Помощь студентам в учебе
ПРИВОД И АВТОМАТИЗАЦИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ХРАНИЛИЩА
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОПИСАНИЕ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ОБЪЕКТА 12
2 РАСЧЕТ МОЩНОСТЕЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ 16
2.1 Расчет времен работы электропривода 16
2.2 Выбор основных параметров 18
2.3 Расчет статических моментов 19
2.3 Расчет динамических моментов 20
2.4 Расчет мощности двигателя 22
3 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 24
3.1 Выбор электродвигателя 24
3.2 Выбор преобразователя частоты 25
3.3 Выбор промышленного логического контроллера 28
3.4 Выбор панели оператора 30
3.5 Выбор датчика положения полок шкафа 32
3.6 Выбор дополнительного оборудования 32
4 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ 34
5 НАСТРОЙКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 36
5.1 Настройка электропривода с одинаковым темпом нарастания угла
поворота 39
5.2 Настройка электропривода с разным темпом нарастания угла
поворота 41
5.3 Настройка электропривода с трапецеидальной скоростью 44
6 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ
МЕХАНИЗМАМИ ОБЪЕКТА 50
6.1 Составление списков сигналов системы автоматизации 50
6.1.1 Входные сигналы контроллера 50
6.1.2 Необходимые датчики 51
6.1.3 Выходные сигналы с панели оператора 51
6.1.4 Выходные сигналы на индикацию 52
6.1.5 Выходные сигналы с контроллера на исполнительные механизмы
53
6.2 Разработка логических уравнений 58
6.2.1 Блок сигналов индикации 58
6.2.2 Блок выходных сигналов управления 59
6.2.3 Блок аварийных сигналов 60
7 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А 65
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОПИСАНИЕ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ОБЪЕКТА 12
2 РАСЧЕТ МОЩНОСТЕЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ 16
2.1 Расчет времен работы электропривода 16
2.2 Выбор основных параметров 18
2.3 Расчет статических моментов 19
2.3 Расчет динамических моментов 20
2.4 Расчет мощности двигателя 22
3 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 24
3.1 Выбор электродвигателя 24
3.2 Выбор преобразователя частоты 25
3.3 Выбор промышленного логического контроллера 28
3.4 Выбор панели оператора 30
3.5 Выбор датчика положения полок шкафа 32
3.6 Выбор дополнительного оборудования 32
4 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ 34
5 НАСТРОЙКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 36
5.1 Настройка электропривода с одинаковым темпом нарастания угла
поворота 39
5.2 Настройка электропривода с разным темпом нарастания угла
поворота 41
5.3 Настройка электропривода с трапецеидальной скоростью 44
6 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ
МЕХАНИЗМАМИ ОБЪЕКТА 50
6.1 Составление списков сигналов системы автоматизации 50
6.1.1 Входные сигналы контроллера 50
6.1.2 Необходимые датчики 51
6.1.3 Выходные сигналы с панели оператора 51
6.1.4 Выходные сигналы на индикацию 52
6.1.5 Выходные сигналы с контроллера на исполнительные механизмы
53
6.2 Разработка логических уравнений 58
6.2.1 Блок сигналов индикации 58
6.2.2 Блок выходных сигналов управления 59
6.2.3 Блок аварийных сигналов 60
7 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А 65
Существует огромное количество документов, книг и архивных данных. На сегодняшний день имеется проблема занимаемой территории любого хранилища, будь то библиотечное или архивное хранилище или даже хранилище для произведений искусства, так как с каждым годом увеличивается количество выпускаемой литературы, количество документации и музейных экспонатов.
Всё чаще встает вопрос об уплотнении и оптимизации таких хранилищ. В крупных библиотеках и музеях мира постепенно переходят или даже уже перешли к оптимизированной и автоматизированной форме хранилищ.
Одним из интереснейших примеров такой автоматизированной формы хранения является Национальная библиотека Сеченьи в Будапеште. Данная библиотека прославилась своей системой удаленной доставки заказов. Система от немецкой фирмы Telelift выполняет в день около 300-350 читательских запросов. Книги доставляются по стальным рельсам, протяженность которых 6 км, в читальные залы библиотеки. Максимальный вес книг при это достигает 6-7 кг. Каждый рейс длится около 10-15 минут, при этом на протяжении всего пути имеется 40 станций загрузки-отгрузки книг. Между станциями курсируют тележки с магнитными переключателями, благодаря которым груз попадает на нужную станцию. Все тележки снабжены электрическим двигателем BOSCH. Процесс управления происходит благодаря 45 панелям управления, при этом все сигналы аналоговые. Похожие телелифтинговые системы есть также в библиотеке Штутгарта и Национальной Библиотеке Новой Зеландии.
Ещё одним интересным примером может служить библиотека им. Дж. Б. Ханта-мл. в университете Северной Каролины. Данный проект был удостоен награды City of Raleigh Non-Residential Green Design Award. Так одним из достижений этого проекта стало снижение энергозатрат на 31%.
