1.1.2_Часть_1 (методическая документация от Колесникова Сергея по стенду САУ-МАКС)

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО КОМПЛЕКСА1.1. Назначение1.1.1. Лабораторный комплекс «Средства автоматизации и управления САУМАКС» (далее лабораторный комплекс) предназначен для обучения студентовразличных специальностей, изучающих дисциплины, связанные с автоматизациейразличных отраслей промышленности, программированию промышленныхсредств автоматизации (сенсорного монитора, контроллера, реле, пультового оборудования, датчиков технологической информации и температурного контроллера).Лабораторный комплекс может быть использован также для обучения учащихся техникумов и слушателей отраслевых учебных центров повышения квалификации.1.1.2. Лабораторный комплекс выполнен для работы в лабораторных условиях (невзрывоопасная окружающая среда, не содержащая агрессивных газов и паров, ненасыщенная водяными парами и токопроводящей пылью).1.2.

Технические данные1.2.1. Лабораторный комплекс включает в себя ПЭВМ, стойку с шестьюсъемными модулями, и могут поставляться два дополнительных съемных модуля.1.2.2. Габаритные размеры стойки с установленными модулями, мм –602х542х310.Габаритные размеры съемных модулей, мм – 250х225х120.1.2.3. Масса стойки с установленными модулями, кг – не более 30.Масса съемных модулей различна - от 2 до 4 кг.1.2.4 Питание лабораторного комплекса:– напряжение питания 220 В, 50 Гц;– потребляемая мощность – не более 200 ВА.1.2.5.

Число проводимых лабораторных работ зависит от числа поставляемыхмодулей. Максимальное число лабораторных работ – 7.1.2.6. Используется IBM-совместимый компьютер, который должен удовлетворять следующим минимальным требованиям:– процессор Pentium 200 МГц и выше;– минимум 64 Мб оперативной памяти;– минимум 300 Мб памяти на жестком диске, необходимого для установкипрограммного обеспечения;– CD-дисковод;– VGA-совместимый дисплей с минимальным разрешением 1024х768;– клавиатура и мышь;– операционная система Microsoft Windows 98;– два последовательных порта.1.2.7. Изучаемое на комплексе оборудование:3– программируемый контроллер OMRON SYSMAC CPM2A-30CDR;– сенсорный монитор OMRON NT21;– интеллектуальное реле OMRON ZEN-10C1DR-D-V1;– многофункциональный таймер OMRON H5CX-AD;– многофункциональный счётчик OMRON H7CX-AUD1;– индикатор-регулятор OMRON K3MA-J-A2;– бесконтактный емкостной конечный выключатель TEKO ВЕ Е4-31-Р-10400-ИНД-3В;– бесконтактный индуктивный конечный выключатель TEKO ВК Е4-31-Р-8250-ИНД-3В– бесконтактный оптический выключатель TEKO OV А43А-31Р-150-LZ;– индуктивный преобразователь перемещения TEKO ИПП Е41-33-Р-А1;– температурный регулятор MAXTHERMO МС-2538;1.2.8.

Число виртуальных объектов автоматизации – 9.1.3. Состав лабораторного комплекса1.3.1. Лабораторный комплекс выполнен в настольном исполнении в стоечном варианте. В состав комплекса (см. рис.1.1), расположенного на столе 1, входит ПЭВМ, включающая в себя системный блок 2, монитор 3, клавиатуру 4 имышь 5, стойка 6, в которой размещены шесть модулей:– модуль устройства преобразования кодов (модуль УПК) 7;– модуль питания и аппаратуры управления (модуль ПАУ) 8;– модуль программируемого контроллера CPM2A (модуль ПК) 9;– модуль сенсорного монитора NT21 (модуль СМ) 10;– модуль пультового оборудования (модуль ПО) 11;– модуль интеллектуального реле ZEN (модуль ИР) 12.Дополнительно могут поставляться модуль датчиков технологической информации ДТИ и модуль температурного регулятора РТ (модуль ДТИ и модульРТ на рис.1.1 не показаны).

Стол в состав комплекса не входит.1.3.2. Вместе с комплексом поставляются:– комплект соединительных кабелей;– техническое описание и методические указания к проведению лабораторных работ;– учебное пособие для преподавателей;– программное обеспечение на компакт-диске;– паспорт.4789101 1 1234 5162Рис.1.1. Внешний вид лабораторного комплекса1.4. Структурная схема лабораторного комплекса1.4.1. На рис.1.2 изображена структурная схема лабораторного комплекса. Наней представлены следующие элементы:– ПЭВМ (системный блок, монитор, клавиатура, мышь);– модуль устройства преобразования кодов;– модуль питания и аппаратуры управления;– модуль программируемого контроллера CPM2A;– модуль сенсорного монитора NT21;– модуль пультового оборудования;– модуль интеллектуального реле ZEN;– соединительные кабели.Сплошными линиями на структурной схеме показаны кабели, не переключаемые во время проведения лабораторной работы.

Штриховыми линиями изображены кабели, снимаемые или переключаемые при выполнении лабораторныхработ. На рис.1.2 не изображены модули датчиков технологической информациии температурного контроллера.Через порт СОМ1 ПЭВМ идет программирование программируемого контроллера ПК и монитора СМ. Через порт СОМ2 идет программирование интеллектуального реле ZEN.

