Разработка устройства управления освещением витрины на базе LOGO!

 УТВЕРЖДАЮ

Зав. каф. ТКИ

 

_____________А.А.Львов

 

____________________2012 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине:

Микропроцессорные устройства САУ

на тему

«Разработка устройства управления освещением витрины на базе LOGO!»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель:

 

доцент __________П.А.Трефилов

 

Задание принял к исполнению

 

Студент _____________ Буганков А.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

Саратов 2012 

Министерство образования Российской Федерации

 

 

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

Кафедра Технической кибернетики  и информатики

 

 

УТВЕРЖДАЮ

 

Зав. кафедрой

______________________

^{(подпись, инициалы, фамилия)}

«____»________ 201 _ г.

 

 

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

Студент ____Буганков А.С. код_105248__ группа УИТ 31__

^{(фамилия, инициалы)}

 

1. Тема  Разработка устройства управления освещением витрины на базе LOGO! 
   утверждено распоряжением по кафедре ТКИ 
   от «_14__» _____июня_______ 2012г.
2. Срок предоставления проекта к защите «16» ноября 2012 г.
3. Исходные данные для проектирования: напряжение питания 220  [В],

     4. Перечень разделов пояснительной записки

Техническое задание

Введение

Описание автоматизируемого процесса. Задачи автоматизации.

Обоснование и выбор элементов  системы управления

Принципиальная схема системы  управления на базе модуля LOGO!

Подключение датчиков к модулю LOGO!

Подключение нагрузки к модулю LOGO!

      Мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости

      Мероприятия по обеспечению надежности и безопасности

     Функциональная схема системы управления на базе модуля LOGO!

Описание блоков функциональной схемы

     Определение используемой памяти LOGO!

Определение времени цикла модуля LOGO!

Монтаж и демонтаж модулей LOGO!

Заключение

Список использованных источников

Приложение А. Календарный план

Приложение Б.

 

5. Перечень графического материала:

№ п.п.	Наименование  схемы	Формат
1	СГТУ ТКИ.КП.МПУСАУ2010.001.061421 Структурная схема системы	А3
2	СГТУ ТКИ.КП.МПУСАУ2010.002.061421 Функциональная схема	А2
3	СГТУ ТКИ.КП.МПУСАУ2010.003.061421 Релейно-контактная схема	А3
4	СГТУ ТКИ.КП.МПУСАУ2010.004.061421 Принципиальная схема	А3
5	СГТУ ТКИ.КП.МПУСАУ2010.005.061421 Монтажная схема	А3

105248 – номер зачетной книжки.

 

 

 

 

 

Руководитель проекта: _________________Трефилов П.А.

^{(подпись,  дата) (инициалы, фамилия)}

 

 

Задание принял к исполнению: _________________Буганков А.С.

^{(подпись,  дата) (инициалы, фамилия)}

 

 

 

            

 

 

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Зав. каф. ТКИ

 

_____________А.А.Львов

 

____________________2012 г.

 

 

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на разработку системы управления  на основе LOGO!

1.      Наименование, основание  разработки, исполнитель и сроки  выполнения КП.

1.1.   Наименование разработки - опытно-конструкторская разработка устройства управления освещением витрины на базе LOGO!».

1.2.   Основание разработки  является плановый курсовой проект.

1.3.   Исполнителем разработки  является студент заочной формы обучения группы УИТ-31 105248.

1.4.   Этапы разработки и  сроки выполнения этапов курсового  проектирования определяются календарным планом.

2.     Требования управляемому (оконечному) устройству.

2.1. Устройство должно функционировать  под управлением ПЛК LOGO! фирмы Siemens.

3.     Требования к устройству.

3.1.   Входное напряжение    20.4 – 28.8 В постоянного тока

3.2.   Защита от обратной  полярности   да

3.2.   Тип выхода    релейные выходы.

3.3.   Максимальный ток выхода     0.3 А.

3.4.   Ограничение тока к.з.      1 А

3.4.   Время запуска при включении питания  9 с

3.5.  Частота переключения

омическая нагрузка    2  Гц

индуктивная нагрузка    0.5 Гц

4.      Требования к  внешним воздействиям.

