Дек 31 2010

Цепь защиты-2

В предыдущем посте приведены результаты измерения времени срабатывания цепей защиты по токовой перегрузке, измеренное время срабатывания составило около 100 мкс.

Структура схемы защиты изображена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема цепи защиты

Такое время срабатывания определяется следующими факторами.

Основной вклад вносят датчик тока (время задержки 32 мкс) и оптопара (время задержки 68 мкс). Все остальные узлы имеют суммарную задержку < 1 мкс.

Время задержки сигнала на выходе датчика тока можно уменьшить, убрав подключенный к датчику фильтрующий конденсатор (согласно документации, минимальное время задержки датчика составляет 6,6 мкс).

Можно также устранить оптопару из цепи, изменив схему следующим образом:

Рис. 2. Новая схема токовой защиты

Продолжение следует.

Дек 31 2010

Испытание цепи защиты

Схема защиты обеспечивает защиту силовой цепи от превышения тока.

На рис 1 первый импульс соответствует нормальному значению тока (6А), второй импульс соответствует повышенному значению тока (~8А), при котором срабатывает защита. Ток измерялся по выходному сигналу датчика тока ACS712ELCTR-30A-T (датчик на эффекте Холла). Напряжение на выходе датчика имеет линейную зависимость от тока и может быть выражено как U = (500 мВ + 133 [мВ/A] * I).

Рис. 1. Срабатывание защиты цепи при превышении тока.

На рис. 2 показан тот же импульс при масштабе времени 20 мкс/дел, видно, что время срабатывания защиты составляет около 100 мкс.

Рис. 2. Импульс тока при срабатывании защиты.

Дек 29 2010

Трансформатор тока в цепи импульсного тока

Для контроля величины протекающего тока в цепи с ШИМ-управлением мощностью нагрузки может с успехом применяться трансформатор тока. В качестве примера приведём схему на рис. 1.

Рис.1. Схема с трансформатором тока в цепи ШИМ-управления мощностью нагрузки.

Для эксперимента был использован трансформатор тока AC-1015 фирмы Talema.

При сопротивлении нагрузки 2 Ом (и токе 6А), осциллограммы напряжения на стоке и на вторичной обмотке трансформатора тока выглядят так:

(низкое напряжение в «синем» канале соответствует включенной нагрузке, высокое — выключенной).

При сопротивлении нагрузки 1.25 Ом (ток 9.6 А), осциллограммы выглядят так (масштаб жёлтого луча 1:10):

Те же сигналы при другом масштабе времени: (под катом)

Read more »

Дек 23 2010

Старое фото

Макет устройства, очень старый. Устройство на базе микроконтроллера Fujitsu, представляет собой контроллер промывки молокопровода.

Металлический блок в правом верхнем углу является сборкой из четырёх вакуумных клапанов:

Вакуумные клапана подключаются к вакуумному насосу, трубки от них идут к клапанам, открывающим и закрывающим различные потоки жидкостей в аппарате (клапаны моющих средств, клапаны циркуляции и слива воды).

Дек 21 2010

Книга Петров И.В. «Программируемые контроллеры»

Петров И.В. «Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приёмы прикладного проектирования» — М.: Солон-Пресс, 2007 — 256 с.

Литературы по программируемым логическим контроллерам (ПЛК) на русском языке издано очень мало, к сожалению. Книга Петрова «Программируемые контроллеры» хоть как-то заполняет этот вакуум.

В книге рассмотрены языки стандарта МЭК61131-3 на примере системы программирования CoDeSys. Рассмотрены все пять стандартных языков МЭК: SFC, IL, ST, LD, FBD. Также рассмотрены некоторые типовые функциональные блоки и приёмы работы в CoDeSys.

Данная книга может быть полезна специалисту в области автоматики, даже если он не использует CoDeSys, а программирует в другой среде (например, IsaGraf), так как языки программирования определены стандартом, и разница сводится только к различным наборам функциональных блоков.  Таким образом, книга полезная, хотя и довольно маленькая.