Благодаря высокотехнологичному хранилищу и роботизированной системе хранения и поиска книг bookbot, есть возможность обсуживать до 2 млн. книг. Для обслуживания каждой книги присваивается свой штрих-код, по которому 15-метровый робот их сортирует и доставляет в один из 18 тыс. ящиков. Робот получает задание через «онлайн»-каталог и справляется с ним в течение 5 минут. Оператор забирает заказ и доставляет его центр выдачи или в читальный зал. Большим преимуществом данной системы является компактность робота, что позволило сократить площадь в 9 раз, которая бы понадобилась для установки открытых стеллажей.
Овиаттская библиотека Калифорнийского университета столкнулась с проблемой нехватки площадей в 1990-е годы. В 1991 году в этой библиотеке впервые была установлена инновационная автоматическая система хранения и поиска (Automated Storage and Retrieval System). Физической основой архива является стоечная конструкция площадью 743 кв.м. и высотой 13,7 м. В ней располагаются 13 260 металлических ящиков («корзин» разных размеров: средняя нагрузка на 1 ящик - 159 кг, максимальная - 205 кг), в которых хранится более 850 тыс. единиц. Общая протяженность архивных материалов и специальных коллекций - 4,6 км. Поиск происходит по штрих-кодам, онлайн-каталог связан с ASRS по средствам программы. Когда из каталога поступает запрос, поисковая система строит путь для роботизированного подъемного крана. Обычно исполнение запроса занимает не более 15 мин. Ежегодно робот обслуживает порядка 15 тыс. запросов. Отметим, что библиотека на базе ASRS оказалась очень жизнеспособной. Лишь несколько лет назад, т. е. почти 20 лет спустя с момента запуска, она пережила большой апгрейд компьютерного оборудования, который, как утверждают в техническом департаменте университета, прошел с минимальными неудобствами для пользователей библиотеки.
Таким образом, на основе выше приведенных примеров можно сформулировать следующие требования, которые предъявляются к
архивам, библиотечным и музейным хранилищам:
1. Компактность - это основное требование, предъявляемое к современным хранилищам, так как количество выпускаемой и хранимой литературы с каждым днем увеличивается, а затраты на размещение и площадь для хранения возрастают. Именно поэтому необходимо организовать пространство таким образом, чтобы как можно больше хранимых материалов могли уместиться на данной площади;
2. Автоматизация. Конечно, далеко не во всех архивах и хранилищах есть автоматизированные системы для хранения, получения и транспортировки документации, книг, экспонатов. Такие системы имеются в преимущественно больших библиотеках, музеях и архивах. Но это один из основных компонентов, который ведет к экономически выгодной работе хранилища.
3. Определенные условия хранения. Многие документы, книги и экспонаты являются весьма ценными и древними, требующими определенных условий хранения: определенных температуры, влажности, света.
Такие высокотехнологичные системы хранения документов и книг используются в крупных хранилищах и библиотеках. Но проблема недостатка отводимых под хранилища площадей стоит также и перед малыми хранилищами.
Таким образом, могут быть сформулированы основные цели дипломной работы:
1. Оптимизировать условия хранения по средствам внедрения автоматизированной системы электропривода для уменьшения занимаемой хранилищем площади;
2. Расширить область применения электропривода: показать возможность использования автоматизированного электропривода не только в промышленной сфере, но и в других областях.
Всё чаще встает вопрос об уплотнении и оптимизации таких хранилищ. В крупных библиотеках и музеях мира постепенно переходят или даже уже перешли к оптимизированной и автоматизированной форме хранилищ.
Одним из интереснейших примеров такой автоматизированной формы хранения является Национальная библиотека Сеченьи в Будапеште. Данная библиотека прославилась своей системой удаленной доставки заказов. Система от немецкой фирмы Telelift выполняет в день около 300-350 читательских запросов. Книги доставляются по стальным рельсам, протяженность которых 6 км, в читальные залы библиотеки. Максимальный вес книг при это достигает 6-7 кг. Каждый рейс длится около 10-15 минут, при этом на протяжении всего пути имеется 40 станций загрузки-отгрузки книг. Между станциями курсируют тележки с магнитными переключателями, благодаря которым груз попадает на нужную станцию. Все тележки снабжены электрическим двигателем BOSCH. Процесс управления происходит благодаря 45 панелям управления, при этом все сигналы аналоговые. Похожие телелифтинговые системы есть также в библиотеке Штутгарта и Национальной Библиотеке Новой Зеландии.
Ещё одним интересным примером может служить библиотека им. Дж. Б. Ханта-мл. в университете Северной Каролины. Данный проект был удостоен награды City of Raleigh Non-Residential Green Design Award. Так одним из достижений этого проекта стало снижение энергозатрат на 31%.
