Израдити компјутерски тренер за индустријску аутоматизацију

The Great Gildersleeve: Gildy's Radio Broadcast / Gildy's New Secretary / Anniversary Dinner (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Израдити компјутерски тренер за индустријску аутоматизацију


Роботика и индустријска аутоматизација су две вруће теме у заједници Цареер анд Тецхницал Едуцатион.

Трошкови индустријских система за обуку крећу се од стотине долара до стотина хиљада. Као стручњак за електричну електронику и одржавање, охрабрио сам своје студенте да изводе лабораторијске експерименте како би подстакли континуирану праксу техничких концепата и принципа предавања у учионици. Поред тога, континуирано практично учење побољшава техничке вјештине и знање десет пута. У овом пројекту ћете научити како изградити врло нискобуџетног десктоп индустријског аутоматизма за извођење властитих експеримената у роботици, као и системе за контролу мотора и процеса на радном столу. Кључне компоненте за изградњу тренера за индустријску аутоматизацију десктопа приказане су следеће.

Слика 1. Блок дијаграм за тренер индустријске аутоматизације.

Листа делова

  • Ардуино Уно или еквивалентна платформа за развој микроконтролера
  • Велоцио Аце ПЛЦ
  • Велоцио 5А релејни блок
  • Зидни утикач - 5В, 2А
  • симулацијски штап
  • мали ДЦ мотор
  • бескрајна маска
  • жичане жице
  • вБуилдер софтвер

Шта је програмабилни логички контролер (ПЛЦ)?

Програмабилни логички контролер или ПЛЦ је у основи индустријски рачунар који се користи у кућним и производним апликацијама. Као обичан рачунар, ПЛЦ има ЦПУ (Централ Процессинг Унит) и интерну меморију за чување програма. Асло, ПЛЦс имају напајање да управљају својим унутрашњим круговима и мерморијским уређајима. За разлику од обичног компјутера, ПЛЦ може контролисати велике индустријске машине и поступке помоћу електромеханичких релеја и триака. Триак је двосмерни АЦ прекидач који може радити велике струјне уређаје као што су АЦ мотори, жаруље са жаруљем и соленоиди до 5А (ампери). Такође, ПЛЦ има шасију или рацк за држање различитих модула за прикључивање улазно-излазних (И / О) модула. Регал је израђен од металног оквира. Монтиран на метални оквир је штампана плоча са електричним конекторима причвршћеним на њега. Подаци о софтверу и електрични управљачки сигнали се преносе са И / О модула за повезивање на ЦПУ ПЛЦ-а за обраду. И / О модули за ожичење омогућавају различитим електричним и електронским уређајима за сензоре и оптерећења који се лако могу прикључити на ПЛЦ. Прикључни блок прикључен на И / О модул ожичења омогућава електричним прекидачима, сензорима, моторима, соленоидима и уређајима за жаруљу за жаруље да се прикључе на ПЛЦ. Слика 2 приказује типични ПЛЦ са напајањем и И / О модулима за повезивање. Да бисте сазнали више о триацима, погледајте поглавље Алл Абоут Цирцуитс о овој тиристорској компоненти.

Слика 2. Типичан ПЛЦ

Лествичасти логички програми и дијаграми релејних лествичастих

Да програмирате апликацију помоћу ПЛЦ традиционалних језика кодирања као што су Ц, Ц ++ или Питхон нису потребне. ПЛЦ користи јединствени програмски језик који је графички. Свака битна инструкција ПЛЦ апликацијског програма представља физичку електро-електронску компоненту и њен радни окидач или стање. Бита упутства се стављају на позив на линији. Сви клинови се онда причвршћују једни другима користећи бочне шине. Коначна колективна група клинова и шина чини оно што се назива Ладдер Логиц програмом. Слика 3 приказује примјер програма ПЛЦ Ладдер Логиц Програм.

Слика 3. Пример основног програма лествичног лествичастог програма

Као што је приказано на примеру слике 3, битне инструкције су притисци, температура и ручни тастери, као и почетни навој. Рингс се граде помоћу битних инструкција повезаних на хоризонталним линијама. Две вертикалне линије су шине. Програми Ладдер Логиц-а су изведени из старих дијаграма лествичастих лествица који су кориштени у старим индустријским контролним системима за различите производне и процесне операције производње. Примјер дијаграма релејне лествице је приказан на слици 4. Интелигенција индустријске машине базирана је на уређењу контактних контаката електричних или електромеханичких уређаја. Основне функције дигиталних капија, као што су логички кругови АНД, ОР и НОТ, могу се направити помоћу електричних прекидача, електронских сензора и електромеханичких релејних контаката. Комбинација ових основних логичких функција омогућује изградњу сложенијих операција управљања машинама. За додатне информације о програмирању програма ПЛЦ и Ладдер Логиц, погледајте поглавље 6, "Лествичасти дијаграми".