При работе с виртуальными объектами через этот портподключается устройство преобразования кодов УПК.При работе с виртуальными объектами автоматизации сенсорный мониторподключается к ПК, который в свою очередь подключается к модулю УПК. А модуль УПК, в свою очередь, соединяется с портом СОМ2 ПЭВМ.5При наличии мультипортовой карты можно использовать еще два дополнительных последовательных порта при проведении лабораторных работ. Ниже рассматривается вариант с двумя последовательными портами.ÏÝÂÌ~220 B50 ÃöÌîíèòîðDB -2 5DB -3 7Ìîäóëüóñòðîéñòâàïðåîáðàçîâàíèÿ êîäîâ~220 B50 ÃöÑèñòåìíûéáëîêDB -9DB -3 7ÌîäóëüïðîãðàììèðóåìîãîêîíòðîëëåðàCPM2-30CDRDB -9D B- 9ÌîäóëüïóëüòîâîãîîáîðóäîâàíèÿÎÍ ÖÎÍÖÏîðò com2Ïîðò com1ÊëàâèàòóðàÌûøüDB -9DB -2 5~220 B50 ÃöÌîäóëü ïèòàíèÿè àïïàðàòóðûóïðàâëåíèÿÎÍ ÖD B- 9Ìîäóëüñåíñîðíîãî ìîíèòîðàNT31CÌîäóëüèíòåëëåêòóàëüíîãîðåëå ZENÎÍ ÖÎÍ ÖÏ îð ò ñâ ÿçèñ Ï Ý ÌÎÍÖРис.1.2.

Структурная схема лабораторного комплекса1.4.2. В лабораторном комплексе на ПЭВМ возлагаются 4 функции:1) подготовка программы для ПК, её компиляция и запись в контроллер;2) подготовка программы для сенсорного монитора и её запись в сенсорныймонитор;3) подготовка программы для интеллектуального реле, её компиляция и запись в реле;4) реализация на экране монитора виртуального объекта автоматизации,управляемого ПК по записанной в него программе.Объект автоматизации представляется на экране монитора ПЭВМ в видемультипликации.

Обучающийся в соответствии с поставленной задачей разрабатывает алгоритм автоматизации управления объектом, составляет программы, записывает их в ПК и сенсорный монитор. Далее с пульта оператора (сенсорногомонитора) дает команду на выполнение автоматической работы. При необходимости обучающийся корректирует программу ПК и сенсорного монитора, добиваясь полного выполнения требований задачи. Программы ПК и сенсорного монитора должны обеспечивать также и ручной режим управления работой механизмов объекта автоматизации.При работе механизмов объекта на экране монитора ПЭВМ их электроприводы выделяются цветом.При неправильной работе механизмов (их «соударения») в случае неправильно реализованной системы автоматизации включается сигнализация обошибке.6В памяти ПЭВМ комплекса хранятся 9 вариантов виртуальных объектов:1) робототизированный участок транспортировки изделий (манипулятор);2) участок транспортировки заготовок в методическую печь (методическаяпечь);3) механизмы управления крышкой нагревательных колодцев обжимногопрокатного стана (нагревательный колодец);4) участок сортировки и пакетирования годных и бракованных листов металла (сортировка листов);5) участок транспортировки труб большого диаметра;6) станок для сверления глубоких отверстий (станок);7) линия химической обработки деталей (химическая линия);8) упаковочная машина (упаковка);9) пассажирский лифт (лифт).1.4.3.

Модуль УПК обеспечивает связь ПЭВМ с ПК при управлении виртуальными объектами. При управлении этими объектами используется до 16 сигналов датчиков и до 12 управляющих команд. Сигналы с датчиков виртуальныхобъектов подаются на входы ПК (рис.1.3), который, используя их и команды ссенсорного монитора, формирует управляющие воздействия, подаваемые на исполнительные устройства виртуального объекта. При этом функцией УПК является преобразование последовательного кода ПЭВМ в параллельный код ПК инаоборот.Рис.1.3. Передача сигналов и команд при управлении виртуальными объектами1.4.4. Модуль ПАУ содержит блок питания, поэтому его основной функциейявляется питание соответствующих модулей при проведении каких-либо лабораторных работ. Также этот модуль содержит сигнальную и коммутационную аппаратуру, имитирующую пульт управления оператора.

Реальные пульты управленияиндивидуальны, имеют разнообразный набор органов управления и индикации. Вмодуле ПАУ лабораторного комплекса содержится фиксированный набор кнопок,тумблеров и светодиодов, достаточный для подачи сигналов (команд) в ПК и отображения на индикаторах команд, формируемых ПК при выполнении записаннойнего программы. Стоит отметить, что модуль ПАУ используется в качестве пульта управления только при изучении ПК, а при управлении виртуальными объектами он не используется. Его функции выполняет сенсорный монитор.1.4.5. Программируемый контроллер выполняет только одну функцию: послетого, как в него будет записана ранее подготовленная на ПЭВМ программа, онначинает её выполнение. При исследовании одного ПК входные сигналы подаются с модуля ПАУ.