3. Методические указания МУ ПА-OMRON (1). Методические указания для проведения занятий по повышению квалификации на базе лабораторного стенда промышленная автоматика omron
 Скачать 5.4 Mb.
|
3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ КВАЛИФИКАЦИИ НА БАЗЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА «ПРОМЫШЛЕННАЯ АВТОМАТИКА OMRON» 4 Нестеров А.С. Методические указания для проведения занятий по повыше- нию квалификации на базе лабораторного стенда «Промышленная автоматика OMRON» (ПА OMRON). – Челябинск: «Учтех-Профи», 2014. – 163 C. Рассматриваемый лабораторный стенд предназначен для обучения слушателей отраслевых учебных центров повышения квалификации, а также студентов вузов и учащихся техникумов различных специальностей, изучающих дисциплины, связанные с автоматизацией различных отраслей промышленности. В пособии кратко представлены технические характеристики и функциональные возмож- ности изучаемого оборудования (программируемого логического контроллера, программируе- мого терминала, преобразователя частоты, цифрового измерителя). Также пособие содержит методические указания по изучению основ программирования и конфигурирования представленных выше устройств автоматики, а также позволяет рассмотреть основы построения систем управления с использованием распределенной периферии и реали- зации систем автоматизации на базе современных средств автоматизации. 5 Содержание I. Общие сведения о лабораторном стенде 1. Назначение…..………………………………………..………….…….……… 7 2. Технические характеристики лабораторного стенда.…….….……………… 10 3. Состав комплекса……………………………….……..……………………… 10 II План обучения по программе повышения квалификации «Промышленная автоматика OMRON»…..………………………………… 15 III Методические указания по проведению учебных занятий по программе повышения квалификации 1. Изучение технических характеристик и основ программирования ком- пактного промышленного контроллера OMRON CP1L-E 1.1 Номенклатура модулей ЦПУ, плат и модулей расширения, правила выбора оборудования, краткие технические характеристики изучаемого контроллера……………………………………………………… 16 1.2 Адресное пространство и система команд………….…………………… 31 1.3 Основы работы с программным обеспечением CX-Programmer. Создание простого проекта, его загрузка и отладка………………..………. 34 1.4 Основы работы с аналоговыми сигналами……………………………… 52 1.5 Основы работы с функциональными блоками………………………….. 57 2. Изучение технических характеристик и основ программирования программируемого терминала OMRON NB5Q 2.1 Краткие технические характеристики и функциональные возможности………………………………………….…. 62 2.2 Основы работы с программным обеспечением NB Designer. Создание простого проекта, его загрузка и отладка…………………..………. 65 3. Изучение технических характеристик и основ конфигурирования преобразователя частоты OMRON МХ2 3.1 Модельный ряд, краткие технические характеристики и функциональные возможности………………………………….…………. 82 3.2 Конфигурирование основных параметров преобразователя частоты в ручном режиме…………………………………………………………….… 102 3.3 Конфигурирование основных параметров преобразователя частоты в дистанционном режиме………………………………………………..…… 103 4. Изучение технических характеристик и основ программирования измерителя OMRON K3HB-V 4.1 Краткие технические характеристики и функциональные возможности……..........................................................… 113 4.2 Основы конфигурирования…………………………….………………… 118 4.3 Совместная работа с весоизмерительным тензометрическим модулем…………………….….... 120 6 5. Изучение возможностей сетевого взаимодействия устройств автоматизации фирмы OMRON 5.1 Взаимодействие программируемого контроллера и преобразователя частоты по сети RS485………………………………….. 122 6. Изучение систем автоматизации технологических процессов (на базе ПЛК, программируемого терминала, преобразователя частоты и ве- соизмерительного тензометрического модуля)………………………………. 129 Приложение 1. Система команд компактного промышленного контроллера OMRON CP1L-E…………………………………………………………………. 137 Приложение 2. Параметры настройки преобразователя частоты OMRON MX2…………………………………………………………………….. 