Министерство образования Республики Беларусь
Гомельский государственный дорожно-строительный колледж
Специальность 2-400202
Группа ЭВС-41
Пояснительная записка к дипломному проекту на тему:
“Разработка автоматизированного блока управления пневмокамерным насосом”
ДП 2-400202.041.021 ПЗ
Разработал: Маслов Д.А.
Руководитель дипломного проекта: Минин Д.С.
Консультант по экономике:
Рецензент:
Гомель 2008 год
Содержание
Введение
1 Расчетно-проектировочный раздел
1.1 Назначение проектируемого устройства и выбор области его
применения
1.2 Выбор и обоснование аналога проектируемого устройства
1.3 Разработка структурной схемы проектируемого устройства
1.3.1 Методы программирования LOGO
1.4 Разработка и обоснование принципиальной схемы проектируемого устройства
1.4.1 Программирование LOGO с помощью программы LOGOComfort_V5
1.4.2 Выбор элементной базы
1.4.3 Описание принципа действия устройства
1.4.4 Расчет потребляемой мощности
2 Конструкторско-технологический раздел
2.1 Выбор и обоснование способа изготовления печатной платы
2.2 Компоновка проектируемого устройства
2.3 Поиск и устранение неисправностей
3.1 Расчет прямых затрат
3.2 Расчет затрат на заработную плату
3.3 Расчет накладных расходов
3.4 Калькуляция себестоимости проектируемого устройства, расчет отпускной цены проектируемого устройства
Введение
Написание дипломного проекта и последующая его защита является заключительной стадией обучения в средних специальных учебных заведениях. Дипломный проект является обобщающей проверкой всех знаний накопленных за время учебы в техникуме. Он охватывает такие предметы как: энергосбережение, устройства ЧПУ, теоретические основы электротехники, экология, экономика и некоторые другие предметы, характерные для отделения «Электронные вычислительные средства». Темой дипломного проекта является разработка, какого либо электронного устройства, в данном случае это разработка автоматизированного блока управления Пневмокамнрным насосом . Для разработки устройства требуются знания теории, подкрепленной практическим опытом. Разработка устройства включает в себя:
1. Выбор и обоснование элементной базы.
2. Разработка структурной схемы.
3. Разработка принципиальной схемы.
4. Расчет узлов и блоков.
5. Выбор ИМС и радиоэлектронных элементов.
6. Расчет потребляемой мощности.
7. Расчет быстродействия.
Для практического исполнения устройства требуются практические навыки, полученные при прохождении практик:
1. Электромонтажная.
2. Электроизмерительная.
3. Производственно-технологическая.
4. Преддипломная.
Навыки, полученные при прохождении электромонтажной практики (пайка, нанесение печатного монтажа на платы, травление плат) нужны для изготовления печатной платы устройства и припаивания микросхем и радиоэлементов к печатному монтажу.
Навыки, полученные при прохождении электроизмерительной практики нужны для поиска и устранения неисправностей в готовом устройстве.
Навыки, полученные при прохождении производственно-технологической практики, требуются для изготовления и проверки на работоспособность устройства, но с использованием знаний опытных инженеров-электроников, что позволяет сократить затрачиваемое время на изготовление устройства и поиск неисправностей в нем.
Преддипломная практика требуется в основном для сбора и подготовки материалов к дипломному проекту.
После написания и защиты дипломного проекта молодые специалисты могут приступать к трудовой деятельности.
1 Расчетно-проектировочный раздел
1.1 Назначение и область применения автоматизированного блока управления Пневмокамерным насосом
История развития автоматических устройств промышленного назначения начинается с 17 века. Первые промышленные автоматические устройства появились в связи с изобретением и развитием паровых машин и турбин. Чтобы ширико использовать паровые машины в промышленности, необходимо было оснастить их такими автоматическими устройствами, как автоматический парорасприделительный механизм, регулятор уровня воды в котле, регулятор частоты вращения вала машины и т.д.
В 1765 году наш соотечественник И.И. Ползунов сконструировал и изготовил первый в мире автоматический регулятор для поддержания уровня воды в котле. Через 20 лет Джеймс Уатт создаёт автоматический регулятор частоты вращения вала паровой машины.
Использование электроэнергии в промышленности, начиная со второй половины 19 века, чрезвычайно расширило возможности построения и применения сложных автоматических устройств. Одним из первых электрических автоматических устройств был электомагнитный регулятор частоты вращения вала паровой машины, разработанный в 1876 году русским механиком и электриком К.И. Константиновым.