Дек 20 2010

Книга В.В.Денисенко «Компьютерное управление»

Данная книга представляет собой справочник, посвящённый различным аспектам построения автоматизированных систем управления технологическими процессами, систем сбора данных и т.п. Книга содержит следующие главы:

1. Архитектура автоматизированной системы

2. Промышленные сети и интерфейсы

3. Защита от помех

4. Измерительные каналы

5. ПИД-регуляторы

6. Контроллеры для систем автоматизации

7. Автоматизация опасных объектов

8. Аппаратное резервирование

9. Программное обеспечение

Такой широкий охват имеет свои достоинства и недостатки. Достоинством является то, что по любой из вышеперечисленных тем вы можете получить хорошие начальные сведения, массу нужных для практической работы знаний и направление для дальнейших поисков.

Недостатком является то, что ни одна из тем не рассмотрена достаточно подробно, для серьёзного погружения в тему вам обязательно понадобится дополнительная литература.

Автор избегает в книге большого количества теоретических выкладок (что также можно считать недостатком), с другой стороны, обладая большим практическим опытом, он приводит массу сведений, необходимых  разработчику систем промышленной автоматики.

В общем, книга хорошая, и я не жалею об её покупке.

Если вы не хотите покупать книгу, но материал вам интересен, можно поступить так: автор книги давно публикует статьи в журнале «Современные технологии автоматизации», книга написана именно по материалам этих статей, и большую их часть можно найти на сайте журнала в PDF.

Дек 16 2010

Лабораторные испытания

Дек 14 2010

ПИД-регулятор

Реакция ПИД-регулятора, управляющего тепловым объектом, на изменения значения уставки.

На рисунках хорошо видно, что объект имеет существенные нелинейности: время изменения температуры снизу вверх примерно в два раза меньше, чем в обратном направлении, изменение температуры на одинаковую величину (50°С) с уровня 600°С до уровня 650°С приводит к несколько иному переходному процессу, чем изменение температуры с уровня 650°С до уровня 700°С.

В результате регулятор удерживает температуру с точностью +/-0,5 °С, эту точность можно ещё немного повысить. Перерегулирование во всех случаях не превышает 5°С (при скачке уставки 50°С).

На рисунках приведены кривые переходных процессов в регуляторе. Желтая линия — величина рассогласования (вход регулятора) в градусах * 1000, красная кривая — выходной сигнал регулятора (он смещён так, чтобы при нулевой сумме П-, И- и Д-составляющих соответствовать температуре 650°С). Остальные кривые отображают выходы отдельных составляющих регулятора. Время  указано в секундах.


Рис. 1. Переходный процесс при изменении температуры с 600°С до 650°С

Рис. 2. Переходный процесс при изменении температуры с 650°С до 600°С

Ещё графики под катом.

Read more »

Дек 13 2010

Очень старая разработка

Контроллер для промышленного применения. Содержит 4 входа термосопротивлений, 6 дискретных входов и 8 выходов реле (220 В, 5 А) и интерфейс связи Modbus (RS-485). Всё это работает под управлением микроконтроллера Fujitsu.

С крышкой он выглядит так (под катом):

Read more »

Дек 12 2010

Интерфейс прибора

Интерфейс прибора реализован на базе монохромного индикатора разрешением 128х64, и включает в себя 35 различных экранов, в которых выполняются все манипуляции с прибором, включая его наладку и тестирование всех узлов (ЦАП, АЦП, все дискретные входы и выходы), установку параметров алгоритма обработки сигналов (DSP), а также все переменные настройки прибора (более 200 переменных).

Программно интерфейс реализован в виде библиотеки классов C++, представляющих элементы управления (кнопки, поля ввода, текстовые поля и пр.)

Так это выглядит в натуральном виде:

Ещё  несколько картинок под катом.

Read more »