Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. курсовые работы > автоматизация
Название:
Усовершенствование пресса-экструдера МАПП - 113

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: автоматизация

Цена:
0 руб



Подробное описание:

СОДЕРЖАНИЕ
Введение 6
1 Описание объекта управления 8
1.1 Анализ существующего процесса экструзии 8
1.2 Характеристика пресса – экструдера 10
1.3 Постановка задачи автоматизации 11
2 Выбор схемы и технических средств автоматизации 13
2.1 Анализ и выбор схемы автоматизации 13
2.2 Выбор технических средств автоматизации 15
3 Синтез системы автоматического управления процессом экструдирования материалов растительного происхождения 22
3.1 Расчет контура тока 23
3.2 Расчет контура скорости 25
3.3 Расчет контура мощности 27
3.4 Выбор электродвигателя 29
3.5 Выбор элементов силовой части привода 30
3.6 Расчет статической характеристики системы 32
3.7 Расчет динамических параметров системы 33
3.8 Разработка датчика мощности 37
3.9 Построение переходных процессов 38
3.10 Разработка программы управления прессом 42
4. Экономическая часть 44
5. Безопасность и экологичность проекта 51
5.1 Анализ опасных факторов 53
5.2 Создание оптимальных условий труда 53
5.3 Расчет ширины рабочих проходов 63
Заключение 65
Список используемых источников 66
Приложение А: Исходный текст программы «САР процесса» 69

 

 

 

 


ВВЕДЕНИЕ
Автоматизация проектирования технологий и управления производственными процессами – один из основных путей интенсификаций производства, повышения его эффективности и качества продукции.
В настоящее время под термином «автоматизация» понимается применение и внедрение автоматических устройств, приводящие к освобождению человека от непосредственного участия в технологических процессах. Теоретическую и практическую базу автоматизации составляет целая область знаний - автоматика. Этим же словом обозначается определенная совокупность механизмов и устройств, действующих автоматически.
В современной автоматизации слились достижения различных областей знаний – математики и электроники, физики и химии, кибернетики и бионики. Влияние автоматизации распространяется даже на область философии и психологии.
Огромный скачок в развитии автоматического управления был совершен, когда в системы автоматического регулирования стали, включатся быстродействующие электронные вычислительные машины. Развитие вычислительной техники сделало возможным создание больших автоматических систем управления сложными производственными процессами и целыми отраслями промышленности.
В настоящее время автоматизация имеет решающее значение, важнейшими целями, которых является снижение трудоемкости производства, улучшение качества изделий, созданий условий труда, сберегающих физические и интеллектуальные силы человека при выполнении различных процессов. А также полное исключение условий вредно влияющих на здоровье. С увеличением надежности электронных комплексов и автоматических систем функции контроля человека начинают сокращаться. Однако еще во многих технических устройствах функции управления и контроля остаются за человеком. Именно человек решает, когда и как следует изменить поведение устройства, чтобы получить желаемый результат. Однако, увеличение мощности и быстродействия машин и механизмов, повышение требований к точности различных процессов и появление новых ,более сложных технологических процессов приводит к тому, что человек не в состоянии управлять ими с необходимыми скоростью и точностью. Таким образом, в ходе технологического процесса возникает необходимость в исключении человека из операций управления для более совершенного их выполнения. Задача автоматизации тем более важна, что рост масштабов и темпов производства, в усложнении технических устройств и технологических процессов приводит к принципиальной возможности их реализации без автоматического управления.
В современных социально-экономических условиях особое значение приобретает повышение эффективности работы перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса. Важную роль в этом процессе играет повышение качества управления технологическими объектами сложной структуры, в том числе путем применения автоматизации с применением методов математического моделирования при проектировании и эксплуатации оборудования.
Задача автоматизации тем более важна, что рост масштабов и темпов производства, усложнение технических устройств и технологических процессов часто приводит к принципиальной невозможности их решения без автоматического управления. Автоматизация и электрификация всех отраслей народного хозяйства проводит к облегчению труда рабочих, к уничтожению существенного различия между трудом умственным и трудом физическим, к дальнейшему повышению материального благосостоянию российских людей.
Производственный механизмы, без которых нельзя в настоящее время представить себе ни одной фабрики, ни одного завода, равно как механизированного транспорта и передового сельского хозяйства, прошли длинный путь своего развития, прежде чем приняли вид современных машин, где гений и труд человека нашли свое материальное воплощение.
Современное машинное устройство или, как его называют иначе, производственный агрегат состоит из большого числа разнообразных деталей, отдельных машин и аппаратов, выполняющих различные функции. Все они в совокупности совершают работу, направленную на обеспечение определенного производственного процесса. Необходимо хорошо знать назначение отдельных элементов, так как без этого невозможно проектировать и создать машину, а также невозможно правильно обслуживать ее в эксплуатации.
Одними из самых энергоемких технологических объектов пищевой промышленности являются одношнековые прессующие механизмы, которые в последнее время стали активно использоваться при экструдировании материалов растительного происхождения (биополимеров). Особенностью прессов-экструдеров является сложность и разнообразие процессов обработки биополимеров.
Вместе с тем, существующие теории процесса экструдирования не позволяют прогнозировать его технико-экономические характеристики и качество вырабатываемого продукта. В связи с этим, важной представляется задача оптимизации конструкций экструдеров, режимов процесса экструдирования с целью ресурсосбережения и обеспечения необходимого качества полуфабриката.
Таким образом, необходимость создания эффективных систем управления технологическими объектами сложной структуры в пищевой промышленности и недостаточная разработанность теории процесса экструдирования делают данную работу актуальной.

 

 

 

1 ОПИСАНИЕ ОБЬЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

1.1 Анализ существующего процесса экструзии

В первую очередь, чтобы начать переработку семян подсолнечника, необходимо сделать их лабораторный анализ.
Основными показателями являются масличность и влажность семян. От этих показателей зависит количество и качество выхода масла. После проведённого лабораторного анализа производится расчёт выхода масла при данном объёме семян подсолнечника.
До пресса семечки проходят ещё несколько важных стадий обработки, наиболее главная из которых, увлажнение и предварительный подогрев мятки до 60-70 град. Далее, пройдя через нижний желоб жаровни, мятка достигает температуры 105 градусов и лопасти шнека-мешалки жаровни подают нагретую мятку через лючок в пресс.
В шнековых механизмах прессуемый материал движется по различным полостям с изменяющейся конфигурацией. Ввиду сложности этих пространств, при исследовании их обычно заменяют более простыми, например: в систему нескольких пар параллельных плоскостей, между которыми движется прессуемый материал и для которого при этом сохраняется свойство непрерывности объемной производительности в шнековом механизме. Модель процесса экструзии маслосодержащего сырья отличается от модели экструзии растительного сырья, изменением расхода экструдируемого материала по длине шнека, вызванным оттоком жидкой фазы из рабочего пространства прессующего механизма.
На технологический процесс большое влияние оказывает материал, который подвергается экструзии, в основном это биополимеры. Реологические свойства материала характеризуются коэффициентом консистенции материала и индексом течения, определяющим отклонение свойств данного материала от свойств ньютоновской жидкости.
На данный процесс, также оказывает влияние влажность прессуемого материала, угловая скорость шнека, набор его конструктивных параметров: внешний и внутренний диаметры шнека, шаг и осевая толщина винтовой лопасти шнека, длина шнека, число заходов шнека, коэффициент формы канала шнека, внутренний диаметр шнекового корпуса, диаметр компрессионной шайбы, величина зазора компрессионного затвора и его протяженность, диаметр и длина фильеры, число фильер и, как следствие этих факторов, - температура, создаваемая в экструдере, которая влияет на качество конечного продукта и степень его готовности.
Теория процесса экструдирования изучена и в последнее время в [4,5,7,8] получены следующие результаты:
1. Создана математическая модель процесса экструдирования материалов растительного происхождения с учетом особенностей режима теплого экструдирования, а также в условиях отжима жидкой фазы из прессуемого материала.
2. На основе экспериментальных исследований процесса экструдирования идентифицированы внешние величины математической модели.
3. На основе расчета оптимального режима процесса экструдирования разработан алгоритм управления одношнековым экструдером.
4. Данные об оптимальных режимах экструдирования растительных материалов и конструктивных параметрах экструдера;
Решение систем уравнений [8] описывающих процесс экструдирования при движении материала в канале шнека, полости утечек и фильерах матрицы, позволило определить напряженное состояние прессуемого материала, которое является внутренней характеристикой системы данного технологического объекта. Это дало возможность сформировать комплекс параметров эффекта процесса экструдирования.
В [5] выделены три группы параметров эффекта технологического объекта: параметры эффекта, характеризующие масштабы технологического процесса; параметры эффекта, определяющие ресурсосберегающее ведение процесса и параметры эффекта, обеспечивающие необходимое качество получаемого продукта.
К первой группе относятся производительность и мощность сил полезного сопротивления. Ко второй группе - нагрузка на рабочие органы, коэффициент полезного действия процесса, определяемый отношением энергии, затраченной на превращение полуфабриката в готовый продукт в данной машине, к энергии, подведенной к обрабатываемому продукту рабочими органами. К третьей относятся - относительная производительность прессующего механизма, величина среднего сдвига и путь смешения.
В результате вычислительного эксперимента были определены оптимальные значения относительной влажности прессуемого материала и угловой скорости вращения шнека, обеспечивающие эффективность процесса экструдирования (рисунок 1.1).

 

 

 

 

Рисунок 1.1- Оптимальная область параметров эффекта


1.2 Характеристика пресса-экструдера

Необходимо отметить, что до пресса расположена задвижка ручной регулировка подачи семян в приёмный бункер пресса.
Пресс шнековый МАПП-113 предназначен, согласно [18] для переработки подсолнечных семян, с целью получения растительных масел. Также он может быть использован для переработки семян на жмых для кормовых целей.
Пресс может работать как самостоятельный агрегат, так и в составе технологических линий.
Пресс шнековый состоит из следующих частей: фундаментной плиты, привода, набора шнекового вала с конусным механизмом и зеерным цилиндром. Основной частью пресса является шнековый вал.
Принцип работы: в результате снижения свободного объёма витков, при уменьшении шага и увеличении тела витка от начала к концу шнекового вала, материал подвергается сжатию, при этом отжатая гуща, через зазоры в зеерном цилиндре вытекает и собирается в корыте. Отжатый масличный материал (жмых) на выходе из зеерного цилиндра встречается с устройством, регулирующем величину кольцевого зазора и тем самым противодавление во всём шнековом тракте пресса. Нагрузка двигателя контролируется по амперметру. Величина давления в камере и соответственно степень отжима масла из семян регулируются изменением кольцевого зазора, вращением регулировочного конуса.
Привод предназначен для передачи крутящего момента от двигателя через редуктор на шнековый вал, а с помощью цепной передачи на вал питателя.
Затем масло из пресса по рукаву поступает в гущеловку, где масло очищается от крупных частиц. Очищенное от крупных частиц масло перекачивается в резервуар через обратный клапан. Жмых из пресса по трубе подается вентилятором в бункер.

