Bakalářská práce
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Petr Pořízka
TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií
Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247 Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Obsah prezentace • Zadání • Teoretická část – Rešerše • Praktická část – Výběr ovládání s požadavky na převodník
– Návrh vhodného ovládání – Realizace – Otestování funkce převodníku
• Závěr
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Zadání • Proveďte rešerši možných způsobů ovládání frekvenčního měniče počítačem.
• Vyberte a navrhněte vhodný způsob ovládání s přihlédnutím k možnostem v Laboratoři Technické Diagnostiky. • Navržené řešení realizujte ve formě prototypu. • Proveďte základní otestování funkce výsledné sestavy
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
TEORETICKÁ ČÁST
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
REŠERŠE Způsoby ovládání frekvenčního měniče Ruční ovládání pomoci ovládacího panelu Ovládání pomocí analogových či digitálních vstupů a výstupů Ovládání po standardní průmyslové sběrnici Pomocí nadřazeného řídícího systému Ovládání po standardní průmyslové sběrnici = Ovládání z počítače RM ISO/OSI + protokoly (USS, CANopen, ….)
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Sériová komunikace Sériová rozhraní RS232 RS485 USB
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
PRAKTICKÁ ČÁST
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Výběr ovládání s požadavky na převodník U výběru ovládání byl brán ohled na vybavení učebny. V Učebně byl k dispozici frekvenční měnič Siemens MICROMASTER 440. Napájení
3x400V±10%
Výkon
3kW
Výstupu měniče
linka RS485
Komun. protokol
USS
Následující tabulka zobrazuje mnou zvolený výběr ovládání frekvenčního měniče počítačem s požadavky na převodník. Pro takto zvolený způsob komunikace musím navrhnout převodním RS232 na RS485.
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Tabulka výběru vhodného ovládání s požadavky na převodník Frekvenční měnič
Siemens MICROMASTER 440
Rozhraní měniče
Kompatibilní RS485
Protokol
USS
Rozhraní PC
Kompatibilní RS232
Rychlost přenášených dat
38 400 baudů
Galvanické oddělení
2kV
Ovládání přepínání směru signálu
DSR/DTR nebo RTS/CTS
Zapojení RS232
S hardwarovým řízením toku
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Návrh vhodného ovládání Z hlediska návrhu mě zajímá pouze první a druhá vrstva RM ISO/OSI. Jedná se o napětí, frekvenci a obdélníkový průběh. Nestarám se o to, co jednotlivé průběhy znamenají.
Převodník RS232 na RS485:
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Stabilizovaný zdroj: Jelikož je převodník elektrické zařízení, potřebuje ke svému chodu zdroj napětí. Z důvodu požadavku na galvanické oddělení vstupní části od výstupní je nutné napájet tyto části samostatně. Proto musím navrhnout a realizovat dva samostatné stabilizované napájecí zdroje.
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Realizace Převodník RS232 na RS485:
Popsaný převodník slouží k vzájemnému propojení sběrnice RS232 na průmyslovou sběrnici RS485. Při realizaci jsem volil součástky tak, aby vyhovovaly požadavkům.
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Napájecí zdroj:
• •
Výstupy zdrojů jsou velmi stabilní i při velkém odebíraném proudu Odebíraný proud nepřesáhl ani u jednoho zdroje 40mA.
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Signalizace : • MKO má jeden stabilní stav, po příchodu sestupné hrany se obvod překlopí do nestabilního stavu, tento stav je určen vztahem T=1,1*R*C poté se vrací do svého stabilního stavu. • Nestabilní signál byl prodloužen na 12,5Hz, f = 1/T • identifikaci směru komunikace
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Otestování funkce převodníku Galvanické oddělení:
1) test spojení (Multimetrem) 2) testování stejnosměrným i střídavým napětím
Komunikace:
Průběh RS232
Průběh RS485
• Oba testy dopadly na výbornou • Obdobné průběhy byli při frekvenci 40kHz což odpovídá rychlosti 80 kbd
Ovládání frekvenčního měniče počítačem Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Závěr • Hlavním cílem práce bylo navrhnout a realizovat převodník RS232 na RS485, při určitých požadavcích. Dále jsem musel vytvořit dva samostatné zdroje napětí. Samotná práce byla rozšířena o obvod signalizace, který má za úkol signalizovat vysílání-přijímání. • Otestování výsledné sestavy dopadlo výborně. • Práce přispěla k rozšíření možností laboratoře, které se uplatní při výzkumu a výuce • Tato práce napomohla i mému kolegovy, který díky tomu mohl vytvářet komunikační software • Požadavky v zadání bakalářské práce byly splněny.
Název prezentace Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření
Děkuji za pozornost
