Электроавтоматика
(курсовой проект)
Методические материалы к выполнения курсового проекта по разделу "Электроавтоматика" предмета "Гидро- и электроавтоматика"
План выполнения и пример курсовой работы
по гидро- и электроавтоматике
по гидро- и электроавтоматике
До начала работы над курсовым прокатом нужно определиться со следующими вопросами:
В курсовом проекте нужно доработать вышеперечисленные пункты следующими:
- составить схему объекта автоматизации с местами установки, видами датчиков и типами сигналов с них;
- на той же схеме показать места установки исполнительных механизмов и типы сигналов управления ими;
- выбрать аппарат управления (контроллер или программируемое реле);
- составить таблицу входов и выходов аппарата управления с указанием типов сигналов и адресов, откуда сигналы приходят и куда уходят;
- описать функции управления объектом (управляющие, вспомогательные и защитные), составить для них общие алгоритмы в текстовом виде или в виде блок-схем.
В курсовом проекте нужно доработать вышеперечисленные пункты следующими:
- составить подробные алгоритмы реализуемых вспомогательных и/или защитных функций;
- составить логические выражения для них;
- провести минимизацию логических функций;
- составить логические схемы по логическим функциям;
- изобразить силовую схему вывода сигналов на технологическую установку (с учетом согласования логической схемы с силовой).
Особые указания к выполнению курсового проекта
Составление алгоритмов
Вычерчивать алгоритмы нужно в соответствии с ГОСТ 19.701-90. В нем даны размеры основных элементов, которые приведены в табл.1. (ссылка на таблицу в сети Интернет: https://konspekta.net/megalektsiiru/baza12/16110803958427.files/image006.png).
Программа должна обязательно начинаться блоком терминатор "Начало" и заканчивая блоком терминатор "Конец". Между ними размещаются все блоки, необходимые для описания функции. Например, блоки ввода (запроса) сигналов с датчиков, блоки вывода сигналов на исполнительные механизмы (контакторы, реле, устройства плавного пуска или преобразователи частоты) или блоки вывода сигналов на светосигнальную аппаратуру для оператора осуществляется через блок типа "Данные".
Все действия, связанные с вычислениями, присвоениями и значений и др. аналогичными операциями осуществляются через блок типа "Процесс".
Операции сравнения, выбора или проверки условий реализуются через блок типа "Решение".
Также не забывайте про то, что в ряде случаев можно получить бесконечный цикл. При этом нужно использовать реле времени.
Все действия, связанные с вычислениями, присвоениями и значений и др. аналогичными операциями осуществляются через блок типа "Процесс".
Операции сравнения, выбора или проверки условий реализуются через блок типа "Решение".
Также не забывайте про то, что в ряде случаев можно получить бесконечный цикл. При этом нужно использовать реле времени.
Табл. 1
Пример выполнение курсового проекта
Рассмотрим пример. В нем мы хотим открыть или закрывать дверь пропарочной камеры по синалу оператора. Начнем с составления функциональной схемы объекта автоматизации.
Для реализации функции открытия и закрывания двери в объекте автоматтиизации (рис.1) имеется электродвигатель М, который через редуктор Р передает вращение на дверь Д. Для контроля положения двери в открытом и закрытом положении есть концевые выключатели КВ1 и КВ2. С них выходят сигналы х1 и х2, соответственно. Положим, что двигатель управляется устройством плавного пуска УПП, на который подаются сигналы у1 для вращения его вала в одну сторону и у2 - для вращения в другую. Два сигнала одновременно подавать нельзя. Для подачи команд на открытие, закрытие и остановку двери имеется кнопочная станция с соответствующими кнопками. С нее выходят соответствующие сигналы х3, х4, х5.
Рис. 1
Если мы реализуем алгоритм открытия и закрытия двери рис.2, то можем столкнуться с ситуацией, что если произошло повреждение механизма двери или концевых выключателей, то циклы 1 или 2 (рис.2) никогда не закончится. Для исключения этой ситуации нужно ввести реле времени РВ, которое имеет время уставки tрв на 10% больше времени открытия или закрытия двери. При подаче единицы на вход х6 РВ на выходе b1 сигнал "1" появляется спустя tрв. Если за это время дверь полностью не открывается или не закрывается, то привод должен быть отключен, а оператору подан световой сигнал ошибки двери. Для этого введем дополнительную выходную переменную у3. При этом алгоритм будет выглядеть так, как показано на рис.3. В этом алгоритме уже нет возможности возникновения бесконечных циклов.
