ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерный факультет
Кафедра электроснабжение сельского хозяйства
Лабораторная работа №3,4
По дисциплине «Автоматика»
Выполнила: студент 51гр.
Волегова Д.А._____________
Проверила:
старший преподаватель
Панасюк О.А. ___________
Оренбург 2018 г.
Лабораторная работа 3.
АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЗВУКОВЫМ ОПОВЕЩЕНИЕМ
1 Цель работы:
Приобретение навыков в управлении автоматической системы звукового оповещения в соответствие с заложенной в контроллер основной и специальной логических функций.
2 Краткие теоретические положения
Зуммер представляет из себя устройство, которое преобразует электрический сигнал в звуковой. Зуммеры выпускаются различных размеров: от 12 х 9, до 42 х 22, с напряжением питания от 1,5 В до 30В и силой тока от 0,4мА до 50мА. Громкость звукового сигнала может быть от 75Дб, до 95Дб.
Зуммер состоит из электромагнита М и контакта П. Контакт П включен в цепь последовательно с обмоткой электромагнита. Если по обмотке ток не протекает, то специальная пружина прижимает якорь Я к контакту П. Если по обмотке пропустить ток, то электромагнит намагнитится и притянет к себе якорь, который вследствие этого оторвется от контакта, и цепь тока разорвется. Электромагнит перестанет притягивать якорь и последний пружиной будет снова прижат к
контакту П. Вследствие этого цепь замкнется и якорь снова притянется электромагнитом, отчего цепь тока опять разорвется и т. д. Таким образом, пока к концам обмотки будет приложено напряжение - якорь будет совершать колебательные движения. Для изготовления зуммера может быть использован обычный электрический звонок.
3 Схема электрическая соединений и ее описание
4 Коммутационная программа и ее описание
В коммутационной программе использованы функции, приведенные в таблице.
Таблица 1
| I1 – вход (список Co). Управляет включением/выключением системы (0 – выключен, 1 – включен). |
| B001 – генератор асинхронных импульсов (список SF). Верхний вход – запуск генератора. Установлены следующие параметры: длительность импульса 1 с (01:00 s), период повторения – 5 с (05:00 s). |
| Q1 – выход программируемого контроллера (список Co). Управляет сигналом зуммера. |
Работа программы: при включении системы (1 на входе I1) запускается генератор асинхронных импульсов В001. В соответствии с заданными пара-метрами на выходе генератора B001 и выходе контроллера Q1 периодически устанавливается 1 и включается сигнал зуммера.
5 Перечень аппаратуры
Таблица 2
| Обозначение | Наименование | Тип | Параметры |
| G1 | Однофазный источник питания | 218.1 | ~ 220 В / 16 А |
| А1 | Блок программируемого контроллера | 6 цифровых входов / 2 цифро-вых (аналоговых) входа / 4 контрол-лерайных выхода | |
| А2 | Пост управления | 3 кнопки без фик-сации / 3 кнопки с фиксацией / по-тенциометр | |
| А6 | Зуммер | - 24 В / 70 дБ |
6 Порядок выполнения задания
· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
· Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений.
· Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.
· Включите выключатель «СЕТЬ» блока программируемого контроллера А1.
· Переведите контроллер в режим отображения «Главного меню» (состояние STOP, см.
п. 1.1.3.).
· Загрузите или введите в контроллер коммутационную программу. Задайте параметры блока В001 (В1 на экране контроллера). Запустите программу на исполнение (пункт Start «Главного меню»).
· Протестируйте работу схемы под управлением контроллера.
Проверьте состояние кнопки включения/отключения системы (кнопка с фиксацией поста управления А2). Установите её в состояние «замкнуто» - на вход I1 подан высокий уровень, система включена.
При необходимости, скорректируйте схему, коммутационную программу и параметры блоков. За состоянием входов и выходов удобно следить на экране их состояния (входы I – цифровые, AI – аналоговые, выходы - Q) (переход из «Меню запуска» нажатием кнопки ►, см. п. 1.1.6).
Убедитесь, что система функционирует в соответствии с заданным алгоритмом.
· По завершении эксперимента остановите коммутационную программу (ESC>Stop>Yes), отключите выключатель «СЕТЬ» блока программируемого контроллера А1 и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.
7 Контрольные вопросы
1. Назначение элементов схемы.
2. Принцип работы коммутационной программы.
3. Коммутационная схема и используемые в ней элементы.
4. Объяснить принцип работы блока B001 – генератор асинхронных импульсов
5. Зуммер. Область применения. Условное обозначение на схеме. Виды зуммеров.
6. Пример задатчика в САУ.
7. Принцип разомкнутого управления.
8. Принцип регулирования компенсацией.
9. Принцип регулирования по отклонению (по ошибке).
10. Принцип алгоритма комплексного регулирования.
8 Вывод
Лабораторная работа 4.
АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОФОРОМ
1 Цель работы:
Изучить автоматическую систему управления светофором, приобрести навыки в управлении и программировании контроллера.
2 Краткие теоретические положения
Светодиод или светоизлучающий диод — полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в нем полупроводника.
Как и в любом полупроводниковом диоде, в светодиоде имеется p-n переход. При пропускании электрического тока в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).
Не всякие полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к прямозонным полупроводникам (т. е. таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), типа AIIIBV (например, GaAs или InP) и AIIBVI (например, ZnSe или CdTe). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).
Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. В последнее время большие надежды связываются с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.
3 Схема электрическая соединений и ее описание
Однофазный источник питания G1 предназначен для безопасного питания блока программируемого контроллера А1.
Компьютер А11 подключен кабелем к разъему на лицевой панели контроллера и предназначен для загрузки и отладки коммутационной программы. Кнопка с фиксацией поста управления А2 предназначена для включения (отключения) системы. Лампы в блоке А3 имитируют сигналы светофора.
4 Коммутационная программа и ее описание
В коммутационной программе использованы функции, приведенные в таблице.
Таблица 2
|
| I1 – вход (список Co). Управляет включением/выключением светофора (0 – выключен, 1 – включен). |
| M1, M8 – флаги (список Co), т. е. переменные программы. М8 (бит инициализации) – особый флаг, принимающий значение 1 при первом цикле выполнения программы. |
| B008 – функция И (список GF). |
| B005, B006 – функция ИЛИ (список GF). |
| B001…B004 – интервальное реле времени, запускаемое фронтом (список SF). Верхний вход – запуск реле (выход реле устанавливается в 1), второй сверху вход – сброс (выход – 0). |
|
| Q1, Q2, Q3 – выходы программируемого контроллера (список Co). Управляют, соответственно, красной, желтой и зеленой лампами. |
|
| B013 – генератор асинхронных импульсов (список SF). Верхний вход – запуск генератора. Установлены следующие параметры: длительность импульса 0,5 с (00:50 s), период повторения – 0,5 с (00:50 s). |
| B015 – функция «Задержка включения» (список SF). Сигнал на выходе появляется при продолжительности входного сигнала 1 превышающем заданное время задержки (5 с – устанавливается в параметрах блока). |
| B014 – задержка включения/выключения (список SF). При переходе сигнала на входе 0→1 или 1→0 аналогичный переход сигнала на выходе происходит спустя заданный промежуток времени (в данном случае задержка включения 10 с, задержка выключения5с, установленные в параметрах блока). |
Точка около входа функции обозначает инверсию (логическая операция НЕ) данного сигнала.
5 Перечень аппаратуры
Таблица 3
| Обозначение | Наименование | Тип | Параметры |
| G1 | Однофазный источник питания | 218.1 | ~ 220 В / 16 А |
| А1 | Блок программируемого контроллера | 6 цифровых входов / 2 цифровых (ана-логовых) входа / 4 релейных выхода | |
| А2 | Пост управления | 3 кнопки без фикса-ции / 3 кнопки с фиксацией / потенциометр | |
| А3 | Блок световой сигнализации | 355.2 | 4 светодиодных лампы 24 В |
6 Порядок выполнения задания
· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
· Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений.
· Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.
· Включите выключатель «СЕТЬ» блока программируемого контроллера А1.
· Переведите контроллер в режим отображения «Главного меню» (состояние STOP, см. п. 1.1.3.).
· Запустите программу на исполнение.
· Протестируйте работу схемы под управлением контроллера.
Проверьте состояние кнопки включения/отключения системы (кнопка с фиксацией поста управления А2). Установите её в состояние «замкнуто» - на вход I1 подан высокий уровень, система включена.
Убедитесь в правильной работе схемы и коммутационной программы. Лампы должны переключаться в заданном порядке через установленные промежутки времени.
· При необходимости, скорректируйте схему и коммутационную программу. За состоянием входов и выходов удобно следить на экране их состояния (входы I – цифровые, AI – аналоговые, выходы – Q, переход из «Меню запуска» нажатием кнопки ►, см. п. 1.1.6).
· По завершении эксперимента остановите коммутационную программу, отключите выключатель «СЕТЬ» блока программируемого контроллера А1 и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.
·
7 Контрольные вопросы
1. Назначение элементов схемы.
2. Принцип работы коммутационной программы.
3. Коммутационная схема и используемые в ней элементы.
4. Объяснить принцип работы блока B001…B004 – интервальное реле времени.
5. Светодиоды. Область применения. Условное обозначение на схеме.
6. Особенность алгоритма работы следящей системы.
7. Особенность работы САУ с И-законом регулирования.
8. Преимущество САУ с ПИД-законом регулирования.
9. Как описываются динамические характеристики САУ по принципиальной схеме.
10. В чем преимущество решения задачи операторным методом
Вывод