Введение 2
Определения, обозначения и сокращения 4
1 Описание объекта контроля 5
1.1 Классификация и назначение кабелей 5
2 Контроль диаметра 13
2.1 Приборы контроля для кабельной промышленности 13
2.2 Группа измерителей диаметра 16
3 Классификация методов измерения 17
3.1 Контактные методы 17
3.2 Бесконтактные методы 19
3.2.1 Емкостной метод 21
3.2.2 Оптические методы 22
3.3 Анализ оптических методов 22
3.3.1 Метод измерения мощности потока излучения 22
3.3.2 Схема со сканирующим узлом 23
3.3.3 Теневой метод в квазипараллельном пучке 25
3.3.4 Теневой метод в расходящемся пучке 26
3.3.5 Метод построения изображения 28
3.4 Выбор метода измерения 31
4 Расчет и проектирование устройства 32
4.1 Структурная схема 32
4.2 Расчет и проектирование оптической системы 33
4.2.1 Источники излучения в измерителях диаметра 33
4.2.2 Выбор коллиматора 41
4.2.3.Выбор многоэлементного приёмника 42
4.3 Электрическая схема прибора и её элементная база 47
4.3.1 Выбор микроконтроллеров 47
4.3.2 Выбор компаратора 53
4.3.3 Выбор индикации 54
Рисунок 31 Семисегментный индикатор GNQ-5641AE 54
4.3.4 Организация связи прибора с компьютером
5. Конструкторско-технологическая часть 57
5.1 Конструкция и технология изготовления печатной платы 57
5.2 Конструкция и технология изготовления корпуса прибора 60
6. Расчет надежности 61
7 Определение погрешности измерения 70
8.Социальная ответственность 73
8.1.Техногенная безопасность 74
8.2 Региональная безопасность 80
8.3 Организационные мероприятия обеспечения безопасности 81
8.4 Особенности законодательного регулирования проектных решений 83
8.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 84
9 Организационно - экономическая часть 87
9.1 Организация и планирование работы 87
9.2 Определение трудоемкости выполнения НИР 88
9.3 Расчет себестоимости НИР 92
9.4 Оценка экономического эффекта 98
Заключение 100
Список использованной литературы 101
Приложение А 103
Приложение Б 104
Приложение В 105
Приложение Г 106
Приложение Д 107
Кабели и провода это важнейшие изделия, без которых, несомненно, сложно представить современную повседневную жизнь общества. Кабельная продукция широко используется в современной промышленности - электроэнергетике, системах передачи информации, в приборостроении, в специальных областях техники и быту, безусловно, это обусловлено прогрессом в этих отраслях, т.е. появлением новых систем передачи информации и т.д.
Кабельные изделия выполняют функцию передачи электрической энергии или информации на расстояние, т.е. используются для создания самых разнообразных электронных, электрических, волоконно-оптических и радиотехнических цепей. Под термином «передача информации» следует понимать передачу электромагнитных колебаний определенной формы. Количественные параметры этих колебаний должны изменяться определенным образом, соответствующим характеру передаваемой этим полем полезной информации.
В условиях современного производства одним из главных способов непосредственного снижения себестоимости кабельных изделий является жесткий контроль расхода изоляционного материала при производстве в реальном времени, он необходим для оперативного вмешательства в технологический процесс, в случае обнаружении брака. Снижение доли брака достигается путем совершенствования технологии контроля основных параметров изделия непосредственно в процессе производства, а также автоматизацией технологических процессов.
Производство протяженных круглых изделий, таких как прокат, трубы, нити и трубки из стекла, пищевые полиамидные оболочки, шнуры, тросы, большинство кабелей и т.п. характеризуется непрерывностью технологического процесса, необходимостью измерения параметров изготавливаемого изделия непосредственно в ходе технологического процесса и невозможностью использования для измерения параметров контактных методов контроля.
Целью данной работы является разработка системы контроля диаметра электрического кабеля, соответствующей следующим требованиям:
• Высокое быстродействие, дающее возможность проводить измерения на движущемся кабеле;
• Отсутствие механического контакта измерителя и кабеля, что позволит устанавливать измеритель сразу за экструдером изолирующего агрегата;
• Наличие протоколов связи прибора с технологическим оборудованием, для управления процессом производства;
• Универсальность - возможность применения прибора на разных этапах производства, а также для различных типов изделий.
В данной выпускной квалификационной работе была разработана система контроля диаметра электрического кабеля. В ходе выполнения данной работы были проанализированы существующие схемы построения оптических измерителей диаметра, выявлены их достоинства и недостатки. Выбрана и рассчитана наиболее подходящая однокоординатная схема с теневым методом измерения, которая наиболее удовлетворяет требованиям технического задания.
На основе этого метода был спроектирован измерительный прибор для автоматического контроля диаметра кабелей, проводов и других протяженных изделий.
Данный прибор позволяет измерять диаметр кабеля до 30мм с абсолютной погрешностью 20мкм. С его помощью можно производить непрерывный контроль диаметра кабеля в процессе производства. Благодаря использованию современной элементной базы, прибор обладает высоким быстродействием и надежностью.