146 7 I. Общие сведения о лабораторном стенде 1. Назначение Лабораторный стенд «Промышленная автоматика OMRON» (далее стенд) предназначен для обучения слушателей отраслевых учебных центров повышения квалификации, а также студентов вузов и учащихся техникумов различных спе- циальностей, изучающих дисциплины, связанные с автоматизацией различных отраслей промышленности. Стенд позволяет изучить: − технические характеристики и основы программирования промышленных средств автоматизации (программируемого логического контроллера, программи- руемого терминала, преобразователя частоты и измерителя); − основы построения систем управления с использованием распределенной периферии; − основы реализации систем автоматизации на базе современных средств ав- томатизации; Стенд выполнен для работы в лабораторных условиях (невзрывоопасная ок- ружающая среда, не содержащая агрессивных газов и паров, ненасыщенная водя- ными парами и токопроводящей пылью). Рис. 1. Внешний вид лабораторного стенда «Промышленная автоматика OMRON» 8 Рис. 2. Схема электрическая принципиальная (лист 1) 9 Рис. 3. Схема электрическая принципиальная (лист 2) 10 2. Технические характеристики лабораторного стенда 2.1. Комплекс выполнен в стендовом исполнении в стоечном варианте (рис. 1) и включает в себя ноутбук или персональный компьютер (ПК), стойку с закре- пленным изучаемым оборудованием и комплектом вспомогательного оборудова- ния. 2.2. Питание лабораторного комплекса: − напряжение питания – 220 В, 50 Гц; − потребляемая мощность – не более 200 ВА. 3. Состав стенда Стенд включает в себя следующие составные части и изучаемое оборудова- ние: − Лицевая панель, на которую крепится все изучаемое оборудование; − Каркас, предназначенный для установки лицевой панели и вспомогатель- ного оборудования; − Разъем СНП-2263ВП, расположенный с тыльной стороны стенда в защит- ном боксе и предназначенный для подключения к стенду питания 220 В перемен- ного напряжения; − Автоматический выключатель ВА47-29, расположенный с тыльной сторо- ны стенда в защитном боксе и предназначенный для подачи питания на стенд и его защиты; Источник питания, предназначенный для обеспечения питания 24 В постоянного напряжения, со следующими техническими характеристиками: Параметр Значение Тип OMRON S8VK-G06024 Входное напряжение 100…240 В Выходное напряжение 24 В постоянного напряжения Выходной ток 2,5 А − Компактный промышленный логический контроллер, предназначенный для выполнения программ управления различными технологическим процессами, со следующими техническими характеристиками: Параметр Значение Тип ЦПУ OMRON СР1L-EМ30DT1-D Напряжение питания = 24 В Потребляемая мощность 20 Вт Память программ / под FB 10К шагов / 10К шагов Способ управления Выполнение хранимой программы Способ обработки входов/выходов Циклический опрос с немедленным обновлением Язык программы Лестничные диаграммы (LD) Длина инструкций От 1 до 7 шагов на инструкцию Количество инструкций Более 500 Время выполнения инструкций Базовые: мин. 0,61 мкс; Специальные: мин. 4,1 мкс Общее время обработки 0,38 мс Количество модулей расширения 3 модуля серии СР Макс. число входов/выходов 150 (30 встроенных + 40 х 3 модуля расширения) Встроенные входы/выходы 30 (18 входов, 12 выходов PnP) Встроенные аналоговые входы 2 входа (разрешение: 1/1000, сигнал: 0…10 В) Порт Ethernet Встроенный 11 − Трехпозиционные тумблеры (8 шт.) DI0-DI7, подключенные к входам компактного промышленного логического контроллера и предназначенные для имитации дискретных входных сигналов; − Входные гнезда (8 шт.) DI0-DI7, предназначенные для подключения дис- кретных сигналов к входам компактного промышленного логического контролле- ра; − Потенциометр (1шт.) RP1, является источником регулируемого сигнала (0- 10 В) выведенный на соответствующую клемму на лицевой панели; − Входные гнезда (2 шт.) AI0 и AI1, предназначенные для подключения ана- логовых сигналов к входам компактного промышленного логического контролле- ра; − Выходные гнезда (6 шт.) DO0-DO5, предназначенные для подключения дискретных выходов компактного промышленного логического контроллера к различным устройствам индикации и автоматики; − Вольтметр PV1, предназначенный для индикации напряжения поданного на входную клемму. Вольтметр имеет следующие характеристики: Параметр Значение Тип Мк-000-1-1-11-БЕИ Диапазон измерения постоянного напряжения 0…30 В Количество