Семинар 6 Реализация алгоритмов управления электроприводами на микроконтроллерах

Семинар 6 Реализация алгоритмов управления электроприводами на микроконтроллерах LOGO!

Орошение растений в оранжерее Требования: В оранжерее необходимо управлять орошением растений с помощью LOGO! При этом различают три типа растений. В случае растений типа 1 речь идет о водорослях в бассейне, уровень воды в котором должен поддерживаться в определенном диапазоне. Растения второго типа должны орошаться утром и вечером по 3 минуты, а растения третьего типа – каждый второй вечер в течение 2 минут. Конечно, автоматическое орошение может и выключаться, т. е. должно быть предусмотрено ручное управление. Орошение растений - Тип 1: Через поплавковые выключатели для максимального и минимального значения (на I 1 и I 2) уровень воды в бассейне всегда поддерживается в этом заданном диапазоне.

Орошение растений - Тип 2: Орошение включается через реле времени утром с 6: 00 до 6: 03 и вечером с 20: 00 до 20: 03 каждый раз на 3 минуты (ежедневно). Орошение растений - Тип 3: С помощью функции импульсного тока растения орошаются только каждый второй день; всегда вечером в течение 2 минут, когда срабатывает сумеречный выключатель на I 3. Используемые компоненты - LOGO! 230 RC; - I 1 Поплавковый выключатель для максимального значения (размыкающий контакт); - I 2 Поплавковый выключатель для минимального значения (замыкающий контакт); - I 3 Сумеречный выключатель (замыкающий контакт); - I 4 Выключатель для автоматически управляемого орошения (замыкающий контакт);

- Q 1 Электромагнитный клапан для орошения растений типа 1; - Q 2 Электромагнитный клапан для орошения растений типа 2; - Q 3 Электромагнитный клапан для орошения растений типа 3. Преимущества и особенности применения LOGO!: Время орошения утром и вечером может быть произвольно изменено. Наряду с орошением растений с помощью LOGO! можно также управлять освещением или проветриванием оранжереи.

Программа управления орошением растений

Внешнее освещение Требования: С помощью LOGO! необходимо управлять наружным освещением здания. При этом различают основное и вспомогательное освещение с ручным и автоматическим режимом. Основное освещение постоянно включено в течение установленного интервала времени, вспомогательное освещение, напротив, только на определенное время, когда срабатывает также сигнализатор перемещения. Освещение в общем случае включается только при наступлении темного времени суток.

Решение с помощью LOGO! Основное освещение (на Q 1) в автоматическом режиме включается только с 6: 00 до 24: 00, если также если срабатывает сумеречное реле на I 1. Вспомогательное освещение (на Q 2) включается с помощью сигнализатора перемещения на I 2 на 90 секунд (в интервалах с 6: 00 до 8: 00 и с 17: 00 до 24: 00). Через I 4 (положение переключателя – ручной режим) основное и вспомогательное освещение включаются независимо от реле времени и сумеречного реле, например, для проверки. Используемые компоненты: - LOGO! 230 RC; - I 1 Сумеречное реле (замыкающий контакт); - I 2 Сигнализатор перемещения (замыкающий контакт); - I 3 Положение переключателя „Автоматика“ (замыкающий контакт) - I 4 Положение переключателя „Ручной режим“ (замыкающий контакт)

- Q 1 Основное освещение; - Q 2 Вспомогательное освещение. Преимущества и особенности: Экономия энергии путем сопряжения реле времени, сигнализатора перемещения и сумеречного реле. Интервалы времени могут устанавливаться индивидуально; например, в рабочие и выходные дни или другие длительности интервалов времени. Осветительная установка может быть легко расширена; например, дополнительные сигнализаторы перемещения или другие группы освещения, чтобы четче дифференцировать отдельные диапазоны.

