Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. курсовые работы > автоматизация
Название:
Интегрированные системы проектирования и управления

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: автоматизация

Цена:
0 руб



Подробное описание:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Учебно-научный технологический институт
Кафедра «АТС»

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине:
«Интегрированные системы проектирования и управления»

Документы текстовые

АТС. 07АТП 1. 007. ИСПУ. ПЗ

Всего 57 листов


Выполнил: студент гр. 07-АТП 1
Манин А.В.
Преподаватель:
Хандожко В.А.


Брянск 2012 г.

Аннотация

В данном курсовом проекте разработано программное обеспечение для управления твердомером Бринелля от ПЭВМ с визуализацией и расчетом твердости с помощью SCADA-системы. Выбраны оборудование и устройства для подключения твердомера к ПЭВМ. Составлен алгоритм функционирования.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................5
1. Аналитический раздел.................................................................................7
1.1. Структура и функции ИСПУ………………...………………..…….7
1.2. Структура и общие понятие SCADA-систем…………………….13
2. Конструкторский раздел ............................................................................16
2.1. Описание объекта управления..……………………………………..16
2.2. Структурная схема работы системы………………………….…….21
2.3. Алгоритм работы программы……………………………………….22
2.4. Выбор устройств……………………………………………………..23
2.4.1. Выбор датчика перемещения……………………………………...23
2.4.2. Выбор ПЛК…………………………………………………………27
2.4.3. Выбор измерительного модуля……………………………………35
2.4.4. Выбор преобразователя интерфейса……………………………...36
2.4.5. Выбор блока питания………………………………………………37
3. Программный раздел………………………………………………………39
3.1. Описание программы LabView и ее возможности………………...39
3.2. Инсталляция устройства…………………………………………….42
3.3. Настройка аппаратных средств DAQ-устройств………………….44
3.4. Настройка каналов и заданий……………………………………….46
3.5. Сбор данных в LabView……………………………………………..47
3.6. Проектирование программы………………………………………...48
3.7. Описание программы………………………………………………..50

Заключение.............................................................................................................52

Список литературы................................................................................................53

Приложения...........................................................................................................55

 

 

 

 

 

 


Введение

Интегрированные автоматизированные системы (ИАС) управления машиностроительным производством – это новая концепция 21 века, ведущая к созданию и организации производства, сочетающая в себе современные технологии внедрения эффективных систем промышленной автоматизации, надежное управление и минимальные затраты на их содержание. Сущность новой концепции состоит в том, что она позволяет интегрировать, т.е. объединять в единую производственную систему составные автономные автоматизированные комплексы для технологических процессов, охватывающие все основные стадии и этапы производства изделия – от задания и проекта до выпуска готового изделия, или как говориться «под ключ».
Интеграция производства отличается от комплексной автоматизации тем, что при последней автоматизируются отдельные производственные процессы проектирования, материально-технического снабжения и учета, маркетинговые функции, оперативного управления производством, эксплуатация и сервиса оборудования и технических средств, другие вспомогательные и обслуживающие функции, но при этом стыковки и увязки автономных подсистем в единую систему управления производством затруднены и сталкиваются порой с проблемами закрытости технических структур и стандартизации в области совместного использования данных производства и информационного взаимодействия между собой.
В настоящее время развитие производственной деятельности в отрасли машиностроения происходит под эгидой частичной или полной интеграции, определяемой уровнем интеграции. Уровень интеграции – показатель количества производственных автоматизированных функций и процессов с возможностью их реализации в едином информационном пространстве.
Единое информационное пространство (ЕИП) – совокупность информационных средств и ресурсов, объединяемых в единую систему. Информационные ресурсы – это автономные информационные вычислительные службы, включающие в себя программные компоненты, базы данных, файлы данных и компоненты существующих информационных систем. К информационным средствам относится системно организованная совокупность аппаратных, программных и транспортных средств и вычислительных ресурсов, включая организационную, методическую и правовую формы обеспечения. В основе ЕИП лежит использование открытых архитектур, международных стандартов. Создаётся единое информационное пространство с использованием международных и российских стандартов, среди которых можно выделить шесть групп:
• функциональные стандарты;
• информационные стандарты;
• стандарты технического обмена;
• стандарты по защите информации;
• стандарты по электронной цифровой подписи;
• стандарты общего назначения. [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Аналитический раздел.
1.1.Структура и функции ИСПУ.

