G95 - функция подачи, подача на оборот;

G00 - функция быстрого подвода;

G01 - линейная интерполяция;

G02 - круговая интерполяция, движение по часовой стрелке;

G03 - круговая интерполяция, движение против часовой стрелки;

G18 - выбор плоскости;

G91 - размер в приращениях;

G97 - функция главного движения, об/мин;

Т - функция инструмента;

М00 - программируемый останов;

М04 - вращение шпинделя против часовой стрелки;

М06 - смена инструмента;

F - функция подачи;

S - функция главного движения.

Таблица 4

4. Выбор технологического оборудования

4.1 Станок токарно-револьверный патронно-прутковый с ЧПУ 1В340Ф30

Станок предназначен для токарной обработки деталей из чугуна, стали и цветных металлов со ступенчатыми и криволинейным профилем из прутка диаметром 25-45 мм и штучных заготовок диаметром до 200мм. в условиях мелкосерийного и серийного производства.

Cтанок имеет автоматический гидрофицированный механизм зажима круглых (25-50 мм) и шестигранных (S=19-41) прутков в цанговом патроне, а также штучных заготовок (до 200 мм) в трехкулачковом патроне - привод вращения шпинделя: электродвигатель постоянного тока мощностью 15 КВт - привода подач: высокомоментные электродвигатели постоянного тока в комплекте с шариковыми винтовыми парами - выгрузка деталей из рабочей зоны при обработке прутка осуществляется разгрузочным устройством - прутки длиной до 3000 мм устанавливаются в защитную трубу с двумя стойками .

Технические характеристики:

· Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм 400;

· Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм 200;

· Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм 41;

· Расстояние от торца шпинделя до револьверной головки, мм 226-530;

· Наибольшее поперечное перемещение револьверной головки, мм 100;

· Частота вращения шпинделя, об/мин 219421;

· Пределы подач револьверного суппорта, мм/мин Продольного 219148;

· Пределы подач револьверного суппорта, мм/мин Поперечного 1-1250;

· Мощность электродвигателя главного движения, КВт 15 ;

4.2 Выбор приспособления для закрепления

В нашем случае используется трехкулачковый самоцентрирующийся клиновой патрон с механизированным приводом, применяется для зажима заготовок. В пазах корпуса патрона 1 установлены три кулачка 2, к которым винтами 4 и сухарями 3 прикреплены сменные кулачки 5. В корпусе 1 патрона установлена втулка 6, которая винтом 8 и тягой соединена со штоком поршня пневмоцилиндра. Во втулке 6 имеются три паза «а» с углом наклона 150, в которые входят наклонные выступы «б» кулачков 2, образуя клиновые сопряженные пары.

Во время подачи сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра поршень со штоком перемещается в пневмоцилиндре влево, шток через тягу, винт 8 и втулка 6, передвигает выступы «б» кулачков 2 вниз по наклонным пазам «а» втулки 6.

При этом сменные кулачки 5, перемещаясь к оси патрона, зажимают обрабатываемую заготовку. После обработки заготовки сжатый воздух подается в бесштоковую полость. Шток через промежуточные звенья передвигает втулку 6 вправо, выступы «б» кулачков 2 перемещаются по наклонным пазам втулки 6 вверх и сменные кулачки 5 расходятся от оси патрона и деталь разжимается.

Для замены кулачков в шестигранное отверстие втулки 6 вставляют торцовый ключ, который поворачивает втулку против часовой стрелки на угол 150, кулачки 2 выходят из пазов корпуса 1 и тогда их вынимают. Втулка 7 предохраняет патрон от засорения. Клиновые патроны обладают высокой жесткостью и износоустойчивостью.

Цанговый патрон:

Применяются они главным образом для закрепления материала в виде прутков или для повторного зажима заготовок деталей по предварительно обработанной поверхности.

Зажимная цельная цанга может быть выполнена в виде втулки с 3--6 пружинящими лепестками. Цанга с тремя лепестками применяется при обработке заготовок до 3 мм, с четырьмя -- до 80 мм и с шестью -- свыше 80 мм. Угол при вершине конуса цанги обычно 30°.

