Информатизация инженерного образования (выпуск 3)

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ КОНТРОЛЛЕР ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМИ КОМПЛЕКСАМИ С ПРЯМЫМ ДОСТУПОМ ПО СЕТИ ИНТЕРНЕТ И ПОДДЕРЖКОЙ ПРОТОКОЛА TCP/IP

359

Структура, назначение и области применения

Универсальный микропроцессорный контроллер (УМПК–PIL000 V6) разработан на базе цифрового сигнального процессора (DSP) фирмы Texas Instruments – TMS320LF2407A. УМПК предназначен для управления сложными электротехническими комплексами и адаптирован к решению специфических задач в этой области. В частности, УМПК может быть использован в системах прямого цифрового управления электроприводами всех типов на базе асинхронных, синхронных, шаговых, вентильно-индукторных, коллекторных и бесколлекторных двигателей, для построения многодвигательных и многоинверторных систем и пр.

Для обеспечения дистанционного управления, мониторинга состояния, синхронизации взаимодействия отдельных подсистем в мультипроцессорных комплексах УМПК включает следующие интерфейсы:

•Интерфейс Ethernet 10/100 Мбит с поддержкой семейства протоколов TCP-IP, который позволяет повысить надежность и максимально упростить реализацию дистанционного управления от удаленных пользователей по сети Internet;

•Интерфейсы CAN (либо RS-485) обеспечивают синхронизацию работы нескольких УМПК, включенных в общую информационную сеть комплекса. Вместе с этим они могут использоваться для обмена информацией, управляющих команд, критичных по времени исполнения, а также для синхронизации запуска и приема данных из подключенных периферийных устройств между несколькими УМПК.

•Интерфейс SPI обеспечивает локальные связи с подключенными периферийными устройствами.

Наличие в структуре DSP 16 каналов формирования ШИМ-сигналов, а также сдвоенного менеджера событий обеспечивает возможность согласованного управления инверторами сразу двух преобразователей частоты, либо возможность рекуперирования энергии торможения электромеханических устройств в сеть за счет одновременного управления входным и выходным блоками преобразователя частоты и напряжения.

Подключение периферийных исполнительных устройств осуществляется через установленные на плате УМПК разъемы типа PBD, на которые выведены основные информационные и управляющие сигналы.

УМПК выполнен на четырехслойной печатной плате в формате «Европлата» (200мм*100мм) с расположенными следующими внешними разъемами, выведенными на лицевую панель: Ethernet 10/100TX (разъем RJ-45), CAN-2.0/RS-485 (разъемы типа USBA-2J).

360

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ КОМПЛЕКС ПО КУРСУ «ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ»

Авторы: В.А. Гречихин, Л.И. Пейч, Б.П. Поллак, С.В. Пучин, Ю.К. Смирнов, Д.А. Точилин

Направление радиотехника

подготовки:

Дисциплина: основы теории цепей

Контактная 111250, Москва, ул . Красноказарменная, д. 14, МЭИ (ТУ), кафедра информация: основ радиотехники, тел. : (495) 362-7044, е-mail: GrechikhinVA@mpei.ru

361

Состав ресурса

Автоматизированный лабораторный практикум по курсу «Основы теории цепей» включает:

•универсальный лабораторный стенд «Сигнал» с генераторно-измеритель- ным блоком и панелью для сборки электрических цепей;

•персональный компьютер, оснащенный специальной интерфейсной платой;

•программное средство «Генераторно-измерительная система»;

•лабораторный практикум из восьми лабораторных работ — сборник описаний работ с заданиями на подготовку и выполнение, методическими указаниями и перечнем контрольных вопросов для самопроверки.

Виды занятий, поддерживаемые ресурсом:

проведение лабораторных работ методом автоматизированного натурного эксперимента в комплексе с математическим моделированием.

Формы обучения, поддерживаемые ресурсом

Лабораторный практикум предназначен для очной и очно-дистанционной форм обучения.

При очно-дистанционной форме обучения выполнение лабораторных работ и сдача зачета по лабораторному практикуму осуществляются в очной форме.

Методические указания по применению ресурса

Методические указания по выполнению лабораторных работ на базе данного автоматизированного комплекса содержатся в сборнике описаний лабораторных работ (в электронном виде).

