Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Контроллеры доступа. Российский рынок. Обзор продуктов и решений». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Современный ПЛК имеет развитый комплекс программных средств, состоящих из системного программного обеспечения ПЛК, предоставляемого производителем контроллера и сторонних или собственных программных средств, предназначенных для разработки, отладки и записи в контроллер пользовательских программ.
Программное обеспечение ПЛК
Системное программное обеспечение ПЛК, состоящее из операционной системы с интегрированным в нее набором драйверов, отвечает за выполнение контроллером пользовательского приложения, обслуживает низкоуровневую систему ввода-вывода контроллера, интерфейсы передачи данных, управляет распределением памяти, режимами энергопотребления, таймерами, осуществляет обработку ошибок, позволяя пользователю, разрабатывающему приложение, полностью сосредоточиться на алгоритмической части решения прикладной задачи.
Средства разработки и отладки пользовательских программ позволяют создавать и корректировать программы, реализующие алгоритмы работы контроллера, моделировать на ПК процесс выполнения программы контроллером, наблюдать за промежуточными результатами вычислений, а также записывать программное обеспечение в контроллер.
Для того, чтобы контроллер понимал, в какую сторону вращать мотор, определить угол датчиков холла, необходимо произвести обучение. Обучение нужно провести только при первом включении системы, в дальнейшем вся нужная информация будет храниться в энергонезависимой памяти контроллера. В процессе обучения также контроллер понимает на какое напряжение установлена батарея – 36 или 48 В. Эту информацию он использует, чтобы отключить питание системы, когда она окажется разряжена. Функция защиты от переразряда присутствует и в BMS литиевой батареи, так что защита получается двойная и что-то из них сделает это первым.
При обучении необязательно, чтобы батарея была заряжена полностью. Ему достаточно любого значения из диапазона возможного напряжения. У батарей номиналом 36 В этот диапазон 30…42 В, у батарей 48 В – 39…54,6 В. Так как напряжение 48-ми вольтовой батареи при низком заряде залазит в область напряжений батареи 36-ти вольт, нужно её подзарядить перед обучением хотя-бы до 43 вольт.
Из чего состоит контроллер батареи?
Электросхема очень простая и не требует глубоких познаний в схемотехнике. Хотя производители дорогостоящих смартфонов и пытаются усовершенствовать её, но принцип конструкции остаётся одинаковым для всех.
На печатной плате контроллера батареи в большинстве случаев размещаются:
- • резистор в схеме питания,
- • накопительный конденсатор,
- • непосредственно сам контроллер защиты в виде микросхемы,
- • резистор в схеме защиты,
- • терморезистор,
- • MOSFET-транзисторы.
Как продлить срок службы?
Разобравшись в том, что же такое контроллер питания, можно дать несколько полезных, пусть и не новых, рекомендаций о том, как продлить работу вашего гаджета.
Самое главное — не использовать зарядные устройства других производителей. Несмотря на то что кругом говорят, что такая замена безопасна — лучше не рисковать лишний раз. Небольшая разница в напряжении, которая может быть вызывана чем угодно, вплоть до различных материалов изготовителей устройств, вполне способна вывести из строя и контроллер питания, и аккумулятор.
Что касается самого устройства, то, кроме зарядных устройств, лучше не пользоваться батареями от других гаджетов. Конечно, эра поддельных аккумуляторов практически прошла, но, возможно, остались совместимые устройства.
Ну и последний, вполне логичный совет — избегайте влаги. Если ваше устройство не защищено от воды, то лучше лишний раз его не мочить.
Работа шагового двигателя
Шаговый электродвигатель — это синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает угловые перемещения (шаги) ротора.
Шаговые двигатели, имеют достаточно высокую надежность и большой срок службы. При увеличении скорости двигателя, уменьшается вращающийся момент.
Шаговые двигатели дают больше вибрации наряду с другими типами двигателей, поскольку дискретный шаг имеет тенденцию хватать ротор от одного положения к другому. Из-за этого шаговый двигатель более шумный. Вибрация может быть сильная, что может привести двигатель к потери момента потому, что вал находится в магнитном поле и ведет себя как пружина. Шаговые двигатели работают без обратной связи, то есть не используют Энкодеры или резольверы для определения положения.