Рис. 1. Структура ИСПУ.
На рисунке 1 приведена примерная структура современной АСУТП. В нее входят:
I. Объект управления представляет собой комплекс технологического оборудования.
II. Датчики и исполнительные механизмы – устройства, предназначенные для преобразования технологических параметров в информационные показатели и обратно.
Датчик – устройство для преобразования физической величины технологического процесса в стандартный электрический сигнал, передаваемый далее в контроллер.
Исполнительный механизм – устройство для преобразования электрического сигнала, поступающего от контроллера, в то или иное физическое воздействие (напр. частота вращения вала двигателя, изменение положения заслонки, открывание - закрывание клапана и т.д.). Существует огромное множество типов датчиков и исполнительных механизмов.
Датчики электрических величин:
- переменного и постоянного напряжения;
- переменного и постоянного тока;
- мощности;
- частоты и фазы.
Датчики механических величин:
- положения;
- относительного перемещения;
- угла поворота;
- скорости.
Датчики физических величин:
- вязкости;
- давления;
- расхода;
- температуры;
- уровня жидкости либо сыпучего материала;
- плотности;
- силы;
- массы.
По типу связи с вышестоящим уровнем в системе автоматизации различают следующие датчики.
Аналоговые датчики – информация передается в виде непрерывного аналогового сигнала. Информация в сигнале может передаваться следующими способами:
1) изменение тока;
2) изменение напряжения;
3) изменение частоты;
4) счетно-импульсный метод;
5) широтно-импульсная модуляция.
Цифровые датчики – информация передается по некоторому цифровому протоколу. Перечислим некоторые способы связи, применяемые при использовании цифровых датчиков:
1) сеть MicroLan;
2) стандарт Bell 202 (протокол HART);
3) протокол ModBus, в основном связь по шинному интерфейсу RS-485;
4) промышленные шины Fieldbus, Profibus.
В настоящее время существует тенденция замены аналоговых датчиков цифровыми, что обусловлено более высокой точностью и лучшими технологическими характеристиками последних. Использование цифровых датчиков позволяет реализовать удаленное взаимодействие оператора и датчика, т.е. настройка датчика может происходить без непосредственного контакта, с использованием локальной сети. Такие датчики, снабженные двусторонним каналом связи с оператором, называются «интеллектуальными датчиками».
III. Контроллер. Данное понятие широко распространено в вычислительной технике. Вообще, контроллер (от англ. to control - управлять) – это некое устройство, выполняющее функцию связи между ЭВМ и каким-либо внешним или периферийным объектом. Применительно к АСУТП, контроллер – это электронное устройство с программным управлением и расширенными аппаратными возможностями измерения, управления и связи. Иначе говоря, контроллер представляет собой электронную схему, управляющую технологическим оборудованием, собирающую и анализирующую данные, на основе которых принимаются те или иные решения. Основное назначение контроллера – связь между уровнем датчиков и исполнительных механизмов и уровнем управляющих ЭВМ (серверов). Конструктивно контроллер представляет собой отдельное устройство, имеющее собственное питание. Контроллер может, как правило, функционировать автономно. При этом контроллер выполняется защищенным от пыли, влаги, электромагнитных излучений.
В качестве локальных программируемых логических контроллеров (ПЛК) в настоящее время применяется большое количество устройств как отечественных, так и зарубежных производителей. Примерная структура ПЛК приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Примерная структура ПЛК.
Блок согласования сигналов осуществляет электрическое согласование датчиков и исполнительных механизмов с входом блока преобразования сигналов.
Блок преобразования сигналов преобразует аналоговый электрический сигнал, поступающий от датчиков, в цифровую форму и 9передает его центральному процессору, а также преобразует управляющие сигналы процессора в форму, необходимую для управления исполнительными механизмами.
Процессор осуществляет управление всеми блоками контроллера, математическую обработку измеренных технологических параметров, организует хранение данных в блоке памяти, а также осуществляет передачу данных через интерфейс в локальную вычислительную сеть. В данном случае роль ЛВС играет промышленная локальная сеть.
Основные задачи, решаемые контроллером:
- измерение, опрос и управление оборудованием;
- первичное преобразование результатов измерений;
- хранение локального архива данных;
- быстрая и надежная доставка информации на следующий уровень автоматизации;
- обеспечение автономной и бесперебойной работы управляемого узла объекта автоматизации;
- автоматическое управление локальным узлом автоматизации.

Рис. 3. Способы подключения контроллеров к локальной сети.
Информация с локальных контроллеров может направляться в промышленную сеть непосредственно, либо через контроллеры верхнего уровня – концентраторы (см. рис 3).
Концентраторы – это коммуникационные контроллеры; они выполняют функции вторичной обработки информации (преобразование, накопление, сжатие), а также выполняют функции локального управления небольшими группами контроллеров, разгружая тем самым системы верхнего уровня.
Перечислим задачи, решаемые концентраторами:
- сбор данных с локальных контроллеров;
- обработка данных;
- поддержание единого времени во всей системе (синхронизация);
- локальная синхронизация работы контроллеров;
- хранение технологических данных;
- организация взаимодействия между локальными контроллерами;
- обмен информацией с верхним уровнем;
- работа в автономном режиме при нарушении связи с верхним уровнем;
- обеспечение резервирования каналов передачи данных.
К аппаратно-программным средствам контроллерного уровня управления предъявляются жесткие требования по надежности, времени реакции на поступающие сигналы и т.д. Программируемые логические контроллеры должны гарантированно откликаться на внешние события, поступающие от объекта за время, определенное для каждого события. Для критичных с этой точки зрения объектов рекомендуется использовать контроллеры с операционными системами реального времени (ОС РВ). Контроллеры под управлением ОС РВ функционируют в режиме жесткого реального времени. [2]

 

 

 


