Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


Разработка мехатронного учебного стенда

Работа №116985

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

машиностроение

Объем работы121
Год сдачи2020
Стоимость4960 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
36
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение
Формирование целей и задач работы 5
1.1 Постановка вопроса 5
1.2 Цели и задачи работы 7
1.3 Обзор существующих технических решений 8
1.4 Объект исследования 10
1.5 Актуальность 12
2 Алгоритм работы стенда 13
3 Архитектура АСУ ТП 15
4 Структура стенда 18
4.1 Нижний уровень 23
4.2 Средний уровень 37
4.3 Верхний уровень 45
5 Программная часть 48
5.1 Средний уровень 48
5.2 Верхний уровень 82
6 Интерфейс АРМ 93
Заключение 104
Список используемой литературы и список используемых источников 105
Приложение А Датчик цвета TCS 230 108
Приложение Б Драйвер управления электродвигателем 111
Приложение В Переменные OPC - сервера

Мехатроника — это область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых механизмов, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.
Термин мехатроника относится к весьма новым научным направлениям. Первое упоминание данного термина следует из 1969 года, его ввела японская компания Yaskawa Electric.
Благодаря данной науке человечество обрело качественно новые возможности создания и внедрения новых прорывных технологий «завтрашнего дня». Это стало возможным благодаря мировой индустриализации и научно техническому прогрессу.
Из определения термина можно подчеркнуть следующее, мехатроника объединяет в себе ключевые знания таких научных направлений как «механика», «электротехника» и «электроника». Данные направления появились гораздо раньше, но благодаря научно техническому прогрессу, их рост развития и глубина изучения достигли уровня который требовал от инженеров комбинированных знаний. В результате произошло синергетическое объединение вышеуказанных направлений. Все эти факторы послужили появлению мехатроники как отдельной науки.
Примерами мехатронных систем могут служить различные устройства, начиная от простых ленточных конвейеров до сложных систем автоматического управления производством.
Современные промышленные предприятия уже не могут обойтись без средств автоматизации производства. Данное утверждение следует из условий спроса, которые диктует мировой рынок. Требования которые предъявляют к продуктам весьма разнообразны, но есть основное касающееся всех без исключения продуктов - получение наивысшего качества при минимально возможной цене. Сегодня выполнение данного требования невозможно представить без применения новых технологий промышленной автоматизации. Благодаря данным реалиям, человечество получает качественно новые продукты, которые отвечают всем современным требованиям. Можно утверждать что без развития науки и техники человечество не получило бы таких результатов, поэтому мехатроника является новой прогрессивной наукой двадцать первого века.
В данной диссертации рассматриваются основные аспекты создания мехатронного стенда, на котором реализована автоматическая система управления технологическим процессом склада. Мехатронный стенд позволит учащимся изучать различные технологические процессы, познакомится с современным оборудованием, а так же на основе данного стенда можно создать множество вариаций различных систем.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был проведен анализ ключевых особенностей имеющегося на рынке учебного оборудования в области мехатроники. Были определены их основные преимущества и недостатки. Результат анализа показал, что на рынке отсутствуют отечественные производители таких учебных систем. На основании проведенного анализа было принято решение о разработке универсального учебного мехатронного стенда, который обладал бы гибкой системой автоматического управления построенной на современном оборудовании. При выборе оборудования системы учитывались такие факторы как надежность, универсальность и цена. Построенная система управления учебным мехатронным стендом соответствует классической архитектуре представления систем АСУ ТП. Результатом использования вышеуказанных факторов, а так же указанной архитектуры, была достигнута поставленная цель и выполнены все задачи. Как следствие спроектированная система превосходит свои зарубежные аналоги по функциональности. Созданная система управления учебного мехатронного стенда в полной мере несет дидактическую ценность, имеет возможность использования как совместно с ПЛК, так и совместно с микроконтроллерными системами управления, при этом цена данного учебного стенда гораздо ниже своих зарубежных аналогов.
Включение в учебный процесс учебного мехатронного стенда будет являться уверенным шагом в развитии университета. Данный стенд будет служить наглядной учебной единицей изучив которую, студенты смогут повысить свой уровень знаний в области мехатроники, наработать ключевые навыки работы с представленным оборудованием, реализовать на основе данного оборудования различные системы автоматического управления технологических процессов.