Таблица 1.1 - Техническая характеристика пресса
Параметры
Величина
Производительность, при переработке подсолнечных семян, т/час 0,54
Максимальная частота вращения шнека питателя, об/мин 62
Максимальная частота вращения шнекового вала, об/мин 12
Зазоры между зеерными пластинами, мм:
Зеер 1
Зеер 2
Зеер 3
Зеер 4
0,35
0,35
0,25
0,20
Электродвигатель:
Мощность, кВт
Частота вращения вала, об/мин 4А160
70
1000
Редуктор:
Момент, кгс.м
Передаточное число Ц2У-250-40-12ХУ3
400
40
Габариты, мм
Длина
Ширина
Высота
2300
1340
1380
Масса, кг 1480
Количество осыпи проходящей через зеера, % 10

Недостатки действующей системы
1. Нет автоматического контроля за технологическим процессом, и как следствие потеря качества.
2. Регулировка в приёмных бункерах ведётся заслонками, положение которых регулируется вручную.
3. Изменение скорости вращения шнека пресса осуществляется механическим путём.
1.3 Постановка задачи автоматизации

С учётом состояния процесса экструдирования на практике и результатов исследований:
Целью работы является: повышение эффективности процесса экструдирования материалов растительного происхождения, с помощью автоматического регулирования технологическим процессом производства масла.
Возможные пути повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции:
- регулирование угловой скорости шнека,
- регулирование загрузки пресса.
Для решения перечисленных недостатков маслопресса необходимо изменить механическую и силовую часть объекта.
В качестве управляющих параметров технологического процесса экструдирования принимаем влажность материала, угловую скорость шнека и загрузку. Эффективность процесса экструдирования удобно оценивать при помощи комплекса параметров эффекта, которые рассматриваются в качестве выходных параметров системы. Возмущением в данной системе управления будем считать изменение реологических свойств материала в процессе экструдирования, которое определяется его исходной влажностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 









2 ВЫБОР СХЕМЫ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

2.1 Анализ и выбор схемы автоматизации

Первый, наиболее очевидный недостаток объекта управления - постоянная скорость вращения шнека пресса. Требуемый технологический диапазон регулирования и стабилизации частоты вращения скорости шнека с изменяемой значительной нагрузкой по [4,5,7,8], равный 2.0 — 5.0, сложно обеспечить механическим путём или посредством регулирования частоты вращения используемого асинхронного двигателя.
При автоматизации логично использовать схему с электрической регулировкой частоты вращения двигателя. Поэтому в качестве приводного устройства выберём двигатель постоянного тока. Это обусловлено тем, что регулировать частоту Д.П.Т. гораздо легче, чем двигателя переменного тока. Двигатель запитываем через тиристорный привод. А частоту вращения двигателя будем регулировать системой импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя. Кроме того, при таком решении, легко добиться стабильности работы привода, которая характеризуется перепадом частоты вращения при изменении нагрузки, напряжении питающей сети, температуры окружающего воздуха и тому подобных.
Второй недостаток объекта управления - это ручная регулировка подачи семян в приёмные бункера. Это приводит к тому, что отсутствует возможность автоматической регулировки загрузки маслопресса, что может привести к перегрузке пресса и потере производительности. В качестве силовых элементов задвижек наиболее удобны гидроцилиндры, но их применение в пищеперерабатывающем комплексе ограничено тем, что в случае появления течи в гидросистеме существует возможность попадания гидравлической жидкости в продукты. Поэтому, мне кажется наиболее логичным применение электромеханических приводов. В качестве приводного механизма в данном проекте предлагается асинхронный электродвигатель с ходовым винтом. Изменение направления вращения двигателя, то есть открывания и закрывания бункера, производится переключением фаз. Датчиком обратной связи положения задвижки является ползунковый реостат с ползунком, жестко связанным с заслонкой бункера. Цепь управления переключением фаз можно организовать нескольким способами, в зависимости от применяемой элементной базы. Задающим датчиком положения заслонки является датчик потребляемого тока электродвигателем пресса.
Управление маслопрессом в данном случае можно решить с помощью простейших РIC-контроллеров, простейших оптронов, которые способны управлять контакторами, оптосимисторами и обеспечить гальваническую развязку.
С учётом качества управления в реальном масштабе времени, а также возможности автоматизации всего масляничного комплекса в целом, представляется целесообразным следующее решение.
В начальный момент времени оператор вводит в ПЭВМ полученные лабораторным путём значения масличности семян, влажности семян, влажность ядра в семенах, масличность жмыха, влажность жмыха, фактический выход жмыха. Процессор производит расчёт примерного выхода масла по заложенным расчётным формулам и получает значения объёма загрузки семечек в маслопресс; частоту вращения двигателя маслопресса и выдаёт их на контроллер промышленного исполнения.
Контроллер выдаёт необходимые управляющие воздействия и принимает значения текущих выходных параметров по каналам обратной связи.
Через модуль цифро-аналогового вывода контроллер выдает аналоговый сигнал задания скорости вращения шнека, далее работает система управления двигателем.
Через модуль цифрового вывода, контроллер выдает цифровой сигнал на включение двигателя положения задвижки, определив направление её перемещения и запитывая одну из катушек магнитных пускателей. Двигатель начинает вращаться в зависимости от выбранного направления. В тоже время, он принимает через модуль цифрового ввода, сигнал включения двигателя положения задвижки. Задвижка перемещается, изменяется количество поступающей мятки в пресс, что приводит к изменению потребляемого тока электродвигателем пресса. Аналоговое значение тока с датчика, через модуль аналого-цифрового ввода оцифровывается и поступает в контроллер. Далее он подаётся на ПЭВМ. Получив сигнал о достижении заданного уровня, ПЭВМ прекращает вырабатывать сигнал, коммутирующий приводной двигатель, и привод отключается.
С учётом изложенного блок схему можно представить в следующем виде (рисунок 2.1)

Рисунок 2.1 - Блок схема
блок 1-модуль аналогового ввода/вывода;блок 2-модуль цифрового вывода;блок 3-модуль цифрового ввода;блоки К1 и К2 - цепь управления задвижкой бункера.

2.2. Выбор технических средств автоматизации

Для подбора ПЛК (программируемого логического контроллера) необходимо определить общее количество дискретных и аналоговых входов/выходов. После анализа схемы автоматизации делаем следующие выводы:
- два дискретных выхода с нагрузочной способностью не менее 24В 0.5А, для управления магнитными пускателями, включающими электродвигатель заслонки подачи мятки;
- два дискретных входа, для контроля включения магнитных пускателей (концевой контакт);
- два аналоговых входа: один - для контроля положения заслонки подачи мятки, другой - для контроля тока электродвигателя пресса;
- один аналоговый выход для задания скорости вращения шнека пресса.
В качестве ПЛК применяем контроллер на базе платформы Premium немецкой группы компаний Schneider Electric. Базовым компонентом ПЛК Premium являются шасси TSX RKY . Данный элемент выполняет механическую и электрическую функции: служит основанием для установки всех блоков контроллера и связывает эти блоки между собой: цепями питания, шинами данных и служебных сигналов [12].
Шасси соединяются между собой с помощью удлинительных кабелей bus X. Длина этого кабеля может достигать 100 метров, что позволит разнести компоненты контроллера и во многих случаях не прибегать к применению дополнительных устройств, обеспечивающих длинный канал связи. Шасси, находящиеся на концах линии должны оснащаться концевыми терминаторами TSX TLYEX. При использовании сопроцессоров РСХ 57 терминатор линии поставляется с сопроцессором.
Каждое шасси для обращений к нему имеет свой адрес. Адрес 0 имеет шасси, в которое установлен процессор. Данное шасси может занимать любое место на линии. Остальные адреса (1-7) назначаются всем другим расширяемым шасси ПЛК.
При установки блоков ПЛК строго соблюдается следующее правило - шасси с адресом 0 оснащается обязательно модулями процессора (место 00) и блока питания (место PS) (Pucунок 2.2).


Рисунок 2.2 - Порядок установки блоков ПЛК

Для данного технологического процесса окончательный выбор количества, марки шасси, типа процессорного модуля и блока питания произведем после подбора всех необходимых модулей (дискретных, аналоговых).
В рассматриваемых технологических процессах важную роль играет точное задание частоты вращения шнека. От этого зависят качественные показатели процесса экструдирования.
Кроме задания частоты вращения шнека, необходим информационный контроль загрузки пресса по потребляемому току электродвигателем и контроль положения заслонки подачи мятки. Эти информационные сигналы аналоговые, поэтому необходимо преобразовать их в цифровую форму, а сигнал задания частоты вращения шнека, наоборот преобразовать из цифровой - в аналоговую форму.
Для этого применим модуль аналогового ввода TSX AEY 414 [14]. Этот модуль выгодно отличается от аналогичных своей универсальностью входов. Поэтому, даже при замене датчиков на другой тип, практически можно не волноваться за совместимость его выходного сигнала с TSX AEY 414. Один модуль TSX AEY 414 оснащен четырьмя аналоговыми входами. Каждый вход изолирован. Соединение датчиков с модулем осуществляется с помощью съемной винтовой клеммной колодки. Данный способ соединения характеризуется быстротой монтажа.
Функции модуля TSXAEY 414:
- выбор диапазона входа для каждого канала;
- просмотр входных каналов мультиплексированием и сбор значений;
- аналого-цифровое преобразование (16 бит) входных значений;
- контроль превышение входного значения;
- линеаризация в случае датчиков сопротивления;
- линеаризация и внешняя или внутренняя компенсация холодных спаев, в случае применения термопар;
- преобразование входных измерений в пользовательский формат: коэффициент перекалибровки, линеаризация и т.д.;
- определение ошибок связи датчиков для термопар.
При использовании программного обеспечения оператор сам выбирает диапазон каждого входа. Для любого выбранного диапазона модулем контролируется превышение диапазона. Если измеренное значение находится вне диапазона (± 105%), формируется бит ошибки, который может быть считан программой.
С помощью программного обеспечения можно обеспечить фильтрацию сигнала по каждому входу. Цифровой коэффициент фильтрации может принимать значение от 0 до 6.
Модуль TSX AEY 414 может выдавать информацию об уровне сигнала в следующих единицах:
- стандартные цифровые значения 0...10000 или -10000...+10000;
- десятые доли градуса по Цельсию или Фаренгейту;
- пользовательский формат: выбор верхнего и нижнего пределов в цифровой форме от -30000 до +30000.
Модуль через каждые пять циклов выполняет внутреннюю диагностику или тест системы измерения. Если обнаруживается неисправность, модуль выставляет слово состояния с кодом неисправности на общую шину, и прекращает функционировать. Сброс ошибки осуществляется путем выключения питания модуля.
Время считывания и преобразования составляет 550мс. Максимальное выдерживаемое перенапряжение или перегрузка соответственно на входе составляет ±30В или ±25мА.
Для комплектации ПЛК нам потребуется один модуль TSXAEY 414.
Для управления магнитными пускателями ПМЛ2,5-1112 понадобится модуль дискретных выходов. Исходя из типа магнитных пускателей, нагрузочная способность выхода должна быть не менее 24В 0,5А. Необходимо предусмотреть контроль срабатывания пускателей. Это позволит выявить технические неисправности на ранней стадии и избежать аварийных ситуаций. Для контроля срабатывания силовых контактов на пускателе необходим модуль с дискретными входами.
Исходя из вышеперечисленных требований, выбираем модуль ПЛК TSX DМY 28FK [13]. Данный модуль обладает 12 изолированными выходами 24 В 0,5 А и 16 изолированными входами. Время срабатывания выхода модуля - 0,6 мс. На выходе модуля для защиты исполнительного устройства имеется обратный диод. Также модуль имеет электронную защиту от перегрузок и короткого замыкания с временем срабатывания 15 мс.
Для каждой группы, состоящей из 4 входов возможна индивидуальная настройка аналогового или цифрового фильтра. Аналоговый фильтр - 0,1 мс для фильтрации помех линии, цифровой - с дискретностью приращения 0,5 мс. Для исключения ложных срабатываний входов, обусловленных помехами на линии до датчика и дребезгом контактов, каждый вход конфигурируем на цифровую фильтрацию длительностью 2,5 мс.
На фронтальной поверхности модуля расположены светодиоды индикации и диагностики. Модуль обладает аварийным режимом выходов, то есть при переходе приложения в режим Stop можно запрограммировать выходы модуля на определенное состояние или зафиксировать текущие значения. Модули ПЛК семейства Premium обладают функцией «горячей замены». То есть, извлекать и устанавливать модули, можно не выключая сам ПЛК. Датчики и исполнительные устройства подсоединяются к модулю TSX DMY 28FK с помощью съемной винтовой клеммной колодки, что позволяет выполнить быстро монтаж, без применения сложных монтажных инструментов. Нам необходим один модуль TSX DMY 28FK.
На рисунке 2.3 приведена упрощенная схема входного и выходного каскада модуля дискретных сигналов TSX DMY 28FK.

