Прикладное программирование в задачах автоматизации строительства
Теоретическая часть
1. Алгоритмы.
1.1 Основные понятия и определения.
1.2 Способы записи.
1.3 Типы алгоритмов.
1.4 Основные правила составления алгоритмов
2. Языки программирования ПЛК.
2.1 Классификация и разновидности языков программирования ПЛК
2.2 Язык программирования LD (общая характеристика языка программирования, особенности, сфера применения, примеры)
2.3 Язык программирования FBD (общая характеристика языка программирования, особенности, сфера применения, примеры)
2.3 Язык программирования SFC (общая характеристика языка программирования, особенности, сфера применения, примеры)
2.4 Язык программирования IL (общая характеристика языка программирования, особенности, сфера применения, примеры)
2.5 Язык программирования ST (общая характеристика языка программирования, особенности, сфера применения, примеры)
3. Логические элементы
3.1 Логический элемент И
3.2 Логический элемент ИЛИ
3.3 Логический элемент НЕ
3.4 Логический элемент Исключающее ИЛИ
3.5 Триггер RS
3.6 Триггер Т
3.7 Триггер JK
4. Работа программируемого контроллера
4.1 Преобразование аналогового сигнала в цифровой и обратно
4.2 Принцип работы, пространство памяти и алгоритм работы ПЛК
4.3 Системы реального времени
4.4 Входы и выходы ПЛК
4.5 Цифровые интерфейсы ПЛК
5. Аппаратное устройство ПЛК
5.1 Модульный принцип построения ПЛК
5.2 Номенклатура модулей ПЛК
5.3 Область применения программируемого реле
5.4 Конструкция и номенклатура блоков программируемого реле
Сведения для ответов на поставленные вопросы можно найти на следующих сайтах
по п.1:
http://fb.ru/article/197220/algoritm-ponyatie-svoystva-struktura-i-vidyi
по п.2:
https://www.asutpp.ru/yazyki-programmirovaniya-plc.html
http://electrik.info/main/automation/710-princip-raboty-i-osnovy-programmirovaniya-plk.html
по п.3:
http://electricalschool.info/electronica/1918-logicheskie-jelementy-i-ili-ne-i-ne-ili.html
http://pue8.ru/silovaya-elektronika/912-triggery-printsip-dejstviya-ustrojstvo-naznachenie.html
по п.4:
http://lazysmart.ru/osnovy-avtomatiki/programmiruemy-e-logicheskie-kontroll
по п.5:
http://39mr.ru/eaton/equipment/modulnyy-programmiruemyy-logicheskiy-kontroller-plk-serii-xcontrol
https://owen.ua/ru/news/moduli-vvoda-vyvoda-owen-mx110
https://www.owen.ru/catalog/programmiruemie_rele/info/18
Также можно пользоваться иными источниками и материалами.
1.1 Основные понятия и определения.
1.2 Способы записи.
1.3 Типы алгоритмов.
1.4 Основные правила составления алгоритмов
2. Языки программирования ПЛК.