4.1. Климатические условия

Температура окружающей среды 0-55°С;

Относительная влажность  10-95% при отсутствии конденсации;

Атмосферное давление  795-1080 кПА;

Загрязнения    SO₂ - 10 см³/м³, H₂S – 1см³/м³

4.2. Механические условия окружающей  среды

Класс защиты    IP20;

Вибрации     постоянная амплитуда 3.5 мм,

частота  5 - 8.4 Гц

5.      Требования к  источнику питания.

5.1.    Потребление от первичного  источника питания    не более 100 мА.

6.      Конструктивные  требования и требования по  безопасности.

6.1.     Устройство должно  быть изолировано относительно силовой нейтрали.

6.2.    Габариты устройства без источника питания должны быть не более с дующих размеров: по оси Х    150 мм, по оси Y    90 мм, по оси Z - 55 мм.

6.3.     Масса устройства  без источника питания не должна превышать 0.2

 кг.

6.4.    Монтаж    на профильной рейке шириной 35 мм.

7.       Требования к  среде разработки.

7.1.     Разработка схем  электрических  принципиальных  должна производиться в системе AutoCAD.

7.2.  Разработка ПО должна быть  выполнена в системе Logo SoftComfort.

 

Реферат

 

Курсовой  проект содержит 20 страниц, 5 рисунков, 1 таблицу, 2 приложения, 5 использованных источников, 10 прилагаемых документов.

 

Программируемый Логический Контроллер, ПЛК

 

Целью курсового проекта является изучение особенностей применения ПЛК в задачах автоматизации технологических процессов, овладение методикой привязки устройств микропроцессорной техники к конкретному технологическому объекту, включая этапы выбора типов и модификаций контроллеров, размещения информационных сигналов на клеммно-блочных устройствах и выполнение алгоритмической части проекта.

Работа  выполняется в учебных целях.

 

Перечень условных обозначений  и сокращений

 

ПЛК	-	программируемый логический контроллер
МС	-	микропроцессорная система
	-
	-
	-
	-
	-
	-

 

 

Оглавление

 

 

Введение 10

Описание автоматизируемого процесса. Задачи автоматизации 11

Обоснование и выбор элементов системы управления 12

Принципиальная схема системы управления на базе модуля LOGO! 13

Мероприятия по обеспечению электромагнитной совместимости 14

Мероприятия по обеспечению надежности и безопасности 15

Функциональная схема системы управления на базе модуля LOGO! 16

Определение используемой памяти LOGO! 17

Определение времени цикла модуля LOGO! 18

Монтаж и демонтаж модулей LOGO! 19

Заключение 20

Список использованных источников 21

Приложение А. Календарный план 22

 

Введение

Области применения микропроцессоров постоянно расширяются: от товаров  народного потребления - потенциально наиболее массовой сферы их применения, систем автоматизации технологических процессов, до систем специального назначения, в том числе и систем управления атомными электростанциями. 

Высокая надежность и постоянно  снижающаяся стоимость МП, а  также  возможность получения наряду с  традиционными новых функций  при незначительном увеличении стоимости  определяет преимущества микропроцессорных  систем перед другими системами  управления.

В данном проекте рассматривается  разработка системы управления на основе ПЛК LOGO! фирмы Siemens.

Выбор ПЛК LOGO! фирмы Siemens обусловлен ведущими позициями фирмы Siemens в системах автоматизации на промышленных предприятиях

 

Описание  автоматизируемого процесса. Задачи автоматизации

ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ

 

С помощью LOGO! должны автоматически освещаться товары, выставленные в витрине.

При этом различают 4 группы источников света. Одна для  освещения днем, одна для дополнительного освещения вечером, одна для минимального освещения ночью и одна для создания световых пятен, которые должны отдельно освещать размещенные предметы.

 

Функции  LOGO!

 

Витрина должна освещаться с понедельника по пятницу с 8:00 до 22:00, в субботу с 8:00 до 24:00 и в воскресенье с 12:00 до 20:00.

В течение  этих интервалов через реле времени включается группа источников света 1 на Q1.

Кроме того, по вечерам подключается группа источников света 2, когда срабатывает сумеречное реле на входе I1.

Вне вышеназванных интервалов времени группа источников света

3 на Q3 берет на себя минимальное  освещение после деблокировки  сумеречного реле.

