Разработка микропроцессорной системы управления асинхронным двигателем главного движения токарного станка - Дипломная работа

В настоящее время многие достижения в области науки и техники обусловлены развитием электроники. Сейчас невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не использовались бы электронные приборы или электронные устройства измерительной техники, автоматики. Проектирование электронных устройств промышленного назначения представляет собой процесс обработки информации, в ходе которого на основе исходных данных и других сведений, необходимых для решения поставленной задачи, с помощью определенных методик и соответствующего математического аппарата разрабатывается техническая документация на устройство, наилучшим образом отвечающему поставленной задаче проектирования. Одним из важных направлений, в котором двигается технический прогресс, является разработка новых энергосберегающих систем управления и модернизация в этом аспекте существующих объектов промышленности. Целью настоящего дипломного проекта является разработка микропроцессорной системы управления для асинхронного трехфазного двигателя главного движения токарного станка с параметрами, которые не уступают, а в ряде случаев и превосходят, параметры аналогичных устройств.Устройство должно обеспечивать работу при следующих условиях эксплуатации: датчики и кабели - температура: от 0 до 50 ОС; относительная влажность: до 98% при температуре 25 ОС; Сигналы с блоков поступают на формирователь сигналов управления ШИМ, который управляет преобразователем. Задача данного блока состоит в получении информации о задании скорости и сигнала обратной связи от датчика и непосредственном формировании требуемого энергосберегающего алгоритма управления. С помощью специального набора команд можно гибко управлять отображаемой информацией, не перегружая центральный процессор управляющей системы рутинными операциями развертки и сканирования, а соединение через шину I2C дает возможность использовать совместно и другие I2С-устройства и создать компактную систему. Микросхеме CE210 не требуется подавать сигнал сброса, так как в ней имеются встроенные схемы запуска при подаче напряжения питания, но так как нам требуется сбрасывать контроллер не только при включении, но и в других случаях (например при срабатывании watchdog-timer), то вход Reset подключен к соответствующим выходам управляющей системы.При этом можно выделить два источника шума: 1 - барабан, засыпающий материал, Lpk1= 60 ДБ (октавный уровень звуковой мощности), rk1=1,5 м (расстояние до кабины машиниста), 2 - возникает при ударе шихты о дно бункера, Lpk2=80 ДБ,rk2=2,5 м, площадь элемента, через который проникает звук Si = 3 м2, звукоизоляционная способность объекта Ri=30 ДБ, необходимо определить уровень шума внутри кабины машиниста. Задание: оценить устойчивость на опрокидывание электровагон-весов при разрыве трубопровода, испарением и последующим взрывом 80т пропана, рассчитать минимальное расстояние от источника взрыва до объекта, обеспечивающее устойчивость. При взрыве газовоздушной смеси образуется очаг взрыва с ударной волной, вызывающей разрушения зданий, сооружений и оборудования аналогично тому, как это происходит от ударной волны ядерного взрыва. Зона действия продуктов взрыва - охватывает всю площадь разлета продуктов взрыва газовоздушной смеси в результате ее детонации, ее радиус: (8.6) избыточное давление в пределах этой зоны DP2 изменяется в пределах от 1350 до 300 КПА. Избыточное давление в этой зоне в зависимости от расстояния до центра взрыва рассчитывается исходя из следующей относительной величины: (8.7) где R3 - расстояние до точки, в которой необходимо определить избыточное давление DP3.В настоящем дипломном проекте разрабатывалась микропроцессорная система управления асинхронным двигателем главного движения токарного станка. В разделе "Технико-экономическое обоснование" проводился анализ структур систем управления, способов их реализации, по результатам которого был сделан выбор исходя из соображений минимальных затрат, простоты реализации, наличия элементной базы. Основная часть дипломного проекта содержит необходимые расчеты, исходные тексты и алгоритмы программ, а так же выбор элементов системы управления в целях поддержания значений, указанных в техническом задании.

Содержание

Введение

1. Наименование и назначение

2. Стандартизация

Патентный поиск

3. Анализ структуры микропроцессорной системы

Расчет и выбор параметров элементов принципиальной схемы

Моделирование динамических процессов цифрового контура скорости

4. Конструкторская часть

Выбор пассивных элементов схемы

Разработка печатных плат

Выбор конструкции устройства

Требования к условиям установки датчика скорости

5. Безопасность и экологичность проекта

Безопасность производства проектируемого объекта

Производственное освещение

Шум и вибрация

Вентиляция и отопление

Устойчивость производства и проектируемого объекта в чрезвычайных ситуациях

Промышленная экология

6.Расчетная часть

Заключение

Аннотация

В настоящее время многие достижения в области науки и техники обусловлены развитием электроники. Сейчас невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не использовались бы электронные приборы или электронные устройства измерительной техники, автоматики.

Проектирование электронных устройств промышленного назначения представляет собой процесс обработки информации, в ходе которого на основе исходных данных и других сведений, необходимых для решения поставленной задачи, с помощью определенных методик и соответствующего математического аппарата разрабатывается техническая документация на устройство, наилучшим образом отвечающему поставленной задаче проектирования.

Одним из важных направлений, в котором двигается технический прогресс, является разработка новых энергосберегающих систем управления и модернизация в этом аспекте существующих объектов промышленности. Это особенно актуально в настоящее время, в связи с постоянным удорожанием энергетических ресурсов.

Для промышленных устройств также очень важен показатель надежности, который характеризует работу устройства в неблагоприятных условиях. Ведь условия функционирования точного вычислительного оборудования на производстве в плане окружающей обстановки весьма неблагоприятные.

Целью настоящего дипломного проекта является разработка микропроцессорной системы управления для асинхронного трехфазного двигателя главного движения токарного станка с параметрами, которые не уступают, а в ряде случаев и превосходят, параметры аналогичных устройств. Кроме того, в данную пояснительную записку включены результаты работы на всех этапах проектирования.

Раздел "Техническое задание" содержит предъявляемые к проектируемой системе требования, его параметры и характеристики.

Основная часть пояснительной записки содержит необходимые расчеты, тексты и алгоритмы программного обеспечения, выбор элементной базы, выбор схемных решений, необходимых для успешного проектирования и другие результаты.

В разделе "Безопасность и экологичность проекта" рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности человека при эксплуатации и техническом обслуживании источника тока и напряжения. Приводится расчет устойчивости объекта к смещению при взрыве газовоздушной смеси, а также расчет уровня шума на рабочем месте у токарного станка.

Раздел "Стандартизация” посвящен сбору информации о стандартах, на которые делались ссылки по ходу дипломного проектирования.

В заключении отражены результаты проектирования, а список используемых источников содержит ссылки на литературу и другие источники, информация из которых была использована в настоящей пояснительной записке.

В настоящем дипломном проекте разрабатывалась микропроцессорная система управления асинхронным двигателем главного движения токарного станка.

Спроектированная система обеспечивает снижение потребляемой энергии.

Поскольку устройство построено на высокоинтегрированной микропроцессорной базе, то были достигнуты хорошие массогабаритные и функциональные показатели. Все элементы основного устройства размещаются на одной плате размерами 195х132мм.

В разделе "Технико-экономическое обоснование" проводился анализ структур систем управления, способов их реализации, по результатам которого был сделан выбор исходя из соображений минимальных затрат, простоты реализации, наличия элементной базы.

Основная часть дипломного проекта содержит необходимые расчеты, исходные тексты и алгоритмы программ, а так же выбор элементов системы управления в целях поддержания значений, указанных в техническом задании.

С помощью ЭВМ в программном пакете MATLAB рассчитывались динамические характеристики источника, которые показывают, что отклонение параметров выходных значений не превышает заданное.

В разделе "Безопасность и экологичность проекта, рассматривались вопросы безопасности жизнедеятельности человека при эксплуатации и техническом обслуживании системы. Оценивалась устойчивость объекта к действию ударной волны, проводился расчет шума.

Организационно-экономическая часть содержит расчет экономического эффекта при внедрении в эксплуатацию данной разработки.

Размещено на