124013 (Разработка автоматизированного блока управления пневмокамерным насосом)

Министерство образования Республики Беларусь

Гомельский государственный дорожно-строительный колледж

Специальность 2-400202

Группа ЭВС-41

Пояснительная записка к дипломному проекту на тему:

“Разработка автоматизированного блока управления пневмокамерным насосом”

ДП 2-400202.041.021 ПЗ

Разработал: Маслов Д.А.

Руководитель дипломного проекта: Минин Д.С.

Консультант по экономике:

Рецензент:

Гомель 2008 год

Содержание

Введение

1 Расчетно-проектировочный раздел

1.1 Назначение проектируемого устройства и выбор области его

применения

1.2 Выбор и обоснование аналога проектируемого устройства

1.3 Разработка структурной схемы проектируемого устройства

1.3.1 Методы программирования LOGO

1.4 Разработка и обоснование принципиальной схемы проектируемого устройства

1.4.1 Программирование LOGO с помощью программы LOGOComfort_V5

1.4.2 Выбор элементной базы

1.4.3 Описание принципа действия устройства

1.4.4 Расчет потребляемой мощности

2 Конструкторско-технологический раздел

2.1 Выбор и обоснование способа изготовления печатной платы

2.2 Компоновка проектируемого устройства

2.3 Поиск и устранение неисправностей

1. 3 Экономический раздел

3.1 Расчет прямых затрат

3.2 Расчет затрат на заработную плату

3.3 Расчет накладных расходов

3.4 Калькуляция себестоимости проектируемого устройства, расчет отпускной цены проектируемого устройства

1. 4 Энерго- и материалосбережение

2. 5 Охрана труда

3. 5.1 Общие требования безопасности

4. 5.2 Требования перед началом работы

5. 5.3 Требования безопасности при выполнении работ

6. 5.4 Требования безопасности при окончании работы

7. 5.5 Требования безопасности в аварийных ситуациях

8. 6 Охрана окружающей среды

Заключение

Литература

Введение

Написание дипломного проекта и последующая его защита является заключительной стадией обучения в средних специальных учебных заведениях. Дипломный проект является обобщающей проверкой всех знаний накопленных за время учебы в техникуме. Он охватывает такие предметы как: энергосбережение, устройства ЧПУ, теоретические основы электротехники, экология, экономика и некоторые другие предметы, характерные для отделения «Электронные вычислительные средства». Темой дипломного проекта является разработка, какого либо электронного устройства, в данном случае это разработка автоматизированного блока управления Пневмокамнрным насосом . Для разработки устройства требуются знания теории, подкрепленной практическим опытом. Разработка устройства включает в себя:

1. Выбор и обоснование элементной базы.

2. Разработка структурной схемы.

3. Разработка принципиальной схемы.

4. Расчет узлов и блоков.

5. Выбор ИМС и радиоэлектронных элементов.

6. Расчет потребляемой мощности.

7. Расчет быстродействия.

Для практического исполнения устройства требуются практические навыки, полученные при прохождении практик:

1. Электромонтажная.

2. Электроизмерительная.

3. Производственно-технологическая.

4. Преддипломная.

Навыки, полученные при прохождении электромонтажной практики (пайка, нанесение печатного монтажа на платы, травление плат) нужны для изготовления печатной платы устройства и припаивания микросхем и радиоэлементов к печатному монтажу.

Навыки, полученные при прохождении электроизмерительной практики нужны для поиска и устранения неисправностей в готовом устройстве.

Навыки, полученные при прохождении производственно-технологической практики, требуются для изготовления и проверки на работоспособность устройства, но с использованием знаний опытных инженеров-электроников, что позволяет сократить затрачиваемое время на изготовление устройства и поиск неисправностей в нем.

Преддипломная практика требуется в основном для сбора и подготовки материалов к дипломному проекту.

После написания и защиты дипломного проекта молодые специалисты могут приступать к трудовой деятельности.

1 Расчетно-проектировочный раздел

1.1 Назначение и область применения автоматизированного блока управления Пневмокамерным насосом

История развития автоматических устройств промышленного назначения начинается с 17 века. Первые промышленные автоматические устройства появились в связи с изобретением и развитием паровых машин и турбин. Чтобы ширико использовать паровые машины в промышленности, необходимо было оснастить их такими автоматическими устройствами, как автоматический парорасприделительный механизм, регулятор уровня воды в котле, регулятор частоты вращения вала машины и т.д.

В 1765 году наш соотечественник И.И. Ползунов сконструировал и изготовил первый в мире автоматический регулятор для поддержания уровня воды в котле. Через 20 лет Джеймс Уатт создаёт автоматический регулятор частоты вращения вала паровой машины.

Использование электроэнергии в промышленности, начиная со второй половины 19 века, чрезвычайно расширило возможности построения и применения сложных автоматических устройств. Одним из первых электрических автоматических устройств был электомагнитный регулятор частоты вращения вала паровой машины, разработанный в 1876 году русским механиком и электриком К.И. Константиновым.

В настоящее время устройства с числовым програмным управлением встречаются на каждом шагу, как в производстве, так в быту . Это автоматические стиральные машины, СВЧ-печи (микроволновки), музыкальные центры, станки с числовым програмным управлением, которые находят широкое применение в нашей промышленности, и многие другие устройства

Темой моего дипломного проекта является: "Разработка автоматизированного блока управления Пневмокамерным насосом". Основным назначением данного устройства является уменьшение затрачиваемой электроэнергии, путь последовательного перехода от высокомощного двигателя к более рентабельному виду ресурса, такому как воздух под давление.