В настоящее время устройства с числовым програмным управлением встречаются на каждом шагу, как в производстве, так в быту . Это автоматические стиральные машины, СВЧ-печи (микроволновки), музыкальные центры, станки с числовым програмным управлением, которые находят широкое применение в нашей промышленности, и многие другие устройства
Темой моего дипломного проекта является: "Разработка автоматизированного блока управления Пневмокамерным насосом". Основным назначением данного устройства является уменьшение затрачиваемой электроэнергии, путь последовательного перехода от высокомощного двигателя к более рентабельному виду ресурса, такому как воздух под давление.
1.2 Выбор и обоснование аналога проектируемого устройства
В результате проведённых патентных поисков аналога данного устройства найдено не было. Таким образом, оно является оригинальным. Однако за основу создания данного устройства был взят принцип работы УЧПУ станка
Настоящее изобретение относится к пневмокамерному насосу для транспортировки порошкообразных и мелкозернистых материалов, который может быть применен в производстве строительных материалов, черной и цветной металлургии, энергетической, химической и других отраслях для транспортировки цемента, порошкообразного угля, золы, формовочных смесей, колосниковой пыли доменных печей, различных концентратов и т.п.
Известны пневматические насосы, в которых транспортируемый материал загружается в верхнюю часть камеры, и сжатый воздух также подается в верхнюю часть камеры. Разгрузка камеры таких пневмокамерных насосов осуществляется неэффективно из-за рассеивания тепловой энергии в самом транспортном трубопроводе, что приводит к формированию противодавления, которое препятствует разгрузке пневмокамерного насоса (см., например, справочник "Пневмотранспортное оборудование" под редакцией М.П.Калинушкина и др., Л.: Машиностроение, Ленинградское отд.,1986). Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пневматический насос ТА-28, разработанный ВНИИ стройдормашем совместно с Красногорским заводом цементного машиностроения. Известный насос содержит камеру с загрузочным клапаном для подачи транспортируемого материала и клапаном выпуска воздуха, трубопровод сжатого воздуха с клапаном для подачи сжатого воздуха в камеру и трубопровод для транспортировки материала (см. указанный справочник, страницы 129-130, рис. 6-4).
Недостатком известного пневмокамерного насоса является увеличение противодавления в трубопроводе при смешении транспортируемого материала и транспортирующего агента (сжатого воздуха) из-за интенсивного теплообмена между материалом, например, цементом, имеющим температуру порядка 140°С, и воздухом, имеющим температуру порядка 20°С, что приводит к увеличению температуры сжатого воздуха внутри транспортного трубопровода. Это затрудняет разгрузку камеры известного насоса, в результате требуется подвод дополнительной механической работы в виде большего количества транспортирующего агента. В основу изобретения поставлена задача создать пневмокамерный насос, который позволял бы снизить удельный расход (количество кубических метров транспортирующего агента в пересчете на нормальные условия, Поставленная задача решается тем, что пневмокамерный насос содержит камеру с загрузочным клапаном для подачи материала и клапаном выпуска воздуха, трубопровод сжатого воздуха с клапаном для подачи сжатого воздуха в камеру и трубопровод для транспортировки материала, при этом насос включает компенсационную трубу с открытым концом и изогнутым концом, расположенным вблизи входа в транспортный трубопровод, причем на изогнутом конце размещено сопло и рассеиватель для формирования турбулентной струи из пылевоздушной смеси перед входом в транспортный трубопровод, и аэрационное устройство, которое размещено на выходе трубопровода сжатого воздуха для обеспечения противоточного конвективного теплообмена между сжатым воздухом и материалом, находящимся между аэрационным устройством и открытым концом. Согласно изобретению, стенка аэрационного устройства, которая обращена к открытому концу компенсационной трубы, выполнена полунепроницаемой для обеспечения прохождения сжатого воздуха через материал. Для обеспечения стабильной работы насоса при резких перепадах давления в трубопроводе сжатого воздуха на транспортном трубопроводе размещен дроссель. Причем дроссель присоединен к транспортному трубопроводу под острым углом, который обращен в сторону аэрационного устройства. Предпочтительно, чтобы длина прямолинейного участка компенсационной трубы удовлетворяла соотношению hм<l<Н, где hм - высота расположения уровня загрузки материалом камеры, Н - высота камеры. Для обеспечения ограничения подъема рассеивателя сопло выполнено в виде конического сопла, имеющего прямоугольную рамку. При этом на прямоугольной рамке установлен регулировочный винт, определяющий величину кольцевого зазора в конструкции сопло-рассеиватель. Рассеиватель выполнен в виде шара, снабженного канавками на поверхности для создания оптимальной турбулентной струи пылевозд. смеси.