разрядов 4 Разрешающая способность 1 ед. мл. разряда − Выходные гнезда (2 шт.) АО0 и АО1, предназначенные для подключения аналоговых выходов компактного промышленного логического контроллера к различным устройствам индикации и автоматики; − Ethernet-коммутатор, предназначенный для интеграции в единую сеть Ethernet различных устройств автоматики (ПК, компактного промышленного кон- троллера и панели оператора), со следующими характеристиками: Параметр Значение Тип OMRON W4S1-03B Напряжение питания 24 В постоянного напряжения Потребляемая мощность 1,92 Вт Количество портов 3 Тип портов 10/100BASE-TX Буфер 80 Кб Поддерживаемое количество МАС-адресов 2000 QoS для EtherNet/IP Есть − Программируемый терминал, предназначенный для реализации програм- мируемых сенсорных пультов оператора, со следующими техническими характе- ристиками: Параметр Значение Тип OMRON NB5Q-TW01B Напряжение питания = 24 В Потребляемая мощность 9 Вт Размер экрана 5,6" TFT ЖК-дисплей Разрешение QVGA 320х234 Задняя посветка Светодиодная 12 Параметр Значение Отображаемые цвета 65536 цветов Память 128 Мбайт (ППЗУ, flash) + 64 Мбайт (ОЗУ, DDR2) + хра- нение данных на USB-носителях Загрузка программ USB/последовательный порт/сетевой интерфейс Программное обеспечение NВ-Designer v 2.X Последовательный порт СОМ1: RS232C; COM2: RS232C/422A/485 Порты связи Сетевой интерфейс Ethernet − Преобразователь частоты, предназначенный для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, со следующими техниче- скими характеристиками: Параметр Значение Модель OMRON 3G3MX2-AB002-E Номинальное входное напряжение Однофазное: 200 В -15%...240 В +10%, 50/60 Гц±5% Номинальное выходное напряжение 3-фазное: 200...240 В Номинальная мощность 0,5 кВА Допустимая мощность двигателя 0,4 кВт Метод управления Формирование синусоидального тока методом ШИМ Несущая частота 2…15 кГц Диапазон изменения выходной часто- ты От 0,1 до 1000 Гц Вольт-частотная характеристика V/f-регулирование, векторное управление без датчи- ка, векторное управление с обратной связью СТ 60 с при 150% Перегрузочная способность VT 60 с при 120% Пусковой момент 200% при 0,5 Гц (векторное управление без датчика) Задание частоты, пря- мой/ обратный ход Панель управления, внешний сигнал, по сети Входной сигнал Программируемые входы Семь входов, 68 назначаемых функций Программируемые выхо- ды 48 назначаемых функций Контроль параметров Аналоговый выход контроля, выход импульсной по- следовательности (О..10 В, макс. 32 кГц) Выходной сигнал Сигнализация ошибки Релейный выход − Трехпозиционные тумблеры (5 шт.) DI0-DI4, подключенные к входам пре- образователя частоты и предназначенные для имитации дискретных входных сиг- налов; − Входные гнезда (5 шт.) DI0-DI4, предназначенные для подключения дис- кретных сигналов к входам преобразователя частоты; − Входное гнездо «О», предназначено для подачи на ПЧ сигнала задания; − Потенциометр (1шт.) RP1, предназначенный для имитации аналогового сигнал (0-10 В), выведен на соответствующее гнездо; − Выходное гнездо EDM предназначено для подключения дискретного вы- хода преобразователя частоты к различным устройствам индикации и автоматики; − Выходное гнездо АМ предназначено для подключения аналогового выхо- да преобразователя частоты к аналоговым измерительным цепям (аналоговый вход ПЛК, вход вольтметра); 13 − Трехфазный асинхронный электродвигатель, закрепленный на лицевой панели стенда, со следующими техническими характеристиками: Параметр Значение Тип АИС71В4У3 Мощность 370 Вт Номинальное напряжение питания обмотки статора, ∆/Y 3х220/380 В Номинальная частота вращения 1320 об/мин Номинальный ток фазы статора 2,04/1,18 А cos ϕ 0,7 Число пар полюсов 4 − Маховик; − Измеритель, предназначенный для совместной работы с весоизмеритель- ным тензометрическим модулем, со следующими техническими характеристика- ми: Параметр Значение Тип OMRON K3HB-V Напряжение питания = 24 В Потребляемая мощность 7 Вт Метод АЦП Метод дельта-сигма Выход питания датчиков =10 В, 100 мА Выход Линейный выход 0…5 , 1…5 В, 0…10 : Нагрузка: 5 кОм (макс), разрешение: ок. 10 000. погрешность на выходе: ±0.5% полной шкалы (1 В и менее: ±0,15 В; выходной сигнал отсутствует при 0 В и ниже) Период дискретизации 20 мс выхода сравнения макс. 