Программа управления внешним освещением

Управление мешалкой для молока и сливок Требования: С помощью LOGO! необходимо управлять мешалкой для молока и сливок на молочной ферме. С помощью переключателя режимов работы может быть выбран автоматический режим или режим непосредственного управления. Неисправности сигнализируются с помощью лампы и аварийного звукового сигнала. Решение с помощью LOGO! Если переключатель режимов работы находится в положении «Автоматика» (I 1), то мешалка (на Q 1) запускается немедленно. Автоматический режим означает, что мешалка включается и выключается через заданные интервалы времени (15 секунд включена, 10 секунд - пауза).

Мешалка работает с этими интервалами, пока переключатель режимов работы не будет переведен в положение 0. В режиме прямого управления (I 2 –положение «Прямое управление» ) мешалка работает без учета интервалов времени. При срабатывании автомата защиты двигателя (на I 3) активизируются лампа сигнализации о неисправности (Q 2) и аварийный звуковой сигнал (Q 3). Интервалы, с которыми подается звуковой сигнал, устанавливаются с помощью датчика тактовых импульсов на 3 секунды. Звуковой сигнал может быть прерван с помощью кнопки сброса на I 4. Если неисправность устранена, то сигнальная лампа и звуковой сигнал снова сбрасываются. С помощью кнопки «Контроль аварийной сигнализации» на I 5 можно проверить как сигнальную лампу, так и звуковой сигнал.

Используемые компоненты: - LOGO! 230 R; - I 1 Переключатель режимов работы – положение «Автоматика“ (замыкающий контакт); - I 2 Переключатель режимов работы - положение «Прямое управление» (замыкающий контакт); - I 3 Аварийный контакт автомата защиты двигателя (замыкающий контакт); - I 4 Кнопка сброса звукового сигнала (замыкающий контакт); - I 5 Кнопка проверки функционирования аварийной сигнализации (замыкающий контакт); - Q 1 Мешалка; - Q 2 Сигнальная лампа; - Q 3 Аварийный звуковой сигнал. Преимущества и особенности: Произвольное изменение интервалов перемешивания. Требуется меньше компонентов, чем при традиционном решении.

Программа управления мешалкой для молока и сливок

Уничтожение возбудителей болезней с помощью фумигации Требования: LOGO! используется на птицефабриках для обработки яиц, предназначенных для выращивания цыплят. Там LOGO! берет на себя управление фумигацией (окуривание газом) куриных яиц, чтобы освободить их от возбудителей болезней. Газ образуется в газовой камере с помощью электронагревательного прибора, который должен работать в камере определенное время. Затем газ отсасывается вентилятором. Решение с помощью LOGO! Коротким нажатием на кнопку I 1 начинается процесс фумигации. Немедленно вводится в действие газогенератор на Q 1.

С помощью задержки выключения газогенератор выключается через 10 минут. Время фумигации зависит от размера камеры. Теперь газ должен определенное время находиться в помещении, чтобы иметь возможность уничтожить возбудителей болезней. Через 10 минут включается вентилятор на Q 2, чтобы вытянуть газ. Вентилятор работает 10 минут, прежде чем он будет отключен с помощью задержки выключения. Через индикатор режима работы на Q 3 сигнализируется, что процесс фумигации идет. Процесс может быть остановлен в любой момент, если нажать I 1 больше, чем на 3 секунды. Выходы с Q 1 по Q 3 и все таймеры сбрасываются. Через блок В 11 обеспечивается, что благодаря отключению выходы Q 1 и Q 2 не могут быть произвольно установлены. После каждого прогона и каждого прерывания программа может быть снова запущена через I 1. Независимо от программы через I 2 можно отдельно включать и выключать вентилятор. Для этого была использована импульсная функция.

Используемые компоненты: - LOGO! 230 R; - I 1 Кнопка включения/ выключения (замыкающий контакт); - I 2 Включение/ выключение вентилятора (замыкающий контакт); - Q 1 Газогенератор; - Q 2 Вентилятор; - Q 3 Индикатор режима работы. Преимущества и особенности: Времена фумигации и проветривания могут быть легко адаптированы к соответствующему размеру камеры. Благодаря этому возможно простое применение программы включения для других установок. Возможно простое назначение кнопке I 1 двух функций (включение и выключение). Необходимо меньше компонентов, чем при обычном решении.