5. Расчет универсального трехкулачкового клинового патрона

Спроектировать пневматический патрон для обработки торцевой поверхности детали типа гайка накидная. Деталь обработана до размеров, указанных на рис.1. Объем выпуска в год - 2.5 тыс. штук. Материал заготовки - сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72).

Рис.4 Гайка накидная

5.1 Обоснование выбранной конструкции и описание принципа действия

В качестве аналога проектируемого патрона для обработки отверстия в детали крышка, принимаем универсальный токарный патрон 7102-0072 ГОСТ 24351-80. Данный трехкулачковый клиновой патрон можно использовать в диапазоне, регулируемом от d= 20 мм, до d = 260 мм. Кроме того, погрешность закрепления в трехкулачковом патроне равна нулю.

Рис.5 - Универсальный токарный патрон 7102-0072 ГОСТ 24351-80

Проектируемый трехкулачковый патрон может устанавливаться как на универсальные токарные станки, так и на токарные станки с числовым программным управлением и использоваться с любым видом привода.

В пазах корпуса патрона 1 установлены три кулачка 2, к которым винтами 4 и сухарями 3 прикреплены сменные кулачки 5. В корпусе 1 патрона установлена втулка 6, которая винтом 8 и тягой соединена со штоком поршня пневмоцилиндра. Во втулке 6 имеются три паза «а» с углом наклона 150, в которые входят наклонные выступы «б» кулачков 2, образуя клиновые сопряженные пары. Во время подачи сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра поршень со штоком перемещается в пневмоцилиндре влево, шток через тягу, винт 8 и втулка 6, передвигает выступы «б» кулачков 2 вниз по наклонным пазам «а» втулки 6. При этом сменные кулачки 5, перемещаясь к оси патрона, зажимают обрабатываемую заготовку.

После обработки заготовки сжатый воздух подается в бесштоковую полость. Шток через промежуточные звенья передвигает втулку 6 вправо, выступы «б» кулачков 2 перемещаются по наклонным пазам втулки 6 вверх и сменные кулачки 5 расходятся от оси патрона и деталь разжимается.

Для замены кулачков в шестигранное отверстие втулки 6 вставляют торцовый ключ, который поворачивает втулку против часовой стрелки на угол 150, кулачки 2 выходят из пазов корпуса 1 и тогда их вынимают.

Втулка 7 предохраняет патрон от засорения. Клиновые патроны обладают высокой жесткостью и износоустойчивостью.

5.2 Расчет усилия зажима

5.2.1 Расчет режимов резания

Рассчитаем режимы резания для Операции 010 перехода 1 - подрезать торец диаметром D=46 мм, снять фаску 0.6х450, снять фаску 300. Обработку производим проходным отогнутым резцом с углом ?=450 ГОСТ 18878-73.

1. Определяем глубину резания:

;

2. Назначаем подачу суппорта на оборот:

S=0.5ч0.9 мм/об , принимаем S=0.5мм/об.

3. Определяем стойкость инструмента:

Тр = Тпр = 45 мин.

4. Расчет скорости резания:

;

=0.9 ; (стр.361, табл. 5, (3))

=0.3 ; (стр.361, табл. 6, (3))

;

5. Частота вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n = 500 об/мин;

6. Определяем окружную составляющую силы резания Рz:

Рz=10СРztХSУVnКР;

где СРz - постоянная, характеризующая условия резания, СРz = 300Н.

х, у, n - показатели степени, соответственно равны 1,0; 0,75; - 0,15.

Поправочный коэффициент Кр представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания:

Кр = КМр ·Кцр ·Кгр ·Клр,

;

где n - показатель степени равный 0,75, табл.9[2].

Кцр = 0,89; Кyр = 1,0; Клр = 1,0, табл.23[2].

Кр= 1,0·0,89·1,0·1,0 = 0,89;

Рz = 300·2·0,50.75 · 73.2-0.15 · 0,89 = 164 Н;

Определяем осевую составляющую силу Рх;

Рх 0,4·Рz = 0,4·164 = 65,6 Н.

Определяем радиальную составляющую силы Ру;

Ру = 0,5·Рz = 0,5 · 164 = 82 Н.