1. Development of a Poppet-Type Pneumatic Servo Valve/ Takahiro Kanno, Takashi Hasegawa, Tetsuro Miyazaki, Nobuyuki Yamamoto, Daisuke Haraguchi, Kenji Kawashima// Applied Sciences - 2018 - 8 - 2094 URL: https://www.mdpi.co m/2076- 3417/8/11/2094(дата обращения: 15.10.2018).
2. Hiroki Tomori /Control of Pneumatic Artificial Muscles Using Local Cyclic Inputs and Genetic Algorithm// Hiroki Tomori, Kenta Hiyoshi// Actuators - 2018 - 7 - 36 URL:https://www.mdpi.com/2076-0825/7/3/36(дата обращения: 16.10.2018).
3. Georgia P. Smyrnaiou. A Comparative Study of Control Methods for a Robotic Manipulator with Six DOF in Simulation/ Georgia P. Smyrnaiou, Michail Papoutsidakis Dimitrios Tseles //MATEC Web of Conferences - 2017 - 125 - 6 URL: https://www.matec-conferences.org/articles/matecconf/abs/2017/39/matecconf
_cscc2017_04004/matecconf_cscc2017_04004.html(дата обращения: 17.10.2018).
4. Samer Jaloudi, Communication Protocols of an Industrial Internet of Things Environment: A Comparative Study/ Samer Jaloudi / Future Internet - 2019 - 11(3) - 66 URL:https://www.mdpi.com/1999-5903/11/3/66(дата обращения: 18.10.2018).
5. Shahin Mahdiyoun Rad, Sensorless Commutation Method for Low-Voltage
BLDC Motors Based on Unfiltered Line Voltage/ Shahin Mahdiyoun Rad, Mohammad Reza Azizian, Mohammad Hejri // POWER ENGINEERING AND ELECTRICAL ENGINEERING - 2019 - 17 - 1 URL:
http://advances.utc.sk/index.php/AEEE/article/view/3021(дата обращения: 19.10.2018).
6. Migration of a SCADA system to IaaS clouds - a case study / Philip Church and etc. // Journal of Cloud Computing: Advances, Systems and Applications - 2017 - 6 - 11 URL:https://journalofcloudcomputing.springeropen.com/articles/10. 1186/s13677-017-0080-5(дата обращения: 23.10.2018).
7. Passive Wireless LC Proximity Sensor Based on LTCC Technology / Mingsheng Ma and etc. // Sensors - 2019 - 19 - 1110 URL:https://www.mdpi.com/1424-8220/19/5/1110(дата обращения: 24.10.2018).
8. Young Soo Suh, Laser Sensors for Displacement, Distance and Position / Young Soo Suh // Sensors - 19 - 1924 URL:https://www.mdpi.Com/1424-8220/19/8/1924(дата обращения: 25.10.2018).
9. Podrzaj Primoz, PID Controller Implemented in Festo CDPX / Podrzaj Primoz // MATEC Web of Conferences - 2019 - 260 - 6 URL:https://www.matec- conferences.org/articles/matecconf/abs/2019/09/matecconf icpse2018 02008/matecconf icpse2018 02008.html(дата обращения: 26.10.2018).
10. Color sensors and their applications based on real-time color image
segmentation for cyber physical systems / Neal N. Xiong and etc.// EURASIP Journal on Image and Video Processing - 2018 - 23 - 1 URL:
https://link. springer.com/article/ 10.1186/s 13640-018-0258-x (дата обращения:
27.10.2018).
11. Густав Олсон, Джангуидо Пиани Цифровые системы автоматизации и управления. - СПб.: Невский Диалект, 2001. - 557 с.
12. Влах, И. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем / И. Влах, К. Сингхал; пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1988.- 560 с.
13. Черносвитов, А. Visual C++7 : учебный курс / А. Черносвитов. - СПб. : Питер, 2002. - 528 с.
14. Павловская, Т.А. C/C++. Программирование на языке высокого уровня : учеб. для вузов / Т.А. Павловская. - СПб. : Питер, 2007. - 460 с.
15. Александров А.А. Электротехнические чертежи и схемы / Александров К.К., Кузьмина Е.Г.- М.:Энергоатомиздат, 1990. - 288с.
16. SCADA-системы. Взгляд изнутри. - РТСофт: О. Синенко, Н. Куцевич, Е. Андреев, 2004г. - 176с.
17. А. В. Герасимов, А. Титовцев. Проектирование АСУТП с использованием SCADA-систем. - М.,:Бином, 2014г. - 128с.
18. Лопатин А.Г., Киреев П.А. Методика разработки систем управления на базе SCADA - Новомосковск, системы Trace Mode 2007г. -112 с.
19. Основы автоматизированных систем управления технологическими процессами. Р.Х. Юсупов: Инфра-Инженерия 2018г - 132с.
20. Разработка АСУТП в среде WinCC. Иванов В.Э., Чье Ен Ун: Инфра-Инженерия: 2019г. - 232с.
21. Электронные промышленные устройства: Учеб. для студ. вузов спец. «Пром. электрон.»/ В.И. Васильев, Ю.М. Гусев, В.Н. Миронов и др. - М.: Высш. шк., 1988. - 303 с.
22. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для вузов. - М.: Высш. школа, 1982. - 496 с., ил.
23. Хьюз, К. Параллельное и распределенное программирование с использованием C++ = Parallel and Distributed Programming Using C++ / К. Хьюз, Т. Хьюз ; пер. с англ. и ред. Н.М. Ручко. - М. : СПб. : Киев : Вильямс, 2004. - 667 с.
24. Кудинов А.К. Методы анализа и расчет электронных схем на ЭВМ: Учебное пособие / - Тольяттти : Изд-во ТГУ, 2007
25. Глибин Е.С. Программирование электронных устройств : электронное учеб. пособие / Е.С. Глибин, А.В. Прядилов. - Тольяттти : Изд-во ТГУ, 2014.: 1 оптический диск
26. Электроника и микропроцессорная техника: учебник / В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. - 6-е изд., стер. - М.: КНОРУС, 2013. - 800 с.
27. Пьявченко Т. А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами и техническими объектами: Учебное пособие. Таганрог: изд-во ТРТУ. 1997. - 128 с.
28. Андреев Е.Б. SCADA - системы: взгляд изнутри./Е.Б. Андреев, Н.А. Куцевич, О.В. Синенко - Москва: «PTCофт», 2004 - 176с.
29. Лопатин А.Г. Методика разработки систем управления на базе SCADA системы Trace Mode./ Лопатин А.Г., Киреев П.А. - Новомосковск: РХТУ им. Д. И. Менделеева, Новомосковск институт Новомосковск, 2007 - 111с.
30. М.В.Позднов, Основы преобразовательной техники: Методические указания по проведению курсового проектировании/ М.В.Позднов. - Тольятти: ТГУ, 2017.- 32 с. - 50 экз.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.