Существует четыре главных типа шаговых двигателей:
- Шаговые двигателя с постоянным магнитом
- Гибридный шаговые двигателя
- Двигатели с переменным магнитным сопротивлением
- Биполярные и униполярные шаговые двигатели
Шаговые электродвигатели состоят из статора с обмотками возбуждения и ротора из магнитомягкого или из магнитотвёрдого материала. Шаговые двигатели с магнитным ротором позволяют получать больший крутящий момент и обеспечивают фиксацию ротора при обесточенных обмотках. В зависимоти от конструкции ротора выделяют следующие разновидности шаговых двигателей: с постоянными магнитами (ротор из магнитотвёрдого материала), реактивный (ротор из магнитомягкого материала), гибридный. Гибридные двигатели сочетают в себе лучшие черты двигателей с переменным магнитным сопротивлением и двигателей с постоянными магнитами.
В машиностроении более распространены высокомоментные двухфазные гибридные шаговые электродвигатели с угловым перемещением 1,8°/шаг (200 шагов/оборот) или 0,9°/шаг (400 шаг/об). Точность выставления шага определяется качеством механической обработки ротора и статора электродвигателя. Шаговые электродвигатели применяются в приводах машин и механизмов, работающих в старт-стопном режиме или в приводах непрерывного движения, где управляющее воздействие задаётся последовательностью электрических импульсов. В отличие от сервоприводов, шаговые приводы позволяют получать точное позиционирование без использования обратной связи от датчиков углового положения. Шаговые двигатели с постоянными магнитами могут использоваться в качестве датчиков угла поворота благодаря возникновению ЭДС на обмотках при вращении ротора.
Какие драйвера для шаговых двигателей 3D принтера можно купить?
1. TMC2208, TMC2130, TMC2100. Выходной ток на обмотку с дополнительным охлаждением – до 2 А, пиковый выходной ток 2,5А. Напряжения питания силовой части: 4.75 — 36 В. Дробление шага: 1/2, 1/4, ⅛ и 1/16 с возможностью интерполяции до 1/256. Он используется для снижения уровня шума при работе с 8-битными микроконтроллерами. Может применяться в устройствах с маломощными режимами работы, а так же в оборудовании, где востребована высокая энергетическая эффективность моторов. TMC2208 построен на микросхеме от Trinamic и способен выдавать до 2.5 А на обмотку, чего достаточно для использования в 3D принтерах и ЧПУ. При этом решается проблема шумности работы шаговых двигателей за счёт эффективных алгоритмов формирования управляющих импульсов (StealthChop2™) и управления током.
Тихие драйверы, рекомендуем ставить именно их. Стоит дороже остальных около 15 $.
Возможности контроллера
Наличие устройства позволяет воспользоваться следующими возможностями:
- Присутствует считыватель магнитных ключей. Доступно одновременное их применение системой в количестве до 5460 в модели z5r 5000. К рассматриваемому контроллеру можно покупать аналогичные устройства для использования различных типов.
- Имеется считыватель proximity-карт. Он передаёт информацию в соответствии с требованиями протокола iButton.
- Наличие предустановленных режимов работы позволяет с минимальными затратами организовать перепрограммирование устройства или его использование.
- Обеспечивается работа электромагнитного, или замка с механическими узлами в соответствии с тем, какие ключи или карты были применены.
- Имеются зуммер и светодиод, которые показывают состояние системы доступа и реакцию на действия человека.
- Высокая стойкость к отрицательным температурам позволяет использовать контроллер даже при морозах до -40 градусов.
- В комплекте присутствует датчик, который сигнализирует о закрытии двери.
- Доступная цена изделия.
- Время открывания двери может быть запрограммировано. Его длительность находится в пределах от одной секунды до нескольких минут.
- Простая и интуитивно понятная система программирования.
- Имеется возможность подключения системы доступа к компьютеру. Для этого требуются адаптер AC-Z и программа «База Z».
Использование системы, построенной на контроллере z5r позволит удобно и надёжно организовать доступ в помещение или на определённую территорию только тех, кто имеет соответствующие ключи.