5.3 Расчёт усилия зажима

Строим расчетную схему:

Рис. 3 - Расчетная схема

Суммарная сила зажима в трехкулачковом патроне(4):

где К - коэффициент запаса;

Рz - окружная сила резания;

f - коэффициент трения на рабочих поверхностях кулачков;

D1 - диаметр обрабатываемой поверхности; D1=30 мм;

D - диаметр зажимной поверхности; D = 45 мм.

Коэффициент запаса определяется по формуле:

К = К0К1К2К3К4К5 ;

где: К0 - габаритный коэффициент запаса. К0 = 1,5;

К1 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок для групповой обработки. К1= 1,2;

К2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания от затупления режущего инструмента. К2=1;

К3 - коэффициент, учитывающий условия обработки при прерывистом резании. Для непрерывной поверхности К3 =1;

К4 - коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления;

Для пневмопривода К2 = 2;

К5 - коэффициент, учитываемый только при наличии моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь. К5 = 1,5;

К = 1,5·1,2·1·1·1·1,5 = 2,7;

тогда

Определяем усилие зажима в клиновом механизме.

где W - требуемое усилие зажима;

б - угол скоса клина, град;

ц1- угол трения на наклонной плоскости клина, град;

ц2 - угол трения на горизонтальной плоскости клина, град.

Q = 1386 [tg(5°30' + 7°) +tg90°] = 2758,14 Н

Рис. 6 - Схема зажима с клиновым механизмом

Определяем диаметр пневмоцилиндра(7):

где р - расчетное давление воздуха, р = 0,5 МПа;

з - механический КПД пневмоцилиндра, з = 0,8;

Так как данное приспособление позволяет обрабатывать детали других типоразмеров, то принимаем диаметр пневмоцилиндра Dпр = 150 мм.

Современное машиностроение следует рассматривать как производство, основанное на взаимозаменяемости, обладающее высокой производительностью и в большинстве своем создающее точные машины и механизмы при высоком качестве изготовления.

Характерной особенностью современного машиностроения является все более широкое внедрение автоматизированного, роботизированного производства, в том числе гибких автоматизированных производств.

Спроектированное приспособление позволяет устранить разметку заготовок перед обработкой, увеличить производительность труда и облегчить условия труда рабочих.

II. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

1. Описание криогенно-вакуумной установки (КВУ)

На 70 ГэВ протонном синхротроне ИФВЭ создается пучок чистых К-мезонов для изучения СР-нарушения в распадах К - мезонов.

Для выделения экзотических частиц К-мезонов из общего числа частиц, вылетевших из мишени, используется сверхпроводящий высокочастотный сепаратор, погруженный в криостат с жидким сверхтекучим гелием. Охлаждение дает возможность резко увеличить добротность и отклоняющее поле, уменьшить полосу пропускания и, в конечном счете, получить более чистый пучок частиц. Для охлаждения был создан криогенный комплекс, включающая в себя:

- газгольдер;

- компрессор;

- криогенную гелиевую установку КГУ;

- откачные машины ОМ;

- блок дистанционного управления откачной машиной БДУ;

- криостаты.

Газгольдер - установка для хранения газообразного гелия. Компрессором гелий из газгольдера подается в криогенную установку. В криогенной установке газ захолаживается, и жидкий гелий с температурой Т = 4,2К поступает в криостаты. Криостат имеет две теплоизолирующие оболочки: внутренняя - вакуум, внешняя - жидкий азот с температурой 77К.

Сверхпроводящий дефлектор находится в криостате и полностью погружен в жидкий гелий.

При нормальном атмосферном давлении 760 мм рт. ст. над зеркалом гелия и температурой Т = 4,2К возникает эффект сверхпроводимости.

Но для снижения собственных шумов СВЧ - аппаратуры установка должна находиться в среде, с температурой Т=1,8К.

Для дальнейшего понижения температуры от 4,2К до 1,8К необходимо откачивать газ над зеркалом гелия. Эта операция производится группой насосов, образующих откачную машину (ОМ). Режимом работы откачной машины управляет блок дистанционного управления откачной машиной (БДУ). Откачанный газообразный гелий поступает в КГУ.

Для дальнейшего понижения температуры от 4,2К до 1,8К необходимо откачивать газ над зеркалом гелия. Эта операция производится группой насосов, образующих откачную машину.

