Ім'я файлу: Диплом-зразок.doc
Розширення: doc
Розмір: 683кб.
Дата: 16.04.2020
скачати
Пов'язані файли:
Лекція Понтрягін.doc
Розширення: doc
Розмір: 683кб.
Дата: 16.04.2020
скачати
Пов'язані файли:
Лекція Понтрягін.doc
ЗМІСТ
Анотація........................................................................................................4
Реферат.........................................................................................................5
Вступ............................................................................................................6
1. Технічне завдання ...........................................................................................8
1.1.Підстава для розробки, призначення та галузь застосування..........8
1.2. Вимоги до технічних характеристик .................................................9
1.3. Умови експлуатації...............................................................................9
1.4. Вимоги до надійності............................................................................9
2. Аналіз технологічного процесу....................................................................10
2.1. Загальна характеристика виробництва...............................................10
2.2. Технічна характеристика продукції....................................................11
2.3. Сировина енергетичні ресурси і затратні матеріали.........................14
2.4. Характеристика виробів.......................................................................16
2.5. Опис технологічного процесу.............................................................17
2.6. Недоліки технології виробництва.......................................................30
3. Розробка структурної схеми керування технологічним процесом...........31
3.1. Розробка структурної схеми................................................................31
3.2. Розробка алгоритму функціонування системи..................................33
3.3. Розробка алгоритму роботи контролера............................................34
3.4. Вимоги до основних складових частин системи...............................36
4. Розробка принципових рішень по реалізації системи.................................38
4.1. Вибір датчика виміру ваги ................................................................38
4.2. Вибір операційного підсилювача.......................................................41
4.3. Вибір АЦП............................................................................................43
4.4. Вибір мікроконтролера........................................................................45
4.5. Розробка принципової схеми...............................................................50
4.6. Вибір інтерфейсу зв’язку між ПК та мікроконтролером..................55
4.7. Розробка програмного забезпечення мікроконтролера.......................58
4.8. Розрахунок споживаної потужності......................................................66
5. Розробка конструкції електричного пульта.....................................................67
5.1 Конструкція електричного пульта.........................................................67
6. Розрахунок показників надійності системи.....................................................70
6.1.Дані для розрахунку.................................................................................70 6.2. Порядок розрахунку............................................................................... 70
7. Економічне обґрунтування проекту.................................................................73
7.1. Розрахунок витрат на проектування автоматизованої системи
дозування сировини.....................................................................................73
7.2. Розрахунок величини експлуатаційних витрат після
автоматизації процесу дозування сировини...............................................80 7.3. Розрахунок величини експлуатаційних витрат до автоматизації процесу дозування сировини........................................................................82
7.4. Розрахунок економічного ефекту від автоматизації технологічного процесу дозування сировини........................................................................84
7.5. Розрахунок терміну окупності.............................................................84
8. Охорона праці на підприємстві........................................................................87
8.1.Законодавче регулювання охорони праці.............................................87
8.2. Вимоги до персоналу.............................................................................88
8.3. Вимоги охорони праці при монтажі і ремонті....................................89
8.4. Вимоги охорони праці при експлуатації технологічного
устаткування..................................................................................................91
Висновки.......................................................................................................101
Список використаної літератури................................................................102
Додатки.
АНОТАЦІЯ
В роботі виконано розробку мікропроцесорної системи керування технологічним процесом дозування та змішування сировини для виробництва теплоізоляційного матеріалу. Об’єктом автоматизації є дозатори.
Технологічний процес передбачає дозування та змішування компонентів, висипання сировинної суміші на стрічковий конвеєр. Керування вагою компонентів сировинної суміші, здійснюється шляхом подачі компонентів в вагові ємності.
Для реалізації керування вагою компонентів сировинної суміші розроблено структурну та електричну принципову схеми мікропроцесорної системи. Також розроблено алгоритм роботи системи керування. Проведений економічний розрахунок показав більшу ефективність розробленої системи у порівнянні з існуючим варіантом.
ABSTRACT
In the work the development of microprocessor process control dosing and mixing raw materials for the production of insulation material. The object is automate doses.
The process involves dosing and mixing of components, raw mix rash on the conveyor belt. Manage weight component raw mix carried out through a component in weight capacity.
For realization of control weight component raw materials mixture is designed structured and electric principle scheme of the microprocessor system. Also an algorithm of the work managerial system is designed. Organized economic calculation has shown greater efficiency of the designed system in comparison with existing variant.
Реферат
В даному дипломному проекті розроблена автоматизована система управління змішувальною установкою, в якій реалізовується процес попередньої підготовки сировинної суміші компонентів теплоізоляційного матеріалу .
В розділі “ Аналіз технологічного процесу ” розглянуто питання технологічного процесу , характеристики продукції, сировина та затратні матеріали.
В розділі “ Розробка структурної схеми керування ” розроблена структурна схема системи керування.
