НТЦ-12.100 Автоматизация производственных процессов и автоматика
|
Количество выполняемых работ: 29 Источник питания: 3~220/127В 50Гц Потребляемая мощность: 500 Вт Рекомендуемое дополнительное оборудование: компьютер / осциллограф |
Учебный лабораторный стенд предназначен для проведения лабораторных занятий в средних специальных и высших учебных заведениях. Стенд позволяет исследовать характеристики отдельных элементов автоматических устройств, а также систем различного уровня сложности.
На стенде предусмотрена возможность исследования систем автоматического регулирования, в том числе подчиненных и следящих систем на базе сельсинов и потенциометров.
Стенд также позволяет изучать программируемые логические устройства управления на базе программируемого логического контроллера (ПЛК) «Mitsubishi Electric ALPHA-2», системы автоматического регулирования технологических параметров и электроприводов с применением ПИД – регулятора.
Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:
- Изучение схем сумматоров и интеграторов на основе операционных усилителей.
- Исследование сельсинов, работающих в индикаторном и трансформаторном режимах.
- Исследование потенциометрических измерительных преобразователей.
- Исследование индуктивных и индукционных измерительных преобразователей.
- Исследование следящей системы на потенциометрах.
- Исследование следящей системы на сельсинах.
- Электрические цепи в релейной схеме.
- Определение сигналов в типовых функциональных узлах техники автоматики.
- Аналоговое измерение температуры и угла.
- Управление на основе температурной зависимости.
- Оптопара и ее применение в системах автоматизации.
- Переключающий усилитель.
- Сравнение свойств сигнала транзистора и тиристора.
- Исследование реверсивного широтно-импульсного преобразователя на IGBT-транзисторах.
- Исследование схем автоматизированного пуска двигателя постоянного тока.
- Исследование схем автоматизированного торможения двигателя постоянного тока.
- Исследование одноконтурной системы автоматического управления (САУ) стабилизации скорости ДПТ с регулятором скорости.
- Исследование двухконтурной САУ стабилизации скорости ДПТ с регулятором скорости и тока.
- Исследование одноконтурной САУ стабилизации положения ДПТ с регулятором положения.
- Исследование двухконтурной САУ стабилизации положения ДПТ с регуляторами положения и скорости.
- Исследование трехконтурной САУ стабилизации положения ДПТ с регуляторами положения, скорости и тока.
- Исследование скоростных и механических характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) в разомкнутой системе.
- Исследование скоростных и механических характеристик ДПТ НВ в замкнутой САР.
- Исследование импульсного датчика положения.
- Составление программ для программируемого логического контроллера (ПЛК) Mitsubishi Electric ALPHA-2 с помощью среды программирования AL-PCS/WIN-EU на компьютере. Запись программ в память ПЛК.
- Исследование схем автоматизации с применением ПЛК Mitsubishi Electric ALPHA-2.
- Исследование систем автоматизированного регулирования (САР) с ПИД-регулятором на основе ПЛК Mitsubishi Electric ALPHA-2.
- Реализация регуляторов САР на операционных усилителях.
- Реализация регуляторов САР на основе программируемого логического контроллера.
Конструктивный состав оборудования:
Конструктивно стенд состоит из двух частей:
- корпуса, в который установлено электрооборудование, электронные платы, лицевая панель, и столешница интегрированного рабочего стола. С помощью разъемного соединения к стенду подключается настольный электромашинный агрегат.;
- машинного агрегата, в состав которого входит два электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения серии ПЛ062УХЛ4 (РНОМ=90 Вт, nНОМ=1500 об/мин, nМАКС=4500об/мин, UПИТ=220В), оптический датчик скорости с определением направления вращения и маховик для создания инерционного момента.
В корпусе стенда размещены:
- блок питания +24 В; +12 В; +5 В.
- плата реле.
- плата усилителей.
- плата генератора ГПН.
- плата регулятора нагрузки.
- блок нагрузочных резисторов.
- блок реле.
-
Два широтно-импульсных преобразователя, предназначенные для питания цепи якоря, обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока или активно – индуктивной нагрузки.
Широтно-импульсные преобразователи реализованы на IGBT-модуле. Два его плеча используются для получения реверсивного ШИП, а оставшееся плечо используется в качестве нереверсивного ШИП для питания обмотки возбуждения ДПТ.
Реверсивный ШИП может работать в симметричном (поочередное диагональное включение) или несимметричном (диагональное включение одной пары транзисторов) режиме. - Модуль измерений, построенный на базе цифровых измерительных приборов .
-
Релейно-контакторное управление, которое позволяет выполнять:
- реостатный пуск электродвигателя постоянного тока в три ступени в функции: тока, ЭДС, скорости или времени;
- динамическое торможение электродвигателя постоянного тока в функции: тока, ЭДС, скорости или времени;
- торможение электродвигателя постоянного тока противовключением; микропроцессорное управление блоком релейно-контакторного управления позволяет:
- измерять ток, напряжение и скорость ДПТ и запоминать их с интервалом 0,1 секунды в течение 10 секунд (всего 100 значений) после начала пуска/торможения. Это позволяет строить графики пуска/торможения без использования ПК;
- выдавать аналоговые сигналы пропорциональные току и скорости ДПТ; исследовать систему сервопривода на базе двигателя постоянного тока. Измерение скорости происходит по сигналам импульсного датчика положения (360 импульсов на оборот)
-
Аналоговые регуляторы предназначены для исследования замкнутых систем:
- Одноконтурная стабилизации тока электродвигателя постоянного тока;
- Одноконтурная стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока с регулятором скорости;
-
Двухконтурная стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока с регуляторами скорости и тока.