Слика 4. Примјер Релаи Ладдер Диаграма

Изградња тренера индустријске аутоматизације

Са основним разумевањем шта су ПЛЦс, Ладдер Логиц програми, и Релаи Ладдер Диаграмови, спремни сте за изградњу свог Десктоп Траинер за индустријску аутоматизацију. Као што је приказано у листи делова и блок дијаграма, тренер се изводи помоћу ниских трошкова. Главне компоненте тренера су Велоцио Аце ПЛЦ и 5А релејни терминални блок. Додатне компоненте које се састоје од Ардуино Уно и Симулатор штапа ће вам омогућити да истражите основе програмирања Ладдер Логиц користећи софтвер вБуилдер. Састав намјештаја за индустријску аутоматизацију је брз и једноставан. Прва верзија тренера се састоји од убацивања штипаљке Симулатор у улазни дигитални порт Аце ПЛЦ-а. Симулатор има 6 прекидача који ће обезбедити дигиталне улазне сигнале Аце ПЛЦ-у за обраду и управљање 5А релејним терминалом. Терминал блок има 6 електромеханичких релеја од индустријског разреда који контролишу електрична и електронска оптерећења АЦ и ДЦ користећи контакте типа СПСТ (сингле поле-сингле боунце). 5А релејни прикључни блок има мали електрични кабел који треба монтирати. Када се електрични сноп угради, прикључен је на релејни блок и излазни дигитални порт Аце ПЛЦ-а. Дијаграм електричних склопова за Десктоп Индустриал Аутоматион Траинер је приказан на Слици 5. ДЦ мотор се може директно причврстити на вијке релејног блока или се може користити и за повезивање без алата.

Слика 5. Верзија 1 дијаграма за монтажу електричних склопова Десктоп Индустриал Аутоматион Траинер

Као додатни референтни извор за монтажу, мој Трактор за индустријску аутоматизацију је приказан у наставку.

Слика 6. Ауторски тренер за индустријску аутоматизацију са Симулатор Стицк-ом

Са верзијом Симулатион Стицк индустријског аутоматизованог тренера, мораћете да је програмирате помоћу лествичног логичког кода.

Постављање софтвера вБуилдер

За програмирање и тестирање Десктоп Индустриал Аутоматион Траинер, потребно је да преузмете софтвер вБуилдер са веб странице Велоцио.нет. Програм вБуилдер омогућује програмирање Аце ПЛЦ-а користећи протоколе или Леддер Логиц код. Инсталирајте софтвер вБуилдер на ваш десктоп рачунар или преносни рачунар након инсталацијских упутстава. Прикључите свог тренера на инсталирану машину помоћу УСБ кабла. Отворите софтвер вБуилдер и креирајте нови пројекат лествице тако што ћете изабрати Филе> Нев на врху менија. Прозор пројекта ће се појавити на екрану. Имате избор креирања логичког пројекта или лествичног логичког пројекта. Кликните мишем на дугме логичке логике. Слика 7 приказује пројектни прозор за кодирање у лествици логике. Након што је пројекат креиран, апликацијски софтвер мора бити конфигурисан да програмира Аце ПЛЦ (11 или 22). Аутоматска конфигурација је брз начин за подешавање вашег Аце ПЛЦ-а. Са својим мишем кликните на дугме Старт Хере, приказано на левој страни екрана за програмирање. Погледајте слику 8. Поставка Аце ПЛЦ хардверски прозор вам омогућава избор аутоматског или ручног хардверског избора. Погледајте слику 9. Кликните на дугме Аутоматски помоћу миша. Функција подешавања ће идентификовати тип Аце ПЛЦ (11 или 22) који је повезан са вашим рачунаром. За преостале прозоре, само кликните на следећи начин док хардвер није правилно подешен као што је приказано на слици 10. Када је ПЛЦ правилно подешен, спремни сте да програмирате своју прву индустријску управљачку апликацију.

Слика 9. Поставка хардвера за конфигурацију Аце ПЛЦ-а

Слика 10. Комплет подешавања хардвера Аце 22 ПЛЦ-а.

Програмирање функције АНД Гате помоћу лествичасте логике: Машина за пресовање с смалом

Индустријска контролна апликација Ладдер Логиц коју ћете програмирати помоћу софтвера вБуилдер је мала машина за бушење која је приказана на слици 11. Мала машина за бушење управља делом сензора делова који детектује део, а притисне се прекидач А и прекидач Б. Мотор за бушење ће радити на боку, омогућујући му да извуче рупу кроз део. Функција АНД логичке капије може лако извршити ову операцију. Тренер за индустријску аутоматизацију радне површине може се програмирати помоћу логике љествице како би се направила апликација мале машине за бушење. На слици 12 приказан је програм лествичастих љестика за машину за мале бушилице. Да би се омогућило брзо коришћење тренера, доступан је мали калкулатор логичке шифре машина за бушење машина из овог чланка пројекта приказаног испод. Слика 12. Преузмите шифру логичке шаље за машину са машином за притисак на ваш ПЛЦ. Користите машину за мале бушилице помоћу управљача 1 до 3 на симулатору. Са свим прекидачима затворен, ДЦ мотор се укључује. Честитамо на успјешној изградњи оперативног тренера за индустријску аутоматизацију. Затим ћете замијенити штап симулатора с Ардуино, чиме ћете омогућити малој машини за бушење да ради аутоматски.