Теперь, когда вы выбрали или спроектировали раму БПЛА, выбрали моторы, несущие винты, ESC и батарею, можно приступить к выбору полётного контроллера. Полётный контроллер для мультироторного беспилотного летательного аппарата представляет собой интегральную схему, обычно состоящую из микропроцессора, датчиков и входных/выходных контактов. После распаковки контроллер полёта не знает какой конкретный тип или конфигурацию БПЛА вы используете, поэтому изначально необходимо будет установить определенные параметры в программном обеспечении, после чего заданная конфигурация загружается на борт. Вместо того, чтобы просто сравнивать доступные в настоящее время полётные контроллеры, подход, который мы здесь использовали, перечисляет, какие элементы ПК отвечают за какие функции, а также аспекты, на которые необходимо обратить внимание.
Программное обеспечение
ПИД-регулятор (назначение и настройка)
Proportional Integral Derivate (PID) или Пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор (ПИД) — часть программного обеспечения полётного контроллера, которое считывает данные с сенсоров и вычисляет, как быстро должны вращаться моторы, чтобы сохранить желаемую скорость перемещения БЛА.
Разработчики готовых к полёту БЛА как правило оптимально настраивают параметры ПИД-регулятора, поэтому большинство RTF беспилотников отлично пилотируются прямо из коробки. Чего не скажешь про кастомные сборки БЛА, где актуально использование универсального полётного контроллера подходящего для любой мультироторной сборки, с возможностью регулировки значений PID до тех пор, пока они не будут соответствовать требуемым характеристикам полёта конечного пользователя.
Устройства квалифицируются следующим образом:
- Число каналов для ввода/вывода данных;
- Расположение модулей для ввода/вывода;
- Назначение;
- Способ монтажа;
- Языки программирования.
По числу каналов для ввода/вывода ПЛК делят на классы:
- Нано ПЛК контроллер – часто имеет встроенные возможности, содержит до 16 каналов;
- Малый – от 16 до 100 каналов;
- Средние системы для работы с 100-300 входами и выходами – типичный представитель ПЛК 110 Овен;
- Большие модели с возможностью обработки 300-2000 входов/выходов;
- Сверхбольшие модели – от 2000 и более каналов.
По тому, как располагаются модули, контроллеры различают на:
- Моноблоки – модуль ввода/вывода не отделяется от контроллера и подлежит замене. Устройство выглядит в виде моноблока с модулем ввода/вывода. Зачастую, модели имеют малое число каналов и отличаются малой мощностью;
- Модульные состоят из общей корзины или шасси, где расположены процессор, а также сменные модули с входами в выходами. Модули подбираются исходя из решаемой задачи. Контроллеры оснащаются числом слотов — от 8 до 32. Также возможна модульная конструкция, где каждый модуль соединяется при помощи шины. .
- Распределенные контроллеры – модули изготовлены в отдельных корпусах и соединяются с центральным процессорным модулем по сети. Дальность может составлять до 1,2 км.
Также ПЛК различаются по назначению – это универсальные общепромышленные устройства, коммуникационные , контроллеры ПИД, системы для робототехники, для контроля перемещения и позиционирования.
По способу монтажа промышленные контроллеры можно разделить на:
- Панельные;
- Под DIN-рейку;
- Стоечные;
- Бескорпусные.
По языкам программирования выделяют модели, программируемые на языке ПЛК систем МЕК 61131-3 и на классический языках, таких как С, C#, Visual Basic, Scala.
Языки программирования ПЛК
Управляющие программы для контроллеров разрабатывают при языков, которые созданы не для программистов в современном понимании, а для инженеров по АСУ ТП.
Самым простым и популярным инструментом считается набор готовых модулей и конфигуратор, позволяющий собрать модули в управляющую цепь. Еще совсем недавно у каждого производителя ПЛК был свой язык. Но к середине 90-х ситуация изменилась. Языки стандартизировали.
Стандарт IEC 1131.3 определяет пять языков:
- Язык лестничных диаграмм LD – это традиционный язык на базе релейных блокировок, где алгоритмы изображаются в виде схем;
- FBD – представляет собой конфигуратор и типовые подпрограммы;
- SFC — язык последовательных схем. Инструмент, близкий к традиционному программированию и на нем реализуют алгоритмы с последовательным управлением;
- ST – язык структурированного типа. Это язык, напоминающий Pascal с поддержкой структурного программирования;
- IL – язык инструкций. Это низкоуровневый инструмент вроде Ассемблера, но он не ориентирован на микропроцессорную архитектуру. Он преимущественно применяется для создания быстрых программ.
