Компоненты автоматизации ОВЕН в учебном процессе ставропольского университета

Компоненты автоматизации ОВЕН в учебном процессе ставропольского университета

Компоненты автоматизации ОВЕН в учебном процессе ставропольского университета


КОМПОНЕНТЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ОВЕН В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ СТАВРОПОЛЬСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
Ставропольский государственный аграрный университет (СтГАУ) является ведущим вузом России по подготовке специалистов для аграрно-промышленного комплекса. На кафедре автома-тики, электроники и метрологии в 2007 г. началась модернизация парка лабораторных установок. Выбирая средства промышленной автоматики, специалисты кафедры обратили внимание на компоненты автоматизации ОВЕН. Компания ОВЕН имеет широкую региональную дилерскую сеть, в том числе и в Ставропольском крае, поэтому вести диалог с её представителями было и легко, и удобно. Кроме этого, выбор был подкреплен действующей программой поддержки вузов, по которой приборы для учебных лабораторий предоставляются бес-платно. Кафедра автоматики, электроники и метрологии Ставропольского государственного аграрного уни-верситета в 2007 г. провела модернизацию своей лабораторной базы, в том числе и учебной лабо-ратории автоматики, через которую в год проходит более 400 студентов дневной и заочной форм обучения. Занятия проходят по специальностям: электрификация и автоматизация сельского хозяй-ства, механизация сельского хозяйства, технологии бродильных производств и виноделие. На лабо-раторных занятиях с использованием приборной базы ОВЕН студенты СтГАУ получают навыки экс-периментальной работы, умение обращаться с приборами, самостоятельно делать выводы из полу-ченных опытных данных и тем самым более глубоко и полно усваивать теоретический материал.
Новый стенд не привязан к какому-то конкретному технологическому процессу, он предназначен для студентов, изучающих автоматику как общеинженерную дисциплину. Для лабораторного стенда была выбрана следующая комплектация:
• Модуль ввода аналоговый – ОВЕН МВА8;
• Модуль вывода управляющий - ОВЕН МВУ8;
Программируемый логический контроллер – ОВЕН ПЛК100;
• Универсальный ПИД-регулятор – ОВЕН ТРМ151-03;
• Автоматический преобразователь интерфейсов USB/RS-485 – ОВЕН АС4;
• Эмулятор печи – ОВЕН ЭП10;
Блок питания – ОВЕН БП15;
• Датчики температуры (ТСМ, ТХК);
• Программное обеспечение – SCADA–система OWEN PROCESS MANAGER (OPM) v.2 и Master SCADA.

Лабораторный стенд
Каждый стенд - это компьютеризированная система, подключенная к локальной сети с выходом на общий принтер и широкоформатную плазменную панель. Сейчас на кафедре подготовлено шесть стендов. На них установлены блоки аналоговых и дискретных датчиков, содержащих набор как стан-дартных преобразователей (ТСМ, ТХК), так и их имитаторов: магазин сопротивлений Р4831, потен-циометр ПП-63, источники постоянного тока 0...5 мА, 0...20 мА. В качестве дискретных датчиков ис-пользуются 8 двухпозиционных переключателей, позволяющих создавать различные комбинации в режиме событийно-управляемой логики при изучении работы контроллера ПЛК100.
Блок исполнительных механизмов (ИМ) представлен набором светодиодов, которые с помощью многополюсного переключателя соединяются с выходами контроллера ПЛК100 либо модуля вывода МВУ8. В цепях подключения преобразователя ТСМ с модулем ввода МВА8 установлены резисторы, имитирующие сопротивление линии связи датчика с вторичным прибором. Такой набор аналоговых датчиков и их имитаторов позволяет выполнять полный объем исследований по юстировке и конфи-гурированию модуля МВА8. Физическими моделями теплового объекта являются эмулятор печи ЭП10 и объект с электродви-гательным (ЭД) ИМ. Классическим решением управления тепловым объектом считается ПИД-регулятор, вырабатывающий управляющее воздействие в виде ШИМ сигнала. В учебном процессе реализован более сложный режим работы регулятора ТРМ151-03, а именно – управление «задвиж-кой» с помощью электродвигательного ИМ, снабженного датчиком положения выходного вала. Роль «задвижки» исполняет лабораторный автотрансформатор механически сочлененный с выходным ва-лом ЭД ИМ, выходное напряжение которого питает нагревательный элемент - лампу накаливания. Моделирование регулирования с помощью задвижек выполнено в связи с трудностью создания управляемых потоков газа или жидкости в условиях учебной лаборатории.

Обучающие программы
Каждый из приборов, входящих в состав лабораторного стенда, сам по себе является объектом исследований. Методические пособия для студентов включают в себя краткое описание прибора в объеме каталога продукции ОВЕН, а в приложении приводится полное содержание паспорта и руко-водство по эксплуатации. По мнению преподавателей вуза, будущий специалист должен в полной мере уметь работать именно с этими документами. На лабораторных занятиях студенты разбирают примеры применения модулей МВА8, МВУ8, кон-троллера ПЛК100 и терморегулятора ТРМ151-03 в системах контроля и управления, а также проводят исследования статических и динамических характеристик теплового объекта (ЭП10 и объекта с ЭД ИМ). Знакомство с модулем ввода МВА8 включает в себя не только подключение модуля к ПК и кон-фигурирование для работы с двумя входами с подключенными датчиками ТСМ-50М и ТХК, но и ис-пользование всех входов модуля, используя магазин Р4831, потенциометр ПП63, регулируемые ис-точники постоянного тока и «сухие» контакты. При этом студенты анализируют экспериментальные результаты: проводят коррекцию сдвига и наклона измерительной характеристики датчиков, цифро-вую фильтрацию, масштабирование шкалы измерений, строят графики изменения измеренных вели-чин.