В розділі “ Розробка принципових рішень по реалізації системи ” розглянуті основні елементи системи.
В розділі “ Розробка конструкції електричного пульта ” розроблена конструкція електричного пульта.
В розділі “ Розрахунок показників надійності ” розраховані показники надійності роботи системи.
В розділі “ Економічна частина ” розраховані основні економічні показники системи (вартість розробки, собівартість).
В розділі “ Охорона праці ” розглянуті питання техніки безпеки при роботі з системою і питання охорони праці.
ВСТУП
В наш час високих технологій важко переоцінити роль високоефективних теплоізоляційних матеріалів в розвитку народного господарства. Теплоізоляція в значній мірі впливає на такі важливі процеси, як зменшення тепловтрат в будівлях різного призначення, комунальних мережах, сприяє збереженню теплового режиму у технологічного обладнання і т.п.
З усіх різновидів в спінених та волокнистих теплоізоляційних матеріалів, які виготовляються тепер, особливе місце займає теплоізоляція із кам’яної (мінеральної) вати. За різними оцінками, щороку в світі використовується декілька мільйонів тон мінеральної вати, вагома частина її використовується в промислово розвинутих країнах. Дослідження ринку теплоізоляційних матеріалів показують, що, наприклад, зараз в Росії біля 35% сумарного споживання теплоізоляції припадають на матеріали, виготовленні із кам’яної вати.
Мінеральна вата (кам’яна вата) - натуральний, неорганічний продукт, який отримується в шляхом плавлення мінеральної породи. Це екологічний матеріал, який дозволяє заощадити велику кількість енергії та покращити стан навколишнього середовища.
Щороку в світі зростає число виробників теплоізоляційної продукції, які використовують сучасне обладнання та технології. Але, найголовніше, змінюється відношення будівельників і споживачів до утеплення споруд – підвищується значення таких високоефективних теплоізоляційних матеріалів, як кам’яна вата.
Мінеральна вата використовується практично у всіх сферах застосування теплоізоляції, а завдяки своїм унікальним якостям може виконувати декілька функцій одночасно, забезпечуючи високу пожежостійкість та хорошу теплозвукоізоляцію. Вона є довговічною, екологічною, стійкою до старіння, а також, до біологічної та хімічної корозії. Це дає підстави вважати, що в найближчому майбутньому споживання теплоізоляції з кам’яної вати та її роль в підвищенні енергоефективності українських споруд і промисловості буде зростати й надалі.
Виходячи з вище зазначеного можна зробити висновок, що питання розробки сучасних методів виробництва теплоізоляційного матеріалу - кам’яної вати є в наш час актуальною, оскільки кам’яна вата отримала широке застосування, постає питання покращення якості та економічності виробництва. Так як весь світ переходить на автоматизацію виробництва наша держава не повинна відставати, а також повинна вдосконалювати виробництво використовуючи новітні технології. Адже автоматизація процесу збільшує ефективність виробництва ( приносить додатковий дохід). Одне з найбільш прийнятних рішень приведене в даному дипломному проекті.
1. Технічне завдання
1.1. Підстава для розробки, призначення та галузь застосування
Автоматизована система керування призначена для покращення виробничих потужностей підприємства та удосконалення технологічного процесу виготовлення теплоізоляційного матеріалу. Завдяки автоматизації знижуєтця вартість продукції. Забеспечуєтця економія сировини, матеріалів, енергії, підвищення ефективності виробництва і якості продукції, що випускається. Об’єктом автоматизації є змішувальна установка, в якій реалізовується процес попередньої підготовки сировинної суміші компонентів мінеральної вати. Дану стадію технологічного процесу необхідно виконувати із дотримуванням ряду технологічних вимог. Автоматизована системи керування технологічним процесом на базі програмованого контролера дозволить здійснювати управління процесом з урахуванням всіх параметрів в єдиній сукупності. З'являється можливість відстежувати перед аварійні та аварійні ситуації не тільки по граничних значень окремих параметрів, але і за деякими небезпечними комбінаціями значень параметрів.
Реалізується система за допомогою локальної мікропроцесорної системи керування, яка повинна забезпечувати наступну функціональність:
- забезпечити керування по чотирьом незалежним контурам, кожен з яких керує отриманням необхідної маси компоненту у відповідній ємності,
- циклічне зняття інформації з датчиків контурів керування (з датчиків ваги) в процесі підготовки чергової порції сировинної маси, випрацьовувати керуючі впливи, якими є приводи заслінок, забезпечення виводу на індикацію поточних значень керованих параметрів,
- забезпечити інтеграції з системою керування верхнього рівня, зокрема прийом даних про задані значення технічних параметрів (процентний склад компонентів), передачу на верхній рівень інформації про поточні значення
керованих параметрів, запуск процесу приготування чергової порції сировини, а також її подачі на конвеєр в необхідний момент за командами що надходять з системи керування верхнього рівня.
