3676

ЕП системи наведення з керуванням на основі програмованого логічного контролера VIPA-100.

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

За темою бакалаврської кваліфікаційної роботи мною був розроблений і виготовлений стенд з електромашинним агрегатом для дослідження ЕП системи наведення з керуванням на основі програмованого логічного контролера VIPA-100. Промисловий контролер...

Украинкский

2012-11-05

5.95 MB

28 чел.

ВСТУП

За темою бакалаврської кваліфікаційної роботи мною був розроблений і виготовлений стенд з електромашинним агрегатом для дослідження ЕП системи наведення з керуванням на основі програмованого логічного контролера VIPA-100.

Промисловий контролер призначена для вирішення задач управління і регулювання в системах автоматизації нижнього і середнього рівнів складності. До складу серії входять процесорні модулі з уже вбудованими каналами вводу-виводу та підтримкою функцій формування сигналів переривань, швидких лічильників і імпульсних виходів.

Керування здійснюється за допомогою програми, заздалегідь записаної в пам’ять контролера.

Промисловий контролер має значні переваги порівняно з традиційними релейно-контакторними системами керування. Контролер може працювати автономно без оператора, дозволить зменшити витрати на обслуговування даної системи, зменшити габарити лабораторного стенду і збільшити його надійність, може бути підключений до інших керуючих чи керованих пристроїв, оптимально підібрати склад модулів для рішення своїх задач і гнучко модифікувати його при розширені чи зміні вимог до системи. Крім того, промисловий контролер є надійнішим і має кращу енергоефективність.

Недоліками контролера є більша вартість обладнання, і необхідність того, щоб контролер був встановлений, запрограмований і обслуговувався спеціалістами, які мають необхідні навички.

Лабораторний стенд призначений для проведення наукових лабораторних робіт науковцями та студентами, а також лабораторних робіт

Розроблена лабораторна установка дозволяє навчитись програмуванню промислового контролера. Завданням є створення і запис в його пам’ять програми. Програма повинна забезпечувати рух двокоординатної системи переміщення по заданій траєкторії.

Основними заходами які будуть  проводитись на даному стенді: науково- дослідницькі роботи, лабораторні роботи.

Установка відтворює двокоординатну систему наведення в полярних координатах з електроприводами постійного струму. Вона може підключатися до лабораторного стенду. Після програмування контролера установка повинна навести макет ракети по заданих координатах.

РОЗДІЛ 1

ПРОМИСЛОВИЙ КОНТРОЛЕР VIPA-100 ТА СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ НА ЙОГО ОСНОВІ

  1.  Технічні характеристики програмованого контролера VIPA-100

System 100V - наймолодша (в усіх розуміннях) серія ПЛК від VIPA, що призначена для вирішення задач управління і регулювання в системах автоматизації нижнього і середнього рівнів складності. До складу серії входять процесорні модулі з уже вбудованими каналами вводу-виводу та підтримкою функцій формування сигналів переривань, швидких лічильників і імпульсних виходів. Кількість каналів вводу-виводу може бути збільшена за допомогою модулів розширення. Зовнішній вигляд контролера VIPA-100 показаний на рис.1.

Рис.1. Зовнішній вигляд контролера VIPA-100

Крім того, в склад серії входять блочні, без можливості розширюватись, станції розподіленого вводу-виводу для мереж Profibus DP і CAN open.

Особливості VIPA System 100V:

  •  Система до 160 каналів вводу-виводу (до 24 аналогових) Блочно-модульна структура
  •  Підключення до 4 модулів розширення серії System 100V і System 200V
  •  Вбудована оперативна пам'ять - можливість роботи без картки пам'яті
  •  Вбудована постійна пам'ять - для неперервного зберігання програми і даних
  •  Розширення пам'яті даних ММС до 64Мбайт Сумісність за системою команд з ПЛК Simatic S7-300 фірми Siemens
  •  Програмування в WinPLC7Lite від VIPA (безкоштовно) і STEP7 від Siemens
  •  Час виконання операції з бітом 0,25 мкс, зі словом 1,2 мкс Годинник реального часу Вбудований інтерфейс MP2I (MPI+PPI) Підтримка мережі Profibus-DP slave Напруга живлення DC 24V
  •  Знімні клемні з'єднувачі з пружинними затискачами

в комплекті поставки

  •  Монтаж на 35мм DIN-рейку

Таблиця 1.1

Паспортні дані контролера VIPA-114

CPU 214 DP

Номер для замовлення

VIPA114- 6BJ02

Пам’ять

робоча (оперативна)

  1.  кбайт

Пам'ять, що  завантажується (постійна)

24 кбайт

розширення пам’яті

64 Мбайт за допомогою ММС-карти, або процесор з більшим об'ємом вбудованої пам'яті

Програмні блоки центрального процесора

функціональні блоки FB

1024 (FB0...FB1023)

блоки функцій FC

1024 (FC0…FC1023)

блоки даних DB

2047 (DB1…DB2047)

Середовище програмування

WinPLC7 від VIPA або SIMATIC Manager (Step7) від Siemens

Швидкодія

виконання операції з бітом

0,18 мкс

виконання операції зі словом

0,78 мкс

Кількість таймерів/лічильників

256 (Т0…Т255)/256 (С0…С255)