1.2 Выбор и обоснование аналога проектируемого устройства

В результате проведённых патентных поисков аналога данного устройства найдено не было. Таким образом, оно является оригинальным. Однако за основу создания данного устройства был взят принцип работы УЧПУ станка

Настоящее изобретение относится к пневмокамерному насосу для транспортировки порошкообразных и мелкозернистых материалов, который может быть применен в производстве строительных материалов, черной и цветной металлургии, энергетической, химической и других отраслях для транспортировки цемента, порошкообразного угля, золы, формовочных смесей, колосниковой пыли доменных печей, различных концентратов и т.п.

Известны пневматические насосы, в которых транспортируемый материал загружается в верхнюю часть камеры, и сжатый воздух также подается в верхнюю часть камеры. Разгрузка камеры таких пневмокамерных насосов осуществляется неэффективно из-за рассеивания тепловой энергии в самом транспортном трубопроводе, что приводит к формированию противодавления, которое препятствует разгрузке пневмокамерного насоса (см., например, справочник "Пневмотранспортное оборудование" под редакцией М.П.Калинушкина и др., Л.: Машиностроение, Ленинградское отд.,1986). Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пневматический насос ТА-28, разработанный ВНИИ стройдормашем совместно с Красногорским заводом цементного машиностроения. Известный насос содержит камеру с загрузочным клапаном для подачи транспортируемого материала и клапаном выпуска воздуха, трубопровод сжатого воздуха с клапаном для подачи сжатого воздуха в камеру и трубопровод для транспортировки материала (см. указанный справочник, страницы 129-130, рис. 6-4).

Недостатком известного пневмокамерного насоса является увеличение противодавления в трубопроводе при смешении транспортируемого материала и транспортирующего агента (сжатого воздуха) из-за интенсивного теплообмена между материалом, например, цементом, имеющим температуру порядка 140°С, и воздухом, имеющим температуру порядка 20°С, что приводит к увеличению температуры сжатого воздуха внутри транспортного трубопровода. Это затрудняет разгрузку камеры известного насоса, в результате требуется подвод дополнительной механической работы в виде большего количества транспортирующего агента. В основу изобретения поставлена задача создать пневмокамерный насос, который позволял бы снизить удельный расход (количество кубических метров транспортирующего агента в пересчете на нормальные условия, Поставленная задача решается тем, что пневмокамерный насос содержит камеру с загрузочным клапаном для подачи материала и клапаном выпуска воздуха, трубопровод сжатого воздуха с клапаном для подачи сжатого воздуха в камеру и трубопровод для транспортировки материала, при этом насос включает компенсационную трубу с открытым концом и изогнутым концом, расположенным вблизи входа в транспортный трубопровод, причем на изогнутом конце размещено сопло и рассеиватель для формирования турбулентной струи из пылевоздушной смеси перед входом в транспортный трубопровод, и аэрационное устройство, которое размещено на выходе трубопровода сжатого воздуха для обеспечения противоточного конвективного теплообмена между сжатым воздухом и материалом, находящимся между аэрационным устройством и открытым концом. Согласно изобретению, стенка аэрационного устройства, которая обращена к открытому концу компенсационной трубы, выполнена полунепроницаемой для обеспечения прохождения сжатого воздуха через материал. Для обеспечения стабильной работы насоса при резких перепадах давления в трубопроводе сжатого воздуха на транспортном трубопроводе размещен дроссель. Причем дроссель присоединен к транспортному трубопроводу под острым углом, который обращен в сторону аэрационного устройства. Предпочтительно, чтобы длина прямолинейного участка компенсационной трубы удовлетворяла соотношению hм

1.3 Разработка структурной схемы

В данном разделе необходимо представить структурную схему (рис.1.3.1) разрабатываемого нами автоматизированного блока управления пневмокамерным насосом.

Структурной называется схема, которая определяет функциональные основные части изделия и связи между ними. Структурная схема лишь в общих чертах раскрывает назначение устройства и его функциональных частей. Она определяет функциональные основные части изделия, их назначение и взаимосвязи, и служит лишь для общего ознакомления с изделием.

Составные части проектируемого устройства изображаются упрощенно в виде прямоугольников произвольной формы, т. е. с применением условно-графических обозначений. Внутри каждого прямоугольника, функционального узла устройства, указаны наименования.

Рис.1.3.1

Структурная схема автоматизированного блока управления приведена на рисунке 1.3.1. В ее состав входят следующие функциональные блоки:

Контроллер- это центральный блок управления который согласует все блоки входящие в структурную схему и выполняет программу написанною на языке релейно-контактного программирования.

Блок управления – это система перекоммутации, т. е. набор ключей и кнопок обеспечивающих переключение между клапанами, и тем самым обеспечивающих подачу управляющих сигналов на контроллер и сигналов индикации.

Индикация управления (вх.сигнал) - представляет собой набор светоизлучающих элементов необходимых для визуальной индикации включения питания, режимов работы входных сигналов с ЭКМ и ВУ.

Промежуточные реле – набор релейных контактов дублирующих входные и выходные сигналы контролера во избежении выгорания контактов.

Датчик давления (ЭКМ)- электро-контактный манометр.

Уровень (ВУ)- датчик верхнего уровня.

Дыхатель, загрузка, выгрузка, вибратор – автоматизированные клапана.