Введение 6
1 Анализ объекта автоматизации 9
2 Выбор структуры системы автоматического регулирования и
формирование технических требований к системе 10
3 Разработка функциональной схемы АСР 12
4 Выбор технических средств 14
4.1 Программируемый логический контроллер 14
4.2 Модуль аналоговых входов 16
4.3 Блок питания Sitop Smart 17
4.4 Нормирующий преобразователь 18
4.5 Датчики температуры 19
4.6 Выбор регулирующего органа 20
4.7 Блок питания 22
4.8 Выбор реле 23
5 Разработка принципиальной электрической схемы АСР 25
6 Разработка монтажной схемы АСР 27
7 Разработка чертежа общего вида щитовой конструкции АСР 29
9 Программирование в программном обеспечении Step 7- Micro/WIN 30
9.1 Разработка программного кода 30
9.2 Разработка SCADA - системы 33
10 Инструкция по эксплуатации лабораторного стенда 35
10.1 Включение климатической камеры 35
10.2 Отключение климатической камеры 36
Объектом исследования является климатическая камера.
Цель работы: разработка автоматической системы регулирования температуры в климатической камере.
В процессе разработки автоматической системы регулирования температуры выбраны технические средства, также разработаны структурная схема, функциональная схема, принципиальная электрическая схема, монтажная схема. Написан программный код и создана мнемосхема для АСР температуры.
В результате работы разработана автоматическая система регулирования температуры в климатической камере на базе программируемого логического контроллера, система запущена и налажена.
Основным преимуществом разработанной системы является наличие удобной для пользователя SCADA системы и среды программирования Step
7. Благодаря наглядности SCADA, можно отслеживать процесс и быстро отреагировать на какие-либо изменения системы.
Автоматизация технологических процессов является важным фактором повышения эффективности и безопасности технологических процессов. Высокая экономическая эффективность, технологическая целесообразность и эксплуатационная необходимость повлияли на широкое распространение автоматизации в промышленности, в технике связи, на транспорте и различных сферах обслуживания [1]. Основные ее преимущества: более эффективное использование ресурсов - энергии, сырья, оборудования, рабочей силы и капиталовложений [2]. Так же повышается качество и обеспечивается однородность выпускаемой продукции, повышается надёжность установок и сооружений [3].
В выпускной квалификационной работе разрабатывается автоматическая система регулирования температуры в климатической камере. Климатическая камера предназначена для проведения климатических испытаний, позволяет моделировать агрессивное воздействие окружающей среды на оборудование. Используется климатическая камера на промышленных предприятиях, в оборонной и авиационной промышленности, в научно-исследовательских учреждениях, в машиностроении.
Климатическую камеру можно использовать для максимального приближения к реальным условиям работы с помощью моделирования окружающей среды, и исследовать воздействие параметров (температуры, влажности) на оборудование, например, на контактные соединения. Анализ статистики выхода из строя энергетического оборудования показывает, что от 20 до 25 % аварий в оборудовании обусловлен отказом контактного соединения [4].
Производством климатических камер занимаются множество компаний по всему миру: DAIHAN LABTECH (Корея), ESPEC (США), PANASONIC (Япония), Jeio Tech (Корея), Conviron (Канада), LIB (Япония),
Arctest (Финляндия), ООО НПП «Универсал Прибор» (Россия, г. Санкт- Петербург), ОАО «Завод Измеритель» (Россия, г. Санкт-Петербург), ООО «Проммакс» (Россия, Москва), ООО «ЗИКО» (Россия, Москва) и т.д.
Перспективной разработкой стала климатическая экранированная камера (Томск, ТУСУР). Изобретение позволит проводить климатические и электромагнитные испытания над космическим оборудованием. С помощью камеры можно проводить эксперименты, одновременно изменяя температуру (от - 50 до + 150 ° С) и влажность (от 10 до 90 %).
Автоматическую систему регулирования температуры в
климатической камере можно применять в различных сферах (в образовании, промышленности, науке).
Потенциальными потребителями в образовании могут стать различные учебные заведения: школы, колледжи университеты. Появятся лабораторные стенды и установки в виде климатических камер для проведения экспериментов над различным оборудованием, устройствами с изменением параметров температуры.
Потенциальными потребителями в промышленности могут стать различные отрасли (энергетическая, топливная, металлургическая,
химическая, машиностроительная, легкая и т.д.). Климатические камеры позволят смоделировать агрессивное воздействие среды на оборудование, испытания помогут предотвратить аварии.