Режимом работы откачной машины управляет блок дистанционного управления откачной машиной (БДУ). Откачанный газообразный гелий поступает в КГУ. Для поддержания постоянного уровня жидкого гелия в криостате отведенный газообразный гелий компенсируется жидким из КГУ. Основными контролируемыми параметрами криостата являются:

1. давление газа над зеркалом гелия;

2. уровень жидкого гелия;

3. температура жидкого гелия на поверхности высокочастотного дефлектора.

Система слива сжиженного гелия является частью всей криогенно-вакуумной установки. Структурная схема КВУ и ССГ приведена на рис. 1.

Система слива сжиженного гелия состоит непосредственно из накопительного сосуда (НС), головки с расположенными на ней вентилями дистанционного управления, уровнемера с датчиками, трубопровод и системой управления и сбора данных.

Общей вид системы слива представлен на листе диплома №1.

2. Конструкция накопительного сосуда

В системе слива сжиженного гелия используется сосуд гелиевый накопительный, сконструированный по принципу сосуда Дьюара. Емкость сосуда составляет 800 л. Емкость азотной ванны -190 л. Масса всего сосуда 850 кг.

Рис.2 Условная схема накопительного сосуда для определения количества сжиженного гелия в литрах от высоты уровня жидкого гелия. V=800л - полный объём сосуда «без горловины».

Гелий имеет очень маленькую теплоту испарения. Поэтому для снижения теплопотерь в накопительном сосуде применяются тепловой экран 5, охлаждаемый жидким азотом. Экраны изготавливают из материалов, хорошо проводящих тепло (медь).

На корпусе сосуда имеется отдельная горловина для наполнения азотной ванны 3 азотом. Азот существенно снижает теплопритоки, а также охлаждает внешнюю поверхность внутреннего гелиевого сосуда 7.

Перед наполнением внутренняя поверхность гелиевого сосуда 7 предварительно охлаждается гелиевыми парами, что исключает испарение сжиженного гелия. От внешнего воздействия сосуд отделен вакуумной полостью. Вакуум - это теплоизоляция 6.

Камера с активным углем 4,9 предназначена для адсорбции примесей из сжиженных газов специальными высокоэффективными адсорбентами. В данном случае это активированный уголь.

В качестве уплотнителей служит специальная вакуумная резина.

Схема сосуда Дьюра, в ССГ СТГ(сосуд транспортируемый гелиевый) приведена ниже.

Рис.3 Сосуд Дьюара

1 -- горловина для заливки азота; 2 -- головка со штуцерами; 3 -- горловина гелиевой емкости; 4 -- емкость для жидкого азота; 5 -- тепловые экраны; 6 -- емкость для жидкого гелия; 7 -- теплоизоляция; 8 -- адсорбент.

Так же на корпусе предусмотрена горловина для крепления головки штока уровнемера. Сборочный чертеж штока уровнемера представлен на листе диплома №3. Шток представляет собой конструкцию из двух сборочных единиц - корпуса 1 и штанги 2. К корпусу штока с помощью винтовых соединений крепятся два круглых 10,11 и один прямоугольный 12 фланцы с внутренними сквозными отверстиями для вывода проводов с датчиков, расположенных на поверхности штанги 2. Труба штока выполнена полой для проведения внутри нее нагревателя ТЭН.

К горловине шток крепится с помощью накидной гайки 11. К корпусу штанга крепится с помощью винтового соединения винтом.

Между трущимися поверхностями предусмотрено наличие прокладок.

Расположение датчиков на штанге штока показано на рис. 3:

Рис.4 Расположение датчиков на штоке

III. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Система управления -- систематизированный набор средств влияния на подконтрольный объект для достижения определённых целей данным объектом. Объект системы управления может состоять из других объектов, которые могут иметь постоянную структуру взаимосвязей.

В системе слива сжиженного гелия, рассматриваемой и описываемой в данном дипломном проекте подконтрольным объектом является накопительный сосуд. С помощью набора определенных исполнительных средств и измерительных преобразователей (датчиков) мы можем контролировать такие величины как: уровень гелия, давление в накопительном сосуде, температура. А так же наполнение НС и сосудов Дьюара. Их описание и подробные характеристики представлены ниже.

Краткое перечисление составляющих элементов системы:

· Для измерения уровня жидкого гелия в ВПО и НС используются сверхпроводящие линейные уровнемеры типа «КРУС».

