Учебный лабораторный стенд предназначен для проведения лабораторных занятий в средних специальных и высших учебных заведениях. Стенд позволяет исследовать характеристики отдельных элементов автоматических устройств, а также систем различного уровня сложности.
На стенде предусмотрена возможность исследования систем автоматического регулирования, в том числе подчиненных и следящих систем на базе сельсинов и потенциометров.
Стенд также позволяет изучать программируемые логические устройства управления на базе программируемого логического контроллера (ПЛК) «Mitsubishi Electric ALPHA-2», системы автоматического регулирования технологических параметров и электроприводов с применением ПИД – регулятора.
Конструктивный состав оборудования:
Конструктивно стенд состоит из двух частей:
корпуса, в который установлено электрооборудование, электронные платы, лицевая панель, и столешница интегрированного рабочего стола. С помощью разъемного соединения к стенду подключается настольный электромашинный агрегат.;
машинного агрегата, в состав которого входит два электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения серии ПЛ062УХЛ4 (РНОМ=90 Вт, nНОМ=1500 об/мин, nМАКС=4500об/мин, UПИТ=220В), оптический датчик скорости с определением направления вращения и маховик для создания инерционного момента.
В корпусе стенда размещены:
блок питания +24 В; +12 В; +5 В.
плата реле.
плата усилителей.
плата генератора ГПН.
плата регулятора нагрузки.
блок нагрузочных резисторов.
блок реле.
Два широтно-импульсных преобразователя, предназначенные для питания цепи якоря, обмотки возбуждения электродвигателя постоянного тока или активно - индуктивной нагрузки.
Широтно-импульсные преобразователи реализованы на IGBT-модуле. Два его плеча используются для получения реверсивного ШИП, а оставшееся плечо используется в качестве нереверсивного ШИП для питания обмотки возбуждения ДПТ.
Реверсивный ШИП может работать в симметричном (поочередное диагональное включение) или несимметричном (диагональное включение одной пары транзисторов) режиме.
Модуль измерений, построенный на базе цифровых измерительных приборов .
Релейно-контакторное управление, которое позволяет выполнять:
реостатный пуск электродвигателя постоянного тока в три ступени в функции: тока, ЭДС, скорости или времени;
динамическое торможение электродвигателя постоянного тока в функции: тока, ЭДС, скорости или времени;
торможение электродвигателя постоянного тока противовключением; микропроцессорное управление блоком релейно-контакторного управления позволяет:
измерять ток, напряжение и скорость ДПТ и запоминать их с интервалом 0,1 секунды в течение 10 секунд (всего 100 значений) после начала пуска/торможения. Это позволяет строить графики пуска/торможения без использования ПК;
выдавать аналоговые сигналы пропорциональные току и скорости ДПТ; исследовать систему сервопривода на базе двигателя постоянного тока. Измерение скорости происходит по сигналам импульсного датчика положения (360 импульсов на оборот)
Аналоговые регуляторы предназначены для исследования замкнутых систем:
Одноконтурная стабилизации тока электродвигателя постоянного тока;
Одноконтурная стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока с регулятором скорости;
Двухконтурная стабилизации скорости электродвигателя постоянного тока с регуляторами скорости и тока.
При этом аналоговые регуляторы имеют регулируемые пропорциональные и пропорционально-интегральные обратные связи по скорости и по току.
Резисторы в цепь якоря (три ступени);
Резистор динамического торможения электродвигателя постоянного тока;
Силовые пускатели релейной подсистемы
Сбросовые резисторы энергии при перенапряжении на интеллектуальных модулях.
На лицевой панели изображены электрические схемы объектов исследования. Все схемы, изображенные на панели, разбиты на группы в соответствии с тематикой проводимых работ. На панели установлены коммутационные гнёзда, индикаторы цифровых приборов, коммутационная аппаратура, а также органы управления, позволяющие изменять параметры элементов при проведении лабораторной работы. Так же на лицевую панель выведены контрольные точки входных, промежуточных и выходных сигналов.
Исследуемые объекты расположенные на лицевой панели:
«Альфа-контроллер»;
пара сельсинов;
потенциометрические датчики;
двигатель постоянного тока для следящих систем на сельсинах и потенциометрах;
исполнительный двигатель постоянного тока с диском;
управляющие сигналы с микроконтроллера на драйверы интеллектуального модуля всех ключей реверсивного широтно-импульсного преобразователя;
напряжение и ток на выходе реверсивного широтно-импульсного преобразователя;
сигналы в замкнутой системе подчиненного регулирования.
Для проведения работы необходимо собрать схему объекта исследования с помощью унифицированных перемычек, позволяющих собирать схемы без потери их наглядности.
Проведение лабораторных работ по исследованию ДПТ возможно как в ручном режиме, так и в режиме диалога с персональным компьютером.
К лабораторному стенду прилагается программное обеспечение и комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.
Программное обеспечение позволяет:
повторять основные теоретические положения, исследуемые в лабораторной работе;
проверять знания учащихся перед выполнением лабораторной работы (теоретические вопросы, правильность сборки схемы, знание аппаратной части, пошаговый контроль понимания выбора схемы проведения эксперимента и средств измерений для реализации конкретных учебных целей);
Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:
Изучение схем сумматоров и интеграторов на основе операционных усилителей.
Исследование сельсинов, работающих в индикаторном и трансформаторном режимах.
Исследование потенциометрических измерительных преобразователей.
Исследование индуктивных и индукционных измерительных преобразователей.
Исследование следящей системы на потенциометрах.
Исследование следящей системы на сельсинах.
Электрические цепи в релейной схеме.
Определение сигналов в типовых функциональных узлах техники автоматики.
Аналоговое измерение температуры и угла.
Управление на основе температурной зависимости.
Оптопара и ее применение в системах автоматизации.
Переключающий усилитель.
Сравнение свойств сигнала транзистора и тиристора.
Исследование реверсивного широтно-импульсного преобразователя на IGBT-транзисторах.
Исследование схем автоматизированного пуска двигателя постоянного тока.
Исследование схем автоматизированного торможения двигателя постоянного тока.
Исследование одноконтурной системы автоматического управления (САУ) стабилизации скорости ДПТ с регулятором скорости.
Исследование двухконтурной САУ стабилизации скорости ДПТ с регулятором скорости и тока.
Исследование одноконтурной САУ стабилизации положения ДПТ с регулятором положения.
Исследование двухконтурной САУ стабилизации положения ДПТ с регуляторами положения и скорости.
Исследование трехконтурной САУ стабилизации положения ДПТ с регуляторами положения, скорости и тока.
Исследование скоростных и механических характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) в разомкнутой системе.
Исследование скоростных и механических характеристик ДПТ НВ в замкнутой САР.
Исследование импульсного датчика положения.
Составление программ для программируемого логического контроллера (ПЛК) Mitsubishi Electric ALPHA-2 с помощью среды программирования AL-PCS/WIN-EU на компьютере. Запись программ в память ПЛК.
Исследование схем автоматизации с применением ПЛК Mitsubishi Electric ALPHA-2.
Исследование систем автоматизированного регулирования (САР) с ПИД-регулятором на основе ПЛК Mitsubishi Electric ALPHA-2.
Реализация регуляторов САР на операционных усилителях.
Реализация регуляторов САР на основе программируемого логического контроллера.
Технические характеристики
Технические характеристики стенда:
Питание
3 ~ 220/127 В, 50Гц
Потребляемая мощность, кВт не более
0.5
Габаритные размеры стенда:
Ширина, мм
1310
Высота, мм
1460
Глубина, мм
600
Габаритные размеры машинного агрегата:
Длина, мм
400
Ширина, мм
150
Высота, мм
180
Вес оборудования, кг., не более
85
Технические характеристики системы измерений:
Количество отображаемых параметров на стенде
10 шт.
вольтметров
3 шт.
амперметров
3 шт.
измерителей скорости
1 шт.
скважность преобразователей
2 шт.
многофункциональное меню управления релейно-контакторной группой