Через сигнализатор перемещений на I4 в течение всего  времени включаются или выключаются  световые пятна (группа источников света 4 на Q4).

С помощью  тестовой кнопки на I3 можно на 1 минуту включить все группы источников света, чтобы, например, проверить их функционирование или настроить.

 

Используемые компоненты

 

- LOGO! 230RC

- I1 Сумеречное  реле (замыкающий контакт)

- I2 Выключатель  ВКЛ (замыкающий контакт)

- I3 Тестовый  выключатель (замыкающий контакт)

- I4 Сигнализатор  перемещений (замыкающий контакт)

- Q1 Группа  источников света 1

- Q2 Группа  источников света 2

- Q3 Группа  источников света 3 (минимальное освещение)

- Q4 Группа  источников света 4 (световые пятна)

 

Преимущества и особенности

 

Установленные интервалы времени могут быть в любой момент произвольно изменены.

Простота  выбора других комбинаций источников света.

Требуется меньше компонентов, чем при традиционном решении.

 

 

Обоснование и выбор элементов системы  управления

 

ОБЗОР СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ SIEMENS

 

Коммутационные устройства

 

Контакторы SIRIUS 3RT

 

Семейство контакторов SIRIUS 3RT предназначено  для коммутации токов низкого  напряжения с мощностью потребителей от 3кВт до 250кВт. Контакторы могут  быть с обычными и электронными приводами, с возможностью коммуникации по AS-интерфейсу и PROIBUS, для коммутации активной, индуктивной нагрузки и 4-х полюсных систем. Широкая гамма дополнительных принадлежностей.

 

Полупроводниковые реле и контакторы SIRIUS SC

 

Новое семейство полупроводниковой  коммутационной аппаратуры - SIRIUS SC! За счет применения новых силовых семисторов удалось сократить ширину устройств в два раза (с 45мм до 22,5мм), повысить предел рабочей температуры (до +40 без дерейтинга при монтаже "вплотную"). Возможна установка на устройства дополнительных функциональных модулей.

 

Плавный пуск

 

Устройства плавного пуска SIRIUS 3R: компактные, недорогие и просто комбинируемые  с контакторами, силовыми выключателями  и реле защиты от перегрузки SIRIUS аппараты обеспечивают щадящий режим для  подключенных двигателей, уменьшая пусковой момент. Блок питания защищается от опасных пиков путем уменьшения потребления тока во время запуска.

 

 

 

Принципиальная  схема системы управления на базе модуля LOGO!

Следует обратить внимание на то, что  LOGO! имеет защитную

изоляцию.

Клемма заземления не требуется.

 

Подключение питания к модулю LOGO!

 

Рис.6. Подключения питания к модулю LOGO!

 

Для защиты плавким предохранителем (рекомендуется) необходимо использовать предохранители на ток :

12/24 RC...: 0,8 A;

24:     2,0 A;

24 L:     3.0 A.

 

Подключение датчиков к модулю LOGO!

 

При изменении состояния цепи с 0 на 1, состояние 1 и, в случае перехода от 1 к 0, состояние 0 должно сохраняться, по крайней мере, в течение одного цикла обработки программы, чтобы LOGO! мог распознать новое состояние цепи.

Время цикла  обработки программы зависит  от величины программы.

Для аналоговых сигналов необходимо использовать как можно более короткие витые провода.

Входы LOGO! 12/24... не имеют гальванической развязки и поэтому требуют такого же опорного потенциала (земли), как и источник питания.

Входы LOGO! объединяются в группы по 4 входа. К  группам применяются те же правила, что и к отдельным входам стандартного LOGO!.

Разные  фазы возможны только между группами.

Аналоговые сигналы можно снимать также между источником питания и землей.

Рис.6. Способы подключения датчиков к  LOGO!

 

 

Подключение нагрузки к модулю LOGO!

 

Отметим, что выходами LOGO! ...R... являются реле. Контакты реле

изолированы от источника питания  и входов.

К выходам можно подключать различные  нагрузки, например, лампы, в том числе люминесцентные, двигатели, контакторы и т.д.

При подключении нагрузки, следует учитывать:

- тип нагрузки (максимальный переключаемый ток зависит от типа нагрузки и количества операций);