1.2.Структура и общие понятия SCADA-систем.
Современная автоматизация немыслима без использования эффективных систем диспетчерского управления и сбора данных - SCADA (англ. Supervisory Control And Data Acquisition).
В общем случае SCADA-система представляет собой программный комплекс для визуализации и диспетчеризации и реализует верхний уровень системы управления технологическими процессами. SCADA-система обеспечивает наглядную визуализацию процесса управления и предоставляет графический интерфейс оператору для контроля и управления.
Основные задачи, решаемые SCADA-системами:
1. обеспечение обмена данными в реальном времени с устройства связи с объектом (УСО) - промышленными контроллерами, терминальными устройствами и пр.;
2. обработка данных в реальном времени (масштабирование переменных);
3. визуализация на мониторах и всевозможных терминалах хода технологического процесса в удобной для человека форме;
4. обеспечение хранения технологической информации в базе данных реального времени;
5. ведение контроля измеряемых параметров, реализацию аварийной сигнализации и протокола тревожных сообщений;
6. генерацию отчетов о ходе течения технологических процессов;
7. предоставление данных внешним системам уровня управления предприятием – MES, ERP и пр.
На сегодняшнем рынке SCADA-систем достаточно зарекомендовавших себя предложений как отечественных, так и зарубежных разработчиков. Большинство из них имеют русскую локализацию, а так же российские центры технической поддержки. На рынке присутствуют комплексные решения для построения систем автоматизации на программно-аппаратных средствах одного производителя и предложения разработчиков специализированного программного обеспечения. Последние предлагают свои программные продукты для реализации систем управления на оборудовании сторонних производителей.
Функционально любая SCADA-система состоит из набора программных модулей, отвечающих за определенные функции:
- база каналов (или тегов) – список переменных, получаемых от периферийных устройств, вычисляемых в ходе обработки или задаваемых через интерфейс пользователей;
- драйвера устройств, обеспечивающие взаимодействие системы с УСО;
- службы архивирования, протоколирования, аварийных и тревожных сообщений;
- статические изображения мнемосхем объектов и динамические объекты для отображения состояния агрегатов;
- интерфейсы для предоставления данных в смежные системы.
SCADA-системы содержат большой набор драйверов для связи с контроллерами и периферийными модулями различных производителей. В качестве протокола обмена данными между элементами SCADA-систем сегодня часто используется технология OLE (Object Linking and Embedding) и новый стандарт OPC (OLE for Process Control), прекрасно зарекомендовавший себя на рынке промышленной автоматизации.
Производители «железа» выпускают специализированное программное обеспечение – OPC-сервер, предоставляющий доступ к внутренним переменным контроллера для клиентских программ. В качестве клиентов может использоваться любая SCADA-система, поддерживающая технологию OPC.
SCADA-система предоставляет программисту огромное количество инструментов, существенно упрощающих разработку систем визуализации – готовые примитивы, формы протоколов, трендов и пр. В систему могут подключаться внешние элементы ActiveX, выполняться функции из динамических библиотек, запускаться внешние скрипты.
Отдельные SCADA-системы включают средства для программирования микроконтроллеров. Это чаще касается комплексных решений при использовании контроллеров и средств визуализации одного производителя.
Современные SCADA сегодня не только предоставляют интерфейсы для систем верхнего уровня, но и сами содержат элементы MES-систем, позволяющих, например, реализовать системы учета энергии, баланса сырья и пр. [3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Конструкторский раздел.
2.1.Описание объекта управления.
В данном курсовом проекте необходимо управлять твердомером Бринелля «ТШ-2» с расчетом твердости.
Твердомер «ТШ-2» предназначается для определения твердости металлов вдавливанием стального шарика определенного диаметра в испытуемый образец под действием заданной нагрузки в течение определенного времени.
Число твердости в этом случае определяется как среднее давление, выраженное в кг на 1 кв. мм сферической поверхности отпечатка шарика.
Прибор состоит из литой станины 1 (см. рис. 4, 5 ,6), в нижней передней части которой смонтирован винт 37, перемещаемый с помощью маховичка 38 и гайки 39, а в верхней – шпиндель с шариковой оправкой. Маховик соединен с гайкой 39 посредством шарикового фиксатора. Фиксатор служит для стабилизации усилия первоначального поджима детали к шарику. На подъемный винт устанавливаются сменные столики 35 для испытуемых деталей. Шарик 34 вдавливается в деталь под действием грузов 8, нагрузка от которых передается через рычаг 4, серьгу 3, рычаг 30, шпиндель прибора 32, втулку 33 и, укрепленный в ней, шариковый наконечник. Передаточное отношение рычажной системы – 1:50. В свободном состоянии пружина 31 прижимает втулку 33 к конусному седлу, а шпиндель 32 – к средней призме рычага 30. При подводе детали к шарику, втулка 33 снимается с конуса и роль второй точки, определяющей положение шпинделя, выполняет центр поверхности соприкосновения между шариком и деталью. Такая конструкция обеспечивает перемещение шпинделя без трения, если не учитывать ничтожную силу трения в призмах и подшипнике. Для снятия нагрузки служит кривошипный механизм, состоящий из кривошипа 24, шатуна 7 и вилки 6. Кривошип 24 вращается от редуктора 25, состоящего из двух червячных передач с передаточными отношениями 1:40 и 1:41.
Редуктор приводится в действие от электромотора 42 мощностью 0.27кВт, n=1400 об/мин, подключаемого к сети трехфазного переменного тока через рубильник и переключатель 9.
Переключатель служит для автоматического выключения прибора по окончании испытания и для осуществления требуемой продолжительности испытании, устанавливаемой с помощью двух упоров: неподвижного 22, закрепленного на валу 24 и подвижного 16, укрепленного на чашке 17, которая соединяется посредством двух конусов с валом редуктора.
При нажатии на кнопку 12 переключателя 9 замыкаются контакты «а», «а» и «в», «в». Включается мотор и вал редуктора с упорами 22, 16 и с кривошипом вращаются по часовой стрелке. Вилка 6 опускается, и, когда ролик 5 отходит от рычага 4, нагрузка полностью прикладывается на шарик 34, загорается лампочка 2. Затем упор подходит к пальцу 15 переводного рычага, последний поворачивается, что приводит к размыканию контактов «а», «а» и «в», «в» и замыканию контактов «а1», «а1» и «в1», «в1», изменению направления тока в обмотке электромотора и изменению направления вращения.
При обратном вращении упор 22 переводит рычаг 14 в начальное положение. Контакты «а1», «а1» и «в1», «в1» размыкаются и прибор выключается. При этом кривошип 24 и вилка 6 занимают начальное верхнее положение, а шпиндель находится в разгруженном состоянии. [4]


Рис. 4.Общий вид прибора «ТШ-2».

Рис. 5.Кинематическая схема «ТШ-2».


Рис. 6. Электросхема «ТШ-2».

Технические характеристики «ТШ-2»
Твердомер ТШ-2 предназначен для измерения твердости по Бринеллю металлов и сплавов в пределах НВ100…300.
Пределы измерения твердости - 8...300 НВ.
Испытательные нагрузки - 187.5; 250.0; 750.0; 1000.0; З000.0 кгс.
Предел допускаемой погрешности нагрузок не должен быть более ±1%.
Предел допускаемого значения вариации нагрузок не должен быть более 1%.
Отклонение среднего значения числа твердости, полученного на поверяемом приборе, от средней твердости образцовой меры 2 разряда МТБ, ТУ25.06.1333-76 не должно быть:
при НВ 100±25 и нагрузке 1000 кгс +5%;
при НВ 200±50 и нагрузке 3000 кгс ±4%.
Вариация показаний прибора при поверке его образцовыми мерами твердости 2 разряда МТБ, ТУ25.06.1333-76 не должна быть:
при НВ 100±25 и нагрузке 1000 кгс 5%;
при НВ 200±50 и нагрузке 3000 кгс 4%.
Продолжительность выдержки испытуемого образца под нагрузкой 10±2; 30±4; 60+6 сек.
Диаметры стальных шариков 2,5; 5,0; 10,0 мм.
Допускаемые отклонения по ГОСТу 3722-60 степени точности 1 группы В.
Мощность, потребляемая прибором от сети 3-х фазного напряжения 220/380 В и частотой 50 Гц, не более 0, 18 кВт.
Размеры рабочего пространства:
расстояние от наконечника до стола прибора должно изменяться от 0 до 250,0 мм и более;
расстояние от центра отпечатка до станины не должно быть менее 125,0 мм. [5]

 

 

 

 

 

 

 


2.2. Структурная схема работы системы.
Структурные схемы определяют основные функциональные части изделий (установки), их назначение и взаимосвязи. Структурные схемы разрабатывают при проектировании изделий. Они предшествуют разработке схем других типов; пользуются структурными схемами для общего ознакомления с изделием.
На основе задания была разработана структурная схема управления твердомером Бринелля с расчетом твердости. (рис.7)

 

Рис.7.Структурная схема работы системы
Чтобы обрабатывать сигналы с датчика перемещения, и, следовательно, управлять твердомером, необходим программируемый логический контроллер (ПЛК). Ввод сигналов в ПЛК производится через измерительный модуль (ИМ). Преобразователь интерфейса (ПИ) необходим для изменения интерфейса CAN в USB и сопряжения с ПЭВМ. Питание Твердомера и ПЭВМ осуществляется от сети, ПИ – от ПЭВМ, ИМ и ПЛК – от блока питания (БП).