- Непрерывный анализ логического состояния 32-х входов, формирование событий, сообщений о них и их передачу по внутренней локальной шине всем подключенным к ней устройствам.
- Выдачу дискретных сигналов управления по 32 выходам для коммутации электрических нагрузок инженерного оборудования.
- Запоминание логического состояния выходных каналов (нагрузок) при выключении питания.
- 128 виртуальных таймеров общего назначения (до 99 часов с точностью 1 сек.) и 128 флагов. Формирование событий по окончанию счета таймеров.
- Работа в качестве независимого устройства с управлением от внешнего контроллера по сети Ethernet.
- Работа в локальной сети TRIAnet по собственной программе, подготавливаемой инсталлятором и загружаемой в устройство как локально, так и дистанционно.
- Простая и открытая система команд управления по протоколу TCP/IP.
- Установка любого IP-адреса (мл. байт в диапазоне 10…250) и номера подсети (0, 1),
- Интерфейсная оболочка (Windows) для конфигурации каналов (входов и выходов) и для создания внутренней программы.
- Возможность управления всеми устройствами сети TRIAnet с мобильных устройств (iPhone, iPAD, Smartphone Android).
- Возможность беспрограммного автономного использования контроллера по нескольким стандартным сценариям.
- Возможность локального или дистанционного обновления внутренней прошивки контроллера, а также перепрограммирования его под нестандартные задачи пользователя*.
- Ведение электронного аппаратного журнала событий.
- Непрерывная самодиагностика аппаратных средств контроллера с индикацией факта неисправности.
- Самовосстановление после сбоев или пропадания питания с сохранением статусов всех выходных каналов и таймеров.
- Взаимный контроль работоспособности всех устройств системы с оповещением исправными контроллерами о неисправности других контроллеров.
Схема подключения и распиновка контроллера электросамоката
К контроллеру подсоединяется электромотор и остальные электрокомпоненты самоката. Для их подключения используются многожильные соединительные провода в термостойкой изоляции из силикона. Совместимость контроллера с электродвигателем и АКБ электросамоката определяется по максимальному току, напряжению батареи и другим рабочим параметрам.
Рассмотрим схему подключения контроллера электросамоката и функции контактов на примере устройства, разработанного для управления трехфазными электромоторами с рабочими параметрами 36 В и 350 Вт. В таблице приведен перечень электрических разъемов контроллера, их назначение и цвета изоляционного покрытия используемых в них проводов.
Подключение к ручкам тормоза и стоп-сигналу. К общему жгуту проводов подключено 2 разъема.
Разновидности контроллеров управления
По принципу взаимодействия с электромотором
Для использования с датчиками Холла
Совместимы с мотор-колесами, оснащенными датчиками Холла.
Для работы без датчиков
Совместимы с моторами без датчиков, определяют позицию роторов по противо-ЭДС.
Могут работать и с датчиками положения, и без них.
По виду выходного сигнала
Создающие сигналы прямоугольного вида (меандр)
Цена таких моделей – ниже. При их использовании обеспечивается увеличенная скорость, но из-за вибрации обмоток двигатель шумит сильнее.
Создающие чистые синусоидальные сигналы.
Дороже. Обеспечивают тихую работу мотора и небольшое снижение максимальной скорости – по сравнению с меандровым контроллером при том же напряжении АКБ.
Сознающие сигналы в виде «модифицированной синусоиды» или сглаженного меандра.
По принципу реагирования на сигналы ручки газа
Обеспечивающие управление скоростью, мощностью или крутящим моментом.
Информация по Госреестру
| Основные данные | |
|---|---|
| Номер по Госреестру | 76892-19 |
| Наименование | Аппаратура геодезическая спутниковая |
| Модель | EFT M1 Plus |
| Межповерочный интервал / Периодичность поверки | 1 год |
| Страна-производитель | РОССИЯ |
| Срок свидетельства (Или заводской номер) | 10.12.2024 |