Разработка АСУ ТП сортировочного конвейера

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ 5
1.1 Устройство и разновидности ленточных конвейеров 5
1.2 Анализ зарубежных источников и аналогов объекта автоматизации 18
1.3 Обоснование необходимости внедрения автоматизированной системы 24
1.3.1 Математическое моделирование рабочего процесса объекта автоматизации 29
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ 32
2.1 Общая характеристика автоматизированной системы (структурная схема и подбор оборудования) 32
2.2 Разработка функциональной схемы автоматизированной системы 48
2.3 Проектирование принципиальной электрической схемы автоматизированной системы 50
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ БАГАЖА 52
3.1 Создание программного обеспечения для системы сортировки багажа 52
3.2 Разработка программного обеспечения для управления транспортировкой багажа 56
3.3. Монтаж оборудования и проведение испытаний системы 59
3.4 Создание электронной модели сборочной единицы 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А 67
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 68
ПРИЛОЖЕНИЕ В 69
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 70

Весь текст будет доступен после покупки

В условиях стремительного развития логистических и транспортных систем, а также роста объемов обрабатываемых грузов, особую актуальность приобретает автоматизация производственных и сортировочных процессов. Одним из ключевых элементов современных логистических комплексов, в том числе аэропортов, складов и распределительных центров, является сортировочный конвейер, обеспечивающий высокую скорость и точность перемещения и классификации грузов. Внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) позволяет значительно повысить эффективность, надежность и безопасность таких систем, снизить влияние человеческого фактора и обеспечить интеграцию в единые цифровые экосистемы предприятий.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка АСУ ТП сортировочного конвейера, ориентированной на применение в системах транспортировки багажа. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
– провести анализ существующих конструкций ленточных конвейеров и зарубежных аналогов систем автоматизации;
– обосновать необходимость внедрения автоматизированной системы управления на основе математического моделирования рабочего процесса объекта автоматизации;
– спроектировать аппаратную часть АСУ ТП, включая разработку структурной, функциональной и принципиальной электрической схем;
– разработать программное обеспечение для управления процессом сортировки и транспортировки багажа;
– выполнить монтаж оборудования, провести испытания разработанной системы и создать электронную модель сборочной единицы – ленточного конвейера.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ
1.1 Устройство и разновидности ленточных конвейеров
Конвейер и составляющие его элементы изображены на рис. 1. Непрерывная транспортировка груза обеспечивается за счёт бесконечной ленты 1. Движение ленты, как правило, осуществляется приводным барабаном 2, расположенным на одном конце, и направляется вокруг свободно вращающегося барабана 7 на противоположном конце. Последний часто выполняет функцию натяжного, поскольку монтируется в натяжное устройство 8, образуя с ним единую конструкцию. На схеме (рис. 1) представлен вариант с вынесенным натяжным устройством.

Рисунок 1 – Конструкция ленточного конвейера
В зависимости от функционального назначения конвейера в его конструкции могут применяться отклоняющие барабаны или ролики, предназначенные для изменения угла наклона трассы, повышения тягового усилия и регулирования натяжения ленты. Внешняя поверхность ленты поддерживается либо с помощью свободно вращающихся роликов 5, либо посредством сплошного настила. В случае, когда рабочая ветвь ленты опирается на центральный горизонтальный и два боковых наклонных ролика, формирующих поперечный изгиб (рис. 1, сечение А–А), такая конструкция классифицируется как желобчатый конвейер. Для обеспечения плавного перехода ленты из желобчатой формы к плоской на приводном или натяжном барабанах устанавливаются специальные переходные участки.
Ленточные безроликовые конвейеры серии ТБ используются для транспортировки насыпных или штучных грузов по горизонтальной траектории или под углом, не превышающим 15°. Рабочая ветвь ленты, несущая груз по всей длине, опирается на сплошной металлический настил или резиновые шины, тогда как холостая ветвь поддерживается полукруглыми ребрами жесткости или также сплошным настилом.
Приводной барабан получает вращение от привода, в состав которого входят редуктор 3, электродвигатель 4, соединённые муфтами, а при необходимости – дополнительные передачи. Все функциональные узлы – загрузочное устройство 9, разгрузочное 10, очистные, направляющие и другие элементы – монтируются на единой сварной раме 6. Конвейер может быть спроектирован для перемещения сыпучих, кусковых или штучных грузов как по горизонтальной, так и по наклонной трассе.
Ленточные конвейеры классифицируются по конфигурации трассы: горизонтальные, наклонные, крутонаклонные, с переменным углом наклона, горизонтально-наклонные, наклонно-горизонтальные, а также Г-, L-, Z- и U-образные. Среди них наиболее распространённым типом является горизонтальный ленточный конвейер, отличающийся универсальностью и широкой областью применения (рис. 2).

Весь текст будет доступен после покупки

1) ГОСТ Р 58149-2018. Конвейеры ленточные. Общие технические условия. – М. : Стандартинформ, 2019. – 45 с.
2) ГОСТ 22644-77. Конвейеры ленточные. Барабаны приводные и натяжные. Основные параметры и размеры / Переиздание 2019 г. – М. : ИПК Издательство стандартов, 2019. – 12 с.
3) ISO 9001:2015. Quality management systems – Requirements. – Geneva : ISO, 2015. – 29 p.
4) Arduino Mega 2560 Rev3: Technical Reference Manual / Arduino LLC. – 2021. – URL:https://docs.arduino.cc/hardware/mega-2560(дата обращения: 10.02.2024).
5) Datasheet: HC-SR04 Ultrasonic Distance Sensor / Guoyu Electronics. – 2020. – URL:https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Proximity/ HCSR04.pdf(дата обращения: 10.02.2024).
6) TowerPro SG90 Micro Servo Datasheet / TowerPro. – 2020. – URL:https://www.towerpro.com.tw/product/sg90/(дата обращения: 10.02.2024).
7) Котов, В. В. Автоматизированные системы управления в логистике и производстве / В. В. Котов, А. А. Лебедев. – М. : ИНФРА-М, 2021. – 224 с. – ISBN 978-5-16-015432-1.
8) Петров, И. С. Программирование микроконтроллеров Arduino: от основ до IoT-проектов / И. С. Петров, А. Н. Сидоров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2022. – 320 с. – ISBN 978-5-9775-6789-3.
9) Смирнов, А. Д. Моделирование динамики ленточных конвейеров с автоматизированным управлением / А. Д. Смирнов, В. М. Козлов. – М. : Машиностроение, 2020. – 198 с. – ISBN 978-5-94275-812-4.

Весь текст будет доступен после покупки