Prezentatsia_S_kotom

1. Индивидуальный проект: Исследование промышленных контроллеров с выбором средств коммуникаций в мехатронных системах

Областное государственное автономное
профессиональное образовательное учреждение
«Белгородский политехнический колледж
Индивидуальный проект:
Исследование промышленных
контроллеров с выбором средств
коммуникаций в мехатронных
системах
Выполнил: Вдовенко Егор,
Студент группы 8 МТР
Руководитель: Кононова А. В.
2026
Белгород

2.

Введение
Акт уальност ь
Современная промышленность
активно использует сложные
мехатронные системы. Их основу
составляют промышленные
логические контроллеры (ПЛК) и
средства коммуникации. На рынке
представлено множество
производителей ПЛК и протоколов
связи. Несмотря на растущий рынок
ПЛК, более 40% инженеров
испытывают трудности с выбором
оптимальной связки "контроллерпротокол".
1

3.

Введение
Проблемная
сит уация
Многообразие технических решений
для мехатронных систем затрудняет
их выбор. Отсутствие единой
методики приводит к субъективным
решениям, вызывая переплату,
снижение производительности,
проблемы с масштабированием и
задержки. Правильный выбор
контроллера и сетевого интерфейса
критичен для успеха автоматизации,
но инженеры часто не имеют
четкого алгоритма.
2

4.

Введение
Задачи проект а
1 Задача
Провести
анализ
современных
типов ПЛК и
пром
протоколов
связи.
3
2 Задача
3 задача
4 задача
Определить
ключевые
критерии
сравнения
Создать
имитационную
модель
мехатронной
системы для
тестирования
Разработать
практические
рекомендаци
и

5.

Теоретическое обоснование
Мехатроника — стык механики, электроники и
управления. Любая мехатронная система
включает механику, электронные блоки и
датчики. Ключевую роль играют
промышленные логические контроллеры (ПЛК)
— системы реального времени для
производства. Контроллеры собирают данные с
датчиков, реализуют алгоритмы управления
движением и диагностируют оборудование.
Они классифицируются по конструкции
(моноблочные, модульные), мощности и
назначению (логические, позиционные, для
ЧПУ). Главное требование — работа в режиме
жесткого реального времени.
1

6.

Теоретическое обоснование
Эффективность зависит от быстрой
передачи данных между
компонентами. Сети делятся на
нижний полевой уровень (связь с
датчиками),средний контроллерный
(ПЛК и панели) и верхний
информационный (серверы).
Наиболее перспективен Industrial
Ethernet. Ключевые протоколы:
простой Modbus; PROFINET от Siemens;
высокоскоростной EtherCAT;
помехоустойчивый CANopen для
управления движением.
2

7.

Теоретическое обоснование
При выборе коммуникаций учитывают ряд
критериев. Технические: скорость, детерминизм
и помехоустойчивость. Эксплуатационные:
совместимость и простота настройки.
Экономические: стоимость модулей, лицензий и
обучения. Отраслевые: стандарты и поддержка
вендоров. В рамках Индустрии 4.0 растет роль
вертикальной интеграции и протоколов вроде
OPC UA. Выбор связки «контроллер-протокол»
— многокритериальная задача, а выявленные
параметры лягут в основу разрабатываемой
методики.
3

8.

Практическое описание
В рамках проекта будет создано методическое
руководство (более 30 стр.) с классификацией
задач мехатроники, обзором 15 контроллеров
от 5 производителей и 3 протоколов связи.
Разработают программный модуль поддержки
принятия решений в MS Excel (VBA) для
автоматического расчёта рейтингов
конфигураций и генерации отчёта. Сходимость с
экспертными оценками составит 85-90%.
Подготовят учебно-методический комплект из 3
виртуальных лабораторных работ и 10
практических заданий.
1

9.

Практическое описание
2
Проект будет разделён на три основных
этапа общей продолжительностью восемь
месяцев. Подготовительный этап займёт
два месяца и включит сбор и анализ
данных. Этап разработки займёт четыре
месяца и охватит создание имитационной
модели, программного модуля и
методических материалов. Аналитический
этап продлится два месяца и включит
обработку результатов, апробацию и
защиту. Общий бюджет проекта составит
6000 рублей, из которых 1500 рублей будут
направлены на программное обеспечение,
500 на информационное обеспечение, 3000
на публикации и 1000 на организационные
расходы.

10.

Практическое описание
3
Технология создания продукта будет включать
шесть последовательных этапов. На первом
этапе будет проведён сбор и анализ
технической документации, сформирована база
данных. На втором этапе будет разработана
система критериев и рассчитаны весовые
коэффициенты методом анализа иерархий. На
третьем этапе будет создана имитационная
модель в MATLAB Simulink и проведены
эксперименты для пяти конфигураций. На
четвёртом этапе будет разработан
программный модуль в MS Excel. На пятом
этапе будут подготовлены методическое
руководство и учебные материалы. На шестом
этапе будет проведена апробация на реальных
проектах, собран обратная связь и внесены
корректировки.