ОГЛАВЛЕНИЕ
Программируемые логические контроллеры……………………………3
Электроремонтный цех………………………………………..…………27
Расчет электропривода с асинхронным двигателем
3.1 Электропривод с асинхронным двигателем.....................................47
3.1.1 Определение параметров асинхронного двигателя.....................47
3.2 Расчет и построение ω=f(I), ω=f(M)...................................................49
3.2.1 Естественные ω=f(I), ω=f(M)...........................................................49
3.2.2 Характеристика с ведением добавочного сопротивления ..........50
3.2.3 Пуск АД в 3 ступени.........................................................................53
3.3 Построение граничных ω=f(M) при частотном
регулировании в диапазоне 10:1.......................................................55
3.4 Характеристика ЭДТ при обеспечении заданной точки..................57
Расчет электропривода с ДПТ параллельного возбуждения
4.1 Исходные данные.................................................................................59
4.2 Определение расчетной мощности, выбор двигателя и
определение его параметров...............................................................59
4.3 Построение ω=f(I) и определение параметров резисторов.............61
4.3.1 Расчет пусковых сопротивлений.....................................................61
4.3.2 Расчет сопротивлений противовключения....................................62
4.3.3 Расчет сопротивлений схемы шунтирования якоря ....................62
4.3.4 Уравнения ω=f(I)...............................................................................63
4.4 Определение пределов изменения ω=f(M) в естественном
включении при колебаниях напряжения...........................................65
4.5 Построение ω=f(I) характеристик ЭДТ.............................................69
4.6 Структурная схема двухмассовой ЭМС............................................71
4.7 Расчет и построение механических процессов для пуска
двухмассовой ЭМС..............................................................................73
4.8 Построение ω=f(M) в разомкнутой системе УП-Д ..........................76
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………….................78
Введение
Характерным свойством наиболее распространенных объектов управления является дискретность, т. е. способность пребывать в относительно неизменном состоянии в течение определенных промежутков времени. Функционирование таких объектов можно описать некоторой последовательностью их состояний, в каждом из которых объект выполняет определенные действия. Например, в дорожном светофоре включение световых сигналов в некотором сочетании представляет собой определенное состояние. Световые сигналы могут быть зелеными или желтыми для одного направления движения транспорта и красными – для другого. При этом смена цветов происходит в известной последовательности. Иногда дорожные светофоры оборудуются специальными средствами, например дополнительным пешеходным светофором, прерывающим процесс смены
сигналов дорожного светофора на время, необходимое для перехода улицы пешеходами.
Для автоматизации этих объектов применяют как релейно-контактные, так и электронные системы логического управления, а также системы на базе цифровой вычислительной техники, в том числе системы с программируемыми логическими контроллерами (ПЛК).
Программируемые логические контроллеры представляют собой универсальное средство автоматизации производственных процессов. Эта универсальность достигается за счет того, что «привязка» контроллера к конкретному объекту управления осуществляется соответствующей прикладной программой, загружаемой в память контроллера и исполняемой его процессором. Основой процессов преобразования данных в ПЛК являются логические вычисления, по результатам которых выполняются более сложные функции обработки информации (математические вычисления, преобразование данных, формирование временных интервалов, счет событий и т. д.). Подключаемые к ПЛК специальные блоки и модули расширения входов позволяют решать сложные задачи управления (например, регулирование значений физических величин, управление различными приводами и др.).
Разработка управляющих программ для ПЛК представляет собой достаточно сложную задачу. Для ее решения используют различные подходы в зависимости от сложности алгоритма работы
объекта управления.
Технические средства обучения
В состав учебно-методического комплекса «Программируемые логические контроллеры» (УМК ПЛК) входят следующие технические средства обучения (ТСО):
• ПЛК SIMATIC S7-200 фирмы «Siemens» (Германия);
• панель управления;
• аппаратный имитатор объектов управления ASIMA фирмы «ELWE Technik GmbH» (Германия).
Перечисленные ТСО, выполненные в виде панелей, монтируются на несущей раме лабораторного стенда и предназначены для закрепления полученных теоретических знаний и развития практических навыков программирования ПЛК.
Программируемый логический контроллер (плк) и панель управления
В УМК ПЛК используется модульный микроконтроллер SIMATIC S7-200 фирмы «Siemens» (Германия), в состав которого входят следующие модули:
• модуль центрального процессора (ЦП) CPU S7-222;
• модуль расширения цифровых входов/выходов EM-223;
• модуль расширения аналоговых входов/выходов EM-235.
CPU S7-222 имеет встроенные цифровые входы/выходы – 8 входов и 6 выходов. Модуль расширения EM-223 имеет 8 цифровых входов и 8 цифровых выходов постоянного тока. Модуль расширения EM-235 содержит 4 аналоговых входа и один аналоговый выход и может работать как с потенциальными, так и с токовыми сигналами. Питание контроллера осуществляется от внешнего источника постоянного тока напряжением 24 В.
Контроллер размещен на съемных панелях из пластика, на которых установлены однополюсные гнезда входов и выходов. Подключение контроллера к моделям объектов управления производится гибкими проводами с однополюсными вилками на концах.
