📄Работа №204383
Тема: Разработка микроконтроллерной системы автоматического регулирования температуры электрической печи цеха №1 ООО «Уральский завод спецконструкций»
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
автоматизация технологических процессов
Объем:
58 листов
Год:
2019
Просмотров:
36
4580
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЗОРНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Основные принципы построения САР 8
1.2 Основные принципы построения регуляторов температуры 9
1.3 Методы настройки регулятора 16
1.4 Принципы применения ШИМ для управления оборудованием 20
1.5 Обзор систем для моделирования 21
2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Анализ объекта автоматизации 25
2.2 Разработка структурной схемы системы 32
2.3 Разработка алгоритма работы 33
2.4 Требования к элементам структурной схемы 35
3 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Выбор элементной базы 36
3.2 Разработка принципиальной схемы 44
3.3 Разработка программы 45
3.4 Моделирование работы системы 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
ПРИЛОЖЕНИЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЗОРНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Основные принципы построения САР 8
1.2 Основные принципы построения регуляторов температуры 9
1.3 Методы настройки регулятора 16
1.4 Принципы применения ШИМ для управления оборудованием 20
1.5 Обзор систем для моделирования 21
2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Анализ объекта автоматизации 25
2.2 Разработка структурной схемы системы 32
2.3 Разработка алгоритма работы 33
2.4 Требования к элементам структурной схемы 35
3 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Выбор элементной базы 36
3.2 Разработка принципиальной схемы 44
3.3 Разработка программы 45
3.4 Моделирование работы системы 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
ПРИЛОЖЕНИЯ
📖 Введение
ООО "Уральский завод спецконструкций" (УЗСК) с 2009 года занимается производством изделий и оборудования для АЗС, предприятий нефтяной, сельскохозяйственной и производственной сфер деятельности, а также предприятий, специализирующихся на добыче полезных ископаемых и перевозках грузов.
На производстве спецконструкций одним из важных технологических процессов является регулирование температуры печей, которые используются при штамповке металлических изделий для их нагрева с целью увеличения пластичности. В данный момент, на производстве используется двухпозиционное регулирование температуры печи.
Объемную штамповку и другие, связанные с обработкой заготовок больших сечений и размеров, операции проводят в горячем состоянии при температурах в пределах 850-1150°С.
Следовательно, достаточно актуальной является проблема регулирования температуры в печи, с использованием современных технических средств.
Целью выпускной работы является проектирование архитектуры, разработка алгоритмов работы и реализация микроконтроллерной системы автоматического регулирования (САР) температуры в печах на основе микроконтроллера Arduino UNO.
Установленная цель обуславливает следующие задачи:
- проведение анализа задач САР;
- определение архитектуры и обобщенной структуры САР;
- обоснование и выбор средств реализации САР;
- проектирование структурных составляющих и алгоритмов работы САР;
- проектирование программного обеспечения САР;
- моделирование работы САР.
Объектом исследования является система автоматического регулирования температуры в печах.
Предметом исследования является использование современных технологий для автоматизации процесса регулирования температуры.
На производстве спецконструкций одним из важных технологических процессов является регулирование температуры печей, которые используются при штамповке металлических изделий для их нагрева с целью увеличения пластичности. В данный момент, на производстве используется двухпозиционное регулирование температуры печи.
Объемную штамповку и другие, связанные с обработкой заготовок больших сечений и размеров, операции проводят в горячем состоянии при температурах в пределах 850-1150°С.
Следовательно, достаточно актуальной является проблема регулирования температуры в печи, с использованием современных технических средств.
Целью выпускной работы является проектирование архитектуры, разработка алгоритмов работы и реализация микроконтроллерной системы автоматического регулирования (САР) температуры в печах на основе микроконтроллера Arduino UNO.
Установленная цель обуславливает следующие задачи:
- проведение анализа задач САР;
- определение архитектуры и обобщенной структуры САР;
- обоснование и выбор средств реализации САР;
- проектирование структурных составляющих и алгоритмов работы САР;
- проектирование программного обеспечения САР;
- моделирование работы САР.
Объектом исследования является система автоматического регулирования температуры в печах.
Предметом исследования является использование современных технологий для автоматизации процесса регулирования температуры.
✅ Заключение
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы разработана система автоматического регулирования температуры электрической печи для цеха №1 предприятия ООО ’’Уральский завод спецконструкций”.
Разработанная система может послужить недорогой, выполняющей основные функции прикладной моделью, которая позволит провести анализ основных характеристик технологического процесса и настройку требуемых параметров системы без значительных затрат и усилий.
Объектом исследования являлась система автоматического регулирования температуры в печах.
Целью работы являлась разработка микроконтроллерной системы автоматического регулирования температуры в печах на основе микроконтроллера Arduino UNO.
В результате исследования написана программа, обеспечивающая обмен данными между микроконтроллером и датчиком температуры, автоматическое регулирование технологическим процессом на основе ПИД-регулирования и ШИМ.
По результатам моделирования можно сказать, что по сравнению с двухпозиционным регулированием температуры, которое использовалось до модернизации печи, алгоритм автоматического управления температурой с помощью ПИД регулирования поддерживает ее в заданном диапазоне с большим КПД. Так, двухпозиционное регулирование включает нагрев после снижения температуры меньше нижнего предела диапазона, а выключает при переходе через верхний диапазон, что приводит к перерасходу электроэнергии. ПИД- регулирование позволяет «спрогнозировать» изменение температуры и переключить оборудование до достижения граничных диапазонов.
Так, при мощности печи 150 кВт/ч и повышении КПД ее использования на 20% получаем экономию энергоресурсов в размере 1 001 721,6 руб/год на одной печи. Если на предприятии используется несколько подобных печей, то экономический эффект от внедрения разработанной системы будет намного ощутимее.
Таким образом, можно сделать вывод, что выполненная работа соответствует поставленному заданию.
Разработанная система может послужить недорогой, выполняющей основные функции прикладной моделью, которая позволит провести анализ основных характеристик технологического процесса и настройку требуемых параметров системы без значительных затрат и усилий.
Объектом исследования являлась система автоматического регулирования температуры в печах.
Целью работы являлась разработка микроконтроллерной системы автоматического регулирования температуры в печах на основе микроконтроллера Arduino UNO.
В результате исследования написана программа, обеспечивающая обмен данными между микроконтроллером и датчиком температуры, автоматическое регулирование технологическим процессом на основе ПИД-регулирования и ШИМ.
По результатам моделирования можно сказать, что по сравнению с двухпозиционным регулированием температуры, которое использовалось до модернизации печи, алгоритм автоматического управления температурой с помощью ПИД регулирования поддерживает ее в заданном диапазоне с большим КПД. Так, двухпозиционное регулирование включает нагрев после снижения температуры меньше нижнего предела диапазона, а выключает при переходе через верхний диапазон, что приводит к перерасходу электроэнергии. ПИД- регулирование позволяет «спрогнозировать» изменение температуры и переключить оборудование до достижения граничных диапазонов.
Так, при мощности печи 150 кВт/ч и повышении КПД ее использования на 20% получаем экономию энергоресурсов в размере 1 001 721,6 руб/год на одной печи. Если на предприятии используется несколько подобных печей, то экономический эффект от внедрения разработанной системы будет намного ощутимее.
Таким образом, можно сделать вывод, что выполненная работа соответствует поставленному заданию.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.