Разработка учебного стенда и комплекса практических заданий для изучения ПЛК "Fatek"
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
курса.
Алгоритм делится на совокупность этапов, последовательное выполнения которых приводит автора курса к успешному результату. Структурная схема алгоритма представления на Рис. 15.
Рис. 15. Алгоритм создания курса лабораторных работ
3.1 Формирование базы знаний
База знаний представляет собой совокупность информации, которая необходима разработчику лабораторного практикума. Структура базы знаний представлена на Рис. 16. В нее входят такие документы, как:
Техническое описание аппаратного обеспечения ПЛК;
Описание составных частей учебного стенда;
Техника безопасности при работе со стендом;
Нормативные документы по правилам подключения электрической аппаратуры;
Научно-методическая литература;
Правила оформления отчетов по лабораторным работам и др.
Рис. 16. База знаний
К справочной литературе относятся те источники данных, которые не вошли в вышеуказанный список, однако были использованы при написании лабораторного практикума.
3.2 Выполнение этапов методики
.2.1 Место в учебном курсе
Перед тем как приступать непосредственно к созданию лабораторного практикума требуется провести подготовительные действия, чтобы получить ответы на два основных вопроса:
Какие цели у лабораторного практикума?
Какие цели у каждой лабораторной работы?
Для этого следует определить:
Предметную область лабораторного практикума;
Курс, факультет, специальность студентов, для которых предназначен лабораторный практикум;
Связь с лекционным курсом и курсом семинарских занятий;
Количество лабораторных работ и их уровень сложности;
Набор знаний и навыков, которые студент должен будет освоить.
На данном этапе также необходимо сформировать шаблоны и спецификации для формируемых документов, на основе которых будет оформлен лабораторный практикум.
программируемый логический контроллер стенд
3.2.2 Аппаратное обеспечение
После проведения подготовительных действий нужно определить, какая потребуется материально-техническая база для воплощения задуманного в жизнь. Если аппаратное обеспечение уже есть, то на его основе и следует создать лабораторные установки. Если же требуемого аппаратного обеспечения нет, то его нужно приобрести, опираясь на те цели, которые стоят перед лабораторным практикумом.
В работе используются ПЛК фирмы Fatek модели FBe. (Рис. 17) Данные ПЛК являются многофункциональными, легко программируемыми и бюджетными контроллерами. Это обеспечивает возможность их активного применения в различных областях: ПЛК подходит для выдачи управляющих заданий в соответствии с сигналами датчиков и тумблеров, а также позволяет осуществлять одним или несколькими приводами. ПЛК созданы на базе оригинальной микросхемы, в состав которой входит более 120000 логических элементов. Микросхема совмещает в себе функции центрального процессора, аппаратного логического решателя, четырех высокоскоростных портов связи, программных таймеров и т.д.
Основные элементы главного блока ПЛК:
1.15Pin D-Sub - основной разъем блока соединения с 1 или 3 COM портами.
2.Индикатор передачи данных 485.
.Индикатор заряда батарей BTL.
.Индикатор ошибки ERR.
.Клеммы питания 24 В и цифровых входов.
.Индикаторы состояния цифровых входов (Xn).
.Выходной разъем расширения для подключения кабелей от блоков расширения.
.Индикаторы состояния цифровых выходов (Yn).
.Клеммы сетевого питания и цифровых выходов.
.Индикатор работы RUN.
.Индикатор питания POW.
В зависимости от типа поставленной задачи ПЛК может быть оснащен транзисторными/релейными и дифференциальными выходами с PNP или NPN логикой (от 2 до 256 входов/выходов). Максимальная частота коммутации входов/выходов в зависимости от их типа от 5 до 200 кГц (и до 920 кГц для дифференциальных входов/выходов).Функциональные возможности главного блока ПЛК могут быть расширены следующими блоками:
Расширения аналоговых входов;
Расширения цифровых входов;
Расширения численных В-В;
Светодиодными индикаторами;
Устройствами ручного ввода информации (программаторами);
ПЛК обладает следующими функциональными возможностями:
Наличие различных логических и арифметических функций;
Работа с дробными числами;
Контроль позиции датчика положения;
Управление двигателем/приводом по Step/Dir, аналоговому сигналу или цифровому интерфейсу;
Реализация контура положения;
Линейная интерполяция (до 4-х осей);
Функция ПИД-регулирования;
Наличие аппаратных прерываний (в том числе по срабатыванию входа или счетчика)
ПЛК может взаимодействовать с ПК несколькими способами. Наиболее распространенные из них - это порты связи RS232, RS485 и Ethernet. Также существует возможность создания соединения по ASCII или 2-х скоростному бинарному коду. В ПЛК реализована поддержка встроенных протоколов FATEK, Modbus, RTU/TCP или протоколов, определенных самим пользователем.
Довольно простая конструкция ПЛК Fatek позволяет без особенных затруднений соединяться с приводами и с человеко-машинными интерфейсами HMI (имеется опыт работы с приводами Control Techniques, KEB, Panasonic, Mecapeon панелями фирм M2I, Hi-Tech и т.д.).
Программирование контроллера осуществляется в собственной, прилагаемой бесплатно, среде программирования на языке с лестничной лог