Для программирования логического контроллера используется программное обеспечение фирмы «Siemens» – пакет программирования STEP 7-Micro/WIN 32 (версия 3.2 SP4), который может быть установлен на компьютере с операционной системой MS Windows 9x/Me/2000/XP. С помощью пакета STEP 7-Micro/WIN 32 выполняются разработка, отладка и мониторинг прикладных программ.
Панель управления также изготовлена из пластика и содержит одну фиксируемую и три не фиксируемые кнопки, которые можно использовать при работе с моделями объектов управления. Контакты кнопок и линии питания выведены на однополюсные гнезда. Все вилки и гнезда выполнены в электробезопасном исполнении.
Состав и устройство имитатора объектов управления asima
Имитатор ASIMA представляет собой электронный прибор, передняя панель которого состоит
из трех полей (см. рис. 1 на следующей странице):
• поля коммутации (слева);
• демонстрационного поля (в центре);
• поля управления (справа).
Конструкция имитатора позволяет также размещать его на несущей раме лабораторного стенда в вертикальном положении.
Ниже рассмотрены состав и назначение отдельных элементов имитатора ASIMA на его передней панели.
Рис.1 Имитатор ASIMA: а) передняя панель (сверху); б) передняя панель с накладной маской (снизу)
Поле коммутации
Поле коммутации на передней панели имитатора ASIMA служит для его соединения с ПЛК. Имитатор подключается к ПЛК либо отдельными соединительными проводами через 4-мм безопасные гнезда (соединительные гнезда), либо плоским кабелем с 50-контактным штекером через 50-контактное гнездо (10). Соединение отдельными проводами намного практичнее, так как позволяет пользователю протестировать любую цепь. С другой стороны, подключение всех входов и выходов плоским кабелем занимает значительно меньше времени.
Все входы и выходы имитатора ASIMA спроектированы в соответствии с промышленными стандартами для управляющей техники: предусмотрено напряжение 24 В постоянного тока для цифровых входов и выходов и напряжение 0...10 В для аналоговых входов и выходов. Таким образом, имитатор может работать с ПЛК всех основных производителей. Действие сигналов в различных группах безопасных гнезд имитатора ASIMA зависит от установок кодирующего ключа (2), определяемых спецификацией используемой накладной маски (20).
1. Имитатор ASIMA работает со стабилизированным напряжением постоянного тока 24 В от источника питания ПЛК. Гнезда (1) в нижнем ряду, помеченные символом «земли», используются также в качестве общих точек для всех цифровых и аналоговых входных и выходных сигналов.
2. Установка кодирующего ключа (2) в соответствии с маркировкой (21) в нижнем левом углу используемой накладной маски. Установки кодирующего ключа определяют функции светодиодов на демонстрационном поле панели и функции светодиодов, ключей и потенциометров в поле управления, а также их соединения с микроконтроллером имитатора и безопасными гнездами в поле коммутации.
3. Гнезда (3) с маркировкой от S0 до S12 используются для подключения к ПЛК датчиков и ключей на имитаторе ASIMA в соответствии с используемой накладной маской (20) и установками кодирующего ключа (2). Каждый из подключаемых ключей и датчиков физически может действовать как замыкающий или размыкающий контакт, в зависимости от положения селекторов (4) с той же самой маркировкой.
Маркировка гнезд (23) на левой границе используемой маски может отличаться от их маркировки на панели под маской. Однако именно маркировка на маске соответствует изображенным на ней датчикам и обозначениям ключей.
4. Каждый из селекторов (4), обозначенных символами от S0 до S12, связан с одним из безопасных гнезд (3) на передней панели имитатора, имеющим то же обозначение. В зависимости от положения селектора, соответствующий датчик или ключ, назначенный согласно используемой маске или установкам кодирующего ключа (2), действует как размыкающий (верхнее положение) или замыкающий (нижнее положение) контакт.
5. Гнезда (5), помеченные цифрами от 0 до 7, служат для подключения приводов на используемой маске (обмоток реле и контакторов) к выходам ПЛК. Рабочее состояние привода индицируется соответствующим светодиодом.
6. Гнезда (6), помеченные маркировкой от H1 до H4, соединяются непосредственно с сигнальными лампами или светодиодами (12) с той же маркировкой в поле управления. Эти гнезда могут также подключаться непосредственно к выходам ПЛК или к гнездам (5) в зависимости от назначений на маске.
7. Четыре из представленных на накладной маске приводов (обмоток реле и контакторов) в дополнение к соответствующим светодиодам могут оснащаться электрически изолированным размыкающим контактом. Четыре размыкающих контакта (7) могут быть использованы в качестве аппаратных средств между выходами ПЛК и гнездами (5) на передней панели имитатора для повышения безопасности измерений.
8. Гнезда (8) используются для подключения аналоговых входов U1 и U2 на передней панели имитатора к аналоговым выходам ПЛК. Диапазон рабочих напряжений составляет 0...10 В для каждого аналогового входа.
9. Гнезда (9) используются для подключения аналоговых выходов U1 и U2 на передней панели имитатора к аналоговым входам ПЛК. Диапазон рабочих напряжений составляет 0...10 В для каждого аналогового выхода.
10. В дополнение к гнездам в поле коммутации, все входы и выходы имитатора ASIMA подключены к 50-контактному гнезду (10). Это гнездо используется для соединения имитатора плоским кабелем с ПЛК, если входы и выходы ПЛК соединены с соответствующими соединителями в кабеле.