АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОТОКОЛАХ 9
1.1 Протокол связи ModBUS 9
1.2 Протокол связи ProfiNET 11
1.3 Протокол связи EtherCAT 13
2 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ СТЕНДА 15
2.1 Состав лабораторного стенда и общий обзор оборудования 15
2.2 Выбор аппаратной части 15
2.2.1 Требования к оборудованию 15
2.2.2 Сравнительный анализ одноплатных микрокомпьютеров 16
2.2.3 Выбор одноплатного микрокомпьютера 23
2.2.4 Выбор ПЛК с сетевым интерфейсом ProfiNET 24
2.2.5 Выбор ПЧ с сетевым интерфейсом ModBUSRTU. 27
2.2.6 Выбор ПЧ c сетевым интерфейсом EtherCAT. 28
2.2.7 Выбор электродвигателя 29
3 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ СТЕНДА 30
3.1 Выбор источника питание для микрокомпьютера 30
3.2 Выбор автоматического выключателя и кнопки для включения
модулей 31
3.3 Выбор элементов имитации переключений 32
3.4 Выбор разъёмов 33
3.5 Разработка лицевых панелей 34
4 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ 36
5 ПОДГОТОВКА СТЕНДА И ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ 37
5.1 Установка программного обеспечения 37
6 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 39
6.1 Лабораторная работа №1 39
6.2 Лабораторная работа №2 54
6.3 Лабораторная работа №3 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
ПРИЛОЖЕНИЯ А 65
ПРИЛОЖЕНИЯ Б 66
В современном мире трудно найти производство в какой-либо области техники, которое не приводилась в действие автоматизированным электроприводом. В электроприводе главным элементом, преобразующим электрическую энергию в механическую, является электрический двигатель, который чаще всего управляется с помощью соответствующих преобразовательных и управляющих устройств. Говорится не только о передаче машине вращательного или поступательного движения, но и об обеспечении с помощью автоматизированного электропривода нужного режима работы машин, при котором достигается наивысшая производительность при высокой точности.
Лабораторные работы играют огромную роль в процессе обучения по многим общеинженерным, фундаментальным, и специальным дисциплинам, которые изучаются в средних и высших учебных заведениях. Лабораторные работы и практикумы - один из практических методов обучения и одна из форм учебных занятий, в которой учебные цели достигаются при постановке и проведении учениками опытов, экспериментов, исследований с использованием специальных приборов, оборудования, технических приспособлений и других измерительных инструментов. Во время проведения лабораторных занятий, студенты изучают устройство и принцип действия различной измерительной аппаратуры, методику измерений, наблюдают, воспринимают, исследуют явления природы, технические и другие процессы.
Рассматриваемый учебный стенд предназначен для изучения промышленных сетевых интерфейсов на базе одноплатного микрокомпьютера.
Актуальность данной работы заключается в том, что используется наиболее энергоэффективный, производительный, легкий, недорогой, компактный одноплатный микроконтроллер Raspberyy Pi 3, способный зачастую решать практически все те же задачи, что и промышленные модели программируемых логических контроллеров.
Целью данного выпускного квалификационного проекта был разработка лабораторного стенда по изучению промышленных сетевых интерфейсов на базе одноплатного микрокомпьютера.
В ходе выполнения проекта было выбрано оборудование для использования в стенде: программируемый логический контроллер Siemens Simatic S7-1200, преобразователь частоты Omron MX2 и дополнительная сетевая плата для преобразователя частоты Omron MX2 модель платы 3G3AX-MX2-ECT, а также качестве промышленного объекта был выбран двигатель - АИС56В4 мощностью 0,09 кВт. Следующим этапом разработки лабораторного стенда была разработка конструкции стенда, а именно выбор элементов управления модулем непосредственно элементов управления кнопок, переключателей.
Кроме того, был произведен выбор элементов, располагающихся на монтажной панели внутри модулей: источников вторичного электропитания, преобразователей интерфейсов.
