ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО ШЛАГБАУМА 8
1.1 Устройство автоматического шлагбаума 8
1.2 Элементы дистанционного управления шлагбаумом 11
1.3 Требования к системе автоматизации 13
2 РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ШЛАГБАУМА И ЭЛЕКТРОПРИВОДА 15
2.1 Расчет необходимого момента для движения стрелы 15
2.2 Выбор мотор-редуктора 19
2.3 Выбор автоматического выключателя силовой цепи двигателя 23
2.4 Выбор системы управления двигателем 23
3 АЛГОРИТМ РАБОТЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 24
3.1 Общие сведения 24
3.2 Описание программы 25
4 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ... 28
5 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ 31
5.1 Выбор блока управления 31
5.2 Выбор датчиков крайних положений 32
5.3 Выбор датчика контроля помехи 33
5.4 Выбор элементов пульта управления 33
5.5 Выбор терморегуляционной аппаратуры 34
5.6 Выбор источника питания 37
5.7 Пояснение 40
6 РАЗРАБОТКА БЛОКА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ 41
6.1 Введение 41
6.2 Выбор программируемой платы 41
6.3 Выбор промежуточного реле 41
6.4 Выбор источника питания 42
6.5 Устройство и принцип работы данного реле 43
6.6 Разработка ПО для дистанционного управления 44
7 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 48
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А 49
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 51
Автоматические шлагбаумы нашли широкое применение в сферах, где требуется ограничить проезд автомобилей или ввести систему пропускного контроля. Простота и надежность их конструкции обеспечивает их работу в течении длительного времени. Автоматические шлагбаумы устанавливают, как в закрытых, так и на открытых участках, что объясняет их повсеместное применение в качестве ограничителя для проезда транспорта. Для многих автоматических шлагбаумов необходимо обеспечить возможность дистанционного управления. Дистанционное управление обычно осуществляется при помощи пары радио-брелок-приемник, либо с помощью различных модулей способных работать с телефоном или смартфоном. В данной работе рассматривается вариант дистанционного управления с помощью «Wi-Fi» модуля и любого электронного устройства, способного подключиться к «Wi-Fi» сети (планшет, смартфон, ноутбук и т.д.).
В данной работе требуется произвести расчеты по выбору механической части шлагбаума, выбрать электродвигатель, составить схему автоматизации. Также стоит задача в обеспечении системы возможностью дистанционного управления.
В процессе выполнения выпускного квалификационного проекта было составлено описание работы автоматического шлагбаума. Также было дано описание конструкции и кинематики шлагбаума.
На основе описания технологического процесса, последовательности работы механизма и требований к данной системе был разработан алгоритм работы системы автоматизации в виде логических уравнений. Также была разработана функциональная схема автоматизации, был разработан пульт управления системой автоматизации. В результате был выбран, программируемый контроллер фирмы ОВЕН ПР200. Также были выбраны индуктивные датчики крайних положений стрелы шлагбаума - ВБ2.08М.2,5.1.1.К, был выбран оптический датчик барьерного типа, в качестве датчика контроля помехи, фирмы ОВЕН ВБ3.18М.65.К16000.1.К - излучатель. ВБ3.18М.65.Т16000.1.К - приемник.
По заданным габаритам были произведены расчеты конструкции шлагбаума, в результате был определен коэффициент упругости уравновешивающий пружины, также был произведен расчет мощности двигателя. Выбран мотор- редуктор HGF-14N-S60TF, мощностью 60 Вт, далее было принято решение о прямом пуске с помощью релейно-контакторной схемы.
Разработана электрическая принципиальная схема ЮУрГУ-13.03.02.2018.186.02ЭЗ, перечень элементов приведен в приложении «Б».
Разработан блок дистанционного управления. В результате была выбрана программируемая плата ESP8266 NodeMCU. Было выбрано промежуточное реле SONGLE SRD-05VDC, также был выбран преобразователь DC/DC для питания платы и реле от основного источника питания.
Была написана программа на языке C++ в среде Arduino для программируемой платы.
