Лабораторная работа 9. Изучение программируемого микроконтроллера (ПЛК) в составе системы управления пневмоприводом.

Цель работы: 1) ознакомление с конструкцией, назначением, возможностями ПЛК семейства ALPHA-2;

2) ознакомление с устройствами пневмоавтоматики, установ-ленными на стенде.

Выполнение работы

1. Изучить установку

В работе используется ПЛК Mitsubishi Electric ALPHA-2, подключённый к пневматической схеме.

Общий вид стенда приведен на рис.9.1. Компрессор подаёт сжатый воздух в пнемоцилиндры. Пневмоустановка включает так же фильтр очистки воздуха, пневмораспределители, пневмо-клапаны и др. Управляет работой схемы микроконтроллёр Альфа -2. В качестве регистрирующей системы используется осциллог-раф с дисплеем.

Схема пневмоустановки приведена на рис.9.2. На рис.9.3. приведена схема подключения контроллёра к пневмоустановке.

Изучить устройство и принцип программирования микроконтроллёра, используя «Руководство по програм-мному обеспечению».

Изучить указания по работе с измерительной систе-мой стенда, используя соответствующую Инструкцию.

В отчёте кратко пояснить принципы использования микроконтроллёра при изучении пневмосхем.

 

 

Лабораторная работа 10. Составление программ для прог-раммируемого логического контроллера (ПЛК) Mitsubishi Electric ALPHA-2 с помощью среды программирования AL-PCS/WIN-EU на компьютере. Запись программ в память ПЛК

Цель работы:

- инсталляция и изучение возможностей среды программиро-вания и обмена данными с ПЛК ALPHA-2;

- запись программы в память ПЛК, запуск выполнения;

- получение навыков создания программ в среде программиро-вания Mitsubishi Alpha Programming.

Выполнение работы.

1. Запустить программу Mitsubishi Alpha Programming.

2. Открыть имеющийся проект или пример программы (см. рисунок 10.2) для ПЛК Alpha-2 в Mitsubishi Alpha Programming.

3.Убедиться, что на панели стенда тумблер SA1 выключен, тумблер SA2 в среднем положении, при необходимости установить их в указанное положение.

 

4.Включить питание стенда (три автоматических выключателя «Сеть»). Запустить моделирование (симуляцию). В окне программы, изменяя состояние входных каналов (1...8 в зависимости от конкретной программы) зафиксировать смену состояний выходов (out 001...006). См.рис.10.3.

5. Произвести остановку («СТОП») контроллера.

6. Записать программу в ПЛК. Запустить контроллер и включить мониторинг.

7. Включить тумблер SA1.

8. Нажать кратковременно кнопку SB1. Проследить за реакцией схемы.

9. Нажать и удерживать поочередно кнопки SB1, SB2. Проследить за реакцией схемы.

10. Установить тумблер SA2 сначала в левое положение, затем в правое. Проследить за реакцией схемы.

11. Выключить тумблер SA1, тумблер SA2 установить в среднее положение.

12. Произвести остановку («СТОП») контроллера.

В отчёте пояснить производимые действия и его результаты, используя логические схемы.

 

Лабораторная работа 11. Программирование ПЛК на примере простейшего алгоритма движения штока цилиндра

Цель работы:

- отработка навыков создания программ для ПЛК;

- разработка программного обеспечения;

- контроль выполнения программы.

Выполнение работы.

1. Изучить руководства по программной и аппаратной части ПЛК Alpha-2. Ознакомится с составом оборудования ПЛК.

2. Проверить подключение компрессора к электросети и, если требуется, подключить.

3. Соединить компрессор и водной фитинг фильтра, на панели стенда, пневмотрубкой.

4. Закрыть выходной вентиль компрессора, регулятор компрессора максимально открыть.

5. Включить питание стенда (три автоматических выключателя «Сеть»).

6. Перевести рычаг управления компрессором в положение «Включено».

7. Дождаться пока давление в ресивере достигнет максимального рабочего значения и компрессор отключиться.

8. Запустить приложение Mitsubishi Alpha Programming на компьютере.

10. Создать новый проект в Mitsubishi Alpha Programming.

11. Убедиться, что на панели стенда тумблер SA1 выключен, тумблер SA2 в среднем положении, при необходимости установить их в указанное положение.

12. Включить питание стенда (три автоматических выключателя «Сеть»).

13. Регуляторы Ф, КР на панели стенда максимально открыть. Регулятор дросселя ДР5 установить в положение 3, дроссели ДР1, ДР2 отрегулировать на 0, 5...1.

14. Программа должна выполнять следующие функции:

1) при нажатии кнопки SB1 шток цилиндра Ц1 должен двигаться вверх, пока нажата SB1 (вместо SB1 можно использовать SA2).

2) при нажатии кнопки SB2 шток цилиндра Ц1 должен двигаться вниз, пока нажата SB2 (вместо SB2 можно использовать SA2).

15. Опираясь на описание в пункте 14 создайте программу, которая удовлетворяет поставленной задаче (см. лаб.раб. 10).

16. Записать программу в ПЛК. Запустить функционирование и мониторинг.