 


2.3. Алгоритм работы программы.
Алгоритм работы твердомера с расчетом твердости выглядит следующим образом:

Рис.8. Алгоритм работы твердомера
2.4. Выбор устройств.
2.4.1. Выбор датчика перемещения.
В качестве датчика твердомера выбрали датчик перемещения с аналоговым выходом компании burster модель 8740-5050. Датчик перемещения представлен на рис. 9, 10, 11.

Рис.9. Внешний вид датчика перемещения с аналоговым выходом burster 8740-5050.
Рис.10. Устройство датчика

Рис.11. Блок-схема датчика
Применение:
Перемещение или конвертируемые в перемещение величины, такие как сила, давление, деформация, крутящий момент, вибрация, и т.д. могут быть измерены индуктивными датчиками перемещений, в основе которых лежит принцип линейного переменного дифференциального трансформатора (LVDT).
Данные индуктивными датчиками перемещений используются во многих прикладных технологиях (промышленность, исследования, испытания и др.) из-за их очень хорошей точности измерений, высокого класса защиты и длительных сроков эксплуатации.
Область применения индуктивных датчиков перемещений - в измерении, регулировании и контроле медленных и быстрых перемещений между частями машин, измерении положения и расстояний между компонентами подвижных частей и оснований, в сервоприводах, в контроле клапанов, в устройствах управления роботов, измерении динамических прогибов пружин, и т.д.
Индуктивные датчики перемещений имеют прочную конструкцию - внутренние катушки и электроника соединены так, чтобы минимизировать влияния вибрации и ударных нагрузок. В результате, эти датчики хорошо подходят для мобильных приложений (например автомобили, подвижной состав железных дорог и т.д.) и испытательных стендов с процессами высокой цикличности.
Описание:
Данные индуктивные датчики перемещения с интегрированной электроникой содержат линейный дифференциальный трансформатор и усилитель несущей частоты (генератор, демодулятор, фильтр и усилитель), которые установлены в корпусе из нержавеющей стали.
Напряжение питания датчика осуществляется постоянным током; выходной сигнал по напряжению пропорционален перемещению. Дифференциальный трансформатор состоит из первичной и двух вторичных катушек, которые расположены симметрично относительно первичной катушки.
Наведенный сигнал во вторичных катушках датчика демодулируется, фильтруется и усиливается интегрированной электроникой. Ферромагнитный сердечник подвижен в пределах дифференциального трансформатора. В зависимости от положению этого сердечника измененяется аналоговый выходной сигнал датчика.
Модель 8740 содержит осевой свободный шток с двумя пластмассовыми направляющими кольцами. Они обеспечивают центровку штока в центральном отверстии датчика.
Механическое крепление штока датчика на объект измерения может быть произведено посредством резьбового соединения. Следует избегать поперечных нагрузок.

Технические характеристики:
-Напряжение питания 9...24 В.
-Потребляемый ток 30 мА.
-Интегрированный усилитель, выходной сигнал 0...5 В.
-Частотный отклик 100 Hz.
-Диапазон рабочих температур от -20 до 80 С.
-Габаритные размеры: L=151мм, D=20мм, С=4мм, К=97мм, S=84мм.
-Масса 130 г.
-Класс защиты IP64.
-Измерительные диапазоны от 0 мм до 50 мм.
-Нелинейность, не хуже 0,25% от полной шкалы.
-Отсутствие гистерейзиса.
-Датчик нечувствителен к вибрациям и ударным нагрузкам.[6]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4.2. Выбор ПЛК.
Выбрали ПЛК NLСon-CE-485-СAN. ПЛК представлен на рис.12.

Рис. 12. Внешний вид ПЛК NLСon-CE-485-СAN.
Назначение:
Программируемый логический контроллер NLCon-CE может быть использован везде, где необходимо выполнять автоматическое управление и контроль: в доме, офисе, цехе. Однако, ПЛК спроектирован специально для использования в промышленности, в расширенных условиях эксплуатации.
Основным назначением ПЛК является исполнение (в исполнительной среде CoDeSys RTS) программы пользователя, написанной на одном из пяти языков промышленного программирования стандарта МЭК 61131-3. Перед исполнением каждого цикла программы, ПЛК может считывать входные данные из модулей аналогового и дискретного ввода и располагать эти данные в памяти для использования программой. После каждого программного цикла ПЛК может выдавать рассчитанные программой величины в модули аналогового и дискретного вывода. Программа пользователя выполняется в системе исполнения CoDeSys RTS версии 2.463. Эта система выполняет также ввод данных модулей ввода и вывод результатов в модули вывода. Также система CoDeSys может выводить на дисплей визуальную информацию, предусмотренную пользовательской программой. Подробнее о возможностях системы CoDeSys Вы можете узнать из описания, которое записано на прилагаемом компакт-диске.
ПЛК может быть использован для удаленного сбора данных, диспетчерского управления, в системах безопасности, для лабораторной автоматизации, автоматизации зданий, тестирования продукции. Примерами может быть применение ПЛК для решения следующих задач:
- автоматическое управление исполнительными механизмами (печами, электродвигателями, клапанами, задвижками, фрамугами и т.п.) с обратной связью и без;
- управление освещением, кондиционированием воздуха, котельными, тепловыми пунктами и т.п.;
- контроль и регистрация температуры в теплицах, элеваторах, печах для закалки стали, испытательных камерах тепла и холода, в различных технологических процессах;
- стабилизация температуры в термостатах, термошкафах, котлах, жилых зданиях, теплицах, на элеваторах и т.п.;
- автоматизация стендов для приемо-сдаточных и других испытаний продукции, для диагностики неисправностей при ремонте, для автоматизированной генерации паспортных данных неидентичной продукции;
- научные исследования и разработки, запись в компьютер и отображение медленно меняющихся физических процессов, построение многомерных температурных, силовых, световых, вибрационных, шумовых и других полей, лабораторные работы в ВУЗах.