Рисунок 2.3 - Схема входного и выходного каскада TSX DМY 28FK
После выбора всех исполнительных модулей, приступаем к формированию шасси ПЛК и размещению модулей на шасси.
Общее количество модулей - 4, с учётом модулей блока питания и процессора, поэтому выбираем вариант простого шасси TSX RKY 6, на котором можно установить несколько модулей, с учётом дальнейшего расширения системы.
Над шасси ПЛК устанавим модуль вентилятора TSX FAN D2P для охлаждения, поскольку при температуре от 25 до 60 °С применение вентилятора позволит увеличить среднее время безотказной работы [12].
Для питания шасси выбираем блок питания TSX PSY 2600M, входное напряжение - переменное 100...240В, общая потребляемая мощность - 26Вт. Блок питания занимает место PS на шасси TSX RKY 6 [12]. Модуль блока питания имеет разъем под батарею, которая обеспечивает питание внутренней памяти процессора для сохранения данных, при отключении ПЛК. При нажатии кнопки «Reset», расположенной на лицевой панели модуля питания происходит отключение питания, при отпускании - включение питания. Эта кнопка служит для горячей перезагрузки приложения.
В качестве управляющего, учитывая относительную простоту системы, можно применить самый простой процессорный модуль серии TSX P57-102М [12]. Он устанавливается на шасси на нулевое место. Но, с учётом того, что расчёты и основное управление, с определением и заданием режимов, будет выполнять ПЭВМ верхнего уровня целесообразней выбрать сопроцессор Т PCX 57 - 1012М, который является простейшей 16-битовой ISA платой в формате ПК, работающим в среде Windows 95\98 или Windows NT [12]. Невзирая на то что физически сопроцессор PCX 57 расположен в ПК, логически он занимает такое же место, что и модуль процессора, поэтому первый слот шасси с адресом 0 должен оставаться свободным.
Подсоединение ПЛК к ПК позволяет оптимизировать эффективность приложений, для которых необходимо улучшение функций связи, управления или контроля [12]. Сопроцессор обеспечивает полное управление ПЛК, состоящего из модулей ввода - вывода, аналогичных процессорам Premium, причем эти модули могут распределяться по одному или нескольким шасси, подсоединенным к шине bus X.
Сопроцессор имеет защищенную внутреннюю память RAM, в которую можно полностью загрузить приложение, и при необходимости расширить с помощью PCMCIA платы памяти.
Разработка приложения для ПЛК осуществляется в среде Windows 95\98 или Windows NT при помощи программы PL7 Junior\Pro [12]. Структура программы может быть многозадачной: главная задача, быстрая задача и обработка событий. Программа может быть изменена на этапе выполнения (режим реального времени).
Для работы с сопроцессором Т PCX 57 - 1012М ПК должен иметь два последовательных свободных слота на шине ISA. Команда ПК «Ctrl+Alt+Del» не оказывает ни какого влияния на сопроцессор. Выключение и повторное включение ПК приводит к горячему перезапуску приложения, выполняемого сопроцессором.
Подключение шасси TSX RKY 6 к сопроцессору выполним согласно рисунка 2.4.

Рисунок 2.4 - Подключение сопроцессора к шасси

Сопроцессор Т PCX 57 1012М имеет оперативную память емкостью 32 тысячи слов. Время выполнения одной логической инструкции составляет 0,58 мкс, цифровой - 0,87 икс, операции с плавающей точкой - 88 мкс. Максимальное количество шасси, которое поддерживает данный сопроцессор - 4, количество модулей на всех шасси - не более 32.
Кроме разъема bus X, сопроцессор имеет разъем для расширения памяти (PCMCIA-плата, тип I), разъем для платы связи (PCMCIA), порт терминала (mini-Din) для протокола Uni-Telway или символьного режима, вилочный соединитель (SUB-D) для связи по шине Fipio.
В качестве управляющего компьютера применим промышленный ПК. Основной особенностью промышленного компьютера является возможность работы в сложных условиях промышленного производства: высокая или низкая температура, вибрация, запыленность и другие факторы, приводящие к преждевременному выходу оборудования из строя. К примеру, рабочий температурный диапазон вычислительной техники, поставляемой американской компанией IBM составляет -40+70 °С. Как правило вычислительная способность данных компьютеров ниже своих офисных собратьев. Но это и не требуется от них. Надежность, развитые средства коммуникации и открытая архитектура - основные особенности промышленных компьютеров.
Для управления ПЛК, выбираем промышленный компьютер SIMATIC Box PC 820 европейской компании Siemens.
Компьютер выполнен в полностью металлическом корпусе. Материнская плата имеет 5 слотов расширения: 2хРСI - коротких, 1xPCI/ISA - длинный, 1xISA - короткий, 1xISA - длинный. Процессор PHI с частотой 450 МГц, с КЭШем второго уровня 512 Кбайт.
В стандартной конфигурации компьютер поставляется с 64 Мбайтами оперативной памяти, которая может быть расширена до 768 Мбайт. Оперативная память устанавливается с функцией ЕСС, то есть с кодом коррекции ошибок. Графический контроллер с AGP шиной, видеопамять - 2 Мбайта. Компьютер оснащен жестким диском EIDE UDMA 33, емкостью 4,3 Гбайт. Имеется дисковод, для дискет емкостью 1,44 Мбайт и 24-х скоростной CD-ROM.
На SIMATIC Box PC 820 возможна предустановка операционной системы Windows 98\NT\XP.
Блок питания с автоматическим переключением 120/230В.
Системный блок может выполнять контрольные функции, связанные с работой программного обеспечения. Имеется встроенная функция контролирующая выполнение программ. В случае возникновения ошибки, в зависимости от настройки, автоматически производится перезагрузка или обрабатывается прерывание. По состоянию ошибки возможен также запуск прикладной программы.
Диапазон рабочих температур SIMATIC Box PC 820 от 5 до 45°С.

 

 

 

 

 

 

 

 

3 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРУДИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Для обеспечения требуемых статических и динамических параметров определим требуемую структуру системы.
Поскольку необходимо отслеживать изменяющуюся мощность шнека, то система должна иметь контур мощности.
Так как требуется слежение по скорости вращения шнека, то необходим контур скорости.
Требование ограничения тока якоря при значительной перегрузке вынуждает ввести ещё и контур тока.
Поскольку требований к статической ошибке по скорости не предъявляется, то можно использовать пропорциональный (П) регулятор скорости. Регулятор тока в любом случае — пропорционально—интегральный (ПИ).
Поскольку основным требованием к мощности является ее стабилизация, то необходимо применить пропорционально—интегрально—дифференциальный (ПИД) — регулятор мощности, если при этом интегральная и дифференциальная части регулятора будут значимы.
Исходя из вышеизложенного, проведём синтез соответствующей системы регулирования — трехконтурной, с внутренними подчиннёными контурами тока и скорости двигателя и с внешним контуром - регулятором мощности.

3.1 Расчет контура тока

Структурная схема контура тока приведена на рисунке 3.1
Рисунок 3.1- Структурная схема контура тока
Регулятор тока организован по пропорционально-интегральному (ПИ) закону управления с настройкой на модульный оптимум. Регулятор для обеспечения требуемых динамических параметров должен компенсировать электромагнитную постоянную времени системы ТЭ, а также малую постоянную времени контура тока ТОТ.
Тогда передаточная функция регулятора тока будет иметь вид:
, (3.1)
где ЖРТ — постоянная времени токового контура;
, (3.2)
где КРТ — пропорциональная часть регулятора тока, определяется по формуле:

, (3.3)
где ТОТ — малая постоянная времени токового контура;

ТОТ = 2 ∙ Т = 2 ∙ 0.007 = 0.014 с (3.4)

КОТ — коэффициент обратной связи по току, определяется по формуле:

КОТ = КДТ ∙ КШ = 60.95 ∙ 1.875∙10-4 = 1.143 ∙ 10-2 , (3.5)
где Кдт — коэффициент усиления датчика тока;

, (3.6)

где КШ — коэффициент усиления измерительного шунта;

(3.7)
Подставив (3.4) — (3.6) в (3.3), получим:

(3.8)
Подставив (3.8) в (3.2), получим:
(3.9)
Запишем уравнения соответствия динамических параметров системы и физических параметров схемы реализации:
(3.10)

Зададимся емкостью конденсатора СОСТ = 1 мкФ. Тогда, согласно уравнения 2 системы (3.10), сопротивление RОСТ составит:
кОм (3.11)
Подставив значение СОСТ = 1 мкФ в уравнение 3 системы (3.10), найдем, что сопротивление RЗТ составит:

кОм (3.12)
Подставив (3.12) в 1 уравнение системы (3.10), получим, что сопротивление Rт составит:
кОм (3.13)
В результате получим передаточную функцию контура регулирования тока.

Рисунок 3.2 -Передаточная функция контура регулирования тока.

3.2 Расчет контура скорости

Структурная схема контура регулирования скорости тока приведена на рисунке 3.3.

 

Рисунок 3.3 - Структурная схема контура регулирования скорост
.
Регулятор скорости организован по пропорциональному (П) закону управления с настройкой на модульный оптимум. Регулятор для обеспечения требуемых динамических параметров должен компенсировать электромеханическую постоянную времени системы ТМ, а также малую постоянную времени контура скорости ТОС.
Тогда передаточная функция регулятора скорости будет иметь вид:
, (3.14)
где ТОС — малая постоянная времени токового контура;
ТОТ = 2 ТОТ = 4 ∙ Т = 4 ∙ 0.007 = 0.028 с , (3.15)
где КОС — коэффициент обратной связи по скорости, определяется по формуле:
В с 3.16)
Подставив динамические параметры системы, а также (3.15) — (3.16) в (3.14), получим:

(3.17)

Запишем уравнения соответствия динамических параметров системы и физических параметров схемы реализации:
, (3.18)
где КДС — коэффициент датчика скорости, определяемый отношением:
Вс (3.19)
Зададимся сопротивлением Rосс = 100 кОм. Тогда, согласно уравнения 2 системы (3.18), сопротивление Rзс составит:

кОм (3.20)
Подставив значение RЗС = 4.8 кОм в уравнение 1 системы (3.18), найдем, что сопротивление RС составит:

кОм (3.21)
Напряжение стабилизации стабилитрона в регуляторе скорости равно UЗСmax=10 В, выбираем стабилитрон типа КС210 с UСМ=10 В.
В результате получим передаточную функцию контура регулирования скорости.

Рисунок 3.4 - Передаточная функция регулирования скорости

3.3 Расчет контура мощности

Контур мощности будем рассчитывать на стабилизацию уровня мощности в пределах 90- 95% номинальной мощности двигателя. Такие действия правомочны, поскольку для расчета требуемой мощности двигателя был принят теоретически самый тяжелый вариант работы.
Для стабилизации мощности без затягивания переходного процесса нарастания мощности необходимо, чтобы обратная связь по мощности включалась при превышении мощностью уровня стабилизации (то есть максимально допустимой мощности), для чего необходима зона нечувствительности по мощности. Так как унифицированная блочная система регуляторов (УБСР) рассчитана на максимальное напряжение 8 В, то и ограничение по мощности, выполненное на элементах УБСР, будет соответствовать Uср = 8 В. Тогда коэффициент датчика мощности можно рассчитать из следующих соображений, что при мощности, равной мощности стабилизации, напряжение обратной связи по мощности должно достигнуть напряжения сравнения, то есть:
В / Вт , (3.22)
где Рст — уровень стабилизации мощности.
Для расчета регулятора мощности необходимо рассчитать максимальное задание, которое будет подано на вход регулятора мощности для достижения уровня стабилизации. Это задание рассчитывается из условия того, что при мощности стабилизации задание соответствует максимальной мощности, а при максимальной мощности задание на мощность равно нулю. Таким образом, требуемое напряжение задания можно определить по формуле:

(3.23)
Оптимизация контура мощности ведется по симметричному оптимуму.
Поскольку датчик мощности выполняется на базе датчиков тока и скорости, то он будет обладать некоторой инерционностью. Постоянная времени датчика мощности стандартной реализации находится в пределах 0.003—0.006 с. Поскольку в данном случае датчик мощности реализуется с использованием микросхем, что ускоряет работу, примем постоянную времени датчика мощности ТДМ = 0.004 с.
Передаточная функция регулятора мощности:
(3.24)

