Исследование и разработка контроллера для технологической установки

1. МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования
«Омский государственный технический университет»
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА
КОНТРОЛЛЕРА
ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
УСТАНОВКИ
Выполнил:Кудряшов Александр Дмитриевич
Научный руководитель: к.т.н., доцент В.И. Левченко

2. Цели исследования

Анализ конструкции уже существующих
аналогов и поиск возможности улучшения;
Проектирование печатной платы
контроллера;
Разработка панели оператора с большим
монитором высокого разрешения;
Написание программных кодов для
автоматизации процесс приготовления КАС
и ЖКУ.
Проверка работоспособности устройства

3. Обзор аналогов

4. Гальваническая развязка

5. Схемотехника аналогов

Программируемый
логический контроллер как
правило состоит из трех
основных частей:
модуль питания;
исполнительная плата;
процессорный узел.

6. Необходимые контакты

3 выходы типа «реле» с 3 контактам
6 выходов «сухой контакт»
6 выходов типа «реле» с общим com входом
1 выход «сухой контакт» на твердотельном реле
28 гальванически развязанных дискретных входа
2 аналоговых входа 0-10 Вольт
Цифровой порт RS-485

7. Проектирование принципиальной схемы

8. Первый прототип печатной платы

9. Второй прототип

10. Корпус панели оператора

11. Дизайн графического интерфейса в Qt Designer

12. Задачи контроллера в автоматическом режиме

Дозирование
воды
Дозирование
микроэлементов
Размешивание
Выдача
раствора
готового продукта

13. Алгоритм работы на установки

подача питания при помощи ключа зажигания на
лицевой панели шкафа автоматики
проверка всех кранов в соответствии с руководством
пользователя
выбор рецепта через меню «Выбор рецепта»
нажатие кнопки «Старт»
загрузка сухих компонентов в реактор
ожидание завершения процесса

14. Приготовление КАС - 32

Состав удобрения:
450 кг аммиачной селитры
350 кг карбамида
200 литров воды
Все это смешивать и нагревать до 35º С

15. Результат первого теста

Результаты оказался весьма точным, 31,9% общего
азота, что свидетельствует о правильной работе
установки

16. Реальные тесты на Заводе Bravo Chemicals

Результаты 7 дней круглосуточной работы установки
Частотный преобразователь необходимо надежно
заземлять
Провод связи должен быть максимальной коротким и
с хорошим экраном
Для более стабильной работы установки стоит
добавить бесперебойный источник питания

17. Заключение

Произведен анализ рынка контроллеров и панелей
операторов, найдены возможности улучшения. На
основе анализа выявлено что контроллерам не
хватает больших мониторов с высоким разрешением
экрана.
Произведен подбор компонентов печатной платы
контроллера и компонентов панели оператора.
Произведен расчет токов, текущих по дорожкам
печатной платы и с учетом этого выбраны толщины
этих дорожек.

18. Заключение

Разработана трехмерная модель корпуса панели
оператора двухмерная модель слоев печатной платы.
В середе Qt Designer был спроектирован
эргономичный интерфейс, который хорошо себя
показал в тестах реальных операторов.
Контроллер прошел тесты работоспособности как в
идеальных условиях, так и в реальных. Результаты
тестов хорошие.
Таким образом, реализованная конструкция
выполняет все требования технического задания и
готова к реальному применению.