Краткое описание ресурса

Лабораторный практикум включает восемь лабораторных работ:

•последовательная RC-цепь при гармоническом воздействии;

•частотные характеристики RC-цепей;

•частотные характеристики последовательного колебательного контура;

•частотные характеристики параллельного колебательного контура;

•резистивная цепь с нелинейным двухполюсником;

•переходные процессы в апериодических и колебательных цепях;

•апериодические цепи при импульсных воздействиях;

•стационарные процессы в линии передачи.

Условия применения и распространения ресурса

На базе лаборатории кафедры основ радиотехники возможно обучение студентов других вузов при условии заключения договора между вузом и МЭИ (ТУ). Образец договора высылается по запросу.

362

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ КОМПЛЕКС ПО КУРСУ «РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И СИГНАЛЫ»

Авторы: В.Г. Карташев, Л.И. Пейч, Б.П. Поллак, С.В. Пучин, Ю.К. Смирнов, Д.А. Точилин

Направление радиотехника

подготовки:

Дисциплина: радиотехнические цепи и сигналы

Контактная 111250, Москва, ул . Красноказарменная, д. 14, МЭИ (ТУ), кафедра информация: основ радиотехники, тел. : (495) 362-7044, е-mail: GrechikhinVA@mpei.ru

363

Состав ресурса

Автоматизированный лабораторный комплекс по курсу «Радиотехнические цепи и сигналы» включает:

•универсальный лабораторный стенд «Сигнал» с генераторно-измеритель- ным блоком и панелью для сборки электрических цепей;

•персональный компьютер, оснащенный специальной интерфейсной платой;

•программное средство «Генераторно-измерительная система»;

•лабораторный практикум из восьми лабораторных работ — сборник описаний работ с заданиями на подготовку и выполнение, методическими указаниями и перечнем контрольных вопросов для самопроверки.

Виды занятий, поддерживаемые ресурсом:

проведение лабораторных работ методом автоматизированного натурного эксперимента в комплексе с математическим моделированием.

Формы обучения, поддерживаемые ресурсом

Лабораторный практикум предназначен для очной и очно-дистанционной форм обучения.

При очно-дистанционной форме обучения выполнение лабораторных работ и сдача зачета по лабораторному практикуму осуществляются в очной форме.

Методические указания по применению ресурса

Методические указания по выполнению лабораторных работ на базе данного автоматизированного комплекса содержатся в сборнике описаний лабораторных работ (в электронном виде).

Краткое описание ресурса

Лабораторный практикум включает восемь лабораторных работ:

•спектры периодических сигналов;

•прохождение сигналов с амплитудной модуляцией через резонансную цепь;

•нелинейное резонансное усиление сигналов;

•амплитудное детектирование радиосигналов;

•законы распределения случайных процессов;

•корреляционные функции и энергетические спектры случайных процессов;

•прохождение случайных процессов через линейные цепи;

•узкополосные случайные процессы.

Условия применения и распространения ресурса

На базе лаборатории кафедры основ радиотехники возможно обучение студентов других вузов при условии заключения договора между вузом и МЭИ. Образец договора высылается по запросу.

364

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ С УДАЛЕННЫМ ДОСТУПОМ «ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ КИПЕНИИ С НЕДОГРЕВОМ ПРИ ТЕЧЕНИИ ЖИДКОСТИ

В КОЛЬЦЕВОМ КАНАЛЕ»

Авторы: Н.Г. Разуванов, Ю.Б. Смирнов, М.Ю. Чуркин

Направление техническая физика

подготовки:

Дисциплина: экспериментальная теплофизика

Адрес ресурса: http://www.itf.mpei.ac.ru

Контактная 111250, Москва, ул . Красноказарменная, д. 14, МЭИ (ТУ), кафедра информация: инженерной теплофизики, тел. : (495) 362-7476,

е-mail: SmirnovYB@mpei.ru

365

Состав ресурса

Автоматизированный лабораторный практикум с удаленным доступом «Исследование теплоотдачи при кипении с недогревом при течении жидкости

вкольцевом канале» включает:

•экспериментальный стенд;

•комплект датчиков;

•измерительную аппаратуру;

•персональный компьютер, оснащенный платой приборного интерфейса IEEE-488 (КОП) NI GPIB-488 и сетевой платой;

•программное обеспечение,

атакже в него входят следующие подсистемы:

•удаленного доступа к лабораторному стенду;

•контроля установившегося режима;

•сбора показаний датчиков;

•математической обработки результатов;

•вывода результатов в графическом виде;

•электронный протокол.

