АННОТАЦИЯ 2
1 ОБЗОР АКТУАЛЬНОСТИ РАЗРАБОТКИ 8
1.1 Обзор литературы 8
1.2 Промышленный интернет вещей 9
1.3 Термохимия процесса гидратации 10
1.4 Обзор существующих решений 15
2 ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО
УЧАСТКА 18
2.1 Краткое описание объекта автоматизации 18
2.2 Общие требования к системе 18
2.3 Структура системы 19
2.3 Выводы 20
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНЕЧНОГО УСТРОЙСТВА 21
3.1 Выбор микроконтроллера 21
3.2 Выбор устройства беспроводной связи 23
3.3 Выбор измерительных устройств 26
3.4 Реализация программного обеспечения конечного устройства 29
3.5 Реализация и структура программы 30
3.6 Выводы 34
4 СБОР И ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ 36
4.1 Выбор базовой станции 36
4.2 Выбор серверной части 37
4.3 Реализация программного обеспечения для базовой станции 39
4.4 Выводы 44
5 ВЕРХНИй УРОВЕНЬ СИСТЕМЫ 45
5.1 Проектирование интерфейса арм 45
6 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ. РЕЗУЛЬТАТЫ 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
ПРИЛОЖЕНИЯ 62
ПРИЛОЖЕНИЕ А 62
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 68
Быстрый рост и усовершенствование строительства - одна из важнейших тенденции наступившего столетия. При строительстве жилых, общественных и производственных зданий широко применяются бетонные и железобетонные изделия. В нынешнее время железобетонные изделия - неотъемлемый атрибут практически любого строительства. При возведении зданий необходимы железобетонные фундаментные блоки, сваи, плиты перекрытия, лестничные марши и ступени. При строительстве дорог, автобанов, аэродромов используют специальные дорожные и аэродромные плиты. Также существует множество других специальных железобетонных изделии.
Технология производства ЖБИ включает следующие основные технологические процессы [1-3]:
- подготовка форм
- армирование
- формование
- твердение
- распалубливание
- складирование
В процессе затвердевания (гидратации) цементной смеси происходит химическая реакция цемента с водой с образованием кристаллогидратов. Все реакции являются экзотермическими, то есть протекают с выделением теплоты. На скорость гидратации влияют: степень помола цемента и его минеральный состав, количество воды, которой замешивается цемент, температура, введение добавок [4].
Известно, что процесс развития физических свойств цементной системы, включая прочностные характеристики, определяется кинетикой затвердевания
гидратации) цемента, которая устанавливает связь между степенью гидратации а и возрастом t [4]. В настоящее время предложены разные способы определения степени гидратации а, например, суммирование количества отдельных прореагировавших фаз с использованием рентгено-фазового анализа;
определением химической усадки [7]; определением количества неиспаряемой влаги [1] и тд.
Отдельно в данном перечне можно выделить способ определения степени гидратации цемента с использованием метода калориметрии [8-14], основанного на учете и анализе количества тепла, выделяющегося в процессе экзотермической реакции гидратации цемента.
Таким образом, тепловыделение при гидратации цемента дает общую информацию о степени завершенности процесса твердения [15].
При производстве железобетонных изделий вне помещения на время твердения цементной смеси могут влиять такие факторы как изменение температуры, влажности или количества осадков. Исходя из этого, существует необходимость создания такой системы, которая будет производить мониторинг степени завершенности процесса твердения, передавать полученные данные в понятном для человека виде и отдавать команды на извлечения готового изделия. При построение данной системы предлагается применять методы концепции Интернета вещей. Благодаря данной системе достигается ускорения оборота опалубочных форм, а как следствие увеличение производительности всего предприятия.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучение принципа работы автоматизированных систем.
2. Анализ литературы в области беспроводной связи.
3. Разработка структуры системы контроля производственного участка железобетонных изделий.
4. Разработка программного обеспечения для системы автоматизированного
контроля.
В результате выполнения выпускной квалифицированной работы была разработана автоматизированная система контроля производственного участка железобетонных изделий. Данная система производит мониторинг степени завершенности процесса затвердевания бетонной смеси, передает полученные данные в понятном для человека виде и может отдавать команды на извлечения готового изделия. Система оценивает прочностные характеристики бетонной смеси независимо от внешних возмущающих воздействий таких, как осадки, изменение влажности, перепад температур и так далее. Система контроля разработана с применением беспроводных технологий связи, обеспечивающих взаимодействие устройств на больших расстояниях. Вследствие чего эксплуатация возможна в условиях значительного удаления объекта контроля от оператора.
Благодаря данной системе достигается ускорения оборота опалубочных форм, а как следствие увеличение производительности всего предприятия.