Об’єм пам’яті даних

внутрішня пам’ять (меркери)

8192 біт (М0,0…М1023,7)

кількість тактових меркерів

8

Адресний простір

вводу/виводу

1024/1024 байт (вільна адреса)

відображення процесу (І/О)

1024біт(І0.0…І127.7)/1024біт(Q0.0…Q127.7)

Вбудовані входи/виходи

дискретних входів

16…20

кількість входів в групі

8×2

дискретних виходів

4…8

кількість виходів в групі

8×1

Вбудовані функції

швидкісні лічильники

4 вхідних канали – високошвидкісні лічильники (30 кГц)

підтримка переривань

4 вхідних канали – апаратні переривання

імпульсні виходи

2 вихідних канали – ШІМ (50 кГц)

аналоговий потенціометр

2 вбудованих аналогових потенціомета

Характеристика входів

тип входів

PNP

номінальна вхідна напруга

=24 В (18…28,8 В)

напруга логічної одиниці

15…28,8 В

напруга логічного нуля

0…5 В

вхідний струм логічної одиниці

7 мА

час фільтрації входу

3 мс

Характеристика виходів

тип входів

транзисторні

напруга живлення дискретних виходів

=24 В (18…28,8 В)

вихідний струм логічної одиниці

0,5 А

кількість модулів розширення

4 модуля System 100V або System 200V

Загальна характеристика

напруга живлення

=24 В

струм живлення, не більше

80 мА

вихідний струм на шині розширення

0,9 А (=5 В)

розміри (Ш х В х Г)

101,6×76×48

  1.  Способи програмування програмованого контролера VIPA-100

Компанія VIPA пропонує широкий ряд програмного забезпечення, інструмента, що дозволяє ефективно виконувати програмування, параметризацію і діагностику систем створених з використанням обладнання VIPA та інших виробників. Для ознайомлення пропонується скористатись Demo-версіями програмного забезпечення, які поставляються безкоштовно. Крім того, повноцінні версії деяких програмних продуктів також поставляються безкоштовно.

На сьогодні пропонується для роботи з обладнанням компанії VIPA наступне програмне забезпечення:

  •  WinPLC7 - для програмування контролерів VIPA і S7-300;
  •  WinNCS - для конфігурування Ethernet і Profibus мереж;
  •  WinCoCT- для конфігурування мережі CAN Open;
  •  OPCServer - ОРС сервер для контролерів VIPA;
  •  OPManager - для конфігурування операторських панелей ОР03;
  •  TDWizard - для конфігурування текстових дисплеїв TD03.

1.2.1. WinPLC7 - для програмування контролерів VIPA і S7- 300. Програмний пакет WinPLC7 призначений для конфігурування, програмування, відладки програм і діагностики контролерів VIPA усіх серій. Пакет має дружній інтерфейс для усіх етапів роботи.

WinPLC7 містить всі необхідні інструменти для створення проекту: конфігуратор обладнання, що використовується, символьний редактор, конфігуратор мережі PROFIBUS, редактор програм, емулятор контролера.

WinPLC7 дозволяє імпортувати/експортувати проекти для контролерів фірми Siemens, зберігати резервну копію програми і даних на MMC-карту, а також здійснювати програмну емуляцію роботи контролера. Для контролерів System 100V ліцензія на пакет WinPLC7 безкоштовна.

Характеристики:

  •  програмування VIPA System 100V, 200V, 300V, 300S, 500S, а також контролерів Siemens S7-300;
  •  конфігурування і діагностика мережі Profibus-DP, з'єднань TCP/IP;
  •  стандартні мови програмування STL, FBD, LAD;
  •  вбудований програмний аналізатор;
  •  вбудований програмний імітатор - відладка програми без реального PLC;
  •  автоматична вставка символів, параметрів і DB-параметрів при програмуванні;
  •  вбудована бібліотека SFC і SFB від VIPA.
  •  імпорт і експорт програми з/в Step7
  •  в пакет WinPLC7 включено ліцензію на 5 інсталяцій;
  •  з'єднання з PC за допомогою MPI-адаптера, Green Cable, Ethernet, TCP/IP
  •  підтримка ОС: Windows 98SE/ME/2000/XP/Vista

Які обмеження на DEMO-версію:

  •  max. 10 networks в блоці
  •  max. 200 ліній в блоці
  •  max. 10 блоків в проекті

1.2.2. WinNCS - для конфігурування Ethernet і Profibus мереж.Програмний пакет WinNCS призначений для параметризації, конфігурації та діагностики мереж Ethernet і ProfibusDP для контролерів VIPA та комунікаційних процесорів. Дозволяє визначити усіх користувачів в локальній мережі TCP/IP і їх відображення.

Функції тестування і діагностики системи на базі контролерів VIPA доступні через стандартний web-клієнт.

За допомогою програмного забезпечення є можливість імпортувати GSD файли від VIPA та інших виробників для конфігурації мереж.

Програмне забезпечення WinNCS постачається безкоштовно.

