Курсовой проект по системам автоматического управления 2005-го года

Курсовой проект

На тему: «Система автоматического управления многомодульной лабораторной установкой получения наноструктурированных покрытий в вакууме»

Расчетно-пояснительная записка

Москва, 2005 г.

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по курсу «Основы проектирования систем автоматического управления оборудования электронных технологий».

Тема проекта: Система автоматического управления многомодульной лабораторной установкой получения наноструктурированных покрытий в вакууме.

1. Проработать описание работы машины, выбрать и обосновать состав его основных целевых функций, сервисных функций, функций коррекции цели.

2. Разработать комплексную принципиальную схему, как совокупность системы целевых механизмов, системы их энергообеспечения и системы управления, связанных материальными, энергетическими и информационными потоками.

3. Описать механический, энергетический и информационный интерфейс компонентов машины. Дать техническое задание и техническое предложение на САУ и основные элементы машины.

4. Разработать принципиальную электрическую схему элемента САУ или САУ в целом.

Содержание графической части.

1. Процессная модель машины..................................................1 л.
2. Комплексная принципиальная схема....................................2 л.
3. Принципиальная электрическая схема..................................1 л.

Содержание расчетно-пояснительной записки.

1. Введение.
2. Описание процессной модели. Выбор и обоснование целевых, сервисных функций, и функций коррекции цели.
3. Техническое задание и техническое предложение на систему управления машины по приведенной в Приложении 1 форме.
4. Описание комплексной принципиальной схемы ФС. Обоснование структурно-компоновочного решения, выбор и согласование уровней потоков элементов.
5. Документы, сопровождающие комплексную принципиальную схему:
6. перечень элементов ПЭ;
7. перечень потоков и сигналов ПС;
8. технические задания на основные подсистемы и узлы машины ТЗ.
9. Информационный поиск датчиков и исполнительных элементов машины и ее САУ, описание целевого, механического, энергетического и информационного интерфейса этих элементов ОЭ.
10. Заключение.

Содержание

Содержание.. 3

1. Введение. 4

2. Описание процессной модели. 5

2.1.Деление технологии напыления тонких плёнок методом термовакуумного напыления на процессы. 5

2.2.Выбор сервисных функций. 9

2.3.Выбор функций коррекции цели. 9

3. Техническое задание на программу управления технологическим процессом. 10

4.Описание комплексной принципиальной схемы. 13

5. Технические задания на основные подсистемы и узлы машины (результаты информационного поиска). 13

5.1. ТЗ на элементы САУ. 14

5.1.1. Микроконтроллер CPU188-5MX. 14

5.1.2. Адаптер SVGA. 20

5.1.3. Плата гальванической изоляции каналов дискретного ввода. 20

5.1.4. Панель релейной коммутации. 21

5.1.5. Клеммные платы. 21

5.1.6. Процессорная плата CPU686E. 22

5.1.7. Модуль аналогового ввода-вывода с гальванической изоляцией. 25

5.1.8. Модуль дискретного ввода с гальванической изоляцией. 26

5.1.9. Универсальный модуль ввода-вывода. 27

5.1.10. Каркас с магистралью ISA. 28

5.1.11. Нормирующий преобразователь. 28

5.2. ТЗ на элементы установки. 30

5.2.1. Форвакуумный насос. 30

5.2.2. Диффузионный насос. 31

5.2.3. Вакуумные электромагнитные клапаны. 32

5.2.4. Вакуумный затвор. 34

5.2.5. Вакуумный регулирующий клапан. 35

5.2.6. Вакуумметр. 37

5.2.7. Регулятор расхода газа. 39

5.2.8. Привод заслонки испарителя. 40

5.3. Расчет системы электропитания. 42

5.3.1. ТЗ на силовой модуль и источники питания. 42

5.3.2.Расчёт испарителя и выбор необходимого блока питания. 45

6.Заключение. 49

Список литературы. 50

1. Введение.

Производственное оборудование становится всё более автоматизированным во многих сферах его применения. Без управляющей электроники уже не может обойтись ни одна отрасль промышленности, особенно электронное машиностроение, где необходимо управление множеством технологических параметров при высочайшей точности и жестких требованиях к соблюдению технологии.

При конструировании необходимо:

внимательно изучить и продумать все возможные варианты применения САУ в данной конструкции и выбрать оптимальный из этих вариантов, как по цене, так и по сложности изготовления и эксплуатации;

обеспечить проектируемое оборудование более высоким сроком службы, то есть, чтобы его физическое и моральное старение настало как можно позже (для этого в конструкцию изделия заранее закладывают модули, которые легко можно заменить или доработать).

Целью данного курсового проекта является овладение навыками, методами и средствами комплексных разработок механических и электронных компонентов оборудования САУ.

Задачи проекта состоят в:

распределении функций машины между различными компонентами и обоснование этих функций;

постановке четких технических заданий перед разработчиками отдельных компонентов;

выполнении технической документации на электронные компоненты.

Для упрощения работы оператора и повышения производительности предложен вариант полностью автоматизированной установки вместо существующей установки с ручным управлением.

Курсовой проект выполнен в объеме 6-и листов А1 и расчетно-пояснительной записки. На первом листе приведены алгоритм протекания процессов работы установки, таблица процессов (процессная модель). На втором, третьем и четвёртом листах - комплексная принципиальная схема установки : механика, энергообеспечение, системы автоматического управления. На пятом листе - принципиальная схема электрических соединений. На шестом листе – общий вид экрана монитора с управляющей программой. В расчетно-пояснительной записке приведены необходимые пояснения и расчеты, отражены принципы построения СУ установки, даны описания листов проекта.