 

Описание:
Контроллер NLCon-CE является программируемым логическим контроллером, предназначенным для управления технологическим процессом в промышленном производстве с помощью распределенной системы модулей ввода-вывода. ПЛК управляет вводом сигналов, снимаемых с датчиков, обрабатывает полученные данные в соответствии с пользовательской программой, и выводит рассчитанные величины на исполнительные устройства. Ввод сигналов и вывод управляющих величин производится через модули ввода-вывода. Работа с модулями ввода-вывода производится через два последовательных порта с интерфейсом RS-485 и один порт с интерфейсом CAN. По желанию Заказчика один интерфейс RS-485 можно заменить на RS-232.
ПЛК работает под управлением операционной системы Windows CE 5.0. Пользовательская программа, написанная на одном из языков промышленного программирования стандарта МЭК 61131-3, работает в исполнительной среде CoDeSys RTS.
Для связи с персональным компьютером (ПК) или локальной сетью предприятия ПЛК имеет интерфейс Ethernet.
ПЛК оборудован энергонезависимыми памятью (NVRAM и съемная флэш-карта стандарта SD или ММС), счетчиком внешних событий и часами реального времени (RTC). На флэш-карте хранятся пользовательские программы и другая информация, необходимая пользователю. В энергонезависимой памяти хранится информация, критичная при перепадах питания. Все настраиваемые параметры ПЛК также хранятся в энергонезависимой памяти.
ПЛК не содержит механических переключателей. Все настройки контроллера выполняются программно из управляющего компьютера.
К ПЛК можно подключить LCD TFT дисплей для вывода визуальной информации пользовательской программы. Для ввода информации дисплей может быть оснащен сенсорным экраном (touchscreen). Для ввода также можно использовать IBM-PC-совместимые манипулятор «мышь» или клавиатуру, подключая их к интерфейсу USB.
ПЛК имеет два сторожевых таймера: один — программный в исполнительной системе CoDeSys RTS, а другой — аппаратный. Программный сторожевой таймер предохраняет ПЛК от зависания пользовательской программы. Аппаратный — защищает ПЛК от зависания пользовательской программы, системы исполнения и операционной системы.
ПЛК крепится на DIN-рейку и имеет размеры модуля серии «NL».
ПЛК выполнен для применения в расширенных условиях эксплуатации, при температуре окружающего воздуха от –25 до +70 С, имеет гальваническую изоляцию с испытательным напряжением изоляции 2,5 кВ (ГОСТ 12997-84) между входами питания и портами RS-485 и CAN.

Эксплуатационные свойства:
Контроллер характеризуется следующими основными свойствами:
- поддерживает следующие модули ввода-вывода:
NL-16AI(F), NL-8AI(F), NL-4RTD, NL-8TI, NL-8ATI,
NL-16DI, NL-4AO, NL-8R, NL-16DO, NL-2C,
датчики NL-1S011, NL-1S111, NL-3DPAS,
модули серии ADAM фирмы Advantech,
ADAM-совместимые модули фирмы ICP-DAS;
- допускает использование до 8160 точек ввода-вывода (аналоговых, дискретных, либо их комбинации);
- протоколы обмена с модулями ввода-вывода:
DCON,
Modbus RTU,
GateWay;
- позволяет устанавливать для каждого последовательного порта (СОМ1, СОМ2, COM3) свои параметры сигналов передачи данных, систему команд и свойства протокола;
- температурным диапазоном работоспособности в расширенном исполнении от –25 до +70 С, в коммерческом исполнении от 0 до +70 С;
- имеет 5 видов защит от:
o неправильного подключения полярности источника питания;
o превышения напряжения питания;
o электростатических разрядов по интерфейсу RS-485, CAN;
o перегрева выходных каскадов порта RS-485, CAN;
o короткого замыкания клемм порта RS-485, CAN;
- имеет возможность "горячей замены", т. е. без предварительного отключения питания;
- двойной сторожевой таймер выполняет рестарт устройства в случае его "зависания";
- имеет гальваническую изоляцию от каждой части ПЛК, соединенной с портом RS-485 или CAN. Эти порты также гальванически изолированы друг от друга. Изоляция обеспечивает защиту ПЛК и соединенного с ним оборудования от высокого (до 2500 В) синфазного напряжения, которое допустимо на входных клеммах. Изоляция защищает также ПЛК от разности потенциалов между "землей" источника сигнала и приемника, которая может возникнуть при наличии недалеко расположенного мощного оборудования. Тестовое напряжение изоляции 2500 В;
- использует любое напряжение питания в диапазоне от +10 до +24 В;
- скорости обмена через последовательные порты, бод: 1200 и менее; 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 56000, 57600, 115200, 128000, 230400, 256000, 460800, 921600. Выбирается программно;
- встроенное ЭППЗУ позволяет хранить настройки ПЛК при выключенном питании;
- программное обеспечение: система исполнения CoDeSys RTS, система программирования CoDeSys;
- степень защиты от воздействий окружающей среды — IP20;
- наработка до отказа не менее 1 000 000 ч;
- габариты контроллера 119×76×33 мм;
- вес контроллера составляет 130 г.

Технические параметры:
Таблица1. Технические параметры

 

 

 


Примечание к таблице:
1. При обрыве линии с приемной стороны порта RS-485 приемник показывает состояние логической единицы.
2. Максимальная длина кабеля, подключенного к выходу передатчика порта RS-485, равна 1,2 км.
3. Импеданс нагрузки порта RS-485 равен 100 Ом.

Предельные условия эксплуатации и хранения:
Эксплуатация контроллера возможна при следующих условиях окружающей среды:
-температурный диапазон работоспособности при расширенном исполнении от –25 до +70 С, при коммерческом исполнении от 0 до +70 С;
-напряжение питания от +10 до +24 В (защита по питанию до +60 В);
-относительная влажность не более 95 %;
-вибрации в диапазоне 10...55 Гц с амплитудой не более 0,15 мм;
-конденсация влаги на приборе не допускается. Для применения в условиях с конденсацией влаги, в условиях пыли, дождя, брызг или под водой ПЛК следует поместить в дополнительный защитный кожух с соответствующей степенью защиты;
-ПЛК не может эксплуатироваться в среде газов, вызывающих коррозию металла;
-ПЛК рассчитан на непрерывную работу в течение 10 лет;
-срок службы изделия — 20 лет;
-оптимальная температура хранения +5…+40 °С.