Характеристики:

  •  Функції адміністрування: запуск/зупинка CP або окремих з'єднань, завантаження і т.д. в мережі Ethernet;
  •  виявлення і відображення усіх станцій в межах однієї TCP/IP мережі;
  •  відображення одного повного TCP/IP з'єднання;
  •  відображення статусу окремого користувача і усіх TCP/IP з'єднань;
  •  тестування і діагностика через стандартний Web-клієнт вбудований в контролери VIPA в стандартному браузері (Microsoft Internet Explorer);
  •  стиснення даних, що передаються для поновлення і завантаження, щоб зменшити завантаженість мережі;
  •  функція імпортування VIPA GSD файлів і GSD файлів інших виробників;
  •  підтримка операційними системами: Windows 98SE/ME/ NT/2000/XP/

1.2.3. WinCoCT- для конфігурування CAN Open мережі.Програмний пакет WinCoCT призначений для конфігурування CANopen пристроїв і мереж з використанням обладнання VIPA і інших виробників.

Інтерфейс користувача дозволяє створювати і використовувати CANopen мережі без спеціальних знань. Для встановлення CAN вузла, необхідно щоб в програмному забезпеченні були встановлені спеціальні EDS файли. Оболонка WinCoCT постачається з вже встановленими EDS файлами для усієї продукції фірми VIPA. Для конфігурації CANopen мережі з використанням обладнання інших виробників, необхідно встановити EDS файли для цього обладнання. Проект відображає проектне вікно, в якому кожен CAN вузол зображено у вигляді обраного користувачем малюнка з текстовою назвою і ID вузла. Об'єктна структура кожного CANopen проекту представлена у вигляді дерева, яке відображає всі об'єкти з індексами і назвами. Структура PDO зв'язку може буди відображена в діалоговому вікні графічно або у вигляді списку. Інструмент проектування орієнтований на створення бази даних для управління усіма конфігураціями і даними пристроїв.

Характеристики:

  •  конфігурація CANopen мереж з обладнанням VIPA;
  •  зручний графічний інтерфейс користувача;
  •  підтримка німецької і англійської мов;
  •  швидкість передачі (обирається) до 1M6iT/c;
  •  конфігурація до 127 модулів CANopen slave;

1.2.4. Програмування в STEP 7. STEP 7 - це пакет стандартного програмного забезпечення, використовуваний для конфігурації і програмування програмованих логічних контроллерів SIMATIC. Він є частиною промислового програмного забезпечення SIMATIC. Є наступні версії стандартного пакету   STEP 7:

  •  STEP 7 Micro/DOS і STEP 7 Micro/Win для відносно простих автономних застосувань на SIMATIC S7 - 200.
  •  STEP 7 Mini для відносно простих автономних застосувань на SIMATIC S7 - 300 і SIMATIC C7 - 620 (см також Спеціальні вказівки для STEP 7 Mini ).
  •  STEP 7 для додатків на SIMATIC S7 - 300/S7 - 400, SIMATIC M7 - 300/M7 - 400 і SIMATIC C7 з ширшим набором функцій :
  •  Може бути розширений по вибору програмними продуктами, наявними в промисловому програмному забезпеченні SIMATIC (див. також Розширене використання стандартного пакету STEP 7)
  •  Можливість призначення параметрів функціональним модулям і комунікаційним процесорам
  •  Примусовий і багатопроцесорний режим
  •  Зв'язок через глобальні дані
  •  Керована подіями передача даних з використанням комунікаційних функціональних блоків
  •  Проектування з'єднань

STEP 7 і STEP 7 Mini є предметом обговорення в цьому керівництві, STEP 7 Micro описаний в посібнику користувача "STEP 7 Micro/DOS".

При рішенні задачі автоматизації за допомогою STEP 7 з'являється ряд основних завдань. Наступний малюнок показує завдання, які мають бути вирішені для більшості проектів, і ставить їм у відповідність базові процедури. Він посилає вас до відповідної глави, даючи вам, таким чином, можливість переміщення по керівництву у пошуках інформації, що відноситься до конкретного завдання.

РОЗДІЛ 2

ФОРМУВАННЯ ТРАЕКТОРІЇ НАВЕДЕННЯ В ПОЛЯРНИХ КООРДИНАТАХ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ

2.1 Структура систем наведення в полярних координатах

Конструкцію системи наведення можна порівняти із конструкцією телескопів оскільки система попереднього наведення ракет і система наведення схожі між собою, і вперспективі може використовуватись як система наведення телескопа

Для того, щоб мати можливість навести ракету на потрібну ціль, ракета повинна мати два степені вільності: за числом координат, які визначають видиме положення цілі. Це забезпечується конструкцією установки. Спрощено конструкція складається із основи, яка несе вісь; ця вісь несе перпендикулярну їй вісь, а до неї кріпиться власне ракета.