17. Открыть выходной вентиль компрессора.

18. Повторить пункты к. и л, в лаб.раб.10.

19. Описать принцип действия собранной схемы.

20. Составить алгоритм работы схемы.

21. Разработайте функциональную схему (при необходимости), в которой разделены исполнительная (силовая) часть и сигналы управления.

22. Составить логические уравнения (при необходимости), описывающие схему.

23. Внести в программу такие изменения, чтобы шток цилиндра Ц1 продолжал движение после однократного нажатия на кнопки SB1, SB2 (см. рисунок 10.1).

 

24. Повторить пункты 18...22.

25. Перевести рычаг управления компрессором в положение «Выключено», закрыть выходной вентиль компрессора.

26. Выключить питание стенда (три автоматических выключателя «Сеть»).

27. Сбросить давление из схемы. Для этого перевести клапан снизу фильтра в положение «Ручной» и вдавить вверх.

 

В отчёте пояснить производимые действия и результаты, используя логические схемы.

 

Приложение 1Обозначения физических величин и их единицы измерения, используемые в пособии при расчётах.

Наименование, обозначение	Единица измерения в системе СИ	Используемая в работе
Модуль 1.
Давление, Р	Паскаль (Па)	кПа= 103 Па, МПа= 106 Па,
Давление атмосферное, Ратм	Па(Паскаль)	100 кПа
Диаметр трубы,	м (Метр)	мм = 10-3 м
Площадь попереч-ного сечения, S	м2	м2 = 106 мм2
Скорость движения жидкости, U
Объём жидкости,		л = 10-3
Время прохождения жидкости,	с	мин = 60 с
Расход жидкости, Q		= 60· 103
Плотность жидкос-ти, ρ
Динамическая вяз-кость жидкости, η	Па · с	Па · с
Число Рейнольдса, Re	-	-
Напор пьезометри-ческий, Нп=	м	м
Напор геометри-ческий, Нг= z	м	м
Напор скоростной, Нск =	м	м
Полный напор, Н = Нг+ Нп+ Нск	м	м
Потери напора линейные между сечениями 1 и 2, hл1-2	м	м
Потери напора местные, hм	м	м
Гидравлический ук-лон на участке меж-ду сечениями 1 и 2, I1-2 =	-	-
Температура Цельсия, t 0	0C	0C
Коэффициент гид-равлического трения (линейных потерь), λ	-	-
Коэффициент местных потерь напора, ε м	-	-
Мощность потока, N	Вт (ватт)	Вт
Модуль 2
Число оборотов коленвала, ω
Мощность, N	Вт	кВт = 103Вт
Подача (производи-тельность, расход), Q		= 6 104
КПД, h

Приложение 2Оценка погрешности измерений в лабораторном практикуме. Приближённые вычисления и округления результатов расчётов.

В лабораторных исследованиях следует оценивать пог-решность измерения тех или иных величин с учётом погрешно-сти (класса точности) приборов, используемых в данной уста-новке. Теория оценки погрешности измерений в эксперимен-тальных научных исследованиях достаточно сложна и громоз-дка и в учебном лабораторном практикуме, как правило, не ис-пользуется.

В первых трёх лабораторных работах измерения проводятся с помощью стенда НТЦ-91. Для измерения давления и температуры используются тензодатчики с электронной системой индикации и термопары. В паспорте стенда нет указаний на погрешности измерений используемых приборов, поэтому оценить погрешность получаемых результатов сложно. В лабораторных работах №№ 3, 4 можно только определить расхождение экспериментальных данных со справочными, что косвенно позволяет оценить относительную погрешность измерения определяемой величины с помощью данной установки. Но число проводимых измерений должно быть не менее 10, чтобы уменьшить влияние случайных факторов.

В паспорте стенда НТЦ-36.100 также нет данных о классе точности приборов, используемых для измерения температуры, давления, объёма жидкости и др. Это не позволяет определить погрешности измерений, но получаемые в эксперименте и расчётах цифры тех или иных физических величин должны быть разумными, т.е. иметь значения, согласующиеся со справочными данными.

Округление рассчитанных величин следует проводить, следуя правилам приближённых вычислений, приведенным ниже.

При произвольных расчётах необходимо пользоваться следующими правилами округления.

1.При сложении и вычитании приближенных чисел в результате следует сохранять столько десятичных знаков, сколько их в приближенном данном с наименьшим числом десятичных знаков.

Пример 1. Найти сумму приближенных чисел 127, 42; 67, 3; 0, 12 и 3, 03. Решение: 127, 42 +67, 3 +0, 12 + 3, 03 = 197, 87 = 197, 9. В этом примере в данных число с наименьшим количеством десятичных знаков 67, 3 –одна десятичная цифра 3. Следовательно, в ответе также должна остаться одна десятичная цифра. Так как вторая значащая цифра 7 больше 5, округляем ответ с избытком, до 9.

II. При умножении и делении приближенных чисел в произведе-нии надо сохранить столько значащих цифр, сколько их есть в данном числе с наименьшим количеством значащих цифр.

Пример 2. Умножить приближенные числа 3, 4 и 12, 32.