Подставив значения постоянных времени и коэффициентов передачи, получим:
пропорциональная часть регулятора мощности КПРМ = 7.3529;
интегральная часть регулятора мощности КИРМ = 0.0338;
дифференциальная часть регулятора мощности КДРМ = 0.0029.
Таким образом, интегральная и дифференциальная части оказались незначимыми по сравнению с пропорциональной частью регулятора мощности, откуда следует, что для обеспечения требуемых показателей качества, как в динамике, так и в статике достаточно пропорционального интегратора мощности.
Запишем уравнения соответствия динамических параметров системы и физических параметров схемы реализации:

, (3.25)
где КДМ — коэффициент датчика скорости.
Зададимся сопротивлением RОСМ = 100 кОм. Тогда, согласно уравнения 2 системы (3.25), сопротивление RЗМ составит:

кОм , (3.26)
где КРМ — пропорциональная часть регулятора мощности.
Подставив значение RЗМ = 4.8 кОм в уравнение 1 системы (3.18), найдем, что сопротивление RМ составит:
кОм , (3.27)
где Ком — коэффициент обратной связи по мощности, рассчитываемый из условия соответствия максимального задания максимальной мощности, то есть:
(3.28)

3.4 Выбор электродвигателя

В электроприводе пресса мощность электродвигателя постоянного тока оставим той же, что и у применявшегося ранее асинхронного двигателя т. е. 70 кВт. Выбираем двигатель [17] серии 4ПН 400 - 22 МУ3 со следующими параметрами:
номинальная мощность двигателя РН = 70 кВт;
номинальный ток двигателя IН = 350 А;
номинальное напряжение питания UН = 220 В;
момент инерции двигателя JДВ = 8.25 кг∙м2;
минимальная скорость вращения nMIN = 250 об/мин;
номинальная скорость вращения nН = 750 об/мин;
максимальная скорость вращения nmax = 1500 об/мин;
пусковая перегрузочная способность J П = 2;
номинальный коэффициент полезного действия h Н = 93%.
Поскольку асинхронный двигатель применялся для самого тяжелого варианта работы пресса, производить проверку выбранного двигателя по нагреву не нужно.

3.5 Выбор элементов силовой части привода

Электропривод на основе тиристорных преобразователей в настоящее время является основным типом промышленного регулируемого электропривода. Это объясняется рядом достоинств этого типа электропривода, основные из которых следующие:
1) высокое быстродействие, которое ограничивается коммутационной способностью двигателя и механической инерционностью привода;
2) мгновенная готовность к работе, широкий диапазон температур и длительный срок службы;
3) номинальный КПД преобразователя превышает 92-96%;
4) малые весогабаритные показатели, блочная компоновка позволяет сократить требуемые производственные площади, уменьшить капитальные затраты и расходы на установку и эксплуатацию.
В тоже время тиристорным электроприводам свойственны недостатки:
1) пульсации выпрямленного напряжения и тока на выходе тиристорного преобразователя повышают нагрев и ухудшают коммутацию двигателя, что требует установки сглаживающих реакторов;
2) при глубоком регулировании напряжения тиристорный преобразователь имеет низкий коэффициент мощности, что требует разработки и установки специальных компенсирующих устройств;
3) перегрузочная способность тиристорного преобразователя ниже, чем электромашинного;
4) при работе тиристорных преобразователей искажается форма напряжения в сети переменного тока, и возникают помехи.
В настоящее время разработаны различные схемы тиристорных преобразователей и системы регулируемого электропривода на их основе. Промышленностью освоен серийный выпуск комплектных тиристорных электроприводов.
По назначению тиристорные преобразователи подразделяются:
- для питания якоря двигателя;
- для питания обмоток возбуждения.
По исполнению тиристорные преобразователи подразделяются на:
- нереверсивные;
- реверсивные.
Самой благоприятной для тиристорных преобразователей признана трехфазная мостовая (шестипульсная) схема выпрямления. На базе трехфазной мостовой схемы строятся также комбинированные схемы выпрямления, например, двенадцатипульсные.
Наиболее сложными элементами тиристорного электропривода являются двухкомплектные преобразователи.
Они применяются в быстродействующих электроприводах, в которых скорость изменения и реверсирования тока (момента) двигателя влияют на производительность механизма или качество регулирования технологических параметров.
При проектировании тиристорных преобразователей для регулируемого электропривода необходимо учитывать специфические свойства преобразователей с различными способами управления, их влияние на статические и динамические свойства электропривода.
Защита тиристорного преобразователя.
Защита преобразователя должна действовать при внешних и внутренних коротких замыканиях, при возникновении аварийных токов между тиристорными группами и при опрокидывании инвертора. При внешних коротких замыканиях и опрокидываниях инвертора защита должна отключать преобразователь со стороны постоянного тока.
Кроме того, при внешних коротких замыканиях желательна легализация аварийного тока по месту (предотвращение перехода аварийного тока на следующие по порядку коммутации в схеме вентили) и по времени (ограничение тока к.з. первой полуволны), что должно обеспечиваться устройством защиты по управляющему электроду, которое снимает или сдвигает к границе инверторного режима управляющие импульсы. При опрокидываниях инвертора эта защита неэффективна.
При внутренних к.з. защита должна отключать весь преобразователь или поврежденный тиристор (защита по управляющему электроду при этом должна снять или сдвинуть к границе инверторного режима управляющие импульсы).
При появлении аварийных токов между тиристорными группами защита должна разомкнуть цепь аварийного тока или отключить преобразователь от сети.
Основные требования, предъявляемые к аппаратам и устройствам защиты, заключаются в следующем:
1. Максимальное быстродействие. С ростом продолжительности протекания аварийного тока увеличиваются размеры повреждений преобразователя, а при опрокидываниях инвертора возрастает абсолютное значение аварийного тока. Малая теплоёмкость кремниевого элемента и обусловленная ею высокая чувствительность тиристоров к значению и продолжительности протекания аварийных токов определяют высокие требования к быстродействию защиты тиристорных преобразователей.
2. Селективность. Отключение только поврежденных вентилей без нарушения работы исправных вентилей и преобразователя в целом. В то же время, при срабатывании защиты, отключающей преобразователь в целом, не должна срабатывать защита, отключающая вентили.
3. Чувствительность. Обеспечение срабатывания защиты при возможно меньших значениях аварийных токов.
4. Надежность, помехоустойчивость, простота настройки и обслуживания.
Для защиты от коммутационных перенапряжений применяют RC – цепочки, включенные параллельно тиристорам.
Тиристорный преобразователь подключен к сети переменного тока через трансформатор, силовая цепь тиристорного преобразователя , питается от трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 10 кВ±5% при мощности преобразователя свыше 250 кВт.
Для питания двигателя выбираем комплектный тиристорный преобразователь [16] серии ЭПУ1-2-4347 DУХЛ4 со следующими параметрами:
РН = 92 кВт — номинальная мощность преобразователя;
UН = 230 В — номинальное выходное напряжение ТП;
IН = 400 А — номинальный выходной ток преобразователя.
Для питания тиристорного преобразователя выбираем вводной трансформатор [17] ТСЗП - 160 / 0.743 со следующими параметрами:
РН = 143 кВА — номинальная потребляемая мощность трансформатора;
U1 = 380 В — напряжение первичной обмотки трансформатора;
U2Ф = 230 В — напряжение вторичной обмотки трансформатора;
I2Ф = 500 А — ток вторичной обмотки трансформатора;
РХХ = 795 Вт — потери холостого хода в трансформаторе;
РКЗ = 2400 Вт — потери при коротком замыкании в трансформаторе;
UКЗ = 4.5% — напряжение короткого замыкания трансформатора;
IХХ = 5.2% — ток холостого хода трансформатора.
Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения выбираем сглаживающий реактор [17] ФРОС - 125 / 0.5 У3 со следующими параметрами:
IН = 500 — номинальный ток сглаживающего реактора;
LН = 0.75 мГн — номинальная индуктивность сглаживающего реактора;
RН = 3 мОм — номинальное сопротивление реактора.


3.6 Расчет статической характеристики системы

Запишем уравнение скорости движения электропривода в статике:
, (3.29)

где с —скорость вращения двигателя;
0 — скорость холостого хода двигателя:
1/с , (3.30)

где K oс — статическое падение скорости при статическом токе:
1/с , (3.31)

Выражение (3.29) раскрыто с применением правил Лопиталя для раскрытия неопределенностей вида .

3.7 Расчет динамических параметров системы

Номинальная угловая скорость вращения двигателя:
1/с , (3.32)
Суммарное активное сопротивления якорной цепи электродвигателя определим из условия распределения потерь, считая, что половина потерь в двигателе идет на нагрев обмоток. Тогда:
Ом (3.33)
Определим значение номинального магнитного потока:

В*с (3.34)
Время регулирования, то есть время, за которое завершится переходный процесс, составит:
с (3.35)

Определим коэффициент усиления тиристорного преобразователя как отношение среднего значения выпрямленного напряжения Ud0 к максимальному напряжению управления Uум (поскольку планируется использование стандартной блочной системы регуляторов, то максимально допустимое напряжение Uум составляет 8 В):
, (3.36)
, (3.37)
где Кu = 0.428 — коэффициент схемы выпрямления.

Постоянную времени тиристорного преобразователя принимаем равной 0.007 с — время, достаточное для восстановления запирающих свойств тиристоров после прохождения полуволны напряжения через нуль.
Определим активное сопротивление фазы трансформатора:

Ом , (3.38)
где В (3.39)

Тогда полное сопротивление фазы трансформатора составит:
Ом, (3.40)

а индуктивное сопротивление фазы трансформатора составит:

(3.41)
Тогда индуктивность фазы трансформатора составит:
Гн (3.42)
Определим индуктивность якоря двигателя по эмпирической формуле:
Гн , (3.43)
где p = 2 — число пар полюсов двигателя.
Определим суммарную индуктивность якорной цепи двигателя:
L = LСР + 2LТР + LЯД = 0.75 + 2 ∙ 0.02892 + 2 = 2.808 мГн 3.44)
Определим суммарное активное сопротивление якорной цепи двигателя:
R = RЯД + rСР + a ∙rД + b ∙ rТР + c ∙ rУР + rК , (3.45)

где rСР — активное сопротивление сглаживающего реактора;
rД — динамическое сопротивление тиристоров;
rУР — активное сопротивление уравнительного реактора;
rК — коммутационное сопротивление;
a = 2, b = 2, c = 1 — коэффициенты, зависящие от схемы
выпрямления напряжения.

Ом (3.46)

Ом , (3.47)

где rД = 0.45 ∙ 10-3 Ом — по паспортным данным (3.48)

Подставив (3.46) — (3.48) в (3.45), получим:

R = (21.5 + 0.062 + 2 ∙ 0.45 + 2 ∙ 0.186 + 1 ∙ 0.62 + 8.68) ∙10-3 = 31.576 ∙ 10-3 Ом (3.49)
Определим граничный угол отпирания тиристоров:
, (3.50)
где Се’ — коэффициент пропорциональности между скоростью и ЭДС двигателя.
(3.51)
Тогда, подставив (3.51) в (3.50), получим граничный угол отпирания тиристоров равным:
(3.52)

Определим постоянные времени полученной системы.
Электромагнитная постоянная якорной цепи двигателя:
с (3.53)
Электромагнитная постоянная якоря двигателя:
с (3.54)
Электромеханическая постоянная системы:

с , (3.55)
где J = Kj ∙ Jäâ = 2.5 ∙ 8.25 = 20.625 кг∙м2 , (3.56)
где Kj — коэффициент динамичности системы электропривода, показывающий во сколько раз система электропривода инерционней, чем двигатель. Для тяжелых, мощных устройств
Kj 2... 3.

Результаты вычислений сведем в таблицу.

