Термины и определения

Казахский агротехнический университет

Имени С. Сейфуллина

Кафедра электроснабжения

Утверждаю: Заведующий кафедрой __________________Б.Байниязов «____» ___________ 201___

Дисциплина

«Автоматизация сельскохозяйственного производства»

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 

Разработано: Доцент _________________ А.Батталханов «____» ____________ 2016

 

Астана

Содержание

№п/п	Наименование	Стр.
	Введение	3
1.	Цели и задачи лабораторных работ	4
2.	Меры безопасности	5
3.	Термины и определения	5
4.	Программируемые логические контроллеры. Общие сведения	9
4.1.	Историческая справка	9
4.2.	Общие сведения	9
4.3.	Преимущества современных ПЛК	10
4.4.	Отличие ПЛК от других электронных приборов	11
4.5.	Принцип работы	11
5.	Лабораторная работа №1 Изучение работы ПЛК LOGO! Базовая функция AND (И)	13
6.	Лабораторная работа №2 Представление электронных схем автоматизации в логическом модуле LOGO!	20
7.	Лабораторная работа №3Программный пакет LOGO!SoftComfort	29
8.	Лабораторная работа №4 Основы программирования LOGO!	37
9.	Лабораторная работа №5 Реализация схемы освещения коридора.	40
10.	Лабораторная работа №6 САУ светофором на перекрестке с линейной программой.	44
11.	Лабораторная работа №7САУ светофором на перекрестке с двумя генераторами	47
12.	Лабораторная работа №8 САУ светофором на перекрестке с битом инициализации	49
13.	Лабораторная работа №9 САУ светофором на перекрестке с циклической программой	52
14.	Лабораторная работа №10 САУ холодильником	53
15.	Лабораторная работа №11САУ нагревателем помещения	56
16.	Лабораторная работа №12 САУ транспортера навоза	58
17.	Лабораторная работа №13 САУ реверсом каретки подачи корма	62
18.	Лабораторная работа №14 САУ башенной водокачкой	64
19.	Лабораторная работа №15 Программирование работы ШЭТ на контроллере	68
20	Приложение. Программирование с клавиатуры контроллера logo.	81
	Литература

Введение

Проблема овладения студентами методами самостоятельной познавательной деятельности является оченьактуальной, так как она обусловлена тем, что в период обучения в вузе закладываются основы профессионализма и формируются умения самостоятельной профессиональной деятельности.

Принцип постоянной связи теории и практики получает непосредственное осуществление на лабораторных занятиях. Они активизируют познавательную деятельность студентов, так как требуют личного участия в проведении различного рода исследований; студенты получают необходимые знания, умения и навыки.

Одной из основных форм самостоятельной работы студентов в процессе обучения в университете являются лабораторные работы.

Лабораторная работа способствует активизации изученного на лекционных занятиях материала и подготавливает студентов к выполнению подобного рода заданий на практике.

Методические рекомендации содержат информацию по выполнению лабораторных работ в рамках изучения дисциплины «Программируемые логические контроллеры». Содержание лабораторных работ соответствует тематике работ, прописанных в рабочей программе дисциплины. Содержание методических рекомендаций дает четкое представление о целях и задачах лабораторных работ, их количестве, технике и методике выполнения лабораторных работ.

Особые условия

Настоящие методические рекомендации призвано оказать некоторую помощь по подготовке студентов к выполнению лабораторных работ и ни в коем случае не подменяет необходимость использования учебников, учебных пособий и иной литературы.

Данные методические рекомендации ни в коем случае не является изложением нормативных правовых актов, учебников, учебных пособий, утвержденной уполномоченными органами и организациями, либо их разъяснениями, толкованиями.

Положения, выводы, предложения и рекомендации, проведенный анализ не несут никаких юридических и иных правовых последствий, носят рекомендательный характер, не являются обязательными документами для студентов и предназначены для анализа и систематизированного изложения учебного материала.

1. Цели и задачи лабораторных работ:

Основная задача лабораторных работ:

закрепление и углубление теоретических знаний студентов.

Основная цель лабораторных работ:

ознакомиться с программируемыми логическими контроллерами, их назначениями и структурой;

ознакомиться с основными логическими функциями;

ознакомиться с контроллером LOGO!, компьютерной программой LOGO!SoftComfort;

научиться создавать программы (схемы) с помощьюкомпьютерной программой LOGO!SoftComfort;

изучить и составить программы (схемы) различных САР;

связать теорию с практикой – подтвердить теорию опытом;

привить навыки научно-исследовательской работы;

проверить уровень понимания вопросов, пройденных на уроках теоретического обучения.

В процессе выполнения лабораторной работы студент должен:

а) стремиться к самостоятельности в решении всех вопросов;

б) показать способность правильного применения теоретических положений;

г) организовать свою работу так, чтобы с наименьшей затратой времени и труда найти наилучшее техническое решение.

При подготовке к лабораторным работам студент должен знать, какую именно работу он будет выполнять, повторить теоретический материал, ознакомиться с описанием работы и порядком ее выполнения.

Лабораторные работы рассчитаны на 2 часа.

Основные задачи лабораторного практикума:

изучение программируемого логического контроллера (ПЛК) LOGO!;

овладение методикой программирования ПЛК;

обучение методике анализа программы.

Для выполнения лабораторной работы

Студент должен:

 уметь:

- составлять простые программы управления промышленным логическим контроллером.

знать:

- возможности использования программируемых логических контроллеров для управления технологическим оборудованием;

- принцип работы и конфигурацию программируемых логических контроллеров;

- правила техники электробезопасности при проведении всех видов работ с программируемыми контроллерами.

 

 

Методика выполнения работы

Изучить теоретические сведения о логических модулях Logo!, изложенные ниже.

Изучить основные действия по созданию и редактированию программ в соответствии с выданным преподавателем вариантом и указаниями.

Создать программу в соответствии с темой лабораторной работы.

 

Меры безопасности

Попадание человека под напряжение может причинить серьезную травму и даже оказаться опасным для жизни. Поэтому при работе с электроустановками, находящимися под напряжением, следует строго соблюдать правила техники безопасности. В условиях учебной лаборатории главным фактором является дисциплина и высокий уровень организации работы. При хорошо продуманных действиях возможность совершения ошибок будет минимальной, и поэтому минимальна возможность поражения электрическим током.

Категорически запрещено:

прикасаться к неизолированным, находящимся под напряжением, частям аппаратуры;

выполнять или продолжать работу на неисправном оборудовании (при появлении искрения, специфического запаха нагретой изоляции и т.д.).

Во время выполнения лабораторной работы необходимо:

соблюдать правила включения и выключения вычислительной техники;

не подключать кабели, разъемы и другую аппаратуру к компьютеру, не относящиеся к лабораторной установке;

при включенном напряжении сети не отключать, не подключать и не трогать кабели, соединяющие различные устройства компьютера;

в случае обнаруженной неисправности в работе оборудования или нарушения правил техники безопасности сообщить руководителю лабораторной работы;

не пытаться самостоятельно устранить неисправности в работе аппаратуры;

по окончании работы привести в порядок рабочее место.

ВНИМАНИЕ! При работе за компьютером необходимо помнить: к каждому рабочему месту подведено опасное для жизни напряжение. Поэтому во время работы надо быть предельно внимательным и соблюдать все требования техники безопасности!

Термины и определения

Автоматизация - (от «ауто» – «само») – область науки и техники, связанная с вопросами управления без непосредственного участия человека.

Автоматизация - комплекс технических, методических, организационных и др. мероприятий, направленных на создание автоматических систем управления (управления без участия человека), либо автоматизированных систем управления (управление с участием человека в процессе принятия решений на управление).

Автоматический контроль - включает в себя автоматические сигнализацию, которая предназначена для оповещения обслуживающего персонала о предельных или аварийных значениях каких-либо физических параметров, о месте и характере нарушений технологического процесса (сигнальными устройствами служат лампы, звонки, сирены, специальные мнемонические указатели и др.).

Автоматическое измерение - позволяет измерять и передавать на специальные указательные или регистрирующие приборы значения физических величин, характеризующих технологический процесс или работу машин. Обслуживающий персонал по показаниям приборов судит о качестве технологического процесса или о режиме работы машин и агрегатов, сортировку и сбор информации. Автоматическая сортировка осуществляет контроль и разделение продукции по размеру, весу, твердости, вязкости и другим показателям (например, сортировка зерна, яиц, фруктов, картофеля и т.п.). Автоматический сбор информации предназначен для получения информации о ходе технологического процесса, о качестве и количестве выпускаемой продукции и для дальнейшей обработки, хранения и выдачи информации обслуживающему персоналу.

Алгоритм управления - правила, согласно которым осуществляется управление. Последовательность команд, приводящая к заранее поставленной цели, называется алгоритмом.

Автоматическое регулирование - процесс автоматического поддержания какого-либо параметра на заданном уровне или изменение его по определенному закону. Автоматическое регулирование осуществляется специальным устройством автоматическим регулятором. Регулятор измеряет регулируемую величину и при ее отклонении от расчетного значения изменяет процесс работы объекта управления (регулирования) так, чтобы выполнялся заданный алгоритм функционирования. Автоматическая система, состоящая из регулятора и объекта управления, называется системой автоматического регулирования (САР).

Входы – возможные воздействия на объект.

Датчик - чувствительный элемент или конструктивно объединенная группа чувствительных элементов.

Заземлить — значит соединить электропроводную часть установки через заземляющее устройство с заземлителем (одним или несколькими электропроводными элементами, имеющими очень хороший контакт с грунтом);

Система автоматического регулирования (САР) – автоматическая система с замкнутой цепью воздействия (см. рис Основное назначение САР заключается в поддержании заданного постоянного значения регулируемого параметра или изменение его по определенному закону.

Дополнительная связь в структурной схеме САР, направленная от выхода к входу, называется обратной связью (ОС). Обратная связь может быть отрицательной или положительной.

