1600.000000	10.287452	560.928271	1599.998918
1700.000000	11.331579	682.113660	1699.999657
1799.000000	12.347282	800.000000	1798.996575