Рис. 2
Рис. 3
Рассмотрим составление логических выражений.
Для записи логических выражений одновременно пользуемся схемой рис.1 и алгоритмом рис.3. при этом сначала составим выражение для промежуточной переменной b1 – выражение (1). Здесь особенность заключается в наличии функции двух переменных f(tрв, х6). Она реализует функции реле времени – при подаче на реле сигнала х6 сигнал b1 появляется на выходе спустя время tрв. Сомножитель b1 в выражении (1) обозначает
Для записи логических выражений одновременно пользуемся схемой рис.1 и алгоритмом рис.3. при этом сначала составим выражение для промежуточной переменной b1 – выражение (1). Здесь особенность заключается в наличии функции двух переменных f(tрв, х6). Она реализует функции реле времени – при подаче на реле сигнала х6 сигнал b1 появляется на выходе спустя время tрв. Сомножитель b1 в выражении (1) обозначает
самоблокировку, т.е. даже при равенстве сигнала х6 нулю сброс b1 не произойдет. Сброс будет произведен только при повторном запуске алгоритма. Функции у1 и у2 описаны выражениями (2) и (3). Выражение (4) описывает включение реле времени при появлении сигналов на выходах у1 или у2. Выражение (5) означает, что сигнальная лампа, оповещающая оператора об ошибке двери. Лампа зажигается по срабатыванию реле времени.
Здесь же можно предусмотреть взаимоблокировку, т.е. защиту от одновременного нажатия кнопок открыть и закрыть, а следовательно, чтобы одновременно не выдать высокие сигналы на выходы у1 и у2. Выражения (2) и (3) при этом можно записать в виде (6) и (7).
Здесь же можно предусмотреть взаимоблокировку, т.е. защиту от одновременного нажатия кнопок открыть и закрыть, а следовательно, чтобы одновременно не выдать высокие сигналы на выходы у1 и у2. Выражения (2) и (3) при этом можно записать в виде (6) и (7).
Рассмотрим построение логической схемы по логическим выражениям.
Для начала изображаем клемму положительного питания «+Uп» и резистор R1. Эти элементы формируют логическую единицу. Далее от этого потенциала отводим контакты концевых выключателей х1 и х2, а также кнопки «Открыть» х3, «Закрыть» х4 и «Стоп» х5. Здесь же ставим инверторы DD1-DD5, чтобы получить инверсный сигналы х1–х5.
Примечание. Буквами DD обозначают цифровые микросхемы, буквами DA - аналоговые (например, усилители). Нумерация элементов ведётся слова на право и сверху вниз. Здесь это правило нарушено для упрощения описания.
Примечание. Буквами DD обозначают цифровые микросхемы, буквами DA - аналоговые (например, усилители). Нумерация элементов ведётся слова на право и сверху вниз. Здесь это правило нарушено для упрощения описания.
Рис. 4
Большим удобством обладают 2-х входовые элементы. Они же, зачастую, имеются в программах для программирования промышленных контроллеров. В связи с этим преобразуем выражения (6) и (7) к виду 2-х входовые элементов при помощи расстановки скобок таким образом, чтобы в скобках было не более двух переменных или одна переменная и скобка. Поэтому выражения для у1 и у2 запишем в виде (8) и (9).
Теперь с помощью комбинации элементов и сигналов строим логические схемы для получения сигналов у1 (DD6 – DD9) и у2 (DD11 – DD14). Оставляя ни куда не подключенным инверсный вход b1. Затем с помощью 2-х входового элемента ИЛИ (DD10) формируем переменную х6 и подаём ее на таймер (электронный аналог реле времени) DD15, на выходе которого получаем сигнал b1.
Примечание. У таймера есть вход I для подачи входного сигнала, вход Т – для подачи времени задержки и один выход Q. Маркируются таймеры в средней части и могут иметь обозначения: TON - таймер с задержкой на включение, TP - таймер с задержкой на отключение.
Затем ставим инвертор DD16, на выходе которого получаем инверсия сигнала b1. Это сигнал заводим в схемы, где было не подключенные соединение.
Примечания к схеме рис.4. В схеме имеется ошибка, показанная словом «разрыв» - там не должно быть соединения и не четко написано слово TON - оно уточнено стрелкой.
