Помощь студентам в учебе
Автоматизация стенда для проведения испытаний изделий на герметичность
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 8
1.1 Назначение и цель стенда для испытаний 8
1.2 Описание стенда для испытаний до автоматизации 9
1.3 Описание работы автоматизированного стенда 11
1.4 Комплектующие для стенда 13
2 ОПИСАНИЕ УПРАВЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА 20
2.1 Структурная схема управляющего устройства 21
2.2 Схема электрическая функциональная 22
3 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ 23
3.1 Перечень выбранных и обоснованных элементов 23
3.2 Схема электрическая принципиальная 38
4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА 38
4.1 Выбор среды разработки 38
4.2 Алгоритм работы программы для микроконтроллера 40
4.3 Команды от ПК 46
4.4 Листинг программы для микроконтроллера 48
5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ 48
5.1 Расчёт структуры цены 48
5.2 Расчёт экономического эффекта от внедрения проекта 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 60
ПРИЛОЖЕНИЯ 61
Приложение А 61
Схема электрическая структурная 61
Приложение Б 62
Схема электрическая функциональная 62
Приложение В 63
Приложение Г 64
Приложение Д 65
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 8
1.1 Назначение и цель стенда для испытаний 8
1.2 Описание стенда для испытаний до автоматизации 9
1.3 Описание работы автоматизированного стенда 11
1.4 Комплектующие для стенда 13
2 ОПИСАНИЕ УПРАВЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА 20
2.1 Структурная схема управляющего устройства 21
2.2 Схема электрическая функциональная 22
3 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ 23
3.1 Перечень выбранных и обоснованных элементов 23
3.2 Схема электрическая принципиальная 38
4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА 38
4.1 Выбор среды разработки 38
4.2 Алгоритм работы программы для микроконтроллера 40
4.3 Команды от ПК 46
4.4 Листинг программы для микроконтроллера 48
5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ 48
5.1 Расчёт структуры цены 48
5.2 Расчёт экономического эффекта от внедрения проекта 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 60
ПРИЛОЖЕНИЯ 61
Приложение А 61
Схема электрическая структурная 61
Приложение Б 62
Схема электрическая функциональная 62
Приложение В 63
Приложение Г 64
Приложение Д 65
Испытания, согласно принятому определению — это экспериментальное определение характеристик продукции в заданных условиях её функционирования. Испытания являются важнейшим этапом создания образцов техники, а их результаты служат основанием для принятия определённых решений.
Цель испытаний, с метрологической точки зрения, заключается в нахождении посредством измерения истинного значения контролируемого параметра и оценивании степени доверия к нему.
Объём испытаний и трудоёмкость их проведения вследствие расширения функциональных возможностей электронных средств приводит к необходимости автоматизации испытательных и контрольноизмерительных операций путём широкого внедрения средств вычислительной техники.
В свою очередь, интенсивное развитие вычислительной техники, а также постоянное совершенствование устройств для испытаний позволяют создать информационно-измерительные системы и автоматизированные испытательные станции.
Автоматизация испытаний — это процесс, при котором функции упрaвления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передaются приборaм и aвтоматическим устройствaм.
Автоматизация — это основа рaзвития современной промышленности, генеральное нaправление научно-технического прогресса. Цель aвтоматизации испытаний заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, в создании условий для оптимального использования всех ресурсов.
Автоматизация испытаний осуществляется по двум основным направлениям.Первое характерно для массовых видов изделий и испытаний и связано с созданием специализированных машин, комплектов для контроля качества и статистической оценки свойств материалов по стандартизированным методикам, обеспечивающим автоматическое управление режимами испытаний, централизованный сбор информации в многоточечных системах и обработку однотипных результатов испытаний.
Второе характерно при проведении многофакторных испытаний по программам, которые могут изменяться или совершенствоваться в процессе испытаний, для чего необходимо универсальное оборудование с мобильной структурой, легко приспосабливаемой для решения различных задач.
Наша задача относится к первому направлению, в нашей работе рассматривается создание автоматической системы управления для проведения испытаний на гидростатическое давление изделий, используемых в подводных лодках и различных глубоководных аппаратах.
Океан самая большая и чуждая среда обитания, здесь кроется огромная мощь и всесокрушающее давление. До недавнего времени человечеству был закрыт доступ в эту часть планеты. Исследования подводного мира стали возможными благодаря современным подводным аппаратам.
Очень важно создать машины, способной противостоять подводной стихии — это давняя цель человечества, ведь океан занимает 2/3 части планеты.