100 мс Время реакции линейного выхода макс. 150 мс Диапазон индикации -19999…99999 Метод индикации ЖКД с негативным изображением (светодиодная подсветка) 7-разрядный цифровой дисплей. Высота символов: основных: 14,2 мм (зеленый/красный); дополнительных: 4,9 мм (зеленый) − Выходное гнездо (АО0) предназначено для подключения аналогового вы- хода измерителя-регулятора к различным устройствам индикации и автоматики; − Весоизмерительный тензометрический модуль в сборе со специальным кронштейном и винтом, регулирующим прижимное усилие, предназначенный для имитации измерения массы, давления или веса, со следующими техническими ха- рактеристиками: Параметр Значение Тип SPH Наибольший предел измерения, кг 2 или 3 Рабочий коэффициент передачи, мВ/В 1,0±0,15 Класс точности, % 0,03 Ползучесть за 30 мин, % 0,05 Баланс нуля, мВ/В 0,3 Температурный дрейф нуля, %/10°С 0,2 Температурный дрейф сигнала, %/10°С 0,03 Макс. напряжение питания, В 15 14 Параметр Значение Класс точности, % 0,03 Предельно допустимая / решающая нагрузка, % 150/300 Входное / выходное сопротивление, Ом 1050±30 / 1000±10 Материал Алюминиевый сплав − Промежуточные реле, предназначенные для преобразования и умощнения логических сигналов, со следующими характеристиками: Параметр Значение Тип OMRON G2RV-SL500-I2VDC Номинальное напряжение управления = 24 В Номинальный ток нагрузки 6А при 250В, 6 А при =30 В Максимальное коммутируемое напряжение 400 В Максимальный коммутируемый ток 6А Электрический ресурс 100 000 переключений Максимальная коммутируемая мощность 1500 ВА / 180 Вт Минимальная допустимая нагрузка 10 мА при =5 В − Светодиодные лампы индикации (2 шт.), предназначенные для индикации каких-либо логических сигналов; − Гнёзда для подключения промежуточных реле и ламп индикации к выхо- дам различных устройств автоматики согласно мнемосхеме, представленной на лицевой панели стенда. 15 II План обучения по программе повышения квалификации «Промышленная автоматика OMRON» № п/п Содержание работы Форма проведения занятий Кол-во часов 1 Изучение технических характеристик и основ программирования компактного промышленного контроллера OMRON CP1L-E (5 часов) 1.1 Номенклатура модулей ЦПУ, плат и модулей расшире- ния серии СР фирмы OMRON, правила выбора ПЛК, технические характеристики и схемы подключения ПЛК CP1L-E Теоретическое занятие 0,5 1.2 Адресное пространство (карта и области памяти) и сис- тема команд ПЛК CP1L-E Теоретическое занятие 0,5 1.3 Основы работы с программой CX-Programmer. Создание простого проекта на примере простых битовых команд, его загрузка и отладка Практическое занятие 2 1.4 Основы работы с аналоговыми сигналами и функцио- нальными блоками Практическое занятие 2 2. Изучение технических характеристик и основ программирования программируемого терминала OMRON NB5Q (3 часа) 2.1 Технические характеристики и функциональные воз- можности ПТ NB5Q Теоретическое занятие 0,5 2.2 Основы работы с программным обеспечением NB Designer. Создание простого проекта, его загрузка и от- ладка Практическое занятие 2,5 3. Изучение технических характеристик и основ конфигурирования преобразователя частоты OMRON МХ2 (3 часа) 3.1 Модельный ряд, технические характеристики и функ- циональные возможности ПЧ МХ2 Теоретическое занятие 0,5 3.2 Конфигурирование основных параметров ПЧ МХ2 в ручном режиме с клавишной панели Практическое занятие 1 3.3 Конфигурирование основных параметров ПЧ МХ2 в дистанционном режиме с помощью программы CX-Drive Практическое занятие 1,5 4. Изучение технических характеристик и основ программирования измерителя OMRON K3HB-V (2 часа) 4.1 Технические характеристики и функциональные возможности измерителя K3HB-V Теоретическое занятие 0,5 4.2 Основы конфигурирования измерителя K3HB-V Практическое занятие 1 4.3 Совместная работа измерителя K3HB-V с весоизмерительным тензометрическим модулем Практическое занятие 0,5 5 Изучение возможностей сетевого взаимодействия уст- ройств автоматизации фирмы OMRON (Взаимодействие ПЛК CP1L-E и ПЧ МХ2 по сети RS485) Практическое занятие 1 6 Построение системы автоматизации технологических процессов (на базе ПЛК, программируемого терминала, преобразователя частоты и весоизмерительного тензо- метрического модуля) Практическое занятие 4 Итого: 18 16 |