При этом аналоговые регуляторы имеют регулируемые пропорциональные и пропорционально-интегральные обратные связи по скорости и по току.
- Резисторы в цепь якоря (три ступени);
- Резистор динамического торможения электродвигателя постоянного тока;
- Силовые пускатели релейной подсистемы
- Сбросовые резисторы энергии при перенапряжении на интеллектуальных модулях.
На лицевой панели изображены электрические схемы объектов исследования. Все схемы, изображенные на панели, разбиты на группы в соответствии с тематикой проводимых работ. На панели установлены коммутационные гнёзда, индикаторы цифровых приборов, коммутационная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов при проведении лабораторной работы. Так же на лицевую панель выведены контрольные точки входных, промежуточных и выходных сигналов.
Исследуемые объекты расположенные на лицевой панели:
- «Альфа-контроллер»;
- пара сельсинов;
- потенциометрические датчики;
- двигатель постоянного тока для следящих систем на сельсинах и потенциометрах;
- исполнительный двигатель постоянного тока с диском;
- нагреватель с терморезистором;
- оптопара с фоторезистором;
- аналоговый и цифровой датчик угла.
Контрольные точки САУ ДП:
- сигнал задания реверсивного широтно-импульсного преобразователя;
- управляющие сигналы с микроконтроллера на драйверы интеллектуального модуля всех ключей реверсивного широтно-импульсного преобразователя;
- напряжение и ток на выходе реверсивного широтно-импульсного преобразователя;
- сигналы в замкнутой системе подчиненного регулирования.
Для проведения работы необходимо собрать схему объекта исследования с помощью унифицированных перемычек, позволяющих собирать схемы без потери их наглядности.
Проведение лабораторных работ по исследованию ДПТ возможно как в ручном режиме, так и в режиме диалога с персональным компьютером.
К лабораторному стенду прилагается программное обеспечение и комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.
Программное обеспечение позволяет:
- повторять основные теоретические положения, исследуемые в лабораторной работе;
- проверять знания учащихся перед выполнением лабораторной работы (теоретические вопросы, правильность сборки схемы, знание аппаратной части, пошаговый контроль понимания выбора схемы проведения эксперимента и средств измерений для реализации конкретных учебных целей);
Технические характеристики
Технические характеристики стенда:
| Питание | 3 ~ 220/127 В, 50Гц |
| Потребляемая мощность, кВт не более | 0.5 |
| Габаритные размеры стенда: | |
| Ширина, мм | 1310 |
| Высота, мм | 1460 |
| Глубина, мм | 600 |
| Габаритные размеры машинного агрегата: | |
| Длина, мм | 400 |
| Ширина, мм | 150 |
| Высота, мм | 180 |
| Вес оборудования, кг., не более | 85 |
Технические характеристики системы измерений:
| Количество отображаемых параметров на стенде | 10 шт. |
| вольтметров | 3 шт. |
| амперметров | 3 шт. |
| измерителей скорости | 1 шт. |
| скважность преобразователей | 2 шт. |
| многофункциональное меню управления релейно-контакторной группой | 1 шт. |
| Диапазон измеряемых напряжений | от ±0,1 В до ±750 В |
| Диапазон измеряемых токов | от ±500 мкА до ±10А |
| Диапазон измеряемых скоростей | от ±1 рад/с до ±314 рад/с |
| Диапазон измеряемых временных интервалов | от 0,1 с до 9,9 с |
| Диапазон регулирования скважности широтно-импульсных преобразователей | от 1 до 99 % |
| Точность измерений, до | 2% |
Технические характеристики широтно-импульсного преобразователя:
| Номинальный ток | ±8 А |
| Напряжение звена постоянного тока | 300 В |
| Частота преобразователя | 8 кГц |
| Перегрузка по току | ±16 А |
Минимальные требования к ПК:
| Операционная система: | Microsoft (R) XP, Vista, 7 |
| Коммуникационные порты: | RS-232 |
| Процессор: | Intel Core2Duo 2200 MHz |
| Оперативная память: | DDR2 2048 MB |
| Жесткий диск: | 320 GB |
| Видеоподсистема: | Intel GMA 950 1280×1024 19” |
| Устройства ввода информации: | Клавиатура, мышь |
| Устройства чтения сменных носителей: | DVD-Rom |
Комплектность оборудования “Основы автоматики и вычислительной техники с МПСО” модификации НТЦ-12.100:
- лабораторный стенд “Основы автоматики и вычислительной техники с МПСО” НТЦ-12.100;
- один машинный агрегат;
- паспорт;
- комплект перемычек;
- кабель для программирования ПЛК RS-232;
- методические указания на электронном носителе;
- программное обеспечение ПЛК на электронном носителе;
- программа для тестирования студентов на электронном носителе;
- мультиметр с функцией измерения температуры.
Рекомендуемое дополнительное оборудование, не входящее в комплект поставки:
- осциллограф;
- персональный компьютер / ноутбук.