Теперь с помощью комбинации элементов и сигналов строим логические схемы для получения сигналов у1 (DD6 – DD9) и у2 (DD11 – DD14). Оставляя ни куда не подключенным инверсный вход b1. Затем с помощью 2-х входового элемента ИЛИ (DD10) формируем переменную х6 и подаём ее на таймер (электронный аналог реле времени) DD15, на выходе которого получаем сигнал b1.
Примечание. У таймера есть вход I для подачи входного сигнала, вход Т – для подачи времени задержки и один выход Q. Маркируются таймеры в средней части и могут иметь обозначения: TON - таймер с задержкой на включение, TP - таймер с задержкой на отключение.
Затем ставим инвертор DD16, на выходе которого получаем инверсия сигнала b1. Это сигнал заводим в схемы, где было не подключенные соединение.
Примечания к схеме рис.4. В схеме имеется ошибка, показанная словом «разрыв» - там не должно быть соединения и не четко написано слово TON - оно уточнено стрелкой.
Покажем силовую схему привода двери. Она показана на рис.5. здесь показано, что имеется автоматический выключатель QF1, через который подключено устройство плавного пуска (УПП) к сети переменного тока. УПП записывает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором М. На УПП подаются сигналы управления у1 и у2.
Обратите внимание на то, что у некоторых УПП имеются выходы с сигналами ошибок. Если такое есть, то нужно завести эти сигналы в схему
Обратите внимание на то, что у некоторых УПП имеются выходы с сигналами ошибок. Если такое есть, то нужно завести эти сигналы в схему
Рис. 5
Содержание и оформление курсового проекта
Курсовой проект имеет следующую примерную структуру и содержание.
Введение.
1 Технология производства изделий / рассматриваемых работ / процессов.
2 Выявление функций управления, описание их реализации.
3 Составление технологической схемы. Расстановка датчиков, исполнительных механизмов и органов управления.
4 Составление алгоритма функционирования системы.
5 Составление логических выражений и логических схем.
6 Техническая реализация системы автоматизации.
Заключение.
Библиографический список.
Комментарии к содержанию.
В пункт 3 нужно включить таблицу с данными сигналов датчиков.
В пункте 6 требуется подобрать конкретные технические устройства для реализации системы автоматики, такие как датчики, исполнительные механизмы, органы управления, управляющие устройства и др. Здесь же на основании технических характеристик устройств проводят согласование сигналов устройства между собой, т.е. составление силовой схемы.
Оформление документов курсового проекта следует проводить в строгом соответствии с нормами ГОСТот, относящихся к разделу ЕСКД. Требования изложены здесь: https://fas2204.ru/n_kontr
Формы документов представлены по ссылкам ниже.
Введение.
1 Технология производства изделий / рассматриваемых работ / процессов.
2 Выявление функций управления, описание их реализации.
3 Составление технологической схемы. Расстановка датчиков, исполнительных механизмов и органов управления.
4 Составление алгоритма функционирования системы.
5 Составление логических выражений и логических схем.
6 Техническая реализация системы автоматизации.
Заключение.
Библиографический список.
Комментарии к содержанию.
В пункт 3 нужно включить таблицу с данными сигналов датчиков.
В пункте 6 требуется подобрать конкретные технические устройства для реализации системы автоматики, такие как датчики, исполнительные механизмы, органы управления, управляющие устройства и др. Здесь же на основании технических характеристик устройств проводят согласование сигналов устройства между собой, т.е. составление силовой схемы.
Оформление документов курсового проекта следует проводить в строгом соответствии с нормами ГОСТот, относящихся к разделу ЕСКД. Требования изложены здесь: https://fas2204.ru/n_kontr
Формы документов представлены по ссылкам ниже.
Примечания:
1) титульный лист: дополнять документ нужно только в тех местах, где стоят прочерки, подразумевающие заполнение текстом
1) титульный лист: в пункте 3 задания приводится содержание пояснительной записки курсового проекта;
2) титульный лист: дополнять документ нужно только в тех местах, где стоят прочерки, подразумевающие заполнение текстом
1) титульный лист: дополнять документ нужно только в тех местах, где стоят прочерки, подразумевающие заполнение текстом
1) титульный лист: в пункте 3 задания приводится содержание пояснительной записки курсового проекта;
2) титульный лист: дополнять документ нужно только в тех местах, где стоят прочерки, подразумевающие заполнение текстом