Программа управления для уничтожения возбудителей болезней с помощью фумигации

Пример построения системы дискретного управления на элементах LOGO! - СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ. Требования к системе вентиляции: Назначение вентиляционной системы состоит в том, чтобы подавать свежий воздух в помещение и вытягивать застоявшийся воздух из помещения – рис. 1. В помещении имеется вытяжной вентилятор и приточный вентилятор свежего воздуха. Работа обоих вентиляторов контролируются датчиками потока. В помещении никогда не должно возникать избыточное давление. Приточный вентилятор должен включаться только при условии, что датчик потока сигнализирует о надежной работе вытяжного вентилятора. Если один из вентиляторов выходит из строя, то загорается предупреждающая лампа.

Рис. 1. Расстановка технологического оборудования.

Релейно-контактная схема управления приведена на рис. 2. Вентиляторы контролируются датчиками потока. Если после короткой задержки воздушный поток не регистрируется, то система выключается и выдается сообщение о неисправности, которое квитируется нажатием кнопки выключения. Контроль вентиляторов требует кроме датчиков потока наличия анализирующей схемы с несколькими переключающими устройствами. Анализирующая схема может быть заменена одним модулем LOGO!. Схема подключения оборудования вентиляционной системы к элементу LOGO! 230 RC приведена на рис. 3. Используемые компоненты: K 1, К 2 Линейный контактор; S 0 (НЗ контакт) Кнопка останова; S 1 (НО контакт) Кнопка пуска; S 2 (НО контакт) Датчик потока; S 3 (НО контакт) Датчик потока; H 1, Н 2 Индикаторная лампа.

Рис. 2. Релейно-контактная схема управления.

Рис. 3. Схема подключения оборудования вентиляционной системы к элементу LOGO! 230 RC

Рис. 4. Блок-схема управления вентиляцией на LOGO!

Рис. 5. Программа управления системой вентиляции на LOGO!

Преимущества использования LOGO! При использовании модуля LOGO! нужно меньше переключающих устройств. Это экономит время на монтаж и пространство в шкафу управления. При определенных обстоятельствах это, возможно, даже позволит использовать шкаф управления меньших размеров. Дополнительные возможности при использовании LOGO! Свободный выход (Q 4) может быть использован как потенциально развязанный контакт для сигнализации о неисправности или сбое по питанию рис. 6. Возможно ступенчатое отключение вентиляторов. Эти функции могут быть реализованы без дополнительной коммутационной аппаратуры. Кроме того, через выход Q 4 можно сгенерировать сообщение. Релейные контакты выхода Q 4 при работе системы всегда замкнуты. Реле Q 4 не отпускает, пока не происходит потеря питания или неисправность в системе. Это контакт может быть использован, например, для дистанционной индикации.

Рис. 6. Схема генерации сообщения об аварии системы.

Другие возможности применения LOGO! Кроме описанных выше примеров применения, имеется набор других примеров в Интернете - http: //www. siemens. com/logo: . полив тепличных растений. управление конвейерными системами. управление гибочным станком. освещение витрин магазинов. система управления звонками (например, в школе). наблюдение за стоянкой автомашин. внешнее освещение. система управления жалюзи. внутреннее и внешнее освещение жилого здания. система управления взбивателем крема. освещение спортивного зала. равномерная загрузка трех потребителей. система управления машинами для сварки кабелей большого поперечного сечения

. последовательное управление нагревателем. система управления для нескольких групп насосов с централизованным включением и включением. режущее устройство (напр. , для детонирующих шнуров). контроль длительности использования (напр. , в соляриях). интеллектуальные педали (напр. , для предварительного выбора скоростей). управление подъемной платформой. пропитка тканей. система управления нагревом и конвейером. система наполнения силосной ямы и многое другое. В Интернете вы можете также найти описания и соответствующие коммутационные схемы этих приложений. Вы можете прочитать эти *. pdf-файлы с помощью Adobe Acrobat Reader.