МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ Національний УНІВЕРСИТЕТ
імені михайла остроградського
ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ
І систем управління
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ЩОДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ
з навчальної дисципліни
“Системи автоматизованого керування електромеханічними комплексами в енергоємних виробництвах”
ДЛЯ СТУДЕНТІВ ДЕННОЇ ФОРМИ НАВЧАННЯ
ЗА НАПРЯМОМ
6.050702 – “Електромеханіка”
ЧАСТИНА І
КРЕМЕНЧУК 2012
Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни “Системи автоматизованого керування електромеханічними комплексами в енергоємних виробництвах” для студентів денної форми навчання за напрямом 6.050702 – “Електромеханіка”.
Укладачі: асист. Д.Г. Мамчур,
асп. В.О. Мельников.
Рецензент к.т.н., доц. А.І. Гладир
Кафедра систем автоматичного управління та електропривода
Затверджено методичною радою КрНУ імені Михайла Остроградського
Протокол “____” від “____”_______ 2012 р.
Голова методичної ради _____________________ проф. В.В. Костін
ЗМІСТ
Вступ 4
Перелік лабораторних робіт 5
1. Лабораторна робота №1 Створення елементарного автоматизованого робочого місця 5
2. Лабораторна робота №2 Дослідження впливу пропорційно-диференційного-диференційного регулятора на якість процесу регулювання.. 21
3. Лабораторна робота №3 Створення архіву й звіту тривог 38
Список літератури 66
ВСТУП
Дисципліна “Системи автоматизованого керування електромеханічними комплексами в енергоємних виробництвах” лежить в основі дисциплін, що вивчають прикладні питання побудови, проектування та функціонування автоматичних систем керування технологічними процесами та установками, побудованих з використанням сучасної елементної бази. Метою викладання дисципліни є оволодіння студентами теоретичними основами синтезу та проектування, практичними навичками наладки та експлуатації сучасних систем автоматизованого керування електромеханічними комплексами в енергоємних виробництвах.
Метою викладання дисципліни «Системи автоматизованого керування електромеханічними комплексами в енергоємних виробництвах» є оволодіння студентами теоретичними основами синтезу та проектування, практичними навичками наладки та експлуатації сучасних систем автоматизації енергоємних виробництв.
Під час проведення лабораторних занять студенти закріплюють теоретичні знання і набувають навичок для проектування та налагоджування систем автоматизації керування енергоємним виробництвом з використанням програмованих логічних контролерів (ПЛК); підключення та конфігурування модулів вводу виводу ПЛК; програмування з використанням мови STEP 7; проектування автоматизованої системи контролю енергоємним виробництвом за допомогою редакторів SCADA системи TRACE MODE 6; розробки інтерфейсу користувача у програмних пакетах типу SCADA; налагоджування програмного забезпечення.
Перелік лабораторних робіт Лабораторна робота №1
Тема. Створення елементарного автоматизованого робочого місця.
Мета: Створення елементарного автоматизованого робочого місця (АРМ), що виконує функції сканування, модифікації й зберігання інформації периферійних датчиків.
Вказівки щодо виконання роботи
У загальному випадку автоматизована система керування містить у собі декілька рівнів:
– рівень контрольно-вимірювальних приладів і апаратури,
– рівень контролерів (традиційні ПЛК і Softlogic),
– рівень робочих станцій (АРМ).
Програмне забезпечення (ПЗ) рівня SCADA виконує наступні функції:
– візуалізація – відображення інформації про процес на мнемосхемах у вигляді числової інформації, трендів, анімації, ActiveХ компонентів і т.д. Також забезпечується одержання керуючих впливів від операторів;
– обмін з контролерами в реальному часі – обмін інформації з контролерами за допомогою послідовного інтерфейсу, мережі Ethernet;
– архівування – збереження інформації;
– документування процесу – створення звітів за заздалегідь створеними шаблонами з наступною їхньою передачею різними каналами обміну;
– одержання й передача інформації в інші програмні пакети – обмін оперативними й архівними даними зі спеціалізованим ПЗ;
– неоперативна обробка інформації – обчислення статистичної інформації, керування нешвидкими процесами;
– керування тривогами – список тривог, фільтр подій, квітирування.
Під терміном Softlogic мається на увазі використання контролерів з PC-сумісною архітектурою. Програмування таких контролерів може здійснюється як мовами типу асемблер або С, так і за допомогою інструментальних пакетів на візуальних мовах верхнього рівня, сумісних зі стандартом МЕК 61131-3, наприклад, мовою функціональних блоків або мовою інструкцій.
Структурна схема системи керування може бути представлена як:
Керуючі функції виконує контролер зв'язку, що має ОЗП, флеш-пам’ять, послідовні порти RS-232 і RS-485, порт консолі, сторожовий таймер, годинники реального часу й сумісний з операційною системою ROM-DOS. Каналом RS-232 контролер з'єднаний з керуючим комп'ютером, а каналом RS-485– із шафою керування. У шафі встановлені модулі аналогового вводу і цифрового вводу-виводу, модуль мультиплексора й регістрів, модулі твердотільних реле, джерела живлення. Для підключення аналогових сигналів до модуля мультиплексора використовуються клемні плати. Шафа керування з'єднана кабелями з датчиками й виконавчими механізмами. Модуль мультиплексора й регістрів дозволяє збільшити кількість аналогових і цифрових входів. У флеш-пам'ять контролера при монтажі системи записуються параметри технологічного обладнання, параметри ПІД-регуляторів, нормалізаторів вхідних сигналів, цифрових фільтрів, таблиця логічних каналів й т.д.