Некоторые подводные аппараты могут самостоятельно исследовать океан. Их называют необитаемые подводные аппараты. Сегодня в подводном мире господствуют подводные роботы. Умные, самоходные роботы, строят нефтепроводы и различные сооружения на больших глубинах. Автономные подводные аппараты или аппараты дистанционного управления (АДУ) имеют сверхпрочные корпуса, эффективные манипуляторы и видеокамеры, передающие изображение высокой четкости. Они имеют
совершенные двигатели и управляются посредством команд, передаваемых по кабелям связи.
Сегодня в океанологии приняты две критические цифры – 2000 и 6000 метров. 2000 метров– это глубина, ограничивающая 16 процентов дна Мирового океана. А 6000 метров– это уже 98 процентов дна. Исходя из этого одним из условий рассматриваемого стенда для испытаний нагнетать и контролировать гидростатическое давление внешней среды 600кгс/см2
Задачей нашего стенда является обеспечение возможности создания высокого гидростатического давления в испытательной камере с испытуемым объектом во внешней среде, и выполнения регулировки указанных давлений при проведении прочностных испытаний глубоководного технического объекта, а также проверке его герметичности.
Важно обеспечить достоверность результатов испытаний, которые проводятся на нашем стенде. Что мы понимаем под достоверностью и каковы способы ее достижения? С достоверностью результатов испытаний связаны понятия воспроизводимости и повторяемости. В соответствии с ГОСТ Р 51672-2000 [1] эти понятия формулируются следующим образом:
- воспроизводимость результатов испытаний – характеристика результатов испытаний, определяемая близостью результатов испытаний одного и того же объекта по единым методикам в соответствии с требованиями одного и того же нормативного документа с применением различных экземпляров оборудования разными операторами в разное время;
- повторяемость (сходимость) результатов испытаний – характеристика результатов испытаний, определяемая близостью результатов испытаний
одного и того же объекта по одной и той же методике в соответствии с требованиями одного и того же нормативного документа в одной и той же лаборатории одним и тем же оператором с использованием одного и того же экземпляра оборудования в течение короткого промежутка времени.Наш стенд обеспечивает высокую достоверность результатов испытаний в отличии от проведения испытаний в полном объёме человеком, так как автоматизированная установка при разных операторах повторяет весь цикл испытаний абсолютно идентично всем предыдущим.
Цель испытаний, с метрологической точки зрения, заключается в нахождении посредством измерения истинного значения контролируемого параметра и оценивании степени доверия к нему.
Объём испытаний и трудоёмкость их проведения вследствие расширения функциональных возможностей электронных средств приводит к необходимости автоматизации испытательных и контрольноизмерительных операций путём широкого внедрения средств вычислительной техники.
В свою очередь, интенсивное развитие вычислительной техники, а также постоянное совершенствование устройств для испытаний позволяют создать информационно-измерительные системы и автоматизированные испытательные станции.
Автоматизация испытаний — это процесс, при котором функции упрaвления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передaются приборaм и aвтоматическим устройствaм.
Автоматизация — это основа рaзвития современной промышленности, генеральное нaправление научно-технического прогресса. Цель aвтоматизации испытаний заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, в создании условий для оптимального использования всех ресурсов.
Автоматизация испытаний осуществляется по двум основным направлениям.Первое характерно для массовых видов изделий и испытаний и связано с созданием специализированных машин, комплектов для контроля качества и статистической оценки свойств материалов по стандартизированным методикам, обеспечивающим автоматическое управление режимами испытаний, централизованный сбор информации в многоточечных системах и обработку однотипных результатов испытаний.
Второе характерно при проведении многофакторных испытаний по программам, которые могут изменяться или совершенствоваться в процессе испытаний, для чего необходимо универсальное оборудование с мобильной структурой, легко приспосабливаемой для решения различных задач.
Наша задача относится к первому направлению, в нашей работе рассматривается создание автоматической системы управления для проведения испытаний на гидростатическое давление изделий, используемых в подводных лодках и различных глубоководных аппаратах.
Океан самая большая и чуждая среда обитания, здесь кроется огромная мощь и всесокрушающее давление. До недавнего времени человечеству был закрыт доступ в эту часть планеты. Исследования подводного мира стали возможными благодаря современным подводным аппаратам.
Очень важно создать машины, способной противостоять подводной стихии — это давняя цель человечества, ведь океан занимает 2/3 части планеты.
Некоторые подводные аппараты могут самостоятельно исследовать океан. Их называют необитаемые подводные аппараты. Сегодня в подводном мире господствуют подводные роботы. Умные, самоходные роботы, строят нефтепроводы и различные сооружения на больших глубинах. Автономные подводные аппараты или аппараты дистанционного управления (АДУ) имеют сверхпрочные корпуса, эффективные манипуляторы и видеокамеры, передающие изображение высокой четкости. Они имеют
совершенные двигатели и управляются посредством команд, передаваемых по кабелям связи.