Таблица 3.1-Динамические параметры системы
Наименование Обозначение Величина
Электромагнитная постоянная времени системы
Тэ
0.0899 с
Электромагнитная постоянная времени якорной цепи двигателя
Тя
0.093 с
Электромеханическая постоянная времени системы
Тм
0.0606 с
Постоянная времени тиристорного преобразователя
Т ТП
0.007 с
Суммарное сопротивления якорной цепи электродвигателя
R 
0.031576 Ом
Суммарный момент инерции системы электропривода
J 
20.625 кг*м2
Коэффициент усиления тиристорного преобразователя
Ктп
67.17
Максимальный угол отпирания тиристоров
 max
81 37’

3.8 Разработка датчика мощности

В проектируемой системе электропривода необходимо иметь сигнал, пропорциональный мощности вращения шнека. Прямым способом измерить эту мощность невозможно. Поэтому ее измеряют косвенно.
Для измерения мощности вращения шнека можно использовать сигналы, пропорциональные току двигателя, скорости вращения двигателя, ЭДС двигателя.
В данном случае предлагается использовать сигналы, пропорциональные току и скорости вращения двигателя. После перемножения этих сигналов на выходе получится сигнал, пропорциональный мощности вращения шнека. В состав спроектированного датчика мощности входит интегральная микросхема (ИМС) [15] К525ПС2А, представляющая собой четырехквадрантный аналоговый перемножитель (АП) сигналов и имеет следующие параметры:

потребляемый ток — не более 6 мА;
погрешность перемножения — не более 1%;
нелинейность перемножения:
по входу X — не более 0.8%;
по входу Y — не более 0.5%;
остаточное напряжение:
по входу X — не более 80 мВ;
по входу Y — не более 60 мВ;
входной ток:
по входу X — не более 4 мкА;
по входу Y — не более 6 мкА;
полоса преобразования по входам — не менее 0.7 МГц;
выходное напряжение — не более 10.5 В.
Напряжение срабатывания стабилитрона во входной цепи операционного усилителя должно соответствовать достижению мощностью уровня стабилизации. Этому уровню будут соответствовать статический ток двигателя IС = 333 А и скорость вращения двигателя Н= 78.54 1/с. Поскольку датчик тока рассчитан на пусковой ток, то в номинальном режиме его выходное напряжение составит:

В (3.57)

Сигнал с тахогенератора составит:

В (3.58)

Тогда сигнал на выходе ИМС составит:

В (3.59)
Таким образом, напряжение стабилизации входного стабилитрона должно составлять 3 В, что обеспечит правильную работу обратной связи по мощности.
Обратная связь включается через 1.5 с после включения двигателя, это необходимо для того, чтобы при пуске обратная связь по мощности не срабатывала.

3.9 Построение переходных процессов

Система автоматизированного электропривода может иметь несколько замкнутых контуров, регулирующих разные координаты. Наличие каждого из контуров должно быть обоснованно. Для каждого из контуров должен быть приведен анализ и синтез САР, который может быть выполнен любым методом. Переходные процессы целесообразно получать на ЭВМ, используя пакет прикладных программ (Matlab, СИАМ и др.).
Переходной характеристикой динамического звена называют зависимость выходной величины от времени при подаче на вход ступенчатого сигнала единой амплитуды. Если на вход динамического звена поступает сигнал синусоидальной формы определенной частоты, то выходной сигнал имеет то же синусоидальную форму и частоту, но другую частоту и фазу.
Если качество процесса регулирования для заданных параметров не удовлетворяет поставленным техническим требованиям, то в систему вводят дополнительные корректирующие устройства.

Рисунок 3.5 - Переходный процесс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.6- ЛАЧХ и ЛФЧХ

 

 


Вывод: Для определения устойчивости системы проведем оценку качества переходного процесса:
Переходная функция представляет собой экспоненту. Множитель(t) указывает, что экспонента рассматривается, начиная с момента t = 0, т.е. положительного времени.
Отрезок, отсекаемый на асимптоте касательной, проведенной к кривой в любой точке, равен постоянной времени Т, которая показывает инерционность с физической точки зрения – скорость с которой выходная величина стремится к установившемуся значению, Т=0,6 с. Чем больше постоянная времени звена, тем дольше длится переходный процесс, т.е. медленней устанавливается значение
х2 = кх1 на выходе звена, где к – коэффициент передачи. Выходное значение
х2 – кх1 в апериодическом звене устанавливается только спустя некоторое время

tП после подачи входного воздействия. Строго говоря, экспонента приближается к этому значению асимптотически, т.е. в бесконечности. Практически переходный процесс считается закончившимся через промежуток времени tП=3Т, иногда применяют tП=(4÷5)Т.
Устойчивость по логарифмическим частотным характеристикам определяют с использованием критерия устойчивости Найквиста. Критической точке, где модуль амплитудно-фазовой характеристики равен единице, соответствует точка пересечения ЛАЧХ с осью абсцисс на частоте среза ωср, а точке, в которой фазовый сдвиг равен 180, соответствует пересечению ЛФЧХ линии –π.
Замкнутая система устойчива, если на частоте ω, для которой φ= –π, ордината ЛАЧХ разомкнутой системы отрицательна, L(φ)<0.
По результатам вычислений построены частотные характеристики рассматриваемой системы. Система устойчива. Запас устойчивости по амплитуде ΔL=0,5дБ, по фазе Δφ = 7,50 .
Анализируя график критерия устойчивости по Найквесту можно судить об устойчивости замкнутой системы автоматического регулирования. Из графика видно, что кривая не охватывает точку с координатами (-1;0) называемую устойчивой и согласно критерию Найквиста система является устойчивой.

3.10 Разработка алгоритма управления прессом

На примере решения задачи оптимизации режимных параметров процесса экструдирования был разработан алгоритм управления, блок-схема которого представлена на рисунке 3.7.


Рисунок 3.7 - Блок-схема алгоритма управления прессом

3.11 Разработка программы управления прессом

Для разработки программы управления прессом будем использовать язык Visual Basic 6 [3]. Данный язык программирования позволит разработать удобный графический интерфейс и реализовать алгоритмы управления процессами.
Полный исходный текст программы приводится в приложении А.
Основой программы на VB является форма FORM1 (рисунок 3.9).


Рисунок 3.9 - Вид формы FORM1
Приведённая форма содержит все элементы для управления и контролем пресса. За каждым элементом этой формы закреплена определённая подпрограмма реализующая то или иное действие. Весь набор элементов условно можно разбить на четыре части:
- панель ввода исходных данных;
- панель отображения оптимальных параметров;
- панель отображения выходных сигналов;
- выход.
Их назначение понятно из их названий и расположены они по порядку обращения к ним.
Рассмотрим их по порядку.
Панель ввода исходных данных. Данная процедура выполняется в начале работы. В окно "Влажность" оператором вводятся данные лабораторного анализа прессуемой биомассы. В окно "Производительность" оператор вводит косвенно информацию о типе биомассы.
Производительность пресса при переработке семян подсолнечника 540 кг/час. Она обусловлена тем, что шнек питателя при своей номинальной скорости вращения, при его геометрических размерах и удельного веса мятки подсолнечных семян приблизительно 540 грамм пропускает через себя около 540 кг мятки в час.
Поэтому, при экструзии биомассы иного типа, оператор сначала должен определить её удельный вес в граммах и ввести это значение в окно "Производительность".
После ввода обеих значений нажимается кнопка "Расчёт оптимальных параметров" по команде которой ЭВМ рассчитывает оптимальную угловую скорость прессующего шнека, по формуле:
 = 0.141 Q - 0.0001367 Q2 - 2.4713 W + 0.05725 W2 (3.60)
где  - оптимальная угловая скорость прессующего шнека, об/мин;
Q - производительность пресса, кг/час;
W - влажность прессуемой биомассы, %.
Эта формула получена в [4,5,7,8] методами регрессионного анализа, для оптимальной области параметров эффекта (рисунок 1.1).
Загрузка рассчитывается исходя из производительности, причем производительность по подсолнечнику принимается равной 100%.
Результаты расчетов выводятся в соответствующем окне панели отображения оптимальных параметров.
По нажатию кнопки "Значения выходных величин" ЭВМ рассчитывает управляющее воздействие для САР электродвигателем пресса. Так как используется стандартная блочная система регуляторов [глава 4], то максимальное напряжение Uум равно 8 В, для скорости вращения шнека 12 об/мин. Рассчитанное значение управляющего воздействия будет пропорционально приведённым значениям, оно отображается в окне "Напряжение задания скорости шнека, В".
Величина контролируемого значения тока электродвигателя, косвенно отражающего величину загрузки, считывается датчиком тока и после преобразований вводится в ЭВМ, для принятия решения о манипуляции двигателем задвижки. Эти значения выводятся ЭВМ для информации в окнах "Ток эл. двигателя шнека, А" и "Состояние двигателя задвижки", соответственно.
Для остановки пресса служит кнопка "Выход". При её нажатии ЭВМ формирует нулевое значение управляющего воздействия и выполняет закрытие программы.


Главным принципом грамотной инвестиционной политики конкретного предприятия должен быть принцип опоры на собственные финансовые ресурсы.
Источники самофинансирования:
- прибыль, главная форма чистого дохода предприятия, выражающая стоимость приобретенного продукта. Её величина выступает как часть денежной выручки, составляющая разницу между реализационной ценой продукции (работ, услуг) и её полной собственностью. Прибыль – обобщающий показатель результатов коммерческой деятельности предприятия. После уплаты налогов и других платежей из прибыли остается прибыль, часть которой можно использовать на инвестиции в составе фонда, создаваемого на предприятии.
- крупный источник финансирования инвестиций на предприятии – амортизационные отчисления.
В данном дипломном проекте рассматривается разработка автоматизированной системы управления масло прессом. В настоящее время используется система управления с помощью центрального пульта. Труд операторов не автоматизирован. В течение рабочей смены приходится выполнять множество ручных операций.
Конечной целью разработки данного проекта является улучшение условий труда оператора путем автоматизации основных операций, сокращения численности операторов, улучшение качества продукции и повышение эффективности использования сырья. Для этого был выбран метод, не требующий глубокой реконструкции. Старые приборы, участвующие в процессах, не демонтируются. Дополнительно ставится новое оборудование, тири-
сторные преобразователи и промышленный компьютер. Применение данного оборудования позволит выполнять технологический процесс одним оператором вместо четырех. Улучшаются условия труда оператора за счет полной автоматизации этого участка производства.
За счет автоматизации технологического процесса можно реально рассчитывать на повышение качества продукции.
Будет увеличена эффективность использования сырья за счет увеличения выхода масла, так как технологический процесс будет проходить при автоматизированном управлении приводом электродвигателя при помощи нового автоматизированного оборудования.
Для определения затрат, связанных с приобретением промышленного компьютера, модуля, датчиков и преобразователей, составим сводную таблицу стоимости данных устройств.

 

 

 

Таблица 4.1 Стоимость покупных устройств.
№ Наименование Цена, руб. Количество, ед. Сумма, руб.
1 Электродвигатель постоянного тока 4ПН 400-22 МУЗ 80456,75 1 80456,75
2 Асинхронный двигатель 5080,55 1 5080,55
3 Тиристорный преобразователь ЭПУ1-2-4347ДУХЛ4 3257,8 1 3257,8
4 Модуль сопроцессора ТРСХ57 1012М 41035 1 41035
5 Модуль аналогового ввода – вывода TSX AEY 414 22910 1 22910
6 Модуль дискретного ввода – вывода TSX DMY 28FK 17073,75 1 17073,75
7 Промышленный компьютер Simatic Box PC 820 104762,5 1 104762,5
Итого 274576,35

Определим затраты на монтаже преобразователей, датчиков и модуля:

Моб = Соб ∙ 0,2 , (4.1)
где Моб – затраты на монтаж оборудования, руб;
Соб – стоимость оборудования, руб.
Моб = 274576,35 0,2 = 54915,27 руб.
Расходы на текущий ремонт и амортизацию вновь приобретенного оборудования составят:
Рт.р.= Соб ∙ 0,06 (4.2)
Рт.р.= 274576,35 ∙ 0,06 = 16474,581 руб.
где Рт.р. – расходы на текущий ремонт, руб.

Ра = Соб ∙ 0,1 (4.3)
Ра =274576,35∙0,1 =27457,635 руб.
где Ра – расходы на амортизацию, руб.

Капитальные вложения по оборудованию составят:
Коб = Соб + Моб (4.4)
Коб = 274576,35 + 54915,27 = 329491,62 руб.
где Коб – капитальные вложения по оборудованию, руб.

