Канал измерения массы на основе ПЛК WAGO.

ВВЕДЕНИЕ 8
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 9
1.1 Датчики измерения массы 9
1.2 Изучение возможностей ПЛК WAGO для моделирования измерительного канала 13
1.3 Выбор среды программирования 16
2 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ 23
2.1 Выбор датчика измерения массы 23
2.2 Анализ схемотехнических решений 28
3 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 30
3.1 Моделирование электрической схемы в NI MULTISIM 30
3.2 Разработка печатной платы 33
3.3 Модель лабораторной установки 41
4 СОЗДАНИЕ ПРОГРАММЫ В CODESYS ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КАНАЛА. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ 43
5 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДАТЧИКОВ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕСА» 53
6 СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ 59
6.1 Общая характеристика условий применения 59
6.2 Характеристика специальных вопросов безопасности 59
6.3 Возможные аварийные ситуации 61
6.4 Основные подходы к обеспечению специальных вопросов безопасности 63
6.5. Методики испытаний для измерительной системы 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 71

Весь текст будет доступен после покупки

В современной промышленности практически любые измерения осуществляются с помощью элементов управления, таких как программируемый логический контроллер. Контроллер управляет шиной, указывая, какому устройству быть источником и каким устройствам быть приемниками. Контроллер может также установить одно или несколько устройств в какой-то другой режим работы, в котором это устройство, как измерительный прибор, будет выполнять функцию, отличающуюся от уже указанных. Чтобы научить студентов направления «Приборостроение» строить измерительные каналы на основе ПЛК, предлагается выполнить лабораторную работу
В рамках выпускной работы рассматривается создание программно-аппаратного макета канала измерения массы на основе ПЛК WAGO, а также его методического описания для дальнейшего использования на кафедре информационно-измерительных систем и технологий.
В процессе выполнения работы рассматриваются такие задачи, как создание алгоритмов работы системы, их реализация в среде программирования CODESYS, выбор электронных компонентов и датчика для реализации макета измерительной системы, создание интерфейса программы для измерения и контроля температуры в среде CODESYS, создание печатной платы усиления сигнала датчика.

Весь текст будет доступен после покупки

Принцип действия электронного весового оборудования сводится к измерению силы (веса), воздействующей на первичный датчик, посредством преобразования этого воздействия в пропорциональный выходной электрический сигнал. Различают три типа датчиков, применяемых сегодня в весовом оборудовании[1]:
• виброчастотные (струнные),
• пьезокварцевые
• тензометрические.
Действие вибрачастотных датчиков основано на изменении частоты колебаний натянутой металлической струны в зависимости от величины силы, приложенной к датчику (т. е. в зависимости от собственной массы груза, положенного на платформу). Конструктивно такой датчик состоит из стальной трубки, внутри которой натянута стальная проволока. Концы проволоки защеплены в концевых блоках. Снаружи на трубке располагается электромагнитная катушка со встроенным термистором. Расстояние между концевыми блоками является измерительной базой датчика. При хорошо отлаженном производстве виброчастотные датчики оказываются недорогими в цене и, как следствие, оборудованные ими весы также дешевы. Однако нестабильность таких датчиков, повышенные требования к условиям работы, а также сравнительно низкая точность привели к тому, что данный тип датчиков сегодня применяется в весовом оборудовании редко.

Рисунок 1.1 – Виброчастотный датчик
Пьезоэлектрические датчики действуют по принципу изменения частоты кварцевого кристалла, механически связанного с упругим элементом, под воздействием приложенной к нему силы. Пьезоэлектрические преобразователи выполняются из материалов, обладающих пьезоэлектрическими свойствами. Самые распространённые материалы: кварц, титанат бария, цирконат-титанат свинца. Прямой пьезоэффект заключается в возникновении электрических зарядов на гранях пьезоэлектрика при воздействии на него механической силы, вызывающей механическое напряжение в материале. При устранении силы заряды исчезают. Обратный пьезоэффект заключается в изменении геометрических размеров пьезоэлектрика при изменении в нём параметров электрического поля. Такая система по точности и надежности немного отстает от тензометрической, однако себестоимость производства у нее ниже. Простота использования и доступная цена делают эти весы популярными на предприятиях торговли и общественного питания. Так как изменения частоты колебаний кварцевого резонатора в большой мере зависят от колебаний температуры и питающих напряжений, современная промышленность начинает изготавливать «интеллектуальные» датчики. В таких устройствах пьезоэлектрические датчики соединены с микропроцессором, который отслеживает отклонения и вводит корректирующие поправки в результат взвешивания.

Весь текст будет доступен после покупки

1. http://www.informaticspoint.ru/forpois-1028-1.html
2. Алексеев В. В., Коновалова В. С. Основы программирования логических контроллеров: учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2016. 72 с.
3. Петров И. В. / Отладка прикладных ПЛК программ в CoDeSys // Промышленные АСУ и контроллеры. 2006, вып. (№) 2.
4. https://kipservis.ru/berghof/codesys_v3.htm
5. https://arduinomaster.ru/datchiki-arduino/tenzodatchiki-i-vesy-na-arduino-i-nh711/
6. http://www.fablabcfuv.ru/?p=480
7. https://www.chipdip.ru/product/op07cd
8. https://www.chipdip.ru/info/import-ic-packages
9. https://svartonservice.ru/LM358ADR,-dvuhkanalnyi-operacionnyi-usilitel-s-odnopolyarnym-pitaniem,-3V%E2%80%A632V,-SO-8
10. Быковский Н.А., Успенская Н.Н. Применение программного пакета Multisim в лабораторном практикуме по электротехнике и электронике // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 5.

Весь текст будет доступен после покупки