Слика 11. Машина за брушење мале бушилице: операција бушења ради помоћу функције АНД Гате.

Слика 12. Логика операције лествичастог машинског преса на бази бушилице базирана је на функцији АНД Гате.

Преузми код

Изградња Десктоп Индустриал Аутоматион Траинер: Аутоматизација са Ардуином

Са малом машином за бушење ручица која ради ручно, штап симулатор може се заменити Ардуином. Ардуино ће деловати као аутоматски контролер, који даје контролне сигнале за дигитални улазни улаз Аце ПЛЦ-а. Шема електричног склопа за тренера Ардуино - Индустриал Аутоматион је приказана на слици 13. Такође сам укључио слику актуелног тренера као додатну референтну склопку пројекта приказану на слици 14. Велоцио пружа мале електричне конекторе са Аце ПЛЦ-ом који подржава 20-26 АВГ (Америцан Вире Гауге) чврста жица. Пратите упутства за монтажу опремљена електричним конектором за изградњу мини-проводника са 3 жице.

Ардуино код ће обезбедити бинарни низ дигиталних података за управљање ПЛЦ-ом. Симулатор кода аутоматизације (3 Инпут Логиц Симулатор) обезбеђује троструки бинарни код ПЛЦ-у. Као што је приказано на листи 1, када су означени Ардуино дигитални пинови сви бинарни 1, ДЦ мотор ће се укључити.

Слика 13. Електрични дијаграм монтаже за десктоп Ардуино-Индустриал Аутоматион Траинер.

Ево скупштине Десктоп Ардуино-Индустриал Аутоматион Траинер. Можете видети операцију новог тренера Ардуино-Индустриал Аутоматион у видео снимку који је дат овом пројекту.

Слика 14. Мотор дц ради аутоматски када су укључене све ЛЕД диоде ПЛЦ.

Отпремите шифру на Ардуино. ДЦ мотор мале машине за пресовање бушилице ће радити када се укључе три улаза ПЛЦ-а. Ако Ваш ДЦ мотор не ради, исправите Ардуино ожичење на мали електрични конектор. Кориговане грешке о ожичењу поновите тестирање тренера за индустријску аутоматизацију. Честитам на радном тренеру Ардуино-Индустриал Аутоматион. Погледајте поглавље Алл Абоут Цирцуитс Ладдер Диаграмс за додатне експерименте за истраживање на вашем тренеру.

 Listing 1. /* 3 INPUT LOGIC GATE SIMULATOR * APRIL 8, 2016 * BY DON WILCHER * * This code will provide digital inputs to the Velocio ACE PLC (Programmable * Logic Controller) using the following Truth Table Inputs. * The output of the Logic Gate will be visible by the integrated * LED of the ACE PLC. * * 3 Input Logic Gate Simulator * INPUTS * A | B | C * ___|____|____ * 0 | 0 | 0 * 0 | 0 | 1 * 0 | 1 | 0 * 0 | 1 | 1 * 1 | 0 | 0 * 1 | 0 | 1 * 1 | 1 | 0 * 1 | 1 | 1 * */ // Arduino Pin assignments int A = 13; int B = 12; int C = 11; void setup() { // initialize digital pins 1, 2, and 3 as outputs pinMode(B, OUTPUT); pinMode(A, OUTPUT); pinMode(C, OUTPUT); } void loop() { // reproducing the 3 Input Truth Table digitalWrite(C, LOW); // C = 0 digitalWrite(B, LOW); // B = 0 digitalWrite(A, LOW); // A = 0 delay (1000); // 1sec delay before switching binary inputs digitalWrite(C, HIGH); // C = 1 digitalWrite(B, LOW); // B = 0 digitalWrite(A, LOW); // A = 0 delay(1000); digitalWrite(C, LOW); // C = 0 digitalWrite(B, HIGH); // B = 1 digitalWrite(A, LOW); // A = 0 delay(1000); digitalWrite(C, HIGH); // C = 1 digitalWrite(B, HIGH); // B = 1 digitalWrite(A, LOW); // A = 0 delay(1000); digitalWrite(C, LOW); // C = 0 digitalWrite(B, LOW); // B = 0 digitalWrite(A, HIGH); // A = 1 delay(1000); digitalWrite(C, HIGH); // C = 1 digitalWrite(B, LOW); // B = 0 digitalWrite(A, HIGH); // A = 1 delay(1000); digitalWrite(C, LOW); // C = 0 digitalWrite(B, HIGH); // B = 1 digitalWrite(A, HIGH); // A = 1 delay(1000); digitalWrite(C, HIGH); // C = 1 digitalWrite(B, HIGH); // B = 1 digitalWrite(A, HIGH); // A = 1 delay(1000); } 

Преузми код

Дајте овом пројекту покушај за себе! Узми БОМ.