Расход электроэнергии на дополнительно устанавливаемое оборудование составит:
Рпэвм – расход электроэнергии ПК за год, определяется

Рпэвм = Рпк ∙ Впк (4.5)
Рпэвм = 0,2 ∙ 5280 = 1056 квтч
где Рпк – мощность ПК Simatic, 0,2 квт,
Впк – годовое время работы ПК, с учетом профилактических работ,
Впк = 5280 ч
Стоимость расхода электроэнергии на вновь устанавливаемое оборудование составит:
Сэл = Рпэвм ∙ Цел ∙ cos φ (4.6)
Сэл = 1056 ∙ 2,0 ∙ 0,7 = 1478,4 руб.
где Сэл - стоимость расхода электроэнергии, руб;
где Цел – цена за 1 квтч электроэнергии, по данным предприятия составляет 2,0 руб.
По данным предприятия мощность комплекса «У1-МСП1» составляет 25,43 кВт\час, а с учетом времени работ за год 134270,4 кВт\час., стоимость расхода на электроэнергии 112787,14 руб.
Общие затраты, связанные с эксплуатацией оборудования на одну тонну продукции, составят:

Ртр + Ра + Сэл
Зэ = ----------------------- (4.7)
Пгод

16474,581 + 27457,635 + 1478,4
Зэ = ------------------------------------------- = 8,99 руб.
5047

где Зэ - затраты, связанные с эксплуатацией оборудования на одну тонну продукции, руб;
где ПГОД – годовой выпуск продукции (масла подсолнечного), по данным предприятия, ПГОД = 5047т.
Расчет эффективности производим исходя из того, что применение современных приборов позволит увеличить выход масла из ядра семян. Увеличение выхода масла составит:
£ = £1 - £2 = 33,2- 33,0 = 0,2%
После внедрения проекта эффективность использования сырья поднимется на 0,2%.
До внедрения проекта для производства одной тонны масла требовалось переработать 3031кг семян при масличности семян 45%.
После внедрения проекта выход одной тонны масла будет производиться при переработке 3012кг семян при той же масличности 45%.
Это приведет к снижению себестоимости масла.
Доля стоимости сырья в себестоимости тонны масла составит:
Сс1т = 3031 ∙ Сср (4.8)
Сс1т = 3031 ∙ 2 = 6062 руб.
где Сс1т - стоимости сырья в себестоимости тонны масла, руб;
где Сср – стоимость 1кг сырья после реконструкции.
Срс1т = 3012 ∙ Сср (4.9)
Срс1т = 3012 ∙ 2 =6024 руб.

Разница между базовым вариантом и после реконструкции составит:
Ссн = Сс1т - Срс1т (4.10)
Ссн = 6062 – 6024 = 38 руб.
где Ссн - разница между базовым вариантом и после реконструкции, руб;
По данным предприятия, себестоимость тонны масла подсолнечного составляет Цст.себ. = 21950 руб.
После реконструкции себестоимость составит:

Цсеб. = Цст.себ. - Ссн + Зэ (4.11)
Цсеб = 21950 – 38 + 8,99 = 21920,99 руб.
где Цсеб.- себестоимость после реконструкции, руб;
Цст.себ - себестоимость тонны подсолнечного масла, руб
Годовая экономия из-за снижения себестоимости составит:
Эуг1 = Пгод ∙ ( Цст.себ. - Цсеб.) (4.12)
Эуг1 = 5047 ∙ (21950 –21920,99) = 146413,47 руб.
где Эуг1 - годовая экономия из-за снижения себестоимости, руб.
Заработная плата 4 операторов в базовом варианте составляла
З1оп = t ∙ Спр (4.13)
З1оп = 1971 ∙ 26,79 = 52803,09 руб.
где З1оп - заработная плата одного оператора, руб;
t – годовой фонд рабочего времени, ч;
Спр – средняя часовая зарплата одного оператора с отчислениями на соц. страхование, руб/ч
(Спр = 26,79 руб/ч по данным предприятия)
З4оп = З1оп ∙ 4 (4.14)
З 4оп = 52803,09 ∙ 4 = 211212,36 руб.
где З4оп - заработная плата четырех операторов, руб.
После реконструкции будет необходим лишь один оператор
З1оп = 52803,09 руб.
Разница в заработной плате за год составит:
Эуг 2 = З4оп - З1оп (4.15)
Эуг2 = 211212,36 – 52803,09 = 158409,27 руб.
где Эуг2 – экономия по плате за год, руб.
Определим удельные капвложения на тонну продукции:
Эуд = Коб / Пгод (4.16)
Эуд = 329491,62 / 5047 = 65,28 руб.
где Эуд - удельные капиталовложения на тонну продукции, руб
Годовой экономический эффект от внедрения автоматизированной системы:
Эуг = Эуг1 + Эуг2 (4.17)
Эуг = 146413,47 +158409,27 =304822,74 руб.
где Эуг – общая экономия, руб.
Эгод =Эуг - 0,15 ∙ Коб (4.18)
Эгод = 304822,74 – 0,15 ∙329491,62 = 255399,0 руб.
где Эгод - годовой экономический эффект от внедрения автоматизированной системы, руб.
Определим срок окупаемости проекта
Ток = Коб / Эуг (4.19)
Ток = 329491,62 / 304822,74 = 1,1 г.
где Ток - срок окупаемости проекта, год.
Определим общую экономическую эффективность:
Эо = Эуг / Коб (4.20)
Эо = 304822,74 / 329491,62 = 0,93
где Эо - общая экономическая эффективность, руб.
На основании полученных значений составим итоговую таблицу.

Таблица 4.2 Показатели экономической эффективности
Показатели Базовый вариант Проектный вариант Отклонение от базового варианта
Годовой выпуск продукции, т 5047 5047 -
Затраты на приобретение оборудования, руб. - 274576,35 -
Затраты на монтажные работы, руб. - 54915,27 -
Выход муки, % 33 33,2 +0,2
Себестоимость тонны продукта, руб. 21950 21920,99 -29,01
Годовой экономический эффект, руб. - 255399 -
Срок окупаемости, год - 1,1 -
Оплата труда операторов на данном участке, руб. 211212,36 52803,09 -158409,27
Расход электроэнергии, кВт/час. 134270,4 135326,4 +1056
Затраты на электроэнергию, руб. 112787,14 114265,54 +1478,4
Общая экономическая эффективность - 0,93 -

Показатели экономической эффективности говорят о том, что годовой выпуск продукции составляет 5047 т. Затраты на приобретение оборудования составляют 274576,35 руб., а затраты на монтажные работы 54915,27 руб. Выход муки составляет 33,2 % что на 0,2 % больше чем в базовом варианте. Себестоимость тонны продукта 21920,99 руб., что на 29,01 руб. меньше чем в базовом варианте. Годовой экономический эффект составляет 255399,00 руб., а срок окупаемости, 1,1 год. Экономия заработной платы составляет 52803,09 руб., что на 158409,27 руб. меньше чем в базовом варианте. Расход электроэнергии 135326,4 кВт/час., что на 1056 кВт/час больше чем в базовом варианте. Затраты на электроэнергию составляют 114265,54 руб., что на 1478,4 руб. больше чем в базовом варианте. Общая экономическая эффективность составляет 0,93.
Из выше перечисленного следует, что данный проект эффективен.

 

 

 

 

 


Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических, и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Научно-технический прогресс внес серьезные изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряженным, требующим значительных затрат умственной, эмоциональной и физической энергии. Это потребовало комплексного решения проблем эргономики, гигиены и организации труда, регламентации режимов труда и отдыха.
Как известно – полностью безопасных и безвредных производств не существует. Задача охраны труда - свести к минимальной вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда. Улучшение условий труда и его безопасность приводят к снижению производственного травматизма, профессиональных заболеваний, что сохраняет здоровье трудящихся и одновременно приводит к уменьшению затрат на оплату соответствующих льгот и компенсаций за работу в неблагоприятных условиях.
Основная цель мероприятий по охране труда – ликвидация травматизма и профессиональных заболеваний. Проведение мероприятий по улучшению условий труда дает ощутимый экономический эффект – повышается производительность труда, снижаются затраты на восстановление утраченной трудоспособности.
Меры безопасности труда должны предусматриваться при проектировании, строительстве, изготовлении и вводе в действие объектов и оборудования.
Все мероприятия по охране труда проводятся с целью защиты участников трудового процесса от воздействия опасных и вредных факторов, характеризующих условия его проведения.
В данном дипломе осуществлена разработка автоматизированной системы, основанной на прямом цифровом управлении. Это означает, что оператор, помимо технологического оборудования столкнется с цифровыми устройствами, имеющими дисплей.
Данный раздел дипломного проекта посвящен рассмотрению следующих вопросов:
• организация рабочего места программиста;
• определение оптимальных условий труда инженера – программиста: - оздоровление воздушной среды
- расчет вентиляции;
- электробезопасность;
- защита от шума и вибрации;
В данном разделе наряду с теоретическими основами, с достаточной полнотой, рассмотрены организационные вопросы охраны труда, пожарной безопасности, электробезопасности, оздоровления воздушной cреды производственных помещений, методы и средства обеспечения безопасности технологических процессов.
5.1 Анализ опасных факторов

Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим тре-
бованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места оператора должны быть соблюдены следующие основные условия:
- оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места;
- достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения;
- необходимо естественное и искусственное освещение для выполнения поставленных задач;
- уровень акустического шума не должен превышать допустимого значения;
- достаточная вентиляция рабочего места.

5.2 Создание оптимальных условий труда

Эргономическими аспектами проектирования видео терминальных рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки для документов, возможность различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость рабочего места и его элементов.
Главными элементами рабочего места оператора являются стол и кресло. Основными рабочим положением является положение сидя.
Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление оператора. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкого досягаемости рабочего пространства.
Моторное поле – пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.
Максимальная зона досягаемости рук – это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.
Оптимальная зона – часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом.

Рисунок 5.1 Зона досягаемости рук в горизонтальной плоскости
а – зона максимальной досягаемости;б – зона досягаемости пальцев при вытянутой руке ;в – зона легкой досягаемости ладони ;г – оптимальное пространство для грубой ручной работы ;д – оптимальное пространство для тонкой ручной работы.

Рассмотрим оптимальное размещение предметов труда и документации в зонах досягаемости рук (рисунок 5.1):
- дисплей размещается в зоне а (в центре);
- клавиатура – в зоне г/д;
- системный блок размещается в зоне б (слева);
- принтер находится в зоне а (справа);
документация:
- в зоне легкой досягаемости ладони – в (слева) – литература и документация, необходимая при работе;
- в выдвижных ящиках стола – литература, неиспользуемая постоянно.
При проектировании письменного стола следует учитывать следующее:
• высота стола должна быть выбрана с учетом возможности сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники;
• нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы программист мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;
• поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения программиста;
• конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей, личных вещей).
Модульными размерами рабочей поверхности стола для ПЭВМ, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1200, 1400 мм, глубину 800 и 1000 мм при нерегулируемой высоте равной 725 мм.
Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной – не менее 500 мм, глубиной на уровне колен – не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног – не менее 650 мм.
Рабочий стул (кресло) должно быть подъемно – поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки.
Рабочее место необходимо оборудовать подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10мм.
Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю, или на специальной регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.
Необходимо предусматривать при проектировании возможность различного размещения документов: сбоку от видеотерминала, между монитором и клавиатурой и т.п. Кроме того, в случаях, когда видеотерминал имеет низкое качество изображения, например заметны мелькания, расстояние от глаз до экрана делают больше (около 700 мм), чем расстояние от глаза до документа (300-450 мм). Вообще при высоком качестве изображения на видеотерминале расстояние от глаз пользователя до экрана, документа и клавиатуры может быть равным.
Положение экрана определяется:
- расстоянием считывания (0.60 + 0.10 м);
- углом считывания, направлением взгляда на 20 ниже горизонтали к центру экрана, причем экран перпендикулярен этому направлению.
Должна предусматриваться возможность регулирования экрана:
- по высоте +3 см;
- по наклону от 10 до 20 относительно вертикали;
- в левом и правом направлениях.
Зрительный комфорт подчиняется двум основным требованиям:
- четкости на экране, клавиатуре и в документах;
- освещенности и равномерности яркости между окружающими условиями и различными участками рабочего места;
Большое значение также придается правильной рабочей позе пользователя. При неудобной рабочей позе могут появиться боли в мышцах, суставах и сухожилиях. Требования к рабочей позе пользователя видеотерминала следующие: шея не должна быть наклонена более чем на 20 (между осью "голова-шея" и осью туловища), плечи должны быть расслаблены, локти - находиться под углом 80 - 100 , а предплечья и кисти рук - в горизонтальном положении. Причина неправильной позы пользователей обусловлена следующими факторами: нет хорошей подставки для документов, клавиатура находится слишком высоко, а документы - слишком низко, некуда положить руки и кисти, недостаточно пространство для ног. В целях преодоления указанных недостатков даются общие рекомендации: лучше передвижная клавиатура, чем встроенная; должны быть предусмотрены специальные приспособления для регулирования высоты стола, клавиатуры, документов и экрана, а также подставка для рук.
Создание благоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве имеет большое значение как для облегчения труда, так и для повышения его привлекательности, положительно влияющей на производительность труда. Окраска помещений и мебели должна способствовать созданию благоприятных условий для зрительного восприятия, хорошего настроения. В служебных помещениях, в которых выполняется однообразная умственная работа, требующая значительного нервного напряжения и большого сосредоточения, окраска должна быть спокойных тонов - малонасыщенные оттенки холодного зеленого или голубого цветов
При разработке оптимальных условий труда программиста необходимо учитывать освещенность, вентиляцию, шум и микроклимат.