Сегодня в океанологии приняты две критические цифры – 2000 и 6000 метров. 2000 метров– это глубина, ограничивающая 16 процентов дна Мирового океана. А 6000 метров– это уже 98 процентов дна. Исходя из этого одним из условий рассматриваемого стенда для испытаний нагнетать и контролировать гидростатическое давление внешней среды 600кгс/см2
Задачей нашего стенда является обеспечение возможности создания высокого гидростатического давления в испытательной камере с испытуемым объектом во внешней среде, и выполнения регулировки указанных давлений при проведении прочностных испытаний глубоководного технического объекта, а также проверке его герметичности.
Важно обеспечить достоверность результатов испытаний, которые проводятся на нашем стенде. Что мы понимаем под достоверностью и каковы способы ее достижения? С достоверностью результатов испытаний связаны понятия воспроизводимости и повторяемости. В соответствии с ГОСТ Р 51672-2000 [1] эти понятия формулируются следующим образом:
- воспроизводимость результатов испытаний – характеристика результатов испытаний, определяемая близостью результатов испытаний одного и того же объекта по единым методикам в соответствии с требованиями одного и того же нормативного документа с применением различных экземпляров оборудования разными операторами в разное время;
- повторяемость (сходимость) результатов испытаний – характеристика результатов испытаний, определяемая близостью результатов испытаний
одного и того же объекта по одной и той же методике в соответствии с требованиями одного и того же нормативного документа в одной и той же лаборатории одним и тем же оператором с использованием одного и того же экземпляра оборудования в течение короткого промежутка времени.Наш стенд обеспечивает высокую достоверность результатов испытаний в отличии от проведения испытаний в полном объёме человеком, так как автоматизированная установка при разных операторах повторяет весь цикл испытаний абсолютно идентично всем предыдущим.
В соответствии с ТЗ на выпускную квалификационную работу необходимо разработать проект автоматизации стенда для проведения испытаний изделий на герметичность.
В процессе выполнения работы:
- рассмотрено текущее состояние испытательного оборудования
- определён необходимый перечень комплектующих для возможности автоматизации стенда для испытаний с описанием функционального
назначения каждого элемента.
- составлена структурная схема работы автоматизированного стенда для испытаний с описанием его принципов работы.
- выбраны необходимые и экономически целесообразные электронные компоненты с обоснованием особо ответственных элементов для разработки управляющего стендом устройства.
- разработана схема структурная, схема электрическая принципиальная с перечнем элементов управляющего устройства.
- произведён расчёт затрат на автоматизацию испытательного стенда и срок его окупаемости.
Таким образом задача ВКР выполнена: ручные операции исключены, что приводит к повышению производительности труда и снижению рабочего времени на проведение испытаний на гидростатическое давление
ТЗ выполнено в полном объёме.
В процессе выполнения ВКР были использованы курсы, прочитанные в ЮУрГУ:
- курс основы микроэлектроники
- курс систем автоматического управления и регулирования
- курс технические средства автоматизации и управления
- курс цифровая обработка сигналов
- курс теория автоматического управления
- курс экономика и управление на предприятиикурс технологии программирования
При выполнении ВКР были закреплены навыки работы с технической, справочной и методической литературой, действующими отраслевыми и государственными стандартами, получен опыт разработки конструкторской документации.
В процессе выполнения работы:
- рассмотрено текущее состояние испытательного оборудования
- определён необходимый перечень комплектующих для возможности автоматизации стенда для испытаний с описанием функционального
назначения каждого элемента.
- составлена структурная схема работы автоматизированного стенда для испытаний с описанием его принципов работы.
- выбраны необходимые и экономически целесообразные электронные компоненты с обоснованием особо ответственных элементов для разработки управляющего стендом устройства.
- разработана схема структурная, схема электрическая принципиальная с перечнем элементов управляющего устройства.
- произведён расчёт затрат на автоматизацию испытательного стенда и срок его окупаемости.
Таким образом задача ВКР выполнена: ручные операции исключены, что приводит к повышению производительности труда и снижению рабочего времени на проведение испытаний на гидростатическое давление
ТЗ выполнено в полном объёме.
В процессе выполнения ВКР были использованы курсы, прочитанные в ЮУрГУ:
- курс основы микроэлектроники
- курс систем автоматического управления и регулирования
- курс технические средства автоматизации и управления
- курс цифровая обработка сигналов
- курс теория автоматического управления
- курс экономика и управление на предприятиикурс технологии программирования
При выполнении ВКР были закреплены навыки работы с технической, справочной и методической литературой, действующими отраслевыми и государственными стандартами, получен опыт разработки конструкторской документации.
