Курсовая работа На тему: «Проектирование системы логического контроля и управления» По дисциплине «Микропроцессорные комплексы в системах управления»
Автор: student | Категория: Технические науки / Информатика и программирование | Просмотров: 29 | Комментирии: 0 | 28-09-2020 15:08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачать:  1366032034_kursovaya_main.zip [372,18 Kb] (cкачиваний: 0)  

 

 

Курсовая работа

 

На тему: «Проектирование системы логического контроля и управления»

 

 

По дисциплине «Микропроцессорные комплексы в системах управления»

 

 

 

 

 

 

Задание: Спроектировать систему логического контроля и управления или информационную систему. Для этого:

·Выбрать и обосновать выбор конфигурации оборудования;

·Составить блок схему алгоритма и написать программное обеспечение нижнего уровня на языке Step7 STL;

·Составить видеокадры диспетчерского пункта и реализовать полную SCADA систему.

Задание 1. Порядок выполнения задания:

 

1. Формулировка задания.

 

Организовать автоматическое и ручное управление конвейера по приготовлению травяной муки.

На конвейере установлены датчики:

- 2 датчика массы;

- 2 датчика, подающие сигналы об окончании и начале процесса.

Реализовать с помощью контроллера следующий алгоритм:

1) При нажатии кнопки «СТАРТ» запускается конвейер К1.

2) При появлении сигнала с датчика массы Д1 (5 кг) механизм М1 измельчает траву в течение 20 секунд.

3) При появлении сигнала с датчика Д2 механизм М2 начинает обжарку в течение 10 секунд.

4) При появлении сигнала с датчика Д3 механизм М3 начинает процесс гранулирования в течение 10 секунд и затем все поступает в бункер и далее в пакеты. В этот же момент механизм М5 подает пакет.

5) При появлении сигнала с датчика массы Д4 (1,5 кг) механизм М4 перекрывает бункер на 10 секунд, механизм М5 подает пакет, механизм М6 забирает наполненный пакет и доставляет его до конца конвейера в течение 3 секунд, где его место положение фиксируется Д5.

6) Выполнить подсчет пакетов, которые заполняются мукой за один цикл работы и вывести ответ на экран.

7) Весь процесс работы можно в любой момент остановить по нажатию кнопки «СТОП».

В ручном режиме предусмотрено аварийное выключение конвейера кнопкой «ВЫКЛ».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Технологическая схема

 

2.Составление структурной схемы системы автоматизации.

 

 

Рисунок 2 – Структурная схема

Обозначение:

1)кнопка автоматического запуска конвейера - СТАРТ

2)кнопка автоматической остановки конвейера - СТОП

3)датчик массы – Д1

4)датчик присутствия – Д2

5)датчик присутствия – Д3

6)датчик массы – Д4

7)датчик присутствия – Д5

8)кнопка аварийной остановки конвейера - ВЫКЛ

9)реле – М1

10)реле – М2

11)реле – М3

12)реле – М4

13)реле – М5

14)реле – М6

15)конвейер – К1

Структурная схема системы автоматизации включает в себя микропроцессорный элемент управления - свободно – программируемый контроллер, входные элементы, исполнительные механизмы. В качестве входных элементов используются: 5 датчиков, 3 кнопки и экран. В качестве исполнительных элементов используется: 6 реле (М1 –М6) и конвейер К1.

Таким образом, имеем на входе 9 дискретных сигналов, на выходе 6 дискретных исполнительных элемента.

 

3.Выбор и обоснование выбора оборудования.

·реле электрическое с замыкающим контактом - TCR Импульсные реле времени (М1 - М6)

Параметры

Порядок контактов

001

Номинальное рабочее напряжение AC

250 V a.c.

Номинальное рабочее напряжение DC

24 V d.c.

Номинальный ток

8 A

Номинальное рабочее напряжение AC (цепь управления) мин.

12 V a.c.

Номинальное рабочее напряжение AC (цепь управления) макс.

230 V a.c.

Номинальное рабочее напряжение DC (цепь управления) мин.

24 V d.c.

Номинальное рабочее напряжение DC (цепь управления) макс.

220 V d.c.

Номинальная частота макс.

50 Hz

Номинальная частота мин.

60 Hz

Степень защиты

IP20

Провод жесткий макс.

6 mm2

Температура окружающей среды мин.

-20 °C

Температура окружающей среды макс.

55 °C

EN 116000-2

 

·кнопки (СТАРТ, СТОП, ВЫКЛ)

Параметры

Артикул:

26-29-65

Наименование:

3SB3603-0AA21

Производитель:

Siemens AG

Светодиод:

красный

Контакты:

1НЗ

U подсветки:

230AC

Описание

Кнопка с подсветкой SIGNUM 3SB3 со встроенным светодиодным излучателем.

Исполнение:

круглое (монтажный диаметр 22 мм);

Толщина монтажной панели:

от 1 до 4 мм

Контакты:

1НО/1НЗ/1НО+1НЗ

Нагрузочная способность контактов:

10 А/250 В переменного тока

Винтовое присоединение

Минимальные коммутируемые ток/напряжение:

1 мА/5 В

Механический ресурс:

<p>> 3 х10⁵ рабочих циклов

Степень защиты:

IP65 (IP67 с защитным колпачком)

Диапазон рабочих температур:

–25...+65°С.

 

 

·датчики (Д1 - Д6)

Емкостные датчики присутствия срабатывают при появлении в активной зоне неметаллических материалов, таких какдревесина, пластик, песок, другие сыпучие материалы, различные жидкости. Преимущество емкостного датчика заключается в том, что для его срабатывания не требуется непосредственного контакта устройства с материалом. Емкостные датчики имеют встроенную защиту от неправильного подключения и короткого замыкания. Корпус датчиков изготовлен из макролона – высокопрочного нетоксичного пластика, обладающего антистатическими свойствами. Чувствительность датчика можно настроить, исходя из типа регистрируемого материала и условий окружающей среды.

Рекомендуемые области применения - для обнаружения металлических и неметаллических объектов, их подсчета и замера промежутков между ними (например, на движущемся конвейере).

 

·экран (Э1 подключен к интерфейсному входу MPI)

Текстовые дисплеи могут подключаться к любой модели S7-300 с помощью соединительного кабеля через PPI интерфейс. Придлине линии связи до 2.5м через этот же кабель осуществляется питаниедисплея. При длинелинии более 2.5м дляпитания дисплея необходимдополнительный блок питания =24В.К одному контроллеруможет быть подключенонесколько текстовых дисплеев. Дисплей позволяет:

• Отображать до 80 текстовых сообщений, в каждое из которых допускается включать до 6 переменных.

• Отображатьи модифицировать значенияпараметров с встроенной клавиатуры.

•Управлять состоянием входови выходов контроллерадля реализации функцийручного управления, тестированияи диагностики системы. Отличительной чертой TD 200C является наличиеконфигурируемой клавиатуры (до 20 клавиш) и возможность оформления фронтальной панели с полным учетом требований заказчика. Функции всех клавиш программируются.Конфигурирование текстовых дисплееви оформление фронтальной панелипроизводится с помощьюспециального мастера пакета STEP 7 Micro/Win. Дополнительного программногообеспечения не требуется.Параметры конфигурации сохраняются впамяти центрального процессора. Готовыеварианты изображений фронтальнойпанели распечатываются наспециальную пленку инаклеиваются на дисплей TD 200C.

Ø разрешающая способность - 2 строки по 20 символов (4 строки по 24 символа)

Ø цветность - монохромный, желто-зеленый (бело-голубой)

Ø Клавиатура (Для панелей TD мембранная) - 5 системных и 8 функциональных

Ø Память, встроенная (для данных пользователя) - Память центрального процессора

Ø Скорость передачи данных - 9.6; 19.2; 187.5 Кбит/с

Ø Напряжение питания/ потребляемый ток =24В (+18…30 В)/ 120 мA

 

 

·CPU 3313C – 2 PtP / CPU 313C – 2 DP

 

Контакт фронтального соединителя

Входы и выходы используемые технологическими функциями CPU 3313C – 2 PtP / CPU 313C – 2 DP

Импульсные входа/выходы

Входы прерываний

2/22

С0 (А) / V0

X / -

3/23

С0 (B) / V0

X /

4/24

С0 (N) / V0

X /

5/25

C1 (A) / -

X /

6-26

C1 (B) / -

X /

7/27

C1 (N) / -

X /

8/28

C2 (A) / -

X /

9/29

C2 (B) / -

X /

10/30

 

 

11/31

 

 

12/32

C2 (N) / -

X /

13/33

 

X /

14/34

 

X /

15/35

 

X /

16/36

Sync0 / -

X /

17/37

Sync1 / -

X /

18/38

Sync2 / -

X /

 

·Блок питания PS 307;

2 A (6ES7307–1BA00–0AA0)

Номер для заказа 6ES7307–1BA00–0AA0

Характеристики:

Блок питания PS 307 (2 A) отличается следующими свойствами:

•выходной ток 2 A

•выходное напряжение 24 в пост. тока; защита от короткого замыкания и обрыва цепи

• подключение к однофазной системе переменного тока (входное напряжение 120/230 В перем. тока, 50/60 Гц)

•надежная гальваническая развязка в соответствии с EN 60 950

• может быть использован как источник питания нагрузки

Схема подключения PS 307; 2 A

 

Принципиальная схема PS 307; 2 A

Технические данные PS 307; 2 A (6ES7307–1BA00–0AA0)

 

4.Составление электрической схемы автоматизации.

 

Рисунок 3 – Электрическая схема

 

Входные сигналы

Стр.

схема

СТАРТ

СТОП

ВЫКЛ

Д1

Д2

Д3

Д4

Д5

Э1

Элект.

схема

I 0.0

I 0.1

I 0.2

I 0.3

I 0.4

I 0.5

I 0.6

I 0.7

М11.0

Выходные сигналы

Стр.

схема

М1

М2

М3

М4

М5

М6

К1

 

 

Элект.

схема

Q 0.0

Q 0.1

Q 0.2

Q 0.3

Q 0.4

Q 0.5

Q 0.6

 

 

 

Задание2. Порядок выполнения задания:

 

1.Составление блок-схемы алгоритма программы.

 

 

 

 

 

 

Таблица символов

 

Листинг программы:

Network 1:

A "СТАРТ”

S "К1” // запуск конвейера

S M 16.0 // установка меркера

 

Network 2:

A M 16.0

A "Д1”

FR ”T1” // разблокировка таймера 1

L S5T#20S // загрузка в таймер 1 значения времени = 20 секунд

SE "T1” // выбор типа таймера 1 с расширенным импульсом

 

Network 3:

A "T1”

= "M1”

 

Network 4:

A M 16.0

A "Д2”

FR ”T2” // разблокировка таймера 2

L S5T#10S // загрузка в таймер 2 значения времени = 10 секунд

SE "T2” // выбор типа таймера 2 с расширенным импульсом

 

Network 5:

A "T2”

= "M2”

 

Network 6:

A M 16.0

A "Д3”

FR ”T3” // разблокировка таймера 3

L S5T#10S // загрузка в таймер 3 значения времени = 10 секунд

SE "T3” // выбор типа таймера 3 с расширенным импульсом

 

Network 7:

A "T3”

= "M3”

= "M5”

 

Network 8:

A M 16.0

A "Д4”

FR ”T4” // разблокировка таймера 4

L S5T#10S // загрузка в таймер 4 значения времени = 10 секунд

SE "T4” // выбор типа таймера 4 с расширенным импульсом

 

Network 9:

A "T4”

= "M4”

= "M5”

S M 20.0 // установка меркера

 

Network 10:

A M 16.0

A M 20.0

AN "T4”

FR ”T5” // разблокировка таймера 5

L S5T#3S // загрузка в таймер 5 значения времени = 3 секунд

SE "T5” // выбор типа таймера 5 с расширенным импульсом

 

Network 11:

A "T5”

= "M6”

 

Network 12:

A M 16.0

A "Д5”

R M 20.0 // сброс меркера

FR "C1” // разблокировка счетчика 1

CU "C1” // увеличение значения счетчика на 1

 

Network 13:

O "СТОП”

O "ВЫКЛ”

R "T1” // сброс значения таймера1

R "T2” // сброс значения таймера2

R "T3” // сброс значения таймера3

R "T4” // сброс значения таймера4

R ”T5” // сброс значения таймера5

R "K1” // остановка конвейера

R M 16.0 // сброс меркера

R M 20.0 // сброс меркера

Таблица переменных с вариантами результатов выполнения программы в On-line режиме

 

При нажатии кнопки «СТАРТ» запускается конвейер К1 и сохраняется информация о его запуске в М16.0

При появлении сигнала с датчика массы Д1 (5 кг) механизм М1 измельчает траву в течение 20 секунд.

 

При появлении сигнала с датчика Д2 механизм М2 начинает обжарку в течение 10 секунд.

 

При появлении сигнала с датчика Д3 механизм М3 начинает процесс гранулирования в течение 10 секунд и затем все поступает в бункер и далее в пакеты. В этот же момент механизм М5 подает пакет.

При появлении сигнала с датчика массы Д4 (1,5 кг) механизм М4 перекрывает бункер на 5 секунд, механизм М5 подает пакет.

механизм М6 забирает наполненный пакет и доставляет его до конца конвейера в течение 3 секунд, где его место положение фиксируется Д5.

При срабатывании Д5 счетчик увеличивается на 1

Процесс останавливается кнопкой стоп

Аварийная остановка с помощью кнопки «Выкл»