Целью работы является измерение местных коэффициентов теплоотдачи при движении воды, имеющей среднемассовую температуру ниже температуры насыщения, по кольцевому каналу. Канал образован прозрачной стеклянной трубкой и расположенной концентрично внутри нее металлической трубкой, обогрев которой осуществляется непосредственным пропусканием по стенке переменного электрического тока. Местные температуры стенки и среднемассовая температура жидкости измеряются термопарами.

Программное обеспечение разработано в среде программирования LabWindows/CVI, имеет качественную графику и наглядно отображает схему экспериментальной установки. Полученные в ходе эксперимента данные и результаты их обработки отображаются как в текстовом, так и в графическом видах. Программа имеет наглядный графический интерфейс. Для работы с ней требуется базовый уровень владения персональным компьютером.

Каждый учащийся в соответствии с заданием лабораторного практикума может самостоятельно:

•задать режимные параметры эксперимента (однофазный режим течения или режим течения в условиях кипения с недогревом);

•проследить за установлением стационарного режима;

•измерить и сохранить показания термопар;

•произвести математическую обработку и анализ результатов измерений;

•защитить результаты выполнения работы, ответив на контрольные вопросы. Данный практикум используется в составе учебной дисциплины «Экспери-

ментальная теплофизика» на кафедре ИТФ МЭИ (ТУ) и может быть рекомендован для других вузов по направлениям подготовки «Теплоэнергетика» и «Техническая физика».

366

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ С УДАЛЕННЫМ ДОСТУПОМ «ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА

ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ВОДЯНОГО ПАРА НА НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБЫ»

Авторы: Н.Г. Разуванов, Ю.Б. Смирнов, М.Ю. Чуркин

Направление техническая физика

подготовки:

Дисциплина: экспериментальная теплофизика

Адрес ресурса: http://www.itf.mpei.ac.ru

Контактная 111250, Москва, ул . Красноказарменная, д. 14, МЭИ (ТУ), кафедра информация: инженерной теплофизики, тел. : (495) 362-7476, е-mail:

SmirnovYB@mpei.ru

367

Состав ресурса

Автоматизированный лабораторный практикум с удаленным доступом «Исследование теплообмена при конденсации водяного пара на наружной поверхности трубы» включает:

•экспериментальный стенд;

•комплект датчиков;

•измерительную аппаратуру;

•персональный компьютер, оснащенный платой приборного интерфейса IEEE-488(КОП) NI GPIB-488 и сетевой платой;

•программное обеспечение,

атакже в него входят следующие подсистемы:

•удаленного доступа к лабораторному стенду;

•контроля установившегося режима;

•сбора показаний датчиков;

•математической обработки результатов;

•вывода результатов в графическом виде;

•электронный протокол.

Целью работы является исследование теплоотдачи при пленочной конденсации водяного пара на наружной поверхности трубы, которая может быть установлена вертикально, горизонтально или под некоторым углом к горизонту. Пар конденсируется на наружной поверхности опытного участка трубы. Внутри трубы протекает охлаждающая вода. Среднемассовая температура охлаждающей воды измеряется термопарами. Температура стенки определяется по сопротивлению трубы.

Программное обеспечение разработано в среде программирования LabWindows/CVI, имеет качественную графику и наглядно отображает схему экспериментальной установки. Полученные в ходе эксперимента данные и результаты их обработки отображаются как в текстовом, так и в графическом видах. Программа имеет наглядный графический интерфейс, для работы с ней требуется базовый уровень владения персональным компьютером.

Каждый учащийся в соответствии с заданием лабораторного практикума может самостоятельно:

задать режимные параметры эксперимента; проследить за установлением стационарного режима; измерить и сохранить показания термопар;

произвести математическую обработку и анализ результатов измерений; защитить результаты выполнения работы, ответив на контрольные вопросы. Данный практикум используется в составе учебной дисциплины «Экспери-

ментальная теплофизика» на кафедре ИТФ МЭИ (ТУ) и может быть рекомендован для других вузов по направлениям подготовки «Теплоэнергетика» и «Техническая физика».

368