Рис. 13. Структура ПЛК NLСon-CE-485-СAN. [7]

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4.3. Выбор измерительного модуля.
В качестве измерительного выбрали интеллектуальное устройство фирмы ZETLab.

Измерительный модуль:
ZET7111-L LVDT-CAN – измерительный модуль LVDT-датчика перемещения. Не требует специальных настроек. Измерения начинаются сразу после подачи питания. Измеренные значения перемещения передаются в цифровом виде по интерфейсу CAN 2.0.

Рис. 14. Внешний вид измерительного модуля ZET7111-L LVDT-CAN.
Характеристики:
-Измеряемый параметр: перемещение.
-Питание подключаемого LVDT-датчика от измерительного модуля.
-Диапазон измерений: определяется типом подключаемого LVDT-датчика
-Частота опроса: 1-5000 Гц.
-Интерфейс передачи данных: CAN 2.0.
-Питание измерительного модуля 7 – 24 В.
-Габаритные размеры: 65х34х14 мм.
-Вес: 35 г. [8]

 

 

2.4.4. Выбор преобразователя интерфейса.
Интеллектуальные датчики ZET71ХХ передают данные по интерфейсу CAN 2.0. Несколько интеллектуальных датчиков могут объединяться в одну измерительную сеть, по которой осуществляется питание устройств и передача данных. Для подключения измерительной сети к компьютеру используется преобразователь интерфейса CAN в USB ZET 7174. Количество подключаемых датчиков подключаемых к модулю ZET 7174 - не более 30 (используется внешний блок питания).

Рис. 15.Схема измерения различных параметров на базе интеллектуальных датчиков с интерфейсом CAN
Параметры измерительной сети на базе интеллектуальных датчиков с интерфейсом CAN 2.0:
Максимальное количество подключаемых датчиков к модулю ZET 7174 30
Максимальное количество подключаемых датчиков к одному компьютеру 200
Скорость передачи данных до 1 Мбит/с [9]

 

 

2.4.5. Выбор блока питания.
В разработанной системе необходимо осуществить подачу необходимого питания устройств. Питание Твердомера и ПЭВМ осуществляется от сети, преобразователя интерфейса – от ПЭВМ. Для питания измерительного модуля, ПЛК и управляемого модуля необходимо выбрать блок питания из условия, что напряжение питания выше перечисленных устройств не превышает 24В.
Поэтому выбрали блок питания DRA60-24. Внешний вид блока питания представлен на рис. 17

Рис. 17. Внешний вид блока питания DRA60-24.

 


Характеристики:
• входное напряжение ~220В 50 Гц
• выходное напряжение =24 В
• ток нагрузки 2,5 А
• диапазон рабочих температур от -10 до + 50 град. Цельсия
• крепление на ДИН-рейку [10]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


3. Программный раздел.
3.1 Описание программы LabView и её возможности.
LabVIEW Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (Среда разработки лабораторных виртуальных приборов) представляет собой среду графического программирования, которая широко используется в промышленности, образовании и научно-исследовательских лабораториях в качестве стандартного инструмента для сбора данных и управления приборами. LabVIEW - мощная и гибкая программная среда, применяемая для проведения измерений и анализа полученных данных.
LabVIEW - многоплатформенная среда: её можно использовать на компьютерах с операционными системами Windows, MacOS, Linux, Solaris и HP-UX. Персональные компьютеры являются более гибкими инструментами, чем традиционные измерительные приборы, поэтому создание собственной программы на LabVIEW, или виртуального прибора (ВП), является довольно несложным делом, а интуитивно понятный пользовательский интерфейс в среде LabVIEW делает разработку программ и их применение весьма интересным и увлекательным занятием.
Концепция LabVIEW сильно отличается от последовательной природы традиционных языков программирования, предоставляя разработчику легкую в использовании графическую оболочку, которая включает в себя весь набор инструментов, необходимых для сбора данных, их анализа и представления полученных результатов. С помощью графического языка программирования LabVIEW, именуемого G (Джей), можно программировать задачу из графической блок-диаграммы, которая компилирует алгоритм в машинный код. Являясь превосходной программной средой для бесчисленных применений в области науки и техники, LabVIEW может решать задачи различного типа, затрачивая значительно меньше времени и усилий по сравнению с написанием традиционного программного кода.
LabVIEW поддерживает огромный спектр оборудования различных производителей и имеет в своём составе (либо позволяет добавлять к базовому пакету) многочисленные библиотеки компонентов:
-для подключения внешнего оборудования по наиболее распространённым интерфейсам и протоколам (RS-232, GPIB-488, TCP/IP и пр.);
-для удалённого управления ходом эксперимента;
-для управления роботами и системами машинного зрения;
-для генерации и цифровой обработки сигналов;
-для применения разнообразных математических методов обработки данных;
-для визуализации данных и результатов их обработки (включая 3D-модели);
-для моделирования сложных систем;
-для хранения информации в базах данных и генерации отчетов;
-для взаимодействия с другими приложениями в рамках концепции COM/DCOM/OLE.
Специальный компонент LabVIEW Application Builder позволяет создавать LabVIEW-программы, пригодные для выполнения на тех компьютерах, на которых не установлена полная среда разработки. Для работы таких программ требуется бесплатно распространяемый компонент «LabVIEW Runtime Engine» и, при необходимости, драйверы используемых внешних устройств.
LabVIEW позволяет работать со всем оборудованием в единой среде. Подключение устройств обеспечивается с помощью драйверов LabVIEW, которые образуют промежуточный слой между оборудованием и средой разработки. Таким образом, в единой среде можно работать с различными типами интерфейсов, датчиков и приборов: устройствами сбора данных, модульными приборами, контроллерами управления движения и приводами, системами машинного зрения, беспроводными датчиками и ПЛИС.
Поддерживаются основные интерфейсы взаимодействия с оборудованием: GPIB, последовательные (RS232, RS485 и RS422), USB, VXI, PXI, Ethernet, IEE 1394, VISA, Modbus и OPC-серверы.
Программа LabVIEW называется и является виртуальным прибором (англ. Virtual Instrument) и состоит из двух частей:
-блочной диаграммы, описывающей логику работы виртуального прибора;
-лицевой панели, описывающей внешний интерфейс виртуального прибора.
Виртуальные приборы могут использоваться в качестве составных частей для построения других виртуальных приборов.
Лицевая панель виртуального прибора содержит средства ввода-вывода: кнопки, переключатели, светодиоды, верньеры, шкалы, информационные табло и т. п. Они используются человеком для управления виртуальным прибором, а также другими виртуальными приборами для обмена данными.
Блочная диаграмма содержит функциональные узлы, являющиеся источниками, приемниками и средствами обработки данных. Также компонентами блочной диаграммы являются терминалы («задние контакты» объектов лицевой панели) и управляющие структуры (являющиеся аналогами таких элементов текстовых языков программирования, как условный оператор «IF», операторы цикла «FOR» и «WHILE» и т. п.). Функциональные узлы и терминалы объединены в единую схему линиями связей.