З урахуванням вище сказаного, метою даної роботи є розробка системи автоматичного керування технологічним процесом виготовлення теплоізоляційного матеріалу – мінеральної вати, зокрема на стадії підготовки сировинної маси в змішувачі, шляхом побудови мікропроцесорної системи керування змішувачем.
1.2. Вимоги до технічних характеристик.
1.2.1. Максимальна середньоквадратична похибка обчислювача – не більше
1 %.
1.2.2. Точність вимірювання температури 0,2 0C.
1.2.3. Споживана потужність системи автоматичного керування – не більше
20 Вт.
1.3. Умови експлуатації.
1.3.1. Температура зовнішнього середовища для системи автоматичного керування - від -40 до +50 0C.
1.3.2. Відносна вологість - не більше 80 % при температурі +250C.
1.3.3. Атмосферний тиск 600-800 мм. рт. ст.
1.3.4. Характер роботи - неперервний.
1.3.5. Джерело живлення 220 В .
1.4. Вимоги до надійності.
1.4.1. Система є ремонтною придатною та така що не резервується. Напрацювання на відмову не менше 10000 годин.
2. Аналіз технологічного процесу
2.1. Загальна характеристика виробництва
В наш час високих технологій важко переоцінити роль високоефективних теплоізоляційних матеріалів в розвитку народного господарства. Теплоізоляція в значній мірі впливає на такі важливі процеси, як зменшення тепловтрат в будівлях різного призначення, комунальних мережах, сприяє збереженню теплового режиму у технологічного обладнання і т.п.
…………………………………..
Кам'яна вата (мінеральна) - натуральний, неорганічний продукт, який отримується в шляхом плавлення мінеральної породи. Це екологічний матеріал, який дозволяє заощадити велику кількість енергії та покращити стан навколишнього середовища [1].
…………………………
2.2. Технічна характеристика продукції
Мінеральна вата - теплоізоляційний матеріал, який складається в основному з найтонших склоподібних волокон, одержуваних шляхом розпилення розплавів шихти з металургійних і паливних шлаків, гірських порід або інших силікатних розплавів. Як сировина можуть бути використані попутні продукти різних галузей промисловості, а також відходи промисловості будівельних матеріалів. Найпоширенішими видами таких відходів є бій глиняної й силікатної цегли й ін. Таким чином, основна вихідна сировина для виготовлення мінеральної вати не є дефіцитним.
Властивості кам'яної вати [1]:
1. Збереження тепла.
Тільки одна плита з мінеральної вати площею 1 кв.м товщиною всього 50 мм, утеплюючи зовнішню стіну, дозволяє економити в рік близько 30 kWt електроенергії.
…………………………..
2. Здоровий мікроклімат
Ще однією гордістю виробів з базальту є хороша паро проникність. У житлових приміщеннях вологість повітря підвищена, але надмірна волога може вільно проходити через плити з кам'яної вати і випаровуватися з її поверхні/ …………………………………….
3. Акустичний комфорт
Вата складається з волокон каменя базальтових порід, проміжки якого заповнені повітрям, та пов'язані один з одним. Завдяки своїй структурі, кам'яна вата володіє хорошими акустичними властивостями: значно покращує повітряну та ударну звукоізоляцію приміщення.
…………………………..
4. Пожежобезпечність.
Мінеральна вата не горить і перешкоджає розповсюдженню полум'я, не виділяє токсичних газів, диму, збільшуючи час для евакуації при пожежі.
………………
Мінеральна вата по вогнестійкості відноситься до найбезпечнішого класу горючості — НГ (негорючий).
5. Охорона навколишнього середовища.
Чистіше повітря - вироби з мінвати сприяють скороченню емісії СО2. ……………………….
6. Міцність.
Основними перевагами мінеральної вати є незмінність фізичних і хімічних характеристик, стабільність форми та тривалий термін експлуатації (біля 50 років). .
………………
2.3. Сировина, енергетичні ресурси і затратні матеріали
Для реалізації технологічного процесу виготовлення кам'яної вати сировина, енергетичні ресурси і затратні матеріали не повинні містити сторонні матеріали. Основними видами сировини для виробництва кам'яної вати є базальт, шлак, доломіт, кокс, а також зв’язуючі компоненти (фенольна смола, силан, емульсійне масло). Якщо базальт являється якісним щодо хімічного складу то виробництво кам'яної вати відбувається без додавання шлаку. Дані якісного базальту зображено в табл. 2.3.1. [2].
Табл. 2.3.1
| Найменування | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3+FeO | CaO | TiO | MgO |
| Процентне відношення | 40-46 | 12-16 | 8-13 | 7-12 | 1,5-2,5 | 8-11 |
…………………………….
…………….
1 2 3