Принципово конструкції поділяються на типи за тим, як орієнтовані осі. Найбільш широко поширені екваторіальні (іншими словами – паралактичні) конструкції (рис. 1, а), вперше запропоновані Х. Шейнером (1630 р.). В них перша (полярна або часова вісь t-t) направлена у видимий полюс Р/, друга (вісь схилу δδ) перпендикулярна їй і лежить в площині небесного екватора. Це дозволяє, відслідковуючи добову траєкторію руху, повертати телескоп тільки довкола однієї полярної осі і при цьому (в першому наближенні) із постійною швидкістю. До винайдення екваторіальної конструкції застосовувались альт-азимутальні конструкції. В них перша вісь (вісь азимутів АА) вертикальна і направлена в зеніт Z, а друга (вісь зенітних відстаней zz) лежить в площині горизонту (рис. 1, б). І зараз телескопи встановлюють іноді на альт-азимутальній конструкції. Третій тип конструкцій – горизонтальна конструкція (або альт-альт конструкція) (рис. 1,в). В ній одна вісь (I-I) лежить в площині горизонту в напрямі із півночі на південь або (переважно) із сходу на захід. Друга вісь (II-II) їй перпендикулярна. Така конструкція застосовується тільки для телескопів спеціального призначення, тільки для спектральних робіт.

Камери, призначені для спостереження штучних супутників Землі, які швидко рухаються по небу, встановлюються на тривісні (рис. 1,г) і навіть чотирьохвісні конструкції.

Рис. 2.1. Типи конструкцій двокоординатного переміщення

2.2. Розроблення принципової схеми керування привідними електродвигунами

Рис. 2. Принципова схема керування привідними електродвигунами

За темою бакалаврської кваліфікаційної роботи мною був розроблений і виготовлений стенд з електромашинним агрегатом для дослідження ЕП системи наведення. Агрегат складається двох колекторних машин постійного струму. Кожен має збудження від постійних магнітів.

Даний привід системи наведення проводить позиціонування ракет по двох осях: азимутальній та кутомісній. Тому у приводі використовуються два двигуни, які і будуть відпрацьовувати задані положення ракети.

У колі двигуна стоять дроселі –L1,L2,L3,L4 – індуктивний шунт, які служать для згладжування струму та  обмеження поштовхів моменту при запуску двигунів.За дроселями стоїть С-фільтр,далі нормально закриті контакти S1,S3 і нормально відкриті контакти S2,S4 призначені для перемикання, вони між собою з’єднані і коли вони обоє виключені двигун заморочені накоротко він стоїть. На трнзисторах VT1, VT2 побудований вузол який дає нам інформацію що установка у вихідному положені.

Включаючи перше реле двигун буде обертатися в одну сторону, якщо його виключити і включити друге реле двигун почне обертатися в іншу сторону. Включивши обидва реле одночасно двигун перейде в динамічне гальмування, теж саме буде якщо обидва реле будуть виключені також буде динамічне гальмування. Паралельно реле включені захисні зворотні діоди.

РОЗДІЛ 3

РОЗРОБЛЕННЯ ПРОГРАМИ КЕРУВАННЯ ДВОКООРДИНАТНОЇ СИСТЕМИ НАВЕДЕННЯ В ПОЛЯРНИХ КООРДИНАТАХ ПК

VIPA-100

3.1   Розроблення алгоритму керування

Для того, щоб запрограмувати промисловий контролер, необхідно розробити алгоритм, за яким повинен працювати електропривод. Цей алгоритм повинен забезпечувати повернення установки в початкове положення при запуску контролера, одночасне переміщення по заданих координатах. Алгоритм поданий у вигляді блок-схеми на рис.3.1.

Запускаючи контролер програма починає відпрацьовуватися програма.Система починає рухатися у вихідне положення по осі φ з швидкістю  ωφ. Коли значення координати φ прийме значення для початкової точки φ0, програма перейде до наступного кроку. Система почне рухатися у вихідне положення по осі θ зі швидкістю - ωθ, доки значення координати θ не прийме значення початкової точки θ0. Таким чином, система перейде в початкові точки.

Далі необхідно ввести задані координати наведення. Після цього вмикається лічильник який відрахує час за який система займе потрібне положення.

При подачі живлення приводи йдуть у вихідне положення:

γ = 0;       θ = 0

і зупиняються.

Задаємо на панелі керування координати наведення: γ0, θ0

По них відраховуємо час роботи електроприводу:

t γ= γ0/ ωγ;          tθ= θ0/ ωθ.

Запуск проводимо включаючи електроприводи в іншу сторону,паралельно включаємо таймери. Після виключення таймерів – система наведена за заданими координатами.

Опис алгоритму:

  1.  Початок;
  2.  Задаємо початкові координати: γ = 0;   θ = 0.Пристрій повертає в початкове положення;
  3.  Подаємо напругу на Uφ; Uθ;
  4.  Якщо γ не дорівнює 0 то повертаємось до пункту 2;
  5.  Якщо θ не дорівнює 0 то повертаємось до пункту 2;
  6.  Введення координат наведення: φ*;  θ*;
  7.  Розрахунок часу за який γ і θ досягнуть заданих координат наведення;
  8.  Запуск таймерів які відраховують час до заданої координати;
  9.  Розраховується якій час менший руху до заданої координати менший;; якщо tφ>tθ тоді спочатку подаємо живленя на Uθ; Uφ, а якщо tφ<tθ тоді подаємо живлення Uφ; Uθ;
  10.  11. Якщо tφ>tθ тоді спочатку подаємо живленя на Uθ; Uφ, а якщо tφ<tθ тоді подаємо живлення Uφ; Uθ;
    1.  . Якщо t< tφ < tθ тоді система повертається довиконання пункту 10,11
    2.  . Зняття напруги Uθ; Uφ;

20. Кінець.