Благодаря высокотехнологичному хранилищу и роботизированной системе хранения и поиска книг bookbot, есть возможность обсуживать до 2 млн. книг. Для обслуживания каждой книги присваивается свой штрих-код, по которому 15-метровый робот их сортирует и доставляет в один из 18 тыс. ящиков. Робот получает задание через «онлайн»-каталог и справляется с ним в течение 5 минут. Оператор забирает заказ и доставляет его центр выдачи или в читальный зал. Большим преимуществом данной системы является компактность робота, что позволило сократить площадь в 9 раз, которая бы понадобилась для установки открытых стеллажей.
Овиаттская библиотека Калифорнийского университета столкнулась с проблемой нехватки площадей в 1990-е годы. В 1991 году в этой библиотеке впервые была установлена инновационная автоматическая система хранения и поиска (Automated Storage and Retrieval System). Физической основой архива является стоечная конструкция площадью 743 кв.м. и высотой 13,7 м. В ней располагаются 13 260 металлических ящиков («корзин» разных размеров: средняя нагрузка на 1 ящик - 159 кг, максимальная - 205 кг), в которых хранится более 850 тыс. единиц. Общая протяженность архивных материалов и специальных коллекций - 4,6 км. Поиск происходит по штрих-кодам, онлайн-каталог связан с ASRS по средствам программы. Когда из каталога поступает запрос, поисковая система строит путь для роботизированного подъемного крана. Обычно исполнение запроса занимает не более 15 мин. Ежегодно робот обслуживает порядка 15 тыс. запросов. Отметим, что библиотека на базе ASRS оказалась очень жизнеспособной. Лишь несколько лет назад, т. е. почти 20 лет спустя с момента запуска, она пережила большой апгрейд компьютерного оборудования, который, как утверждают в техническом департаменте университета, прошел с минимальными неудобствами для пользователей библиотеки.
Таким образом, на основе выше приведенных примеров можно сформулировать следующие требования, которые предъявляются к
архивам, библиотечным и музейным хранилищам:
1. Компактность - это основное требование, предъявляемое к современным хранилищам, так как количество выпускаемой и хранимой литературы с каждым днем увеличивается, а затраты на размещение и площадь для хранения возрастают. Именно поэтому необходимо организовать пространство таким образом, чтобы как можно больше хранимых материалов могли уместиться на данной площади;
2. Автоматизация. Конечно, далеко не во всех архивах и хранилищах есть автоматизированные системы для хранения, получения и транспортировки документации, книг, экспонатов. Такие системы имеются в преимущественно больших библиотеках, музеях и архивах. Но это один из основных компонентов, который ведет к экономически выгодной работе хранилища.
3. Определенные условия хранения. Многие документы, книги и экспонаты являются весьма ценными и древними, требующими определенных условий хранения: определенных температуры, влажности, света.
Такие высокотехнологичные системы хранения документов и книг используются в крупных хранилищах и библиотеках. Но проблема недостатка отводимых под хранилища площадей стоит также и перед малыми хранилищами.
Таким образом, могут быть сформулированы основные цели дипломной работы:
1. Оптимизировать условия хранения по средствам внедрения автоматизированной системы электропривода для уменьшения занимаемой хранилищем площади;
2. Расширить область применения электропривода: показать возможность использования автоматизированного электропривода не только в промышленной сфере, но и в других областях.
В результате данной квалификационной работы была разработана и автоматизирована система электропривода интеллектуального хранилища. Интеллектуальное хранилище обладает рядом следующих достоинств: компактность, простота использования, хранилище способствует упорядочиванию документов, простому поиску нужного документа или экспоната. Ряд этих достоинств обосновывает работу над данной выпускной квалификационной работой.
В рамках данной работы была разработана систем электропривода были рассчитаны условия работы данной система, рассчитаны основные параметры системы и подобран обоснованный перечень предлагаемых к использованию элементов, разработаны логические уравнения, отражающие логику работы системы, создан интерфейс панели оператора, разработаны функциональная схема и электрическая принципиальная схемы.
Важно отметить также, что в рамках специальности «Автоматизированный электропривод» весомым достижением является разработка системы электропривода, не имеющей отношения к сфере промышленности, что является подтверждением о востребованности применения электропривода и данной специальности.
В рамках данной работы была разработана систем электропривода были рассчитаны условия работы данной система, рассчитаны основные параметры системы и подобран обоснованный перечень предлагаемых к использованию элементов, разработаны логические уравнения, отражающие логику работы системы, создан интерфейс панели оператора, разработаны функциональная схема и электрическая принципиальная схемы.
Важно отметить также, что в рамках специальности «Автоматизированный электропривод» весомым достижением является разработка системы электропривода, не имеющей отношения к сфере промышленности, что является подтверждением о востребованности применения электропривода и данной специальности.