 

 

 

 

3.2. Инсталляция устройства

ВП Instrument I/O Assistant, расположенный в палитрах
Functions»Express»Input и Functions»Instrument I/O, является экспресс-
ВП среды Lab VIEW. Этот экспресс-ВП позволяет легко проверять связь с
измерительными приборами, а также разрабатывать последовательности
запросов, анализа и записи данных. Эти этапы могут быть сохранены как
экспресс-ВП для непосредственного использования или конвертированы
в подпрограмму ВП. Instrument I/O Assistant следует использовать,
когда нет необходимых драйверов к измерительному прибору.
Для запуска Instrument I/O Assistant поместите этот экспресс ВП на
блок-диаграмму. Появится диалоговое окно настроек Instrument I/O
Assistant. Если оно не появилось, следует нажать два раза на иконке

Для настройки экспресс-ВП Instrument I/O Assistant следует выполнить
следующие пункты.
1. Выберите измерительный прибор. Приборы, настроенные в МАХ
отображены в выпадающем списке Select an instrument.
2. Выберите пункт Code generation type. Генерация кода VISA
обеспечивает большую гибкость и модульность, чем генерация кода
GPIB.
3. Выберите один из следующих шагов связи с помощью кнопки Add Step:
• Query and Parse - посылает устройству запрос типа *IDN? и
анализирует возвращенную строку.
• Write - посылает команду измерительному прибору.
• Read and Parse - считывает и анализирует данные с
измерительного прибора.
4. После составления требуемой последовательности операций
нажмите кнопку Run Sequence для проверки созданной для
экспресс-ВП последовательности.
5. Нажмите кнопку ОК для выхода из диалогового окна настройки
Instrument I/O Assistant.
LabVIEW добавит поля ввода/вывода в ВП Instrument I/O Assistant на
блок-диаграмме в соответствии с данными, которые будут приходить с
измерительного прибора.
Для просмотра кода, созданного Instrument I/O Assistant, щелкните
правой кнопкой мыши по иконке Instrument I/O Assistant и выберите из
контекстного меню пункт Open Front Panel. Эта опция преобразует
экспресс ВП в подпрограмму ВП. Для просмотра созданного кода
перейдите на блок-диаграмму. [11]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


3.3. Настройка аппаратных средств DAQ-устройств.

Перед использованием ВП Сбора Данных необходимо настроить DAQ-
устройство, установленное в компьютер.
Windows Configuration Manager хранит информацию обо всем
установленном на компьютер аппаратном обеспечении, включая
устройства National Instruments DAQ. Если у Вас есть Plug & Play (PnP)
устройства, например, карта МЮ серии Е, Windows Configuration
Manager автоматически его определит и настроит. Если устройство не
поддерживает РnР. необходимо его настроить вручную с помощью
раздела Add New Hardware (Установка и удаление устройств) в Control
Panel (Панели Управления).
Аппаратную конфигурацию Windows можно проверить с помощью
Device Manager (Менеджера Устройств), который находится в
Start»Settings»Control Panel»System»Device Manager
(Пуск»Настройки»Панель Управления»Система»Диспетчер Устройств).
В разделе Data Acquisition Devices отображаются все DAQ-устройства.
установленные на компьютер. Дважды щелкните мышью по устройству
для отображения диалогового окна с закладками. На закладке General
(Общие) приводится общая информация об устройстве. На закладке
Resources (Ресурсы) перечислены системные ресурсы, используемые
устройством: номера прерываний (IRQ), каналы прямого доступа к
памяти (DMA) и базовые адреса ввода-вывода для программно
конфигурируемых устройств. На закладке NI-DAQ Information указан
тип шины данного DAQ-устройства. Производитель и номер версии
драйвера DAQ-устройства приведены на закладке Driver (Драйвер).
Среда Lab VIEW устанавливает утилиту конфигурации Measurement &
Automation Explorer для детальной настройки параметров конфигурации
каналов устройств. Эту утилиту необходимо запускать после установки
DAQ-устройства на компьютер. Утилита конфигурации считывает
информацию из реестра Windows, записанную Диспетчером устройств
(Device Manager), и присваивает логическое имя для каждого DAQ-
устройства. По логическому имени среда Lab VIEW распознает DAQ-
устройство. Запуск конфигурационной утилиты происходит двойным
щелчком левой кнопки мыши по ее иконке на рабочем столе
операционной системы или выбором пункта главного меню
Tools»Measurement & Automation Explorer непосредственно в среде LabVIEW.
Конфигурационная утилита определяет все аппаратные средства фирмы National Instruments, включая GPIB интерфейс. Параметры устройства можно также установить с помощью утилит-
конфигураций, входящих в комплект поставки устройств. Measurement & Automation Explorer позволяет сохранить логическое имя устройства и параметры конфигураций в реестр Windows.
Windows автоматически находит и настраивает DAQ-устройства,
удовлетворяющие стандарту РnР.

3.4. Настройка каналов и заданий.

В Стандартном NI-DAQ можно создавать виртуальные каналы, которые включают в себя совокупность настроек физического канала DAQ. Типа измерений и информацию о нормировке значений. В Стандартном NI-
DAQ и NI-DAQ более ранних версий понятие виртуальных каналов
используется в качестве соответствия физических каналов проводимым
измерениям. Понятие NI-DAQmx channels аналогично виртуальным
каналам Стандартного NI-DAQ.
NI-DAQmx также включает в себя заданий, являющихся частью
программного интерфейса API. Задание - это совокупность настроек
одного или нескольких каналов, синхронизации, временных и других
параметров. Задание описывает измерение или генерацию сигналов,
которые необходимо выполнить. Каналы, созданные в рамках задания,
являются локальными. Каналы, определенные вне заданий, являются
глобальными, и могут быть использованы отдельно. Настройка
виртуальных каналов является необязательной в Стандартном NI-DAQ и более ранних версий, но в NI-DAQmx выполнение этой процедуры
необходимо для проведения измерений. В Стандартном NI-DAQ
конфигурирование виртуальных каналов производилось в МАХ. В NI-
DAQmx настройка виртуальных каналов возможна как в МАХ, так и в
самом приложении, причем как в рамках задания, так и отдельно.