Реле — устройство для коммутации электрических цепей по внешнему сигналу. Реле широко применяются в устройствах автоматического управления, контроля, сигнализации, защиты, коммутации и т.д. Наиболее распространены промежуточные реле, реле времени, защитные реле, реле давления.

Регулятор температуры – (в холодильнике или термостате) – это электронная схема, которая включает режим охлаждения (или нагрева), если температура становится выше (или ниже) заданной.

Обратная связь - процесс передачи информации о состоянии объекта управления к управляющему объекту.

Объект управления - объект, который выполняет работу согласно алгоритму по внешним командам.

Управление - воздействие на объект для выполнения технологического процесса. Управление - управление - как наука - система упорядоченных знаний в виде концепций, теорий, принципов, способов и форм управления. Управление - как искусство - способность эффективно применять данные науки управления в конкретной ситуации. Управление - как функция - целенаправленное информационное воздействие на людей и экономические объекты, осуществляемое с целью направить их действия и получить желаемые результаты. Управление - как процесс - совокупность управленческих действий, которые обеспечивают достижение поставленных целей путем преобразования ресурсов на «входе» в продукцию на «выходе». Управление - как аппарат - совокупность структур и людей, обеспечивающих использование и координацию всех ресурсов социальныхсистем для достижения их целей.

Контакт – это элемент с двумя состояниями – замкнут или разомкнут;

Логический элемент – электрическая схемы выполняющая какую либо логическую функцию (операцию) с входными сигналами, заданных в виде определенных уровней напряжения;

Программируемый логический контроллер (сокр. ПЛК; англ. programmablelogiccontroller, сокр. PLC, более точный перевод на русский — контроллер с программируемой логикой);

Программируемый контроллер (ПК) — электронная составляющая промышленного контроллера, специализированного (компьютеризированного) устройства, используемого дляавтоматизации технологических процессов. В качестве основного режима работы ПЛК выступает его длительное автономное использование, зачастую в неблагоприятных условиях окружающей среды, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека;

Блок в LOGO -  функция, которая преобразуетвходную информацию в выходную информацию;

Оптические датчики — небольшие по размерам электронные устройства, способные под воздействием электромагнитного излучения в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах подавать единичный или совокупность сигналов на вход регистрирующей или управляющей системы. Оптические датчики реагируют на непрозрачные и полупрозрачные предметы, водяной пар, дым, аэрозоли.

Оптические датчики являются разновидностью бесконтактных датчиков, так как механический контакт между чувствительной областью датчика (сенсором) и воздействующим объектом отсутствует. Данное свойство оптических датчиков обуславливает их широкое применение в автоматизированных системах управления. Дальность действия оптических датчиков намного больше, чем у других типов бесконтактных датчиков.

Оптические датчики называют ещё оптическими бесконтактными выключателями, фотодатчиками, фотоэлектрическими датчиками.

Фотодатчики – это один из типов устройств, предназначенных для позиционирования объекта. Они распространены повсеместно и используются в нашей каждодневной жизни. Они помогают, контролировать процесс открытия и закрытия гаражных ворот, бесконтактно включать и выключать воду в раковине, контролировать движение эскалатора, открывать двери в супермаркете, определять победителя на соревнованиях и многое другое. Фотодатчики состоят из источника излучения, фотоприемника, преобразователя сигнала и усилителя сигнала. Приемник анализирует поступивший световой поток, проверяет, поступил ли он от источника излучения и передает соответствующий сигнал на усилитель и далее на исполнительное устройство. По сравнению с другими типами датчиков, фотодатчики обладают рядом преимуществ. Диапазон действия фотодатчиков существенно превосходит индуктивные, емкостные, магнитные и ультразвуковые. Высокая чувствительностью даже при миниатюрном исполнении и многочисленные варианты конструкций корпуса позволяют фотодатчикам решать практически любые задачи.

Светофор - светотехническое устройство, предназначенное для последовательного включения на заданное время определенных сигналов.

Светофор – устройство, предназначенное для визуального оповещения людей о предстоящих изменениях в передвижении наземного и речного транспорта.

Концевой выключатель — электрическое устройство, применяемое в системах управления в качестве датчика, формирующего сигнал при возникновении определенного события, как правило, механическом контакте пары подвижных механизмов. Используются также и бесконтактные концевые выключатели, которые состоят из инфракрасного светодиода и фоторезистора, расположенных друг напротив друга. Такие концевые выключатели часто устанавливаются в принтерах и сканерах.Сам выключатель выполняет функции, аналогичные обычному выключателю.

Регистр - устройство, выполненное на триггерах для выполнения ряда действий с двоичными числами. Наиболее простая функция регистров - это запоминание числа и его длительное хранение. Эти устройства так и называются – регистры хранения.

Сдвигающие регистры или регистры сдвига - устройство, состоящее из нескольких последовательно соединённых триггеров, число которых определяет разрядность регистра. Регистры широко используются в вычислительной технике для преобразования кодов - параллельного в последовательный и наоборот.

Время реакции – время от момента события до момента выдачи соответствующего управляющего сигнала;