5.2.1 Оздоровление воздушной среды.
Одно из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда – обеспечить нормальные условия и чистоту воздуха в рабочем помещении. Требуемое состояние воздуха рабочей зоны может быть обеспечено выполнением определенных мероприятий к основным из которых относятся:
- применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадания их в рабочую зону. Это можно достичь, например, заменой токсичных веществ нетоксичными.
- надежная герметизация оборудования, в частности термостата, где нагреваются подшипники, с поверхности которых испаряется масло.
- установка на проектируемом участке устройства вентиляции и отопления, что имеет большое значение для оздоровления воздушной cреды.
- применение средств индивидуальной защиты, а именно: спецодежда, защищающее тело человека; защитные очки и фильтрующие средства защиты (при продувке от пыли и стружки статора двигателя сжатым воздухом); защитные мази, защищающее кожу рук от нефтепродуктов и масел (при смазке подшипников и деталей двигателя); защитные рукавицы (при выполнении транспортировочных работ).
Для определенных условий труда оптимальными являются

 

 

 

 


Таблица 5.1 Оптимальные условия труда.


Период
1
холодный*
теплый

температура t
2
1820
2123

Относительная влажность
3
6040
6040

скорость движения воздуха мс
4
0.2
0.3

* холодный и переходной период.
Допустимыми являются
t = 1723 С, влажность – 75%, u=0.3 мс.
t (вне постоянных рабочих мест) 1324С.

Необходимый воздухообмен для всего производственного помещения определяют по формуле:
(5.1)
где n – число работающих в данном помещении;
Li – расход воздуха на одного работающего, м3/ч.
Расход воздуха на одного работающего должен быть не менее 30 м3/ч.

5.2.2. Расчет вентиляции
Системы отопления и системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей. На производстве рекомендуется создавать динамический климат с определенными перепадами показателей. Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более, чем на 5 градусов. В производственных помещениях помимо естественной вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы, является кратность обмена, т.е. сколько раз в час сменится воздух в помещении.
Расчет для помещения
VВЕНТ - объем воздуха, необходимый для обмена;
VПОМ - объем рабочего помещения.

Для расчета примем следующие размеры рабочего помещения:
длина В = 7.35 м;
ширина А = 4.9 м;
высота Н = 4.2 м.
Соответственно объем помещения равен:

V ПОМЕЩЕНИЯ = А  В  H =151,263 м3 (5.2)

Необходимый для обмена объем воздуха VВЕНТ определим исходя из уравнения теплового баланса:
VВЕНТ ∙ С( tуход - tприход ) ∙ Y = 3600 ∙Qизбыт (5.3)

Qизбыт - избыточная теплота (Вт);
С = 1000 - удельная теплопроводность воздуха (Дж/кгК);
Y = 1.2 - плотность воздуха (мг/см).

Температура уходящего воздуха определяется по формуле:
tуход = tр.м. + ( Н - 2 )t , где (5.4)

t = 1-5 градусов - превышение t на 1м высоты помещения;
tр.м. = 25 градусов - температура на рабочем месте;
Н = 4.2 м - высота помещения;
tприход = 18 градусов.

tуход = 25 + ( 4.2 - 2 ) 2 = 29.4

Qизбыт = Qизб.1 + Qизб.2 + Qизб.3 , где (5.5)

Qизб. - избыток тепла от электрооборудования и освещения.

Qизб.1 = Е  р , где (5.6)

Е - коэффициент потерь электроэнергии на топлоотвод ( Е=0.55 для освещения);
р - мощность, р = 40 Вт  15 = 600 Вт.

Qизб.1 = 0.55 ∙ 600=330 Вт

Qизб.2 - теплопоступление от солнечной радиации,

Qизб.2 =m  S ∙ k ∙ Qc , где (5.7)

m - число окон, примем m = 4;
S - площадь окна, S = 2.3 ∙ 2 = 4.6 м2;
k - коэффициент, учитывающий остекление. Для двойного остекления

k = 0.6;
Qc = 127 Вт/м - теплопоступление от окон.

Qизб.2 = 4.6 ∙ 4 ∙ 0.6 ∙127 = 1402 Вт
Qизб.3 - тепловыделения людей

Qизб.3 = n ∙ q , где (5.8)

q = 80 Вт/чел. , n - число людей, например, n = 15

Qизб.3 = 15 ∙ 80 = 1200 Вт

Qизбыт = 330 +1402 + 1200 = 2932 Вт

Из уравнения теплового баланса следует:

Vвент м3

Оптимальным вариантом является кондиционирование воздуха, т.е. автоматическое поддержание его состояния в помещении в соответствии с определенными требованиями (заданная температура, влажность, подвижность воздуха) независимо от изменения состояния наружного воздуха и условий в самом помещении.

5.2.3 Электробезопасность
Основным опасным фактором при работе оператора остается электрический ток, которым питается практически все технологическое оборудование и цифровые устройства управления и контроля. Эксплуатация большинства машин и оборудования связана с применением электрической энергии. Электрический ток, проходя через организм, оказывает термическое, электролитическое, и биологическое воздействие, вызывая местные и общие электротравмы. Основными причинами воздействия тока на человека являются:
- случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям;
- появление напряжения на металлических частях оборудования в результате повреждения изоляции или ошибочных действий персонала;
- шаговое напряжение в результате замыкания провода на землю.
Электрические установки, к которым относится оборудование ЭВМ, представляют собой большую потенциальную опасность, поскольку в процессе эксплуатации или проведении профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. Опасность прикосновения человекам к токоведущим частям электроустановки определяется величиной протекающего через тело человека тока.
Степень воздействия электротока на организм человека зависит от его величины о протяженности его воздействия. В случае если устройства питаются от напряжения 380/220 В или 220/127 В в электроустановках с заземленной нейтралью применяется защитное зануление.
Зануление (рисунок 7.2) применяется в четырехпроводных сетях напряжением до 1кВ с заземленной нейтралью. Зануление осуществляет защиту путем автоматического отключения поврежденного участка электроустановки от сети и снижение напряжение на корпусах зануленного электрооборудования до безопасного на время срабатывания защиты. Из всего выше сказанного делаем вывод, что основное назначение зануления – обеспечить срабатывание максимальной токовой защиты при замыкании на корпус. Для этого ток короткого замыкания должен значительно превышать установку защиты или номинальный ток плавких вставок.

Рисунок 5.2 - Схема зануления
Rо – сопротивление заземления нейтрали;Rh – расчетное сопротивление человека.;1 – магистраль зануления ; 2 – повторное заземление магистрали;3 – аппарат отключения ; 4 – электроустановка ; 5 – трансформатор.

Сила тока зависит от величины приложенного напряжения и сопротивления участка тела. Сопротивление участка тела складывается от сопротивления тканей внутренних органов и сопротивления кожи. При расчете принимается R = 1000 Ом.
Статическое электричество образуется в результате трения (сопротивления или разделения) двух диэлектриков друг о друга или диэлектриков о металлы. При этом на трущихся веществах могут накапливаться электрические заряды, которые легко стекают в землю, если тело является проводником электричества и оно заземлено. На диэлектриках электрические заряды удерживаются продолжительное время, вследствие чего они получили название статического электричества.
Процесс возникновения и накопления электрических зарядов в веществах называют электризацией.
Явление статической электризации наблюдается в следующих основных случаях:
- в потоке и при разбрызгивании жидкостей;
- в струе газа или пара;
- при соприкосновении и последующем удалении двух твердых разнородных тел (контактная электризация).
Разряд статического электричества возникает тогда, когда напряженность электростатического поля над поверхностью диэлектрика или проводника, обусловленная накоплением на них зарядов, достигает критический (пробивной) величины.
У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встречаются разнообразные жалобы: на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др.
Допустимые уровни напряженности электростатических полей установлены ГОСТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению Контроля» и Санитарно-гигиеническими нормами допустимой напряженности электростатического поля (№1757-77).
Эти нормативные правовые акты распространяются на электростатические поля, создаваемые при эксплуатации электроустановок высокого напряжения постоянного тока и электризации диэлектрических материалов, и устанавливают допустимые уровни напряженности электростатических полей на рабочих местах персонала, а также общие требования к проведению контроля и средствам защиты.
Допустимые уровни напряженности электростатических полей устанавливаются в зависимости от времени пребывания на рабочих местах.
При напряженности электростатических полей менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.
В диапазоне напряженности от 20 до 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в электростатическом поле без средств защиты зависит от конкретного уровня напряженности на рабочем месте.
Меры защиты от статического электричества направлены на предупреждение возникновения и накопления зарядов статического электричества, создание условий рассеивания зарядов и устранение опасности их вредного воздействия.
К основным мерам защиты относят:
- предотвращение накопления зарядов на электропроводящих частях оборудования, что достигается заземлением оборудования и коммуникаций, на которых могут появляться заряды (аппараты, резервуары, трубопроводы, транспортеры, сливоналивные устройства, эстакады и т.п.);
- уменьшение электрического сопротивления перерабатываемых веществ;
- снижение интенсивности зарядов статического электричества, достигается соответствующим подбором скорости движения веществ, исключением разбрызгивания, дробления и распыления веществ, отводом электростатического заряда, подбором поверхностей трения, очисткой горючих газов и жидкостей от примесей ;
- отвод зарядов статического электричества, накапливающихся на людях. Позволяет исключить опасность электрических зарядов, которые могут вызвать воспламенение и взрыв взрыво- и пожароопасных смесей, а также вредное воздействие статического электричества на человека.
Основными мерами защиты являются: устройство электропроводящих полов или заземленных зон, помостов и рабочих площадок, заземление ручек дверей, поручней лестниц, рукояток приборов, машин и аппаратов;
Обеспечение работающих токопроводящей обувью, антистатическими халатами.

