Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ДИПЛОМ / 2 Вибір обладнання

.docx
Скачиваний:
12
Добавлен:
16.02.2016
Размер:
918.73 Кб
Скачать

2 РОЗРОБКА ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СХЕМИ ТА ВИБІР ОБЛАДНАННЯ

2.1 Розробка функціональної схеми

На рисунку 2.1 приведена функціональна схема фізичної моделі лабораторного стенду ліфтової установки, що включає до свого складу дві системи ЕП:

– Дводвигунний ЕП складається з асинхронного двигуна АД і двигуна постійного струму ДПТ з незалежною обмоткою збудження ОЗ;

– Частотно-регульований ЕП, що складається з АД і перетворювача частоти ПЧ.

Вибір системи ЕП здійснюється блоком комутації БК1. Подача харчування на силові кола АТ і ДПТ здійснюється автоматичним вимикачем QF1. Комутація силових ланцюгів АТ і ДПС здійснюється за допомогою відповідних блоків, а саме блоку комутації БК2 і блоку комутації опорів БПС. Контроль струму в силовому ланцюзі ДПС і струму ОЗ проводиться амперметрами А. Контроль частоти обертання ЕП ліфта проводиться тахометром п, затискачі якого підключені до тахогенератором ТГ, розташованого на одному валу з ЕП підйомника.

Рисунок 2.1 – Функціональна схема лабораторного стенду ліфтової установки

2.2 Вибір перетворювача частоти

В якості перетворювача частоти використаємо ПЧВ102-1К5-В загальний вигляд та технічні дані якого приведені на рисунку 2.2 та таблиці 2.1 відповідно. Також на рисунку 2.3 наведена схема підключення електродвигуна та мережевих дротів.

Рисунок 2.2 – Зовнішній вид перетворювача частоти ПЧВ102-1К5-В

Таблиця 2.1 – Технічні дані перетворювача частоти ПЧВ102-1К5-В

Серія

102-1К5-В

Потужність

1,50 кВт

Напруга на вході

3-ф/380 В

Напруга на виході

3-ф/380 В

Номінальний струм

3,4 А

Вихідна частота, ГЦ

0…200 Гц(VC),

0…400 (U/F)

Цифрові входи,

в тому числі імпульсні

5

1

Аналогові входи

Аналогові виходи

2(1 U/I, 1 I)1 I

Продовження таблиці 2.1

Протокол RS-485

Modbus RTU

Вбудовані джерела живлення

10 В/15 мА,

24 В/130 мА

Клас захисту корпусу

IP20

Віброміцність

0.7g

Максимальна відносна вологість

95 % без конденсации влаги

Діапазон робочих температур

0 ... 40 ºС при номінальному вихідному струмі

-10 ... + 50 ºС зі зниженням вихідного струму

Температура при зберіганні і транспортуванні

-20…+70 ºС

Максимальна довжина екранованого кабелю двигуна

15 м

Максимальна довжина неекранованого кабелю двигуна

50 м 150% (60 c)

Перевантажувальна здатність

150% (60 c)

Гальмівний ключ

є, від 1,5 кВт

Рисунок 2.3 – Підключення електродвигуна (кабель А, клеми «Motor») і мережевих дротів (кабель Б, клеми «Mains»)

2.3 Вибір, налаштування та підключення обладнання для системи візуалізації дистанційного керування

2.3.1 Відомості про інтерфейс RS–485

Стандарт RS–485 – це номер стандарту, вперше прийнятого Асоціацією електронної промисловості (EIA). Зараз цей стандарт має назву TIA/EIA–485 Electrical Characteristics of Generators and Receivers for Use in Balanced Digital Multipoint Systems (Електричні характеристики передавачів і приймачів, що використовуються в балансних цифрових багатоточечних системах). У народі RS–485 – це назва популярного інтерфейсу, використовуваного в промислових АСУТП для з'єднання контролерів та іншого обладнання. Головна відмінність RS–485 від також широко поширеного RS–232 – можливість об'єднання декількох пристроїв.

Інтерфейс RS–485 забезпечує обмін даними між кількома пристроями по одній двухпровідної лінії зв'язку в полудуплексном режимі. Широко використовується в промисловості при створенні АСУ ТП. Швидкість і дальність інтерфейсу RS–485 забезпечує передачу даних зі швидкістю до 10 Мбіт/с. Максимальна дальність залежить від швидкості: при швидкості 10 Мбіт/с максимальна довжина лінії – 120 м, при швидкості 100 кбіт/с – 1200 м.

Кількість пристроїв, що підключаються до однієї лінії інтерфейсу, залежить від типу застосованих в пристрої прийому-передавачів. Один передавач розрахований на управління 32 стандартними приймачами. Випускаються приймачі з вхідним опором 1/2, 1/4, 1/8 від стандартного. При використанні таких приймачів загальне число пристроїв може бути збільшено відповідно: 64, 128 або 256.

Стандарт не нормує формат інформаційних кадрів і протокол обміну. Найбільш часто для передачі байтів даних використовуються ті ж фрейми, що і в інтерфейсі RS–232: стартовий біт, біти даних, біт паритету (якщо потрібно), стоповий біт. Протоколи обміну в більшості систем працюють за принципом "ведучий" – "ведений". Один пристрій на магістралі є провідним (master) і ініціює обмін посилкою запитів підлеглим пристроїв (slave), які розрізняються логічними адресами. Одним з популярних протоколів є протокол Modbus RTU.

Тип з'єднувачів і розпаювання також не обумовлюються стандартом. Зустрічаються з'єднувачі DB9, клемні з'єднувачі й т.д.

На рисунку 2.4 зображено локальна мережа на основі інтерфейсу RS–485, що об'єднує кілька приймально-передавачів. При підключенні слід правильно приєднати сигнальні ланцюга, зазвичай звані А і В. Переполюсовка не страшна, але пристрій працювати не буде.

Рисунок 2.4 – Локальна мережа на основі інтерфейсу RS–485

1-сигнальна лінія RS-485 (вита пара);

2- провід вирівнювання потенціалів;

3- екран (якщо використовується екранний кабель).

Вита пара є оптимальним рішенням для прокладки мережі, оскільки має найменшим паразитним випромінюванням сигналу і добре захищена від наведень. В умовах підвищених зовнішніх перешкод застосовують кабелі з екранованої кручений парою, при цьому екран кабелю з'єднують із захисною "землею" пристрою.

Термінальні резистори забезпечують узгодження "відкритого" ​​кінця кабелю з рештою лінією, усуваючи відображення сигналу. Номінальний опір резисторів відповідає хвильовому опору кабелю, і для кабелів на основі кручений пари зазвичай становить 100 – 120 Ом. Наприклад, широко поширений кабель UTP–5, використовуваний для прокладки Ethernet, має імпеданс 100 Ом. Спеціальні кабелі для RS–485 марки Belden 9841... 9844 – 120 Ом. Для іншого типу кабелю може знадобитися другий номінал.

2.3.2 Відомості про модуль дискретного виводу ОВЕН МУ110–16Р та модуль дискретного вводу ОВЕН МУ110–16Д

Прилади призначені для управління за сигналами з мережі RS–485 вбудованими дискретними ВЕ, використовуваними для підключення виконавчих механізмів з дискретним управлінням.

Вбудовані ВЕ можуть працювати в режимі ШІМ.

Технічні характеристики приладу

МУ110 працює в мережі RS–485 по протоколах ОВЕН, ModBus – RTU, ModBus – ASCII, DCON.

Тип протоколу визначається приладом автоматично.

МУ110 не є Майстром мережі, тому мережа RS–485 повинна мати Майстер мережі,наприклад, ПК із запущеною на ньому SCADA-системою, контролер або регулятор.

Конфігурування МУ110 здійснюється на ПК через адаптер інтерфейсу RS–485/RS–232 абоRS-485/USB (наприклад ОВЕН АСЗ–М або АС4) за допомогою програми «Конфігуратор М110»,входить в комплект поставки.

Основні технічні характеристики МУ110 наведені в таблицях 2.2 і 2.3.

Таблиця 2.2– Технічні характеристики МУ110

Найменування

Значення

Напруга живлення:

МУ110–220.16Р (К)

МУ110–24.16Р (К)

МУ110–224.16Р (К)

90... 264 В змінного струму

(Номінальна напруга 220 В)

частотою 47... 63Гц;

18... 29 В постійного струму

(Номінальна напруга 24 В)

90... 264 В змінного струму

(Номінальна напруга 220 В);

частотою 47... 63Гц або

20... 375 В ​​постійного струму (номінальна напруга 24 В)

Продовження таблиці 2.2

Споживана потужність, ВА, не більше

МУ110–220.16Р (К)

МУ110–24 (224) 16 Р (К)

6

12

12

Кількість дискретних вихідних елементів

16

Тип дискретних вихідних елементів

Див. таблицю 2.2

Інтерфейс зв'язку з комп'ютером

RS–485

Максимальна швидкість обміну по інтерфейсу

RS–485, біт/сек

115200

Протокол зв'язку, який використовується для передачі

інформації

ОВЕН; ModBus-RTU;

ModBus–ASCII; DCON

Ступінь захисту корпусу

IP20

Габаритні розміри приладу, мм

(63х110х73) ± 1

Маса приладу, кг, не більше

0,5

Середній термін служби, років

8

Таблиця 2.3 – Технічні характеристики МУ110

Позначення/Найменування

комутований струм

P

реле електромагнітне

3А при напрузі не більше 250 В 50 Гц та cos φ > 0,4 або 3 А при постійній напрузі не більше 30 В

K

оптопара транзисторна

n–р–n типу, відкритий

колектор

400 мА при напрузі не більше 60 В

постійного струму

Конструкція прибору

Прилад випускається в пластмасовому корпусі, призначеному для кріплення на DIN–рейку шириною 35 мм або на стіну.

По верхній і нижній сторонам приладу розташовані ряди клем «під гвинт»,призначених для підведення проводів живлення, інтерфейсу RS–485, підключення до ВЕ.

Рознімна конструкція клем приладу дозволяє здійснювати оперативну заміну приладу без демонтажу підключених до нього зовнішніх ліній зв'язку

На лицьовій панелі приладу розташовані світло-діоди:

– «Виходи 1... 16», що показують постійним світінням включення ВЕ;

– «RS–485», що сигналізує миготінням про передачу даних приладом;

– «Харчування», що світиться при включенні харчування;

– «Аварія», що світиться, якщо обмін по мережі RS–485 був відсутній неприпустимо довгий.

Рисунок 2.5 – Схема підключення модулю дискретного виводу ОВЕН МУ110–16Р до ВЕ типу електромагнітне реле

Рисунок 2.6 – Схема підключення модулю дискретного вводу ОВЕН МУ110–16Д

Рисунок 2.7 – Габаритне креслення

Рисунок 2.8 – Схема підключення модулів вводу/виводу ОВЕН МУ110–16Д та ОВЕН МУ110–16Р до лабораторного стенду через SCADA-систему.

2.3.3 Ноутбук HP-15-d000sr(F7R82EA)

Таблиця 2.4 – Технічні параметри ноутбуку HP-15-d000sr(F7R82EA)

Технічні параметри

Процессор

Intel Celeron N2810 (2.0 ГГц)

Дисплей

Розмір по діагоналі

15,6 "

Роздільна здатність

1366x768

Пам'ять

ОЗУ

4 ГБ RAM

Пам'ять користувача

500 ГБ

Оптичні характеристики

Кількість відображуваних колірних відтінків

64000

Таймери

Годинник реального часу

Так

Продовження таблиці 2.4

Інтерфейси

Інтерфейси

: 1×CAN; 1×RS–232; 1×RS–485; 2×USB;

Інтерфейси

Ethernet 10/100BaseX–T (RJ45)

Електричні характеристики

Напруга

220 В змін. струму

HMI/SCADA – система zenon: найсучасніше програмне забезпечення для

візуалізації, управління та збору даних.

SCADA-система zenon є основним продуктом австрійської компанії COPA-DATA GmbH. Розроблена в середині 80-х років, вона була першим комплексним рішенням графічної візуалізації для Windows–систем. Завдяки постійній модернізації, вдосконалення та впровадження новітніх технологій zenon займає лідируючі позиції на ринку HMI/SCADA-систем.

Визначальні особливості zenon:

  • інтуїтивно зрозумілий інтерфейс (навіть без попередньої підготовки розробник може ефективно створювати проекти).

  • відкрита архітектура (можливість використання при розробці незалежних зовнішніх програм, створення VBA – макросів, збереження онлайн і архівних даних в базі MS SQL Server, застосування технології ActiveX).

  • автоматичне проектування (завдяки наявності великої кількості шаблонів стандартних зображень (тривоги, події, тренди, і т. д.) і користувальницьких форм–майстрів, проектування може здійснюватися в автоматичному режимі).

  • широкі комунікаційні можливості (завдяки наявності більше 300 розроблених драйверів zenon без проблем може підключатися до найбільш поширеного устаткуванню. Редактор системи підтримує велику кількість інтерфейсів і комунікаційних протоколів. За допомогою спеціальної технології існує можливість по мережі передавати runtime-файли на віддалену цільову станцію.

  • гнучкість системи (технологія XML дозволяє імпортувати/експортувати в систему управління як окремі частини проекту, так і весь проект. Розширення системи здійснюється без необхідності змінювати або переробляти існуючий проект).

Zenon повністю вирішує всі можливі завдання, які ставляться перед HMI/SCADA–системами. Дозволяє здійснювати зручне і наочне управління, чітка взаємодія всіх інженерних комплексів, автоматичну адаптацію, інтелектуалізацію режимів роботи підсистем. Базується на стандартних відкритих технологіях і пропонує величезний набір простих у використанні графічних функцій для побудови систем візуалізації.

Висновки до розділом:

В даному розділі дипломної роботи була розроблена функціональна схема автоматичної системи управління технологічним процесом та проведений вибір обладнання необхідний для комп’ютеризації фізичної моделі ліфта.

Соседние файлы в папке ДИПЛОМ