Введение 4
ГЛАВА 1. Анализ и выбор технических решений 5
1.1. Промышленные системы намотки трансформаторов 5
1.2. Приборы для счета импульсов 7
1.3. Датчики угла поворота 11
1.4. Анализ микроконтроллеров 14
ГЛАВА 2. Разработка автоматизированной системы намотки трансформаторов 17
2.1. Структурная схема системы 17
2.2. Схема питания и резервного питания 18
2.3. Схема ввода и вывода данных 26
2.4. Схема блокировки вращения 36
2.5. Схема и устройство датчика угла поворота 37
2.6. Программа управления устройством 44
Заключение 46
Литература 47
Приложения 50
Современные тенденции развития и объёмы продукции, требуют модернизации и автоматизации производства. Использование автоматизированных систем позволяет упростить работу и увеличить объем выпускаемой продукции. Так же это отражается на качестве продукции в лучшую сторону, так как в большинстве случаев исключается фактор человеческой ошибки.
В производстве силовых трансформаторов и дросселей существует много этапов, один из которых, намотка провода на различные каркасы либо непосредственно на сердечник. В отечественной промышленности на этом этапе зачастую используется оборудование, которому более 50 лет. Его приводная часть обладает большим ресурсом и удовлетворяет современному производству, а часть, которая отвечает за контроль, крайне устарела. Это приводит к ошибкам при намотке, что в свою очередь ухудшает параметры конечного изделия, либо вовсе приводит к браку. Таким образом оборудование нуждается в модернизации, которая влечет за собой автоматизацию процесса намотки. Возникает идея, разработать устройство управления, которое продлит жизнь станка.
Цель работы - разработка собственного автоматизированного устройства управления намоточным станком.
Задачи работы - разработка принципиальной схемы и макета управляющего устройства, которое включает в себя:
• схему питания и резервного питания;
• схему ввода и вывода данных;
• схему блокировки вращения;
• схему и устройство датчика угла поворота;
• программу управления устройством.
В результате работы разработано устройство для автоматизации процесса намотки трансформаторов.
Для устранения брака в результате отключения электропитания в работе предложено использовать ионистор в качестве источника резервного питания.
Разработаны схема и макет оптического датчика угла поворота, который испытан в устройстве и показал стабильную работу. Также разработана схема и модель магнитного датчика угла поворота, благодаря чему в дальнейшем можно снизить потребление устройства.
Предложенные решения позволили осуществить модернизацию намоточного станка и за счет этого улучшить качество выпускаемой продукции.
Получена справка о внедрения в производственный процесс автоматизированной системы намотки трансформаторов.
1. В. Г. Герасимов, Э. В. Кузнцов, О. В. Николаева. Электротехника и электроника. Кн. 1. Электрические и магнитные цепи. — М.: Энергоатомиздат, 1996. — 288 с. — ISBN 5-283-05005-X.
2. Атабеков Г. И. Основы теории цепей, Лань, С-Пб.,- М.,- Краснодар, 2006.
3. ГОСТ 16110-82. Трансформаторы силовые. Термины и
определения.
4. Счетчик импульсов СИ10. Руководство по эксплуатации. :
http://insat.ru/products/owen/si10_re.pdf
5. Счетчик импульсов СИ30. Руководство по эксплуатации. :
http: //www. owen.ru/uploads/re_si30_2339. pdf
6. Крауиньш Д.П. Автоматизированный привод. Лекция 6. «Датчики автоматизированных электроприводов» // Томский политехнический университет. Кафедра «Автоматизация и роботизация в машиностроении» : http: //arm. tpu. ru/docs/UMO/krauinj sh_dp/aep/lk_6_aep.pdf
7. Eitel, Elisabeth. Basics of rotary encoders: Overview and new technologies | Machine Design Magazine, 7 May 2014. Accessed: 30 June 2014
8. "New technology yields encoder that never forgets". journal. www.motioncontrol.co.za. 2007. Retrieved 20 February 2013
9. Терехов В.М. Т 35 Элементы автоматизированного электропривода: Учебник для вузов.—М.: Энергоатомиздат, 1987.— 224 с.; ил.
10. Техническая документация на микроконтроллер Atmega328p: http://www.atmel.com/Images/Atmel-42735-8-bit-AVR-Microcontroller- ATmega328-328P_Datasheet.pdf
11. Техническая документация на микроконтроллер Atmega2560: http://www.atmel.com/Images/Atmel-2549-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega640- 1280-1281-2560-2561_datasheet.pdf
12. Техническая документация на микроконтроллер STM8S103F3P6: http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/datasheet/ce/13/13/03/a9 /a4/42/8f/CD00226640.pdf/files/CD00226640.pdf/jcr:content/translations/en.CD0022 6640.pdf
13. Техническая документация на микроконтроллер STM32F103C8T6: http: //image. dfrobot.com/image/data/DFR0269/STM32F 103C8T6. pdf
14. Блум Джереми Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства: Пер. с англ. - СПб.: БХВ-Петербург, 2015. - 336 с.: ил.
15. Соммер У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/ Freeduino: Пер. с нем. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2016. - 256с.: ил. - (Электроника)
16. Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. - М.: Горячая линия - Телеком, 2013. - 606 с., ил.
17. Муромцев, Ю.Л. М915 Основы автоматики и системы автоматического управления : учебное пособие / Ю.Л. Муромцев, Д.Ю. Муромцев. - Тамбов : Изд- во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. - Ч. 1. - 96 с. - 100 экз. - ISBN 978-5-8265-0680-6
18. Курс лекций «Основы автоматики и системы автоматического управления» / Коллектив авторов - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. - 27 с.: ил.
19. Мэк Р. Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению / Пер с англ. — М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2008. — 272с.: ил. (Серия «Силовая электроника»).
20. Браун М. Источники питания. Расчёт и конструирование.: Пер. с англ. — К.: "МК-Пресс", 2007. — 288 с., ил.
21. В.С. Моин. Стабилизированные транзисторные преобразователи. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 376 с.: ил.
22. Техническая документация на щелевую оптопару KTIR0411S: https://4donline.ihs.com/images/VipMasterIC/IC/KBEC/KBECS09425/KBECS09425-1 .pdf?hkey=EF798316E3902B6ED9A73243A3159BB0
23. Техническая документация датчик Холла TLE4945L: http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/153775-da-01-en- HALL_SENSOR_TLE_4935L.pdf
24. Техническая документация на микросхему NCP3063: https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NCP3063-D.PDF