5.2.4 Защита от шума и вибрации
Установлено, что шум ухудшает условия труда, оказывая вредное воздействие на организм человека. При длительном воздействии шума на человека происходят нежелательные явления: снижается острота зрения, слуха, повышается кровяное давление, понижается внимание. Сильный продолжительный шум может стать причиной функциональных изменений сердечно-сосудистой и нервной систем.
На рабочем месте программиста источниками шума, как правило, являются технические средства, как то - компьютер, принтер, вентиляционное оборудование, а также внешний шум. Они издают довольно незначительный шум, поэтому в помещении достаточно использовать звукопоглощение. Уменьшение шума, проникающего в помещение извне, достигается уплотнением по периметру притворов окон и дверей. Под звукопоглощением понимают свойство акустически обработанных поверхностей уменьшать интенсивность отраженных ими волн за счет преобразования звуковой энергии в тепловую. Звукопоглощение является достаточно эффективным мероприятием по уменьшению шума. Наиболее выраженными звукопоглощающими свойствами обладают волокнисто-пористые материалы: фибролитовые плиты, стекловолокно, минеральная вата, полиуретановый поропласт, пористый поливинилхлорид и др. К звукопоглощающим материалам относятся лишь те, коэффициент звукопоглощения которых не ниже 0.2.
Звукопоглощающие облицовки из указанных материалов (например, маты из супертонкого стекловолокна с оболочкой из стеклоткани нужно разместить на потолке и верхних частях стен). Максимальное звукопоглощение будет достигнуто при облицовке не менее 60% общей площади ограждающих поверхностей помещения.
Основные мероприятия по борьбе с шумом – это технические мероприятия, которые проводятся по трем главным направлениям :
- устранение причин возникновения шума или снижения его в источнике;
- ослабление шума на путях передачи;
- непосредственная защита работающих.
Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные, однако этот путь борьбы не всегда возможен, поэтому большое значение имеет снижение его в источнике. Снижение шума в источнике достигается путем совершенствования конструкции или схемы той части оборудования, которая производит шум, использования в конструкции материалов с пониженными акустическими свойствами, оборудования на источнике шума дополнительного звукоизолирующего устройства или ограждения, расположенного по возможности ближе к источнику.
Значительный эффект снижения шума от оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм от рабочего места или зоны обслуживания машины.

5.3 Расчет ширины рабочих проходов

В случае эксплуатации при аварийных ситуациях важную роль имеет ширина рабочих проходов.
Исходя из размеров цеха и расположения оборудования произведём расчёт ширины рабочих проходов

Рисунок 5.3 Схема эвакуации.
Определяем общее число работающих в цехе:
N= N T +0.05∙ N T = 100 + 0,05 ∙ 100  105 человек (5.9)
N – Общее число работающих цехе;
N T – наибольшее число персонала цеха.

Равномерное распределение людей по потокам эвакуации:
П = N / n = 105 / 2  52,5 (5.10)
Где n – половина имеющихся выходов.
Продолжительность эвакуации людей (мин.), находящихся в наиболее удалённой точке цеха от ближайшего эвакуационного выхода:
 = L / V = 100/30  3,3 мин. (5.11)
Где L – расстояние от рабочего места до ближайшего эвакуационного выхода, L =100 м.
V – скорость перемещения людей при эвакуации,
V  30 - 35 м/мин.
Суммарная ширина проходов для эвакуации всех находящихся в цехе людей определяют:
B = N C /( t ∙) = 105 ∙ 0,6 / (1,25 ∙ 20)  2,52 м (5.12)
Где с минимальная ширина одного потока (при расчётах принимают с=0,6 м; t – время эвакуации мин.;  - средняя пропуская способность одного потока, чел./мин. ( = 20…25 чел/мин).
Ширина каждого из эвакуационных проходов см.
B = B / n = 2,52 /2 = 1,26 м. (5.13)
Минимально допустимый проход между рядами оборудования равен одному метру.
Полученные данные занесем в таблицу 5.2
Таблица 5.2 Общие данные расчета ширины рабочих проходов
Общие данные Полученные расчеты
Общее число работающих в цехе, чел. 105
Равномерное распределение людей по потокам эвакуации 52,5
Продолжительность эвакуации людей, мин. 3,3
Суммарная ширина проходов для эвакуации всех находящихся в цехе людей, м. 2,52
Ширина каждого из эвакуационных проходов, м. 1,26
Вывод

В этой части дипломной работы были изложены требования к рабочему месту инженера - программиста. Созданные условия должны обеспечивать комфортную работу. На основании изученной литературы по данной проблеме, были указаны оптимальные размеры рабочего стола и кресла, рабочей поверхности, защита от шума и вибрации, электробезопасность, а также проведен расчет вентиляции, расчет ширины рабочих проходов. Наблюдение условий, определяющих оптимальную организацию рабочего места инженера - программиста, позволит сохранить хорошую работоспособность в течение всего рабочего дня, повысит как в количественном, так и в качественном отношениях производительность труда программиста, что в свою очередь будет способствовать быстрейшей разработке и последующему внедрению новой технологии производства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе разработанной теории экструзии биомассы [4,5,7,8], анализа конструктивных параметров пресса МАПП - 113, учитывая реальные реологические параметры прессуемой биомассы в ходе данного проекта было предложено усовершенствование пресса-экструдера МАПП - 113.
Во - первых, для обеспечения изменения скорости вращения шнека было предложено заменить применяющийся в настоящее время в прессе асинхронный двигатель - на двигатель постоянного тока серии 4ПН 400 - 22 МУ3 с хорошими динамическими и статическими свойствами. Для него была спроектирована САР, настроенная на технический оптимум, с системой стабилизации мощности на требуемом уровне. Параметры рассчитанной система всесторонне исследовались с помощью пакета программ MatLab, что подтвердило ожидаемые результаты:
-статизм по скорости системы при разомкнутой обратной связи по мощности, то есть пока мощность не выходит за уровень стабилизации, составляет при номинальной нагрузке 1.7 1/с, что составляет 2.16% от скорости холостого хода, что обеспечивается не только контурами регулирования тока и скорости, но и хорошими статическими свойствами самого двигателя;
-погрешность при стабилизации мощности при самом тяжелом варианте, когда теоретическая мощность вращения шнека превышает на 15% уровень стабилизации мощности составляет 1,96% от уровня стабилизации, что вполне можно считать удовлетворительной работой системы;
- при самом тяжелом режиме перерегулирования по току составляют 5.1%, по скорости - 4.98%, по мощности - 4.6%.
Для управления прессом в целом, была спроектирована трёхуровневая система АСУ ТП.
Третий, верхний уровень управления, реализован на промышленном компьютере SIMATIC Box PC 820 компании Siemens. На него возложены функции расчёта оптимальных параметров процесса экструзии любой биомассы, а не только семян подсолнечника. Разработанная программа на языке Visual Basic, с понятным оператору интерфейсом, позволяет возложить все функции по управлению и контролю за работой пресса - на ЭВМ.
Второй уровень управления работой пресса реализован на базе платформы Premium, в состав которой входит разнообразный набор унифицированных модулей, позволяющих реализовать все необходимые функции - от управления до контроля, как силовыми цепями, так и цепями слаботочными. Имеющиеся возможности изменения и наращивания конфигурации, позволит в дальнейшем при необходимости автоматизировать весь комплекс.

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Башарин Н.К., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. — Л.: Энергоиздат, 1982г. — 392с., ил.
2. Зубкова Т.М., Насыров А.Ш. Анализ изменения производительности одношнекового экструдера от режима эксплуатации. Современные аспекты компьютерной интеграции машиностроительного производства: Материалы всероссийской научной конференции. Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003.
3. Карташов Л.П., Зубкова Т.М., Насыров А.Ш. Анализ режимов эксплуатации одношнековых прессующих механизмов. Техника в сельском хозяйстве. - 2003.-№ 5.
4. Соколов Н.Г. Основы конструирования электроприводов. — М.: Энергия, 1971г. — 256 с., ил.
5. Фишбейн В.Г. Расчет систем подчиненного регулирования вентильного электропривода постоянного тока. — М.: Энергия, 1972г. — 134с., ил.
6. Chapt_l_CPU_RU.pdf. Платформа автоматизации Premium. Процессоры и сопроцессоры. Рекомендации по выбору.
7. Chapt_4_AIO_RU.pdf. Платформа автоматизации Premium. Модули аналогового ввода-вывода. Рекомендации по выбору модулей аналогового ввода-вывода.
8. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник. И. X. Евзеров, А. С. Горобец, Б. И. Мошкович и др. Под ред. В.М. Перельмутера. — М.: Энергоатомиздат, 1998г. — 319с., ил.
9. МАПП 113.00.00.000ПС Паспорт «Пресс шнековый для получения растительных масел».
10. Справочник по автоматизированному электроприводу. Под ред. В.А. Елисеева и А. В. Шинянского. — М.: Энергоатомиздат. 1983г. — 616с.
Эпштейн И. И. Автоматизированный электропривод постоянного тока. - М.: Энергоиздат, 1982 - 192 c., ил.
11.Токарев Б. Ф. Электрические машины. Учеб. пособие для вузов. - М: Энергоатомиздат, 1990: - 642 с.: ил.
12. Булгаков А. А. Частотное управление двигателем постоянного тока - М.: Энергоиздат, 1982. - 216 c.
13. Ю.Г.Сибаров, Н.Н.Сколотнев. Охрана труда в вычислительных центрах. М: Машиностроение, 1985
14. Липаев В.В., Потапов А. И. Оценка затрат на разработку программных средств. - М.: Финансы и статистика, 1988. - 224 c.: ил.
15.Боэм Б. У. Инженерное проектирование программного обеспечения.: Пер. с англ. - М.: Радио и связь. 1985. - 512 c.
16.Справочник технолога машиностроителя. В 2х томах. Издание перераб. и доп. Под ред. А. Г. Косиловой. — М.: Машиностроение, 1988г.

17. Цифровые и аналоговые микросхемы: Справочник / С. В. Якубовский, Л. И. Ниссельсон, В. И. Кулешова и др.; Под ред. С. В. Якубовского. - М.: Радио и связь, 1989. - 496 с.: ил.
18. Кривицкий С. О., Эпштейн И. И. Динамика частотно - регулируемых электроприводов с автономными инверторами. - М.: Энергия, 1970. - 150 c.
19. Соколов Н.Г. Основы конструирования электроприводов. — М.: Энергия, 1971г. — 256 с., ил.
20.Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. пособие для вузов. — М.: Энергия,1979г. — 408с., ил.
21.Под ред. к.т.н. Павлова Н.Н. и инж. Шиллера Ю.И., Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-техничес- кие устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование во-здуха. Книга 1. Москва, Стройиздат, 1992 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Приложение А

Исходный текст программы "САР пресса"

'Описание переменных VL, PR, W, Q, U как вещественные
Dim VL, PR, W, Q, U As Double

Dim Resu1t As Double


Private Sub Form_Load() 'Описание FORM

End Sub

'Описание панели Ввод исходных данных
Private Sub ВводИсходныхДанных_DragDrop(Source As Control, X As Single, Y As Single)
End Sub

Private Sub Влажность_Change()

End Sub

Private Sub Производительность_Change()

End Sub

'Описание панели отображения оптимальных параметров
Private Sub ПанельОптПараметров_DragDrop(Source As Control, X As Single, Y As Single)

End Sub

'Описание панели отображения выходных сигналов
Private Sub ПанельВыхСигналов_DragDrop(Source As Control, X As Single, Y As Single)

End Sub

Private Sub СостояниеДвигателяЗадвижки_DragDrop(Source As Control, X As Single, Y As Single)

End Sub
Private Sub РасчетОптПараметров_Click()

VL = Val(Влажность.Text) 'ввод влажности биомассы в %
PR = Val(Производительность.Text) 'ввод производительности (кг/час)

'Расчёт угловой скорости шнека
W = 0.141 * PR - 0.0001367 * PR * PR - 2.4713 * VL + 0.05725 * VL * VL
УгловаяСкорость.Text = Str(W)

'Расчёт загрузки
Q = PR / 5.4
Загрузка.Text = Str(Q)

End Sub
Private Sub ЗначенияВыхВеличин_Click()

'Расчёт напряжения для САР
U = W * 8 / 12
Напряжение.Text = Str(U)

'Считывание величины тока двигателя с субконтроллера
'имеющего адрес на шине ISA AADDF9600
Open "AADDF9600, N, 8, 1" For Input As #1
Input #1, Result$
Close #1

'Вывод величины тока двигателя
Ток.Text = Resu1t

End Sub

'Вывод состояния двигателя задвижки
Private Sub СостояниеДвигателяВкл_Click()

End Sub

Private Sub СостояниеДвигателяВыкл_Click()

End Sub

'Описание кнопки выход
Private Sub Выход_Click()
End Sub




Комментарий:

Курсовая работа - отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы