Система управления промышленной стиральной машиной

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5
1.1 Теоретические основы автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) 5
1.2 Обзор существующих решений 15
1.3 Описание объекта управления 19
2. ИНЖЕНЕРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСУ ТП 23
2.1 Разработка структурной схемы системы управления 23
2.2 Разработка функциональной схемы автоматизации 28
2.3 Подбор элементной базы 34
2.4 Разработка принципиальной электрической схемы 47
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 53
3.1 Разработка алгоритма 53
3.2 Разработка кода программы 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 66
ПРИЛОЖЕНИЕ А 69
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 71
ПРИЛОЖЕНИЕ В 72
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 73

Весь текст будет доступен после покупки

В условиях стремительного развития промышленных технологий и повсеместного внедрения цифровых решений в производственные процессы особую актуальность приобретает автоматизация технологических систем. Современные предприятия стремятся к повышению эффективности, надёжности и энергоэффективности оборудования за счёт внедрения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). Такие системы позволяют не только снизить человеческий фактор, но и обеспечить стабильность параметров технологического цикла, повысить безопасность эксплуатации оборудования и упростить диагностику нештатных ситуаций. В связи с этим разработка и внедрение АСУ ТП для конкретных промышленных или коммунальных объектов остаётся востребованной и практически значимой инженерной задачей.
Объектом данной выпускной квалификационной работы является технологический процесс, связанный с управлением электроприводом и вспомогательным оборудованием (например, насосом, нагревателем, вентиляцией), реализуемый в рамках типовой задачи автоматизации. Субъектом исследования выступает программно-аппаратная реализация АСУ ТП на базе программируемого логического контроллера (ПЛК) ОВЕН ПЛК110[М02].
Целью работы является проектирование и разработка функционально завершённой АСУ ТП для заданного объекта управления, обеспечивающей автоматический контроль и регулирование ключевых параметров технологического процесса.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
Провести анализ теоретических основ построения АСУ ТП и обзор существующих промышленных решений.
Определить состав и характеристики объекта управления, сформулировать требования к системе автоматизации.
Разработать структурную и функциональную схемы автоматизации.
Выполнить обоснованный подбор элементной базы (датчиков, исполнительных механизмов, контроллера, модулей ввода-вывода и др.) в соответствии с требованиями ГОСТ и техническими условиями.
Спроектировать принципиальную электрическую схему системы управления.
Реализовать алгоритм управления в виде блок-схемы и программного кода на языке, поддерживаемом средой CODESYS (LD / FBD / ST).
Обеспечить соответствие разработанной системы требованиям надёжности, безопасности и удобства эксплуатации.
В работе применялись следующие методы исследования: анализ научно-технической литературы и нормативной документации, системный подход к проектированию, методы функционального и структурного моделирования, а также программирование в промышленной среде разработки CODESYS.
Практическая значимость результатов ВКР заключается в возможности использования разработанной АСУ ТП в качестве учебно-демонстрационного стенда или в реальных условиях эксплуатации на небольших промышленных, коммунальных или лабораторных установках. Предложенное решение демонстрирует современный подход к автоматизации на базе отечественного оборудования (контроллеры ОВЕН), совместимого с международными стандартами программирования ПЛК, и может быть масштабировано или адаптировано под другие технические задачи.

Весь текст будет доступен после покупки

. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Теоретические основы автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП)
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) представляет собой интеллектуальный инструмент, предназначенный для выработки и реализации управляющих воздействий на объект управления. В промышленных условиях таким объектом выступает технологический процесс (ТП), направленный на производство продукции заданного качества и характеристик.
Под технологическим объектом управления (ТОУ) понимается не только совокупность производственного оборудования, но и сам технологический процесс, реализующий целенаправленное преобразование сырья или материалов в готовую продукцию. Эксплуатация ТОУ требует строгого соблюдения технологических регламентов, инструкций и норм безопасности.
К ТОУ относятся как отдельные технологические линии или участки, способные функционировать автономно, так и более крупные структурные единицы – цеха или производственные комплексы, в которых доминирует технологическая направленность управления.
Когда ТОУ и управляющая система, полностью обеспечивающая его функционирование, объединяются в единый функциональный блок, образуется так называемый автоматизированный технологический комплекс (АТК).
АСУ ТП является подвидом человеко–машинных систем и призвана выполнять следующие ключевые задачи:
– автоматизированный сбор информации, необходимой для принятия управленческих решений;
– предварительный анализ, хранение и интерпретация этих данных для формирования рекомендаций или решений;
– управление ТОУ с учётом заложенных критериев оптимальности.
Состав АСУ ТП включает:
– комплекс технических средств сбора и обработки информации, построенный преимущественно на базе вычислительной техники;
– активную роль оператора как субъекта принятия решений на высшем уровне управления;
– обработку значительных объёмов технологических и технико–экономических данных;
– общую цель – достижение оптимального управления ТОУ, обеспечивающего требуемое качество продукции.
Под критериями управления понимаются количественные или качественные показатели, отражающие эффективность функционирования ТОУ. В зависимости от особенностей процесса, применяемого оборудования и методов регулирования, эти критерии принимают конкретные числовые значения.
Типичными примерами критериев при фиксированном качестве продукции могут служить:

Весь текст будет доступен после покупки

1) ГОСТ 2.710–81 Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах. – Введ. 01.07.1981. – Москва : Стандартинформ, 2008. – 10 с.
2) ГОСТ 2.747–68 Размеры условных графических обозначений. – Введ. 01.01.1971. – Москва : ИПК Издательство стандартов, 2001. – 6 с.
3) ГОСТ 21.614–88 Изображения условные графические. – Введ. 01.07.1988. – Москва : Стандартинформ, 2006. – 15 с.
4) ГОСТ 2.755–87 Устройства коммутационные и контактные соединения. – Введ. 01.07.1988. – Москва : Стандартинформ, 2006. – 15 с.
5) ГОСТ 2.709–89 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. – Введ. 01.01.1990. – Москва : ИПК Издательство стандартов, 2007. – 11 с.
6) ГОСТ 21.404–85 Обозначения приборов и средств автоматизации. – Введ. 01.01.1986. – Москва : Стандартинформ, 2007. – 12 с.
7) Горюнов А.Н., Семёнов А.С. Современные средства автоматизации : учеб. пособие. – Москва : Академия, 2023. – 210 с. – URL: https://e.lanbook.com/book/25412 (дата обращения: 03.12.2025).
8) Иванов Д.С. Основы теории автоматического управления. – Москва : Юрайт, 2022. – 288 с. – URL: https://urait.ru/bcode/504231 (дата обращения: 21.01.2026).
9) Программируемый логический контроллер ПЛК110[М02] [Электронный ресурс] // ОВЕН : [сайт]. – URL: https://owen.ru/product/plk110_m02 (дата обращения: 21.01.2026).
10) Асинхронный трёхфазный двигатель [Электронный ресурс] // А-КваЛюкс : [сайт]. – URL: https://www.a-qualux.ru/index/baza-znaniy/articles/asinkhronnyy-trekhfaznyy-dvigatel/ (дата обращения: 21.01.2026).
11) Самодельная паяльная станция на ATmega8 [Электронный ресурс] // Хабр: [сайт]. – URL: https://habr.com/ru/post/136998/ (дата обращения: 21.01.2026).

Весь текст будет доступен после покупки