3.5. Сбор данных в LabVIEW.
Подпрограммы сбора данных размещены в палитрах Functions»
Measurements I/0»Data Acquisition и Functions»Measurements
I/0»DAQinx - Data Acqusition. В разделе Data Acquisition собраны
стандартные виртуальные приборы сбора данных, а в DAQinx - Data
Acqusition - ВП для работы с NI-DAQmx.
В палитре DAQinx - Data Acqusition содержатся все необходимые
подпрограммы для осуществления операций аналогового и цифрового
ввода-вывода и работы со счетчиками таймерами. Виртуальные приборы
собраны таким образом, что большинство задач могут быть решены с их
использованием. Можно настроить ВП для выполнения специфического
действия с помощью узла Атрибутов. Многие задания, не требующие
расширенных возможностей синхронизации, могут быть выполнены с
помощью экспресс-ВП DAQinx Assistant.
Экспресс-ВП DAQmx Assistant позволяют просто осуществить
настройку DAQ-устройства. При добавлении экспресс-ВП DAQmx
Assistant на блок-диаграмму появляется диалоговое окно, в котором
осуществляется конфигурация задания - провести определенные
измерения. В процессе создания локального задания указывается
необходимый тип измерения.

 

 

 

 

 

3.6 Проектирование программы.
Проектирование приложения для управления твердомером Бринелля с расчетом твердости производилось в среде LabVIEW, с помощью графического языка “G”.
Передняя или пользовательская панель представлена в виде контейнера (Tab Control) с четырьмя открывающимися вкладками.
Программа представляет собой цикл While Loop (Programming – Structure – While Loop). Цикл представляет собой структуру, с входным и выходным терминалом. Внутри цикла действия программы выполняются при поступлении на входной терминал логического значения. Так же имеется терминал завершения цикла ( ) от кнопки STOP. Цикл будет выполняться до тех пор, пока не будет нажата кнопка STOP .
Внутри цикла While Loop находятся кнопки передней или пользовательской панели (Front Panel) – Num Ctrls (Express - Num Ctrls). Расчет твердости определяется математически по формуле: НВ=Р/(πDh),
где НВ – твердость,
Р – нагрузка, мм
D – диаметр шарика, мм
h – глубина внедрения, мм
Для этого используется функция Formula (Mathematics – Scripts&Formulas). И в ней прописываем формулу определения твердости.
Для создания отчета использовались кнопки:
File Path Сtrl (Express – Text Controls) – указывает имя файла и путь,
String Ctrl (Express – Text Controls) – поле записи текста,

индикатор String Ind (Express - Text Ind) – поле индикации текста – поле, куда будет выводиться протокол,
а также следующие функции:
String Constant (Programming - String) – текстовая константа,
True Constant (Programming – Boolean) – состояние на выходе равно единице,
Open Config Data (Programming – File I/O – Configuration File VIs) – открывает файл по указанному адресу,
Write Key (Programming – File I/O – Configuration File VIs) – записывает значение величины, наименовывая ее благодаря текстовой константе,
Close Config Data (Programming – File I/O – Configuration File VIs) – закрывает записанный файл
Read From Text File (Programming – File I/O) – чтение из текстового файла
Simple Error Handler (Programming – Dialog&User Interface) – ошибка.

 

 

 

 


3.7. Описание программы.
Программа составлена на основе цикла, выход из которого осуществляется нажатием кнопки стоп.
На передней (или пользовательской) панели необходимо ввести значения нагрузки Р, диаметр шарика D и глубины внедрения h. В соответствии с этими данными рассчитываются значения твердости НВ и диаметра отпечатка d.
Введем следующие значения величин Р=750кгс, D=5мм, h=0.1875мм. Этим значениям соответствуют величины d=1.9 мм, 254.647909НВ, что соответствует ГОСТ 9012-59, где при Р=750кгс, D=5мм, d=2мм, твердость 255НВ.
Далее идет заполнение протокола (заполнение поле записи текста String Ctrl):
- Дата, время
- Ф.И.О. лаборанта
- Материал
- Характеристики материала
- Поля: диаметр шарика, нагрузка, диаметр отпечатка, глубина внедрения, твердость заполняются автоматически по условиям и результатам измерения.
Передняя (или пользовательская) панель представляет собой контейнер, состоящий из 4х вкладок.
На первой вкладке представлено описание твердомера «ТШ-2» и прописаны его технические характеристики.
На второй вкладке представлен порядок работ, которые необходимо производить лаборанту для проведения измерения на твердомере.
На третей вкладке размещены кнопки управления и текстовые поля для записи необходимых данных измерения.
На Четвертой вкладке представлен автоматически составляемый алгоритм – готовая версия для дальнейшего использования или печати.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате данного курсового проекта было разработано программное обеспечение для управления твердомером Бринелля от ПЭВМ с визуализацией и расчетом твердости с помощью SCADA-системы. Выбраны оборудование и устройства для подключения твердомера к ПЭВМ. Составлен алгоритм функционирования и структурная схема.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. Бойков В.И., Болтунов Г.И., Мансурова О.К. Интегрированные системы проектирования и управления. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. – 162 с.
2. http://iit.tusur.ru/docs/ispu.pdf
3. http://www.work2it.ru/content/automation/about-scada.html
4. Твердомер для испытания твердости металлов типа «ТШ». Паспорт по пользованию.
5. http://tverdomer.lab-pribor.ru/shop/tverdomery/dlja-metallov/dlja_ispytanijj_po_brinelju/tverdomer-tsh-2/
6. http://www.vm-systems.ru/burster/catalog/8740.html
7. http://www.rlda.ru/NLcon-CE.pdf
8. http://www.zetms.ru/catalog/smart_sensor/ZET7111-L_LVDT-CAN.php
9. http://www.zetms.ru/catalog/smart_sensor/CAN_measuring_system.php
10. http://www.rlda.ru/Accessories.htm
11. Михеев П.М., Крылова С.И., Лукьянченко В.А., Урюпина Д.С. Учебный курс LabView Основы, 2007 – 365 с.




Комментарий:

Курсовая работа - отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы