5.7. Диалоговые панели оператора в качестве одного из эффективных средств человеко-машинного интерфейса компания Schneider Electric разработала серию диалоговых панелей оператора Magelis.
Рис. 5.6. Внешний вид «семейства» диалоговых панелей оператора Magelis.
Рис. 5.7. Варианты подключения диалоговых панелей оператора Magelis.
Они имеют обычный или сенсорный экран, предназначенный для отображения пользовательской графики и управления технологическим процессом: создание цветных и не цветных графических экранов, мнемосхем, систем меню и окон для отображения технологической информации и трендов (графиков), показывающих изменение технологических параметров во времени. Диалоговые панели оператора Magelis имеют встроенный мультипротокольный интерфейс для подключения к различным типам контроллеров и персональных компьютеров. Они допускают использование протоколов: Uni-Telway, Modbus, Modbus Plus, FIPWAY, Ethernet TCP/IP (рис. 5.6 и рис. 5.7).
Вопросы для самоконтроля:
1. В каких целях используется модуль связи AS-i шины?
2. Сколько исполнений имеет ПЛК TSX Micro?
3. Какие задачи в области автоматизации производства можно решать с помощью ПЛК Modicon TSX Micro?
4. Почему в МГУ ТУ в качестве базовых средств управления и автоматизации были выбраны программируемые логические контроллеры компании Schneider Electric?
5. Какие преимущества обеспечиваются при использовании интегрированной открытой архитектуры?
ТЕСТ 5.
Из предложенных Вам ответов на данный вопрос выберите правильный.
5.1. Для решения каких задач предназначены ПЛК Modicon TSX Quantum.?
а) Для решения сложных задач управления, требующих высокого быстродействия контроллера.
б) Для решения простых задач управления, не требующих высокого быстродействия контроллера.
в) Для решения простых задач по первичной обработке информации, поступающей от датчиков.
г) Для решения задач идентификации объекта, не требующих высокого быстродействия контроллера.
5.2. Какое минимальное время затрачивает на ответ по запросу контроллер Modicon TSX Premium?
а) 10 мс.
б) 1 мин.
в) 1 с.
г) 1 мс.
5.3. Какое максимальное количество входов/выходов имеет ПЛК TSX 37-10 для соединений «под винт»?
а) 128.
б) 100.
в) 10.
г) 50.
5.4. Укажите, каким максимальным числом параметров может управлять ПЛК Modicon TSX Momentum?
а) 16.
б) 32.
в) 8.
г) 124.
5.5. Укажите интерфейс преобразователя Altivar 58?
а) Последовательный.
б) Параллельный.
в) Последовательный многоточечный интерфейс RS 485 с упрощенным протоколом Modbus.
г) Последовательный интерфейс RS 485 с протоколом Modbus.
ИТОГОВЫЙ ТЕСТ
1. В чем заключается главное достоинство электрических датчиков?
а) Главное достоинство электрических датчиков – это гибкость и разнообразие способов обработки сигнала.
б) В их дешевизне и доступности.
в) В повышенной помехоустойчивости.
2. Сколько различают различных классов датчиков?
а) 1.
б) 2.
в) 3.
3. Чем определяется рабочий диапазон датчика?
а) Он определяется допустимыми верхним и нижним пределами значения входной величины или уровня выходного сигнала.
б) Он определяется максимальным допустимым значением входной величины.
в) Он определяется минимальным допустимым значением входной величины.
4. Как определяется время прохождения зоны нечувствительности датчика?
а) По секундомеру.
б) Это время между началом изменения физической величины и моментом начала изменения выходного сигнала датчика.
в) Это время между началом изменения выходного сигнала датчика и моментом времени, когда этот сигнал прекращает изменяться.
5. Как определяется разрешение датчика?
а) Это наибольшее изменение измеряемой величины, которое может быть зафиксировано и точно показано датчиком.
б) Это любое изменение измеряемой величины, которое может быть зафиксировано и точно показано датчиком.
в) Это наименьшее изменение измеряемой величины, которое может быть зафиксировано и точно показано датчиком.
6. Как называется характеристика датчика, используемая для определения его линейности?
а) Градуировочная кривая датчика.
б) Динамическая характеристика датчика.
в) Статическая характеристика датчика.
7. Дайте определение импеданса электрического прибора.
а) Импеданс – это реактивное сопротивление электрического прибора.
б) Импеданс – это активное сопротивление электрического прибора.
в) Импеданс – это полное сопротивление электрического прибора.
8. В каком случае импедансы двух последовательно соединенных усилителей согласованы друг с другом?
а) Когда выходной импеданс первого усилителя гораздо меньше, чем входной импеданс второго усилителя.
б) Когда выходной импеданс первого усилителя равен входному импедансу второго усилителя.
в) Когда выходной импеданс первого усилителя гораздо больше, чем входной импеданс второго усилителя.
9. Из каких элементов состоит фотоэлектрический лучевой детектор?
а) Он состоит из линзы и светочувствительного элемента.
б) Он состоит из источника светового луча и светочувствительного элемента.
в) Он состоит из активного сопротивления и светочувствительного элемента.
10. На каких расстояниях можно обнаружить объект с помощью ультразвуковых и микроволновых датчиков?
а) Они позволяют обнаружить объект на расстояниях от нескольких сантиметров до нескольких километров.
б) Они позволяют обнаружить объект на расстояниях от нескольких миллиметров до нескольких метров.
в) Они позволяют обнаружить объект на расстояниях от нескольких сантиметров до нескольких метров.
2. ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
(Лабораторный практикум)
Лабораторная работа №1
«Разработка измерительного прибора для мониторинга и управления технологическим оборудованием»
Цель работы:
1. Закрепление навыков схемотехнической разработки узлов сопряжения датчиков, состояния технологического оборудования с устройствами сбора и обработки информации.
Проектирование, отладка и испытание виртуальных приборов в среде LabVIEW.
Оборудование и документация
Региональный мультипользовательский центр прикладных информационных технологий “Политехник - National Instruments ”, оснащен многофункциональными устройствами сбора данных.NI 6024E, соединительными панелями BNC-2110 и симулятором NI Instrument Simulator. В качестве дополнительного оборудования используется генератор Г3-122, датчики и измерительные преобразователи.
Теоретические сведения
При проведении лабораторных работ используются возможности регионального мультипользовательского центра прикладных информационных технологий “Политехник - National Instruments”.
Преимущества технологий National Instruments
Использование программно-аппаратных средств фирмы National-Instruments позволило в короткий срок создать современную лабораторную базу, обеспечивающую практическую поддержку курса “Технические измерения и приборы”, повысить активность и самостоятельность студентов.
Порядок выполнения работы:
Студентам, уже прослушавшим базовый курс LabVIEW, в рамках практикума предлагается тот или иной тип датчика или измерительного преобразователя. По его описанию они должны разработать виртуальный прибор, обеспечивающий удобный интерфейс и оптимальный программный код, позволяющий использовать этот прибор при решении задач мониторинга и управления технологическим оборудованием. Им нужно также предложить схему подключения датчика к плате сбора информации, произвести нормирование входных сигналов, если указано – привязку к внешним событиям, фильтрацию. В рамках лабораторного практикума студенты знакомятся с датчиками, имеющими разный вид выходного сигнала (напряжение, ток, параллельный код, частотные и квадратурные сигналы).
Рассмотрим пример проектирования виртуального прибора “Измеритель угловой скорости на основе датчика ENV-05DB”.
Пьезоэлектрический гироскоп ENV-05DB фирмы Murata предназначен для контроля угловой скорости и положения (угла наклона) движущегося объекта. Его технические характеристики:
Напряжение питания |
+5 |
Вольт |
Максимальная угловая скорость |
80 |
Град/c |
Выходное напряжение при нулевой скорости |
2,5+-0,3 |
Вольт |
Чувствительность |
22,2+-1,8 |
Милливольт/ Град/с |
Дрейф нуля |
9 |
Град/c макс. |
Полоса пропускания |
7 |
Гц |
Студентам нужно выполнить следующее:
Предложить схему подключения датчика к многофункциональной плате сбора данных.
Разработать процедуру задания параметров датчика, включающую в себя инициализацию платы сбора данных, определение фактического нулевого значения и задания чувствительности.
Разработать главную программу, обеспечивающую измерение угловой скорости и положения. Программа должна обеспечивать опрос датчика с привязкой к внешним событиям. В качестве генератора событий использовать счетчик платы сбора данных. Пример главной программы приведен на рис.1, 2.
Рис. 1. Блок-диаграмма измерителя скорости
Рис 2. Передняя панель измерителя скорости
Включить, испытать и отладить прибор. Сформулировать предложения по коррекции дрейфа нуля.
При изучении интерфейсов программируемых приборов наряду с работой с симулятором NI Instrument Simulator студентам предлагается спроектировать драйвер для генератора Г3-122, имеющего интерфейс канала общего пользования (GPIB).
Примерный перечень работ приведен ниже.
1. Измеритель угловой скорости на основе датчика ENV-05DB
2. Измеритель угла наклона на основе инерциального датчика фирмы Моторола.
Измеритель положения и скорости на основе углового магнитного энкодера AM512B.
Измеритель положения и скорости на основе инкрементного датчика.
Прибор для измерения температуры, использующий различные типы датчиков.
Драйвер генератора Г3-122 (Интерфейсы программируемых приборов).
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
цель работы;
краткое содержание работы;
полученные результаты;
анализ результатов и выводы.
Контрольные вопросы:
1. Сколько различают различных классов датчиков?
2. Чем определяется рабочий диапазон датчика?
3. Как определяется время прохождения зоны нечувствительности датчика?
4. Как определяется разрешение датчика?
5. Как называется характеристика датчика, используемая для определения его линейности?