2.1 Классификация и разновидности языков программирования ПЛК
2.2 Язык программирования LD (общая характеристика языка программирования, особенности, сфера применения, примеры)
2.3 Язык программирования FBD (общая характеристика языка программирования, особенности, сфера применения, примеры)
2.3 Язык программирования SFC (общая характеристика языка программирования, особенности, сфера применения, примеры)
2.4 Язык программирования IL (общая характеристика языка программирования, особенности, сфера применения, примеры)
2.5 Язык программирования ST (общая характеристика языка программирования, особенности, сфера применения, примеры)
3. Логические элементы
3.1 Логический элемент И
3.2 Логический элемент ИЛИ
3.3 Логический элемент НЕ
3.4 Логический элемент Исключающее ИЛИ
3.5 Триггер RS
3.6 Триггер Т
3.7 Триггер JK
4. Работа программируемого контроллера
4.1 Преобразование аналогового сигнала в цифровой и обратно
4.2 Принцип работы, пространство памяти и алгоритм работы ПЛК
4.3 Системы реального времени
4.4 Входы и выходы ПЛК
4.5 Цифровые интерфейсы ПЛК
5. Аппаратное устройство ПЛК
5.1 Модульный принцип построения ПЛК
5.2 Номенклатура модулей ПЛК
5.3 Область применения программируемого реле
5.4 Конструкция и номенклатура блоков программируемого реле
Сведения для ответов на поставленные вопросы можно найти на следующих сайтах
по п.1:
http://fb.ru/article/197220/algoritm-ponyatie-svoystva-struktura-i-vidyi
по п.2:
https://www.asutpp.ru/yazyki-programmirovaniya-plc.html
http://electrik.info/main/automation/710-princip-raboty-i-osnovy-programmirovaniya-plk.html
по п.3:
http://electricalschool.info/electronica/1918-logicheskie-jelementy-i-ili-ne-i-ne-ili.html
http://pue8.ru/silovaya-elektronika/912-triggery-printsip-dejstviya-ustrojstvo-naznachenie.html
по п.4:
http://lazysmart.ru/osnovy-avtomatiki/programmiruemy-e-logicheskie-kontroll
по п.5:
http://39mr.ru/eaton/equipment/modulnyy-programmiruemyy-logicheskiy-kontroller-plk-serii-xcontrol
https://owen.ua/ru/news/moduli-vvoda-vyvoda-owen-mx110
https://www.owen.ru/catalog/programmiruemie_rele/info/18
Также можно пользоваться иными источниками и материалами.
Курсовой проект
Курсовой проект должен содержать следующие разделы:
Введение
1. Описание работы технологической установки
2. Схема технологической установки
3. Алгоритм работы технологической установки
4. Определение контролируемых и управляющих параметров. Подбор и расположение устройств автоматики
5. Определение требований к управлению технологическим процессом
6. Составление программы работы автоматической технологической установки
Заключение
Библиографический список
Введение
1. Описание работы технологической установки
2. Схема технологической установки
3. Алгоритм работы технологической установки
4. Определение контролируемых и управляющих параметров. Подбор и расположение устройств автоматики
5. Определение требований к управлению технологическим процессом
6. Составление программы работы автоматической технологической установки
Заключение
Библиографический список
Индивидуальные задания по программированию
Вариант 1
Задача. Требуется обеспечить работу конвейера, схема которого представлена на рисунке 1, в ручном или автоматическом режиме в зависимости от положения переключателя S1.
Принцип работы. В ручном режиме при нажатии на кнопку "Пуск" SB1 происходит запуск конвейера, при нажатии кнопки "Стоп" SB2 происходит остановка конвейерной ленты.
В автоматическом режиме при срабатывании датчика D1 происходит запуск конвейера. Конвейер продолжает работать до тех пор, пока не вернется в первоначальное состояние датчик D1 и D2.
Принцип работы. В ручном режиме при нажатии на кнопку "Пуск" SB1 происходит запуск конвейера, при нажатии кнопки "Стоп" SB2 происходит остановка конвейерной ленты.
В автоматическом режиме при срабатывании датчика D1 происходит запуск конвейера. Конвейер продолжает работать до тех пор, пока не вернется в первоначальное состояние датчик D1 и D2.
Рисунок 1
Для запуска конвейера нужно подать логическую единицу на электропривод конвейера y1.
Как в ручном так и в автоматическом режимах конвейер должен останавливаться при срабатывании тепловых реле КК1 и КК2, а также при срыве троса безопасности, соединенного с датчиком D3.
Как в ручном так и в автоматическом режимах конвейер должен останавливаться при срабатывании тепловых реле КК1 и КК2, а также при срыве троса безопасности, соединенного с датчиком D3.
В схеме приняты следующие обозначения:
Б - бункер сыпучих материалов,
Р - редуктор,
М - двигатель электропривода,
ПУ - пульт управления,
Б - бункер сыпучих материалов,
Р - редуктор,
М - двигатель электропривода,
ПУ - пульт управления,
D1 и D2 - оптические датчики наличия материала на ленте конвейера,
D3 - датчик срыва троса безопасности,
КК1 и КК2 - тепловые реле двигателя,
SB1 и SB2 - кнопки без фиксации положения.
D3 - датчик срыва троса безопасности,
КК1 и КК2 - тепловые реле двигателя,
SB1 и SB2 - кнопки без фиксации положения.
Сигналы, действующие в схеме.
D1, D2, SB1 - NO,
D3, КК1, КК2, SB2 - NС.
y1 = 1 - движение конвейера.
D1, D2, SB1 - NO,
D3, КК1, КК2, SB2 - NС.
y1 = 1 - движение конвейера.
Вариант 2
Задача. Требуется обеспечить заданное положение сбрасывателя материала на конвейере при его работе. Схема установки приведена на рисунке 2.
Принцип работы. Номер требуемой позиции выбирается переключателем S1. Выход S1 организован двухбитным сигналом (Si.1, Si.2), кодировка которого в зависимости от положения переключателя (Поз.Si) приведена на рисунке 3.
После кнопки "Пуск" SB1 происходит изменение положения сбрасывателя и запуск конвейера, при нажатии кнопки "Стоп" SB2 происходит остановка конвейерной ленты.
При изменении номера требуемой позиции в процессе работы не долно происходить ни каких действий.
Принцип работы. Номер требуемой позиции выбирается переключателем S1. Выход S1 организован двухбитным сигналом (Si.1, Si.2), кодировка которого в зависимости от положения переключателя (Поз.Si) приведена на рисунке 3.
После кнопки "Пуск" SB1 происходит изменение положения сбрасывателя и запуск конвейера, при нажатии кнопки "Стоп" SB2 происходит остановка конвейерной ленты.
При изменении номера требуемой позиции в процессе работы не долно происходить ни каких действий.
Рисунок 2
Для перемещения сбрасывателя влево (по схеме) нужно подать логическую единицу на электропривод сбрасывателя y1, для перемещения сбрасывателя вправо (по схеме) - подать логическую единицу на у2.
Для запуска конвейера нужно подать логическую единицу на электропривод конвейера y3.
Для запуска конвейера нужно подать логическую единицу на электропривод конвейера y3.
В схеме приняты следующие обозначения:
Р - редуктор,
М - двигатель электропривода,
S1 - четырехпозиционный переключатель,
Р - редуктор,
М - двигатель электропривода,
S1 - четырехпозиционный переключатель,
ПУ - пульт управления,
D1 - D4 - датчики положения сбрасывателя,
SB1 и SB2 - кнопки без фиксации положения.
D1 - D4 - датчики положения сбрасывателя,
SB1 и SB2 - кнопки без фиксации положения.
Сигналы, действующие в схеме.
D1, D2, D3, D4, SB1 - NO,
SB2 - NС.
y1 = 1 - движение конвейера,
(y2 = 1, y3 = 0) - перемещения сбрасывателя влево (по схеме),
(y2 = 0, y3 = 1) - перемещения сбрасывателя вправо(по схеме).
Одновременное появление единиц на выходах y2 и y3 недопустимо.
D1, D2, D3, D4, SB1 - NO,
SB2 - NС.
y1 = 1 - движение конвейера,
(y2 = 1, y3 = 0) - перемещения сбрасывателя влево (по схеме),
(y2 = 0, y3 = 1) - перемещения сбрасывателя вправо(по схеме).
Одновременное появление единиц на выходах y2 и y3 недопустимо.
Рисунок 3
Вариант 3
Задача. Требуется обеспечить отгрузку сыпучего материала в заданном объеме (1 или 1/2 порции) из выбранного, с помощью переключателя S1, бункера. Также требуется вести контроль заполненности бункеров и подавать сигнал ошибки при уменьшении уровня материала ниже критического уровня. Схема установки представлена на рисунке 4.
Принцип работы. С помощью переключателя S1 выбирается номер бункера Б1, Б2, Б3 или Б4.
Если в выбранном бункере Б1 - Б4 срабатывает соответствующий датчик минимального объема D1 - D4, то нужно зажечь индикатор у5 и не осуществлять дозирование из этого бункера.
По нажатию кнопки SB1 "Отгрузки 1 порции" или кнопки SB2 "Отгрузки 1/2 порции" происходит отгрузка материала из соответствующего букера. Дозирование производится по времени. Для бункеров Б1, Б2 время отгрузки одно проции составляет 10 с, для бункеров Б3, Б4 - 7 с. Половинная порция отгружается за половину оговоренного ранее времени.
Принцип работы. С помощью переключателя S1 выбирается номер бункера Б1, Б2, Б3 или Б4.
Если в выбранном бункере Б1 - Б4 срабатывает соответствующий датчик минимального объема D1 - D4, то нужно зажечь индикатор у5 и не осуществлять дозирование из этого бункера.
По нажатию кнопки SB1 "Отгрузки 1 порции" или кнопки SB2 "Отгрузки 1/2 порции" происходит отгрузка материала из соответствующего букера. Дозирование производится по времени. Для бункеров Б1, Б2 время отгрузки одно проции составляет 10 с, для бункеров Б3, Б4 - 7 с. Половинная порция отгружается за половину оговоренного ранее времени.
Рисунок 4
При нажатии кнопки "Стоп" SB3 происходит остановка дозирования со сбросом таймеров.
Выход S1 организован двухбитным сигналом (Si.1, Si.2), кодировка которого в зависимости от положения переключателя (Поз.Si) приведена на рисунке 5.
Выход S1 организован двухбитным сигналом (Si.1, Si.2), кодировка которого в зависимости от положения переключателя (Поз.Si) приведена на рисунке 5.
В схеме приняты следующие обозначения:
Б1 - Б4 - бункеры с сыпучими материалами,
ПУ - пульт управления,
D1 - D4 - датчики минимального объема материала в соответствующем бункере,
Б1 - Б4 - бункеры с сыпучими материалами,
ПУ - пульт управления,
D1 - D4 - датчики минимального объема материала в соответствующем бункере,
S1 - четырехпозиционный переключатель,
SB1 - SB3 - кнопки без фиксации положения,
у1 - у4 - затворы бункеров,
у5 - индикаторная лампа неисправности.
SB1 - SB3 - кнопки без фиксации положения,
у1 - у4 - затворы бункеров,
у5 - индикаторная лампа неисправности.
Сигналы, действующие в схеме.
D1, D2, D3, D4, SB1, SB2 - NO,
SB3 - NС.
y1 = 1 - открытие заслонки бункера Б1,
y2 = 1 - открытие заслонки бункера Б2,
y3 = 1 - открытие заслонки бункера Б3,
y4 = 1 - открытие заслонки бункера Б4,
y5 = 1 - включение индикаторная лампа неисправности.
В один момент времени на выходах y1 - y4 может присутствовать только одна логическая единица.
D1, D2, D3, D4, SB1, SB2 - NO,
SB3 - NС.
y1 = 1 - открытие заслонки бункера Б1,
y2 = 1 - открытие заслонки бункера Б2,
y3 = 1 - открытие заслонки бункера Б3,
y4 = 1 - открытие заслонки бункера Б4,
y5 = 1 - включение индикаторная лампа неисправности.
В один момент времени на выходах y1 - y4 может присутствовать только одна логическая единица.
Рисунок 5
Вариант 4
Задача. Требуется обеспечить отгрузку из бункеров Б1 - Б4 сыпучих материалов по заданной переключателями S1 - S4 рецептуре. Также требуется вести контроль заполненности бункеров при помощи датчика D1 и подавать сигнал ошибки y5 при невозможности отгрузки хотя бы одного компонента. Схема установки представлена на рисунке 6.
Принцип работы. С помощью переключателей S1 - S4 задается рецептура смеси.
Затем проверяется достаточность материалов в бункерах Б1 - Б4. Если срабатывает хотя бы один из датчиков минимального объема, изменяет состояние сигнал D1. При этом зажечь индикатор у5 и не начинать дозирование.
По нажатию кнопки SB1 "Пуск" должен начаться процесс последовательного дозирования материалов из бункеров.
Принцип работы. С помощью переключателей S1 - S4 задается рецептура смеси.
Затем проверяется достаточность материалов в бункерах Б1 - Б4. Если срабатывает хотя бы один из датчиков минимального объема, изменяет состояние сигнал D1. При этом зажечь индикатор у5 и не начинать дозирование.
По нажатию кнопки SB1 "Пуск" должен начаться процесс последовательного дозирования материалов из бункеров.
Рисунок 6
При нажатии кнопки SB2 "Стоп" происходит остановка дозирования со сбросом таймеров.
Переключателями S1 - S4 задается объем порций, отгружаемых из бункеров Б1 - Б4 соответственно.
Если выбрана позиция "1", то отгрузки данного компонента не требуется, если "2", то отгружается 0,5 порции, если "3" - 1 порция, если "4" - 2 порции.
Дозирование производится по времени. Для бункеров Б1, Б2 время отгрузки одно проции составляет 6 с, для бункеров Б3, Б4 - 8 с.
Выход S1 организован двухбитным сигналом (Si.1, Si.2), кодировка которого в зависимости от положения переключателя (Поз.Si) приведена на рисунке 7.
Переключателями S1 - S4 задается объем порций, отгружаемых из бункеров Б1 - Б4 соответственно.
Если выбрана позиция "1", то отгрузки данного компонента не требуется, если "2", то отгружается 0,5 порции, если "3" - 1 порция, если "4" - 2 порции.
Дозирование производится по времени. Для бункеров Б1, Б2 время отгрузки одно проции составляет 6 с, для бункеров Б3, Б4 - 8 с.
Выход S1 организован двухбитным сигналом (Si.1, Si.2), кодировка которого в зависимости от положения переключателя (Поз.Si) приведена на рисунке 7.
В схеме приняты следующие обозначения:
Б1 - Б4 - бункеры с сыпучими материалами,
ПУ - пульт управления,
D1 - комплексный сигнал с датчиков минимального объема материала в бункерах Б1 - Б4,
Б1 - Б4 - бункеры с сыпучими материалами,
ПУ - пульт управления,
D1 - комплексный сигнал с датчиков минимального объема материала в бункерах Б1 - Б4,
S1 - S4 - четырехпозиционные переключатели,
SB1 - SB2 - кнопки без фиксации положения,
у1 - у4 - затворы бункеров,
у5 - индикаторная лампа неисправности.
SB1 - SB2 - кнопки без фиксации положения,
у1 - у4 - затворы бункеров,
у5 - индикаторная лампа неисправности.
Сигналы, действующие в схеме.
SB1 - NO,
SB2 - NС.
y1 = 1 - открытие заслонки бункера Б1,
y2 = 1 - открытие заслонки бункера Б2,
y3 = 1 - открытие заслонки бункера Б3,
y4 = 1 - открытие заслонки бункера Б4,
y5 = 1 - включение индикаторная лампа неисправности.
В один момент времени на выходах y1 - y4 может присутствовать только одна логическая единица.
SB1 - NO,
SB2 - NС.
y1 = 1 - открытие заслонки бункера Б1,
y2 = 1 - открытие заслонки бункера Б2,
y3 = 1 - открытие заслонки бункера Б3,
y4 = 1 - открытие заслонки бункера Б4,
y5 = 1 - включение индикаторная лампа неисправности.
В один момент времени на выходах y1 - y4 может присутствовать только одна логическая единица.
Рисунок 7
Вариант 5
Задача. Требуется обеспечить удаление жидкости из приемного бункера ПБ с помощью одного основного и двух резервных насосов по сигналам с датчиков D1 - D3. Назначение насосов задается переключателями S1 и S2. В случае если номера, выбранные на S1 и S2 совпадают требуется включить индикаторную лампу ошибки y4 в режиме постоянного свечения. Кроме того если за время 20 с с помощью трех насосов не удается понизить уровень жидкости ниже расположения датчика D1 требуется включить индикаторную лампу ошибки y4 в режиме мигания. Схема установки представлена на рисунке 8.
Принцип работы.
С помощью переключателя S1 выбирается 1-й резервный насос, с помощью переключателя S2 - 2-й резервный насос. Оставшийся считается основным.
В случае если уровень жидкости ниже положения датчика D3 все насосы выключены.
Если уровень жидкости выше положения датчика D3, но не достигнут уровень датчика D2 включается основной насос.
Если уровень жидкости выше положения датчика D2, но не достигнут уровень датчика D1 в дополнение к основному подключается 2-й резервный насос.
Если уровень жидкости выше положения датчика D3, от в дополнение к уже работающим насосам подключается 3-й резервный.
Принцип работы.
С помощью переключателя S1 выбирается 1-й резервный насос, с помощью переключателя S2 - 2-й резервный насос. Оставшийся считается основным.
В случае если уровень жидкости ниже положения датчика D3 все насосы выключены.
Если уровень жидкости выше положения датчика D3, но не достигнут уровень датчика D2 включается основной насос.
Если уровень жидкости выше положения датчика D2, но не достигнут уровень датчика D1 в дополнение к основному подключается 2-й резервный насос.
Если уровень жидкости выше положения датчика D3, от в дополнение к уже работающим насосам подключается 3-й резервный.
Рисунок 8
Если при работе трех насосов уровень жидкости не падает ниже уровня установки датчика D1 за время 20 с, то требуется включить индикаторную лампу ошибки y4 в режиме мигания.
Выход S1 и S2 организованы двухбитными сигналами (Si.1, Si.2), кодировка которого в зависимости от положения переключателя (Поз.Si) приведена на рисунке 9.
Выход S1 и S2 организованы двухбитными сигналами (Si.1, Si.2), кодировка которого в зависимости от положения переключателя (Поз.Si) приведена на рисунке 9.
В схеме приняты следующие обозначения:
ПБ - приемный бункера,
ПУ - пульт управления,
М - двигатель насоса,
D1 - датчик максимального уровня жидкости,
ПБ - приемный бункера,
ПУ - пульт управления,
М - двигатель насоса,
D1 - датчик максимального уровня жидкости,
D2 - датчик среднего уровня жидкости,
D3 - датчик минимального уровня жидкости,
S1, S2 - четырехпозиционные переключатели,
у1, у2, у3 - включение насоса,
у4 - индикаторная лампа "Ошибка".
D3 - датчик минимального уровня жидкости,
S1, S2 - четырехпозиционные переключатели,
у1, у2, у3 - включение насоса,
у4 - индикаторная лампа "Ошибка".
Сигналы, действующие в схеме.
D1, D2, D3 - NO.
y1 = 1 - включение 1-го насоса,
y2 = 1 - включение 2-го насоса,
y3 = 1 - включение 3-го насоса.
D1, D2, D3 - NO.
y1 = 1 - включение 1-го насоса,
y2 = 1 - включение 2-го насоса,
y3 = 1 - включение 3-го насоса.
Рисунок 9
Тест по пункту 3 теоретической части: https://onlinetestpad.com/a6mkxyeitavoo