В цьому алгоритмі використані такі змінні:

  •  φ=0; θ=0- початкові координати системи;
  •  Uφ; Uθ- задаємо напругу- 24В;
  •  φ*;  θ*- ввід координат наведення;
  •  ωφ; ωθ- швидкість переміщення;
  •  tφ; tθ- час за який установка наведеться за задиними координатами.

Рис. 3.1. Блок-схема алгоритму керування

3.2. Розроблення програми керування для ПК VIPA-100

Програму керування складено в вигляді функціонального плану. Всю програму можна умовно розділити на кілька частин. На рис. 3.2 показано алгоритм, за яким при ввімкненні контролера система наведення повинне повернутися в початкове положення.

Рис. 3.2. Алгоритм повернення система наведення в початкове положення

Коли система наведення повернеться в початкове положення, слід зчитати координати на. Алгоритм такого зчитування показано на рис. 3.5.

Рис. 3.3. Алгоритм введення координат точок траєкторії

Цикл наведення, що складається з ввімкнення таймерів,  наведення установки за задиними координатами та перевірки умови кінця циклу, представлено на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Цикл наведення

Ці алгоритми, об’єднані в одну кінцеву програму, показано на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Програма керування, записана в контролер

РОЗДІЛ 4

ТЕХНІЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ ,НАЛАГОДЖЕННЯ ТА ВИПРОБУВАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ

4.1.  Опис пристрою імітатора двокоординатного наведення в полярних координатах

Лабораторна установка побудована на базі двокоординатної системи позиціонування відіокамери. Внутрішні деталі, двигуни і механічні приводи, видно на рис.4.1

Рис.4.1 Зображення лабораторної установки двокоординатної системи наведення в полярних координата з допомогою промислового контролера

VIPA-100

Виводи схем керування двигунами, маса, повинні бути під’єднані до контролера. Для цього на корпусі установки встановлено роз’єм, до якого вони підключені. Оскільки є лише один вивід на «масу», можна бути впевненим, що еквіпотенціальність мас забезпечено.

За допомогою багатожильного провідника роз’єм установки з’єднаний з аналогічним роз’ємом на стенді. Цей роз’єм, в свою чергу, підключений до промислового контролера. Таким чином, до контролера можна підключити дану установку з відповідним роз’ємом.

Рис.4.2 Опис робочих частин установки

Агрегат складається двох колекторних машин постійного струму. Кожен має збудження від постійних магнітів. Опис робочих частин установки наведений на рис.4.2.

Колекторний електродвигун постійного струму ДПМ-35-Н1-02 із збудженням від постійних магнітів призначений для застосування як силові двигуни і для приводу різних механізмів короткочасної, повторно-короткочасної і безперервної дії в апаратурі промислової автоматики, телемеханіки, радіоелектроніки.

Основною переваго колекторних двигунів постійного струму є можливість регулювання частоти обертання в широкому діапазоні, лінійність механічної і, в більшості випадків, регулювальної характеристики, великий пусковий момент, висока швидкодія, мала маса і об'єм на одиницю корисної потужності і вищий ККД в порівнянні з двигунами змінного струму тієї ж потужності.

Недоліком колекторних двигунів постійного струму є наявність щітково-колекторного вузла, що обмежує їх довговічність і є джерелом радіоперешкод. Внаслідок іскріння на ковзаючому контакті ці двигуни не придатні для експлуатації у вибухонебезпечних середовищах.

По функціональному призначенню колекторні двигуни постійного струму підрозділяються на силових і керованих. У свою чергу, силові електродвигуни виконуються із стабілізацією і без стабілізації частоти обертання.

Двигуни з центробіжно-вибраційним регулюваням частоти обертання мають стабільність в межах + (2 - 5) %. Точність стабілізації частоти обертання двигунів з електронними регулювальниками залежить від прийнятої системи стабілізації. Статична система стабілізації забезпечує стабільність частоти обертання до ±0,5%, астатична система - з точністю, визначуваною стабільністю частоти еталонного джерела.

Важливою функціональною властивістю двигунів є швидкодія, яка визначається в основному конструктивним виконанням і видом збудження. Двигуни із зубцевим якорем мають постійну часу 30-100 мс, з порожнистим якорем 15 - 20 мс, з гладким і друкарським якорями 5-10 мс.

Колекторні двигуни постійного струму розрізняються також по добротності пуску. Найкращу добротність пуску (відношення пускового моменту до пускового струму) мають двигуни послідовного збудження, а для двигунів із збудженням від постійних магнітів і з паралельним збудженням добротність в 1,5 - 3 рази нижче.

Технічні характеристики електродвигуна ДПМ-35-Н1-02:

  •  Напруга живлення - 27В±3 В;
  •  Частота обертання – 3500 об/хв.;
  •  Момент, що обертає, - 15*10-3 Н*м;
  •  Пусковий момент - 50*10-3 Н*м;
  •  Споживаний струм - не більш 0,65 А;
  •  Пусковий струм - не більш 2,50 А;
  •  Номінальна потужність - 5,39 Вт;
  •  Термін служби двигуна ДПМ-35-Н1-02 – 500 г.

Рис. 3.  Колекторний двигун постійної напруги ДПМ-35-Н1-02

Структура позначення двигунів :

 ДПМ-35-Н1- 02

  •   ДПМ - електродвигун із збудженням від постійних магнітів;
  •   35 - номер габариту;
  •   H1 - з одним вихідним кінцем валу;
  •   Н2 - з двома вихідними кінцями валу (розміри кінців валу однакові);
  •   Н3 - з одним вихідним кінцем валу і вбудованим відцентровим контактним регулювальником частоти обертання;
  •   1Т - з одним вихідним кінцем валу і з трибкой (шестернею) на валу;
  •   3Т - з одним вихідним кінцем валу з трибкой і вбудованим відцентровим контактним регулювальником частоти обертання;
  •   01..19 - тип двигуна.

РОЗДІЛ 5

ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

Лабораторний стенд призначений для проведення наукових лабораторних робіт науковцями   та   студентами, а також лабораторних робіт. Лабораторний стенд розроблений студентами та викладачами кафедри електроприводу та автоматизації промислових установок національного університету " Львівська політехніка "

Вибір обладнання можна обґрунтувати тим , що програмований контролер

VIPA-100 дозволяє:

  -вирішувати задачі управління і регулювання в системах автоматизації нижнього і середнього рівня складності;

  - Оптимально підібрати склад модулів для рішення своїх задач і гнучко          модифікувати його при розширені чи зміні вимог до системи;

  - Зменшити витрати на обслуговування даної системи;

  - Зменшити габарити лабораторного стенду і збільшити його надійність.

Основними заходами які будуть  проводитись на даному стенді: науково дослідницькі роботи, лабораторні роботи.

Визначення кошторису витрат на виконання бакалаврської роботи

   Витрати складаються з наступних елементів:

    а) оплата праці виконавців;

    б) відрахування на соціальні заходи;

    в) амортизація основних засобів;

    г) накладні витрати.

Розрахунок оплати праці розробникам лабораторного стенду до

оптимізації

Таблиця 5.1

№№

Посади виконавців

Місяч-ний оклад, грн.

Годинна ставка, грн.

Кількість відпрацьо-ваних днів

Фонд оплати праці, грн.

11

Керівник роботи

2282

14,26

20

2281,60

12

Виконавець бакалаврської роботи

650

4,06

56,2

1825,36

33

Разом

4106,98

Відрахування на соціальні заходи:

а) пенсійний фонд - 32,3 %;

    б) фонд зайнятості - 1,6 %;

    в) фонд соціального страхування від нещасних випадків – 1 %;

    г) фонд соціального страхування від тимчасової втрати працездатності - 2,9 %

Отже відрахування на соціальні заходи складає: 37,8 % від оплати праці виконавців.

Ризики пов'язані з аварійними ситуаціями такими як:

1.   Природні чинники (потрапляння води на обладнання, пошкодження ізоляції, комутаційні та грозові перенапруги).

2.   Людський фактор (помилки в схемах, неправильне підключення, механічне пошкодження ізоляції).

3.  Ризик банкрутства або не платоспроможність замовника

4.  Ризик морального старіння обладнання та ушкодження                                                                                                                                                                                                                                                        ми.

Заходи мінімізації ризиків:

1 . Правильне використання стенда.

2.  Дотримання правил техніки безпеки.

3.  Дотримання умов прокладання, наладки та монтажу стенду (згідно ПУЕ).

4.    Надійні фінансові джерела.

Повна собівартість лабораторного стенда представляє собою сукупність усіх витрат, пов'язаних з виробництвом та реалізацією одиниці цього виду продукції.

РОЗДІЛ 6
ОХОРОНА ПРАЦІ

7.1. Послідовність виконання технічних заходів під час підготовки робочого місця

Під час підготовки робочого місця для роботи, яка вимагає знімання напруги, слід виконати в зазначеній послідовності наступне:

- провести необхідні відключення і вжити заходів, що унеможливлюють помилкове або самочинне включення  комутаційної апаратури;

- вивісити заборонні плакати на приводах ручного і на ключах дистанційного керування комутаційною апаратурою. У випадку необхідності струмоведучі частини, які залишились під напругою, слід огородити;

- приєднати до «землі» переносні заземлення;

- перевірити відсутність напруги на струмовідних частинах, які слід заземлити для захисту людей від ураження електричним струмом;

- встановити заземлення (включити заземлюючі ножі, приєднати до відключених струмовідних частин   переносні заземлення) безпосередньо після перевірки відсутності напруги, вивісити плакати «Заземлено» на приводах відключаючих комутаційних апаратів;

- огородити, за необхідності, робочі місця або струмовідні частини, що залишилися під напругою, і вивісити на огородженнях плакати безпеки. Залежно від  місцевих умов струмовідні частини огороджуються до чи після їх заземлення.

7.2 Відключення (знімання напруги)

У разі виконання робіт на струмовідних частинах, що потребують знімання напруги, слід відключити:

- струмовідні частини, на яких виконуватиметься робота;

- струмовідні частини, які знаходяться під напругою і  до яких можливе  наближення людей, механізмів;

Під час підготовки робочого місця після відключення роз’єднувачів та вимикачів  необхідно візуально переконатися у тому, що вони перебувають у відключенному положенні, а комутаційні апарати мають надійні покажчики положення контактів

В електроустановках  до 1000 В з усіх боків струмовідних частин, на яких проводитиметься робота, напруга має бути знята шляхом відключення комутаційних  апаратів з ручним приводом, а за наявності в схемі запобіжників – шляхом зняття останніх. У разі відсутності в схемі запобіжників запобігання помилковому  включенню комутаційних апаратів має бути забезпечене такими заходами, як замикання рукояток або дверцят шафи на механічний замок, закриття кнопок, встановлення між контактами  комутаційного апарату ізолюючих накладок тощо. У разі  зняття  напруги комутаційним апаратом з дистанційним керуванням необхідно від’єднати провід, який живить соленоїд включення, якщо в схемі відсутні запобіжники.

Якщо дозволяє конструктивне виконання апаратів і характер роботи, то перелічені вище заходи можуть бути замінені розшиновкою або від’єднанням кінців кабелю, проводів від комутаційного апарата або від устаткування, на якому слід проводити роботу.

Розшиновку чи від’єднання кабелю під час підготовки робочого місця може виконувати виробничий працівник, який має групу ІІІ під наглядом оперативного або оперативно-виробничого працівника.

7.3  Заземлення електроустановок

Захист від дотику до струмоведучих частин.

Технічні засоби: ізоляція струмоведучих частин, захисне заземлення, занулення, захисне вимикання, мала напруга, вирівнювання потенціалів, загороджувальні пристої, блокування, сигналізація, знаки.

Вили ізоляції:

  •  робоча(ізоляція струмоведучих частин, яка забезпечує нормальн уроботу)
  •  додаткова(встановлюється до робочої якщо вона ушкоджена)
  •  подвійна(склад. з роб і ще одної ізоляції)
  •  мала напруга(не > 42 В) для приладів, апаратів не великої потужності за допомогою понижуючих трансформаторів)
  •  ізоляція там де напруги не мало б бути, а вона зявляється

Захисне заземлення, його нормування, розрахунок.

Захисне заземлення – навмисне електричне зєднання металічних неструмоведучих частин обладнання, які можуть опинитись під напругою або сполучений метал. частина – в землю.

Захистне заземлення використовують: у всіх випадках  при змінні номінальній напрузі 380 В і вижче, і постійній напрузі 440 і >; в приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних зм. стр 42-380 В і пост.110-440 В.

Опір заземлення<за опір людини.

Принцип дії – з < небезпекою. значення напруги (дотику і кроку) з умовою замикання на корпусі.

Опір заземлення електо. установок до 1000 не > 4 Ом. Якщо потужнімть джерела живлення < 100 кВА, то опір заземлюючого пристрою може досягнути 10 Ом, но не більше.

7.5 Методика визначення концентрації аерозолю свинцю, оксиду вуглецю і фтористого водню при пайці і випалі ізоляції.

Запиленість і загазованість атмосфери виробничих приміщень залежать від виду паяння і луження, кількості постів паяння, марки припою, флюсу, змиття, засобів локалізації та обсягу приміщень.

Питоме утворення аерозолю свинцю при луженні і пайці олов'яно-свинцевими припоями наступне:

при пайці електропаяльником потужністю 20-60 Вт це 0,02- 0,04 мг. на 100 пайок;

при луженні зануренням у припій ( віднесений до поверхні ванної ) 300-500 мг/м2*г;

при луженні і пайці хвилею ( віднесено до поверхні хвилі ) 3000-5000 мг/ м2*г;

Залишки паяльного флюсу після операцій луження і паяння містять свинець, що може поступати в повітря приміщення. Залишки флюсу від 1000 паянь, виконаних електропаяльником, містять 0,4 мг свинцю.

Кількість оксиду вуглецю, що при випалі 1 гр. ізоляції при температурі 800-900 оС приведено в таблиці 6.1:

Таблиця 6.1

Матеріал.

Кількість, мг/г.

Матеріал.

Кількість, мг/г.

Вініпласт.

240

Бавовна.

100

Поліхлорвініл.

180

Шовк.

200

Поліетилен.

100

Шовк і вініпласт.

190

Фторопласт.

100

-

-

Примітка. При випалі фторопластової ізоляції, крім оксиду вуглецю, виділяється 3 мг. фтористого водню на 1 г. ізоляції, що обпалюється.

Знаючи питоме пило- і газоутворення, можна визначити концентрацію аерозолю свинцю, (мг/год):

при ручній пайці по формулі

C=0,6*y*n*t*N/ V,

С=0,6*0,7*15*8*4*20=4020

де y- питоме утворення свинцю, мг/ 100 пайок;

n- кількість пайок у хвилину, шт.;

t- тривалість зміни, г.;

N- кількість робочих місць, на яких ведеться пайка, шт.;

V- об'єм приміщення, м3;

при луженні зануренням у припій по формулі

C = ySt/ V,

де S - площа поверхні ванни, м2;

при пайці і луженні хвилею по формулі

С = ySt/ V,

де S - площа поверхні хвилі, м2;

Концентрація оксиду вуглецю або фтористого водню при випалі ізоляції можна визначити по формулі:

C=y1*m/ V,

де y1 - питоме утворення оксиду вуглецю або фтористого водню, мг/год;

m- маса ізоляції, що обпалюється, г.

7.6  Природне освітлення, його нормування.

Природне освітлення виробничих приміщень може здійснюватися світлом неба або прямим сонячним вітлом через світлові прорізи (вікна) в зовнішніх стінах або через ліхтарі (аераційні, зенітні), що встановлені на покрівлях виробничих будівель.

Залежно від призначення промислові будівлі можуть бути одноповерхові, багатоповерхові та різних розмірів і конструкцій. Залежно від цього і вимог технологічного процесу можуть бути застосовані такі види природного освітлення:

1. Бокове одностороннє або двостороннє, коли світлові отвори (вікна) знаходяться в одній або в двох зовнішніх стінах.

2. Верхнє, коли світлові отвори (ліхтарі) знаходяться у верхньому перекритті будівлі.

3. Комбіноване, коли застосовується одночасно бокове і верхнє освітлення.

Основною нормованою величиною природного освітлення є КПО, або (є) - коефіцієнт природної освітленості. Фактичний КПО визначають відношенням заміряної освітленості на робочому місці у виробничому приміщенні Евн до одночасної освітленості зовні приміщення Е30вп у горизонтальній площині при відкритому небосхилі (щоб ніщо не затінювало фотоелемент люксметра) і дифузному світлі (сонце закрите хмарою). Оскільки ця величина відносна, то виражається у відсотках:

ШО=(Евн/Езовп)Л00, % (12.8)

Нормування КПО залежить від виду природного освітлення та ряду супутніх факторів.

При боковому освітленні нормується мінімальне значення КПО - етіп. У випадку однобічного - в точці на відстані 1 м від стіни -найбільш віддаленої від світлових отворів, але не більш ніж 12 м від них (рис. 12.2).

При верхньому та комбінованому освітленні нормується середнє значення КПО.

Нормоване значення КПО (ен)  залежить від характеру зорової роботи (розряду), системи природного освітлення та особливостей світлового клімату і сонячності клімату в районі розташування будівлі, які визначають через коефіцієнти т - світлового клімату і с - сонячності клімату.

ВИСНОВОК

В бакалаврській кваліфікаційній роботі досліджено ЕП системи наведення з керуванням на основі програмованого логічного контролера VIPA-100.Розглянуто способи програмування контролерів VIPA. Розроблено лабораторний макет, що імітує роботу двокоординатного електроприводу наведення. Створено алгоритм роботи і програму керування контролера. Реалізовано розроблений макет на основі системи позиціонуваннґ відіокамери. Розглянуто питання економічних витрат на реалізацію проекту і охорони праці в лабораторії.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

  1.  Л.И., Афанасьев, А.Ю. Моментные двигатели постоянного тока. – Москва: Энергия, 1989. – 223 с.
  2.  Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. – Ленинград: Энергоиздат, Ленингр. отдел., 1982. – 392 c.
  3.  Основи охорони праці. Підручник // К.Н. Ткачук, М.О. Халімовський, В.В. Зацарний та ін. – Київ: Основа, 2003. – 472 с.
  4.  2. Жидецький В.Ц. Основи охорони праці. Підручник. – Львів: Афіша. – 2002. – 320 с.
  5.  „Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий” Стройиздат 1972 г. – 164 с.
  6.  „Естественное и искусственное освещение” Стройиздат, 1986 г. – 83 с.
  7.  Синягин Н.Н., Афанасьев Н.А., Новиков С.А. „Система планового преупредительного ремонта оборудования и сетей промышленной енергетики” Москва. Энергоиздат, 1984 г. – 144 с.
  8.   Брускін Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. “Электрические машини и микромашини” Москва “Высшая школа”  1990 г. – 528 с.
  9.  Калина А.В., Осокіна В.В. Економічна теорія і практика господарювання: Навч. посібник. – К.: МАУП, 1998.
  10.   Основи економічної теорії/ С.В.Мочерний, С.А.Єрохін, Л.О.Каніщенко та ін. За ред. С.В.Мочерного. – К.: ВЦ “Академія”, 1997.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

63315. Удаленный интерфейс. Remote Method Invocation 66.5 KB
  Традиционный подход к выполнению на удаленной машине сбивал с толку, а также был утомителен и подвержен ошибкам при реализации. Лучший способ представить эту проблему – это думать, что какой-то объект живет на другой машине, и что вы можете посылать сообщения удаленному объекту и получать результат, будто бы объект живет на вашей машине.
63317. Древняя письменность, знаки-иероглифы 7.68 MB
  В этих рисунках человек эпохи палеолита воплощал весь комплекс своих мыслей они служили ему одновременно и письмом. Эти два понятия рисование и письмо тысячелетиями остаются близки.