Автоматическая тележка перемещения грузов по цеху с искусственным зрением

ВВЕДЕНИЕ 3
1. АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 6
1.1 Общие сведения об АСУ ТП 6
1.2 Классификация АСУТП 16
1.3 Исследование аналогов автоматизации 20
2. РАЗРАБОТКА АППАРАТНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ 26
2.1. Разработка структурной схемы 26
2.2. Подбор элементной базы 28
2.3. Разработка функциональной схемы автоматизации 34
2.4. Разработка принципиальной электрической схемы 36
2.5. Проектирование корпуса устройства 38
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ 40
3.1. Разработка алгоритма работы устройства 40
3.2. Разработка управляющей программы 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 61
ПРИЛОЖЕНИЕ А 64
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 65
ПРИЛОЖЕНИЕ В 66
ПРИЛОЖЕНИЕ А 67

Весь текст будет доступен после покупки

Обеспечение населения качественной и безопасной питьевой водой является одной из ключевых задач в области коммунального хозяйства, экологии и общественного здоровья. В условиях роста урбанизации, ужесточения санитарно-эпидемиологических требований и старения инфраструктуры водоподготовки особую актуальность приобретает модернизация существующих систем очистки воды, в том числе за счёт внедрения современных решений в области автоматизации и управления технологическими процессами. Традиционные подходы, основанные на ручном управлении и устаревшем оборудовании, зачастую не обеспечивают стабильного качества воды, приводят к увеличению эксплуатационных затрат, снижению надёжности работы и повышению рисков нарушения технологических режимов. В этой связи разработка и внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) на фильтровальных станциях становятся не просто целесообразными, а необходимыми мерами для обеспечения устойчивого водоснабжения.
Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена необходимостью повышения эффективности, надёжности и энергоэффективности процессов приготовления питьевой воды за счёт создания комплексной автоматизированной системы, обеспечивающей стабильное поддержание заданных параметров качества воды и безопасную эксплуатацию оборудования. Особенно остро стоит задача автоматического регулирования уровня воды в резервуарах-накопителях, поскольку отклонения от нормы могут привести как к переполнению и аварийным ситуациям, так и к недостатку воды в системе, что нарушает бесперебойное водоснабжение потребителей.
Целью данной работы является разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом приготовления питьевой воды на базе фильтровальной станции, с акцентом на автоматическое поддержание уровня воды в резервуарах.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
Провести анализ современных подходов к очистке питьевой воды и оценить влияние её химического состава на здоровье населения.
Изучить основные принципы построения АСУ ТП и особенности автоматизации водоподготовительных сооружений.
Описать технологический процесс приготовления питьевой воды на типовой фильтровальной станции.
Определить ключевые направления модернизации станции и сформулировать требования к автоматизированной системе.
Выбрать и обосновать технические средства автоматизации для нижнего (полевого) и среднего уровней АСУ ТП.
Разработать алгоритм автоматического управления уровнем воды в резервуарах.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ
1.1 Общие сведения об АСУ ТП
Для технологических объектов отрасли, как объектов автоматизации, характерными являются следующие особенности: наличие разнородных функциональных задач, возникающих при автоматизации; сравнительно высокий уровень автоматизации существующих ТОУ; повышение актуальности задач оптимизации и др. Управлять подобными объектами невозможно без современных средств автоматизации и вычислительной техники, без высокоэффективных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП).
АСУТП относятся к классу сложных систем, которым присущи следующие черты: наличие у всех элементов общей цели; системный характер реализуемых алгоритмов обмена и обработки информации; большое число входящих в систему функциональных подсистем.
Современный этап развития АСУТП характеризуется применением индустриальных технологий создания и внедрения АСУТП на базе серийно выпускаемых промышленных контроллеров, совместимых с персональными компьютерами и мощных программно–техничесих комплексов (ПТК) поддержки программирования АСУТП – SCADA систем, а также развития и стандартизации сетевых технологий.
Построение АСУТП на основе концепции открытых систем позволяет аппаратно–программные средства различных производителей совмещать снизу доверху и обеспечивать проверку всей системы. При таком подходе значительно уменьшается общая стоимость системы в результате применения более дешевого оборудования (при аналогичных функциональных характеристиках), частичной и поэтапной замене имеющихся на предприятии аппаратно–программных средств или даже сохранении некоторого старого оборудования.
Важнейшими свойствами открытых систем являются: мобильность прикладных программ; мобильность персонала; четкие условия взаимодействия частей системы с использованием открытых спецификаций.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) предназначена для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления.
Технологический объект управления (ТОУ) – это совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по соответствующим инструкциям или регламентам технологического процесса производства.
К технологическим объектам управления относятся:
– технологические агрегаты и установки (группы станков), реализующие самостоятельный технологический процесс;
– отдельные производства (цехи, участки) или производственный процесс всего промышленного предприятия, если управление этим производством носит в основном технологический характер, т. е. заключается в реализации рациональных режимов работы взаимосвязанных агрегатов (участков, производств).
Совместно функционирующие ТОУ и управляющая им АСУТП образуют автоматизированный технологический комплекс (A T К).
Автоматизированная система управления технологическим процессом – человеко–машинная система управления, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологическим объектом в соответствии с принятым критерием.

Весь текст будет доступен после покупки

1) ГОСТ Р 7.0.97–2016. Организационно-распорядительная документация. Требования к оформлению документов. – Введ. 2017–07–01. – М.: Стандартинформ, 2016. – 32 с. – URL: https://lyceum.urfu.ru/fileadmin/user_upload/docs/GOST_7.0.97–2016.pdf
2) ГОСТ Р 19.701–2023. Система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения. – Введ. 2024–07–01. – М.: Стандартинформ, 2023. – 40 с.
3) ГОСТ Р 24.104–2023. Система стандартов автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы управления. Общие требования. – Введ. 2024–01–01. – М.: Стандартинформ, 2023. – URL: https://files.stroyinf.ru/Data/811/81113.pdf
4) ГОСТ Р 21.404–2023. Система проектной документации для строительства. Автоматизация технологических процессов. Условные обозначения приборов и средств автоматизации в схемах. – Введ. 2024–07–01. – М.: Стандартинформ, 2023.
5) ГОСТ 2.702–2011. Единая система конструкторской документации. Правила выполнения электрических схем. – Введ. 2012–01–01. – М.: Стандартинформ, 2011. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200086241
6) ГОСТ 2.721–2023. Единая система конструкторской документации. Условные графические обозначения в схемах. Обозначения общего применения. – Введ. 2024–07–01. – М.: Стандартинформ, 2023.
7) ГОСТ 2.710–2023. Единая система конструкторской документации. Буквенно-цифровые обозначения в электрических схемах. – Введ. 2024–07–01. – М.: Стандартинформ, 2023.
8) Сергеев, А. И. Основы промышленной автоматизации: учебное пособие / А. И. Сергеев, В. В. Кузнецов, Д. А. Петров. – 2-е изд., перераб. и доп. – Оренбург: ОГУ, 2022. – 128 с. – ISBN 978-5-7410-2105-7. – ЭБС IPRbooks. – URL: https://www.iprbookshop.ru/115632.html

Весь текст будет доступен после покупки