Решение: 12, 32 · 3, 4 =41, 888 = 42.

Здесь в данных число 3, 4 имеет наименьшее количество знача-щих цифр – 2. И в ответе должно быть две значащих цифры. 1, 888 округляем с избытком до 2.

Примечание: если данные числа меньше 1, например 0, 025, то число значащих цифр считается от последнего 0, т.е две знача-щие цифры. Если данные имеют большое число нулей, например 16· 10⁵, то из значащих цифр берут 2 (число 16).

Пример 3. Площадь прямоугольника приближенно равна 7, 6 кв. м, ширина -2, 38 м. Чему равна ее длина?

Решение: длина прямоугольника равна частному от деления 7, 6 на 2, 38. Действие деления выполняют так: = 3, 19 = 3, 2.

Частное от деления округляется с избытком.

III. При возведении приближенных чисел в степень (квадрат, куб и др.) в результате сохраняется столько значащих цифр, сколько их в основании.

Пример 4. (2, 32)² = 5, 38 ≈ 5, 4; Пример 5. (0, 83)³ = 0, 57178 ≈ 0, 57.

IV. В промежуточных результатах следует брать одной цифрой больше, чем рекомендуют предыдущие правила.

V. Если некоторые данные имеют больше десятичных знаков (при действиях первой ступени) или больше значащих цифр (при действиях II и III ступеней), чем другие, то их предварительно следует округлить, сохраняя лишь одну запасную цифру.

VI. Если данные можно брать с произвольной точностью, то для получения результата с k цифрами данные следует брать с таким числом цифр, которое дает согласно правилам (I – IV) k + 1 циф-ру в результате.

Пример 6. Найти значение x = если а ≈ 9, 31, b ≈ 3, 1,

с ≈ 2, 33. Знак ≈ в дальнейшем использовать не будем.

Решение:

а - b = 9, 31 - 3, 1 = 6, 21; ( а - b )· с = 6, 21 · 2, 33 ≈ 14, 5;

а + b = 9, 31 + 3, 1 = 12, 4; х = 14, 5: 12, 4 ≈ 1, 1694 ≈ 1, 2.

Здесь к = 2, к+1 =3. Ответ. х = 1, 2.

Сформулированные выше правила подсчета цифр имеют вероятностный смысл: они наиболее вероятны, хотя существуют примеры, не удовлетворяющие этим правилам. Поэтому вычисления способом подсчета цифр - самый грубый способ оценки погрешности результатов действий. Однако он очень прост и удобен, а точность таких вычислений вполне достаточна для большинства технических расчетов. Поэтому этот способ широко распространен в вычислительной практике.

СодержаниеСтр.

Введение…………………………………………………….....3

Модуль 1. Гидродинамика…………………………….......3

Отчёт полабораторной работе № 1: «Измерение давления и расхода, определение режима течения жидкости».........3

Отчёт полабораторной работе № 2: «Построение напор-

ной и пьезометрической линий трубопровода»........8

Отчёт полабораторной работе № 3: «Определение коэффи-циентов местных гидравлических сопротивлений»...... 17

Отчёт по лабораторной работе № 4 «Определение коэффи-циента гидравлического трения»......................23

Модуль 2. Гидравлические машины. Гидропривод

Отчёт полабораторной работе № 5: « Изучение устройства и определение рабочих характеристик шестерённого насоса» 28

Отчёт по лабораторной работе № 6«Исследование ха-рактеристик объемного гидропривода с поступательным движением выходного звена»...........................34

Отчёт по лабораторной работе № 7«Изучение устройства

и определение характеристик аксиально-поршневого нерегулируемого гидромотора».................... …..38

Отчёт по лабораторной работе № 8 «Оценка гидравли-

ческого сопротивления цилиндрической гладкой трубы».. 45

Отчёт по лабораторной работе № 9 «Изучение програм-мируемого микроконтроллера (ПЛК) в составе системы уп-равления пневмоприводом»............................56

Отчёт по лабораторной работе № 10 «Составление прог-рамм для программируемого логического контроллера (ПЛК) Mitsubishi Electric ALPHA-2 с помощью среды програм-мирования AL-PCS/WIN-EU на компьютере. Запись прог-

рамм в память»......................................59 Отчёт по лабораторной работе № 11«Программирование ПЛК на примере простейшего алгоритма движения штока цилиндра»......................................... 62.

Приложение 1. Обозначения физических величин и их единицы измерения, используемые в пособии при расчётах...................66

Приложение 2. Оценка погрешности измерений в лабора-торном практикуме. Приближённые вычисления и округ-ления результатов расчётов.........................67

 

 

Киреев Борис Николаевич

 

Основы гидропривода. Гидравлические и пневматические системы.

Лабораторный практикум.

Отчёты по выполненным работам.

В авторской редакции. Корректура автора.

 

Бумага офсетная. Печать офсетная.

Формат 60х84 1/16. Усл. печ.л. 4, 5

Тираж 300 экз.

 

Издательство ЕИ К(П)ФУ в г.Елабуга

423600, РТ, г.Елабуга, ул. Казанская, 89

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: