Учебный комплекс позволяет исследовать динамические свойства цикловых и следящих электропневматических приводов, работающих в условиях внешнего статического, динамического или инерционного нагружения.Пневматический цилиндр с датчиком положения и датчиками давленияИзменяемая внешняя нагрузкаИзменяемая инерционная нагрузка (масса каретки)Безопасное автоматическое изменение массы груза с помощью вакуумного погрузчикаРазные структуры системы управленияКонтроллер NI cRIO с ОС реального времени и ПЛИСМетодическое сопровождениеСтенд предназначен для кафедр технических ВУЗов для выполнения выпускных квалификационных работ инженеров и работ на соискание степеней бакалавра и магистра по профильным направлениям.
~
Управляющие модули позволяют исследовать динамические свойства как цикловых приводов с дискретны-ми распределителями, так и следя-щих, работающих в режиме позици-онирования или контурного управле-ния. Аппаратное изменение структу-ры привода занимает не более пяти минут.
ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ | |
Варианты поставки | согласовываются с клиентом |
Материалы |
|
Электрическое подключение | безопасный кабель питания 220 V AC EURO |
Пневматическое | трубка 8/6, далее блок подготовки воздуха серии МС |
Рабочее давление | номинальное давление: 6 бар (рабочее давление: 2…10 бар) |
Габариты | 1520 х 622 х 1021 мм (длина х глубина х высота). |
Крепление | Вариант поставки со столом и без. |
СОСТАВ СТЕНДА
Стенд DID-DYNAMIC имеет базовую комплектацию и модули расширения.
Базовая комплектация стенда включает каркас из анодированного алюминиевого профиля, в котором
расположен пневматический цилиндр с датчиком положения и датчиками давления, шкаф управления,
механический объект управления с возможностью изменения его массы и вакуумный погрузчик.
Шкаф управления содержит контроллер реального времени National Instruments Compact RIO, пневмати-ческую разводку и универсальную быстросъемную плиту, на которой в рамках базовой поставки смон-тирован распределитель дискретного действия структуры 5/3 с закрытым центром, контакты катушек
которого выведены на универсальный электрический разъем.
ШКАФ УПРАВЛЕНИЯ  | ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ЦИЛИНДР С ДАТЧИКОМ ПОЛОЖЕНИЯ И ДАТЧИКАМИ ДАВЛЕНИЙ
|
|
|
Модули расширения позволяют установить в качестве блока управления пневматическим цилиндром
следующие устройства:
- два пропорциональных электропневматических регулятора давления серии ER;
- два пропорциональных распределителя серии LR с вращающимся золотником;
- два пропорциональных распределителя серии LR, образующие структуру ведущий-ведомый.
Ведущий распределитель содержит контроллер движения, поэтому при использовании данного
модуля расширения контроллер NI Compact RIO выдаёт только сигнал о желаемом положении приво-да на распределитель и не участвует в контуре управления. Сигнал обратной связи с датчика положе-ния интегрируется в распределитель.
В качестве объекта управления в базовой комплектации используется набор грузов переменной массы,
закрепляемых на подвижной каретке рельсовых направляющих.
БАЗОВАЯ КОМПЛЕКТАЦИЯ:
| ВАКУУМНЫЙ ПОГРУЗЧИК
|
|
|
МОДУЛЬ РАСШИРЕНИЯ:
| МОДУЛЬ РАСШИРЕНИЯ: |
|
– два независимых регулятора расхода DID-DYN-LRW |
РАБОТА СО СТЕНДОМ
При поставке стенд монтируется на жесткое основание, к нему подводится сжатый воздух и электриче-ское питание через стандартный безопасный электрический кабель с розеткой EURO. связь с компьюте-ром осуществляется через кабель Ethernet, идущий в комплекте.
Контроллер NI cRIO поставляется вместе со средой графического программирования LabVIEW. При запуске LabVIEW появляется возможность посмотреть состояние всех входов и выходов.
КОНТРОЛЛЕР NI CRIO 9075
|
МОДУЛЬ РАСШИРЕНИЯ КОНТРОЛЛЕРА
|
|
|
СРЕДА ПРОГРАММИРОВАНИЯ LABVIEW  | |
На контроллер приходят сигналы с датчика положения, четырех датчиков давления в полостях цилиндра
и реле вакуума захватного устройства. К контроллеру подключены катушки распределителя 5/3 (каналы
управления пропорциональными регуляторами при установке модулей расширения), клапаны управле-ния вакуумным захватом.
С помощью среды LabVIEW на графическом языке программирования или скриптовом «СИ» формиру-ются программы управления стендом DID-DYNAMIC: от циклового перемещения поршня цилиндра между крышками до реализации следящих приводов с возможностью автоматического изменения массы объекта управления в процессе работы.
Подключение модуля расширения происходит в течение 5 минут:
- отключить электрическое и пневматическое питание;
- открыть крышку шкафа;
- отсоединить электрический кабель от универсального разъема, открутить гайки типа барашек (демонтаж осуществляется без применения инструмента);
- снять установленную плиту;
- закрепить новую плиту с помощью гаек, подключить электрический кабель к универсальному разъему;
- закрыть дверцу шкафа и включить электрическое и пневматическое питание.
С целью соблюдения техники безопасности при работе со стендом подвижные части отделены прозрач-ными пластинами из поликарбоната, доступ к подвижным частям при необходимости можно осущест-вить через съемное окно с помощью специального инструмента.
Применение программного пакета LabVIEW на персональном компьютере позволяет не только обеспе-чить управление объектом в режиме жесткого реального времени, но и выводить результаты экспери-ментальных исследований на экран в виде графиков или файлов-отчётов для дальнейшего их анализа.
Поставка стенда осуществляется комплексно с персональным компьютером и предустановленным про-граммным обеспечением: операционной системой Windows и программным пакетом LabVIEW.
Параметры пневматического цилиндра (ход и диаметр) и диапазон изменения массы объекта управления
подобраны таким образом, чтобы раскрыть особенности динамических свойств пневматических приво-дов при управлении массивными объектами. Диапазон изменения инерционной нагрузки: 5 ... 55 кг, шаг 5 кг.
ОПИСАНИЕ КОНТРОЛЛЕРА СТЕНДА
NI CompactRIO – встраиваемая контрольно-измерительная система, основой которой является техноло-гия реконфигурируемого ввода/вывода NI RIO. Платформа CompactRIO состоит из шасси со встроенной
ПЛИС, контроллера реального времени и модулей ввода/вывода.
Особенности платформы:
- высоконадежная встраиваемая платформа автономного или сетевого функционирования;
- процессор реального времени и реконфигурируемая ПЛИС;
- подключение до 4 модулей ввода/вывода;
- параллельная регистрация данных и обработка в реальном времени на ПЛИС;
- надежный форм-фактор;
- поддержка Ethernet, WiFi, USB, RS-232, RS-485, GPS, GPRS, GSM, ARINC, и других;
- программирование в среде LabVIEW (не требуется знание Verilog, VHDL, SystemC).
Приложения:
- автоматизация научного эксперимента;
- обучение и проведение лабораторных практикумов по различным техническим дисциплинам, включая робототехнику и мехатронику, автоматику и АСУТП, диагностику машин и механизмов, измерительные технологии, вычислительную технику, энергетику.
Модули в составе стенда DID-DYNAMIC:
- АЦП 8 каналов, 16 бит, время преобразования не более 4 мкс;
- ЦАП 8 каналов, 16 бит, время преобразования не более 10 мкс;
- модули цифровых входов-выходов 5…30 V DC, время срабатывания не более 1 мкс.
Через интерфейс Ethernet осуществляется соединение с ПК и передача данных в LabVIEW.
Программный пакет LabVIEW позволяет решать следующие задачи:
- программирование контроллера с ПК;
- создание программ управления с возможностью изменения параметров управления в реальном времени;
- простая визуализация аналоговых входных сигналов в виде графиков и цифровых индикаторов.
Период квантования задаёт программист. Фактическим ограничением времени тактирования является
быстродействие подключаемых модулей, а также величина и сложность кода управления.
КОДИРОВКИ ДЛЯ ЗАКАЗА УЧЕБНОГО КОМПЛЕКСА DID-DYNAMIC
Учебный комплекс для исследования динамических характеристик электропневматических приводов | DID-DYNAMIC |
Модуль расширения – два регулятора давления серии ER | DID-DYN-ER |
Модуль расширения – два регулятора расхода серии LR | DID-DYN-LRW |
Модуль расширения – два регулятора давления серии LR | DID-DYN-LRP |
Модуль расширения – два регулятора серии LR со структурой «ведущий, ведомый» | DID-DYN-LRX |
Малошумный компрессор Bambi с повышенной производительностью | DID-AIR-BB-FAST |
Монтажный стол для учебного комплекса | DID-DYN-TABLE |
Компьютер с предустановленной средой программирования | DID-DYN-PC |
Сборник лабораторных работ | DID-DYN-EX |
Книга LabVIEW и CompactRIO – основы разработки приложений | DID-DYN-BOOK |
КРАТКИЙ СПИСОК ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Лабораторная работа № 1
Цель работы: изучение контроллера NI cRIO, подключение датчиков и исполнительных механизмов.
Основы работы с контроллером реального времени и ПЛИС. Подключение периферии, обработка данных.
Лабораторная работа № 2
Цель работы: изучение динамических свойств распределителей с постоянным и переменным объемом
полостей на примере пневматического цилиндра.
Лабораторная работа № 3
Цель работы: изучение динамики движения пневматического цилиндра при дросселировании на вы-хлопе и торможении в конце хода. Изучение механических характеристик пневматических приводов.
Лабораторная работа № 4
Цель работы: изучение динамических свойств пневматического привода при управлении инерционны-ми нагрузками.
Лабораторная работа № 5
Цель работы: основы построения систем с обратной связью на примере следящего электропневматиче-ского привода на базе дискретных распределителей:
– отработка ступенчатых, линейных и гармонических сигналов управления (понятие статической и динамической ошибки);
– влияние инерционных нагрузок на качество процесса регулирования.
Лабораторная работа № 6
Цель работы: изучение основ построения вакуумных систем с энергосбережением сжатого воздуха.
Управление системой энергосбережения (обработка сигнала с датчика вакуума, настройка зон срабаты-вания, гистерезиса).
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МОДУЛЕЙ РАСШИРЕНИЯ
Лабораторная работа № 7
Цель работы: исследование свойств пропорциональных регуляторов давления серии ER при работе с
полостями постоянного и переменного объема.
Лабораторная работа № 8
Цель работы: изучение основ построения следящих электропневматических приводов на базе пропор-циональных элементов. Изучение ПИД-регулятора. Электропневм