· Для калибровки линейного уровнемера типа «КРУС» используется дискретный уровнемер - 4 датчика сопротивления типа ТВО, расположенных на различной глубине в соответствии с длиной линейного уровнемера (0%, 25%, 50%, 100%).

· В ССГ используется мановакууметр типа МЕТРАН -100 ДА для измерения давления внутри НС. Показания с этого датчика используются при регулировании степени открытия вентиля ДВ2.

· Каждый СТГ производства ИФВЭ снабжён точечными датчиками уровня, фиксирующими наполнение сосуда сжиженным гелием до уровня 80% и до уровня 100%.

· Используются низкопрофильные электронные весы ВЭП 300, выдающие информацию о весе брутто и весе нетто СТГ, заливаемого сжиженным гелием.

· Электроиспаритель W5 так же, отнесён к исполнительным устройствам, поскольку он используется при регулировании уровня сжиженного гелия и давления в НС. Максимальная мощность электроиспарителя W - 100 Вт.

· Для сбора, обработки и отображения информации с датчиков, а также управления вентилями используется встраиваемый компьютер ARK 3383 фирмы ADWANTECH, совместно с промышленным монитором с сенсорной панелью FPM-2150G.

· Для управления электроиспарителем используется регулятор мощности SRA 10/18 .

· Для связи датчиков с интерфейсом RS485 и промышленным компьютером, в ряде случаев используется Автоматический преобразователь интерфейсов USB/RS-485 АС4.

резание датчик измерение преобразователь

1. Датчики для измерения уровня сжиженного гелия в накопительном сосуде

1.1 Линейный уровнемер

Линейный датчик уровня типа «КРУС» используется для точного измерения уровня жидкого гелия, а также состояния сосуда при его охлаждении.

Датчик уровня предназначен для работы в стационарных условиях на неподвижном криогенном оборудовании и обеспечивает непрерывное преобразование величины измеряемого уровня в унифицированный сигнал постоянного тока и может использоваться в системах контроля, регулирования и управления производственными и технологическими процессами.

Датчик уровня - отрезок из сверхпроводящего провода ( NbZr ) длиной Lд=1100мм.

На датчике расположен нагреватель - спираль из константового провода вокруг сверпроводящего провода из NbZr.

Характеристики нагревателя датчика:

- Рабочий ток нагревателя датчика Iнагр=60-80 Mа;

- Ток нагревателя, при котором уровнемер переходит из СП состояния (сверхпроводящего) в нормальное в жидком гелии Iнагр=120mA;

- Сопротивление нагревателя уровнемера Rнагр=32 Ом при Т=300К(+270С).

Пара датчиков температуры ТСАД, один из которых расположен у нижнего конца датчика, другой у верхнего для контроля температуры гелия.

1.2 Дискретный уровнемер

ТВО резистор как датчик температуры

Предназначен для однообразных измерений, в частности, в присутствии сильного магнитного поля.

Рис.1 Конструкция ТВО резистора

1-Электрические выводы; 2-контактный узел; 3-угольная/керамическая масса; 4-керамический корпус; 5-внешнее изоляционное покрытие.

Угольные термометры широко распространены для измерения низких температур. Основными достоинствами угольных термометров являются:

- большая чувствительность;

- относительно малая чувствительность к магнитному полю;

- небольшая стоимость.

Существенный недостаток таких термометров - сравнительно невысокая длительная стабильность и необходимость индивидуальной калибровки.

Многочисленные исследования, проведенные в различных лабораториях и богатый опыт, накопленный в ИФВЭ, позволяют рекомендовать величину измерительного тока не более 100мкА. На уровне 4,2К термометр имеет сопротивление 3-6 кОм, и рассеивает мощность 0,3 - 0,6 мкВт. При этом, находясь даже в самых неблагоприятных условиях (коэффициент теплоотдачи 10 Вт/м2К, в потоке гелия он всегда выше), термометр разогреется не более чем на 0,001 К.

Выдерживают импульсные напряжения от 400В до 25кВ в зависимости от мощности. Ряд мощностей 0,125-60Вт, номиналы сопротивлений 1Ом-1Мом.

Особенностью датчиков типа ТВО является нулевая индуктивность и высокое сопротивление электрической изоляции - до 5000 МОм.

Время реакции составляет около 1млс при 4.2К.

Материалы: около 4% углерода, остальные компоненты бор, свинец, порошок оксида алюминия (около 90%).

Градуировочные характеристики двух угольных датчиков типа ТВО, номиналом 1000 Ом:

Рис. 2 - Градуировочные характеристики угольных датчиков типа ТВО.

Дискретный уровнемер состоит из 4 точечных датчиков типа ТВО (R=1кОм):

- 1-0%

- 2-25%

- 3-50%

- 4-100%

Датчики устанавливаются горизонтально, длина ножки 10 мм. Защитная обложка не применяется. Ток, проходящий через датчики =0.5 mA.

Признак перехода из жидкого состояния в пары и наоборот - изменение на 3% сопротивления от максимального для данного экземпляра.

Электронный блок измерения и управления с интерфейсом RS-485.

Результаты измерения отображаются с помощью программы обработки и визуализации данных.

2. Мановакууметр Метран-100 ДА

Интеллектуальные датчики давления серии Метран-100 предназначены для измерения и непрерывного преобразования в унифицированный аналоговый токовый сигнал и/или цифровой сигнал в стандарте протокола HART, или цифровой сигнал на базе интерфейса RS485 следующих входных величин:

- избыточного давления (Метран-100-ДИ);

- абсолютного давления (Метран-100-ДА);

- разрежения (Метран-100-ДВ);

- давления-разрежения (Метран-100-ДИВ);

- разности давлений (Метран-100-ДД);

- гидростатического давления (Метран-100-ДГ).

Конфигурирование датчика:

- кнопочное со встроенной панели;

- с помощью HART-коммуникатора;

- с помощью программы HART-Master и компьютера. Доступ к параметрам датчика через ОРС-сервер.

Измеряемые среды: жидкости (в т.ч. нефтепродукты), пар, газ, в т.ч. газообразный кислород и кислородосодержащие газовые смеси; пищевые продукты.

Диапазоны измеряемых давлений:

- минимальный 0-0,04 кПа;

- максимальный 0-100 МПа

Основная погрешность измерений до ±0,1% от диапазона

Диапазон перенастроек пределов измерений до 25:1

Наличие исполнений:

- взрывозащищенное (Ех, Вн);

- кислородное.

Межповерочный интервал 3 года.

Датчики давления Метран-150 и Метран-100 поддерживаются коммуникатором модели 375 в объеме общих, универсальных и специальных команд.

3. Встраиваемый компьютер c 7 USB портами ARK-3383

Характеристики:

- Процессор Intel ULV Celeron M 1 ГГц или LV Pentium M 1 ,4 ГГц

- Чипсет Intel 852GM+ ICH4;

- ОЗУ DDR SDRAM до 1 Гбайт (1ЧSODIMM);

- Накопители: 2,5" HDD, CompactFlash;

- Сторожевой таймер;

- Порты ввода/вывода: 1ЧRS-232; 4ЧRS-232/422/485; 7ЧUSB 2.0;

- Порты Ethernet 2Ч100Base-T, контроллер Intel 82551QM;

- Видеосистема: видеоОЗУ до 64 Мбайт;

- поддержка ЭЛТ-мониторов через внешний разъем VGA;

- поддержка плоских панелей с интерфейсом LVDS 36 бит;

- Аудиосистема AC'97;

- Питание +12…+24 В, потребление 56 Вт (типовое);

- Размеры 264,5Ч69,2Ч137,25 мм;

- Диапазон рабочих температур от -20 до +60°C ;

- Вибрации/удары: 5g/50g (с накопителем CompactFlash).

4. Промышленный плоскопанельный монитор

Advantech-FPM-2150G и низкопрофильные весы ВЭП-300

4.1 Монитор

- Промышленный плоскопанельный монитор

- Экран 15'' XGA TFT LCD с разрешением 1024 X 768

- Степень защиты IP65

- Возможность оснащения сенсорным экраном

- Прочное стекло с антибликовым покрытием для защиты ЖК панели

- Габаритные размеры: 383х307х48 мм

- Вес: 4.5 кг.

4.2 Весы ВЭП-300

Используются для взвешивания накатываемых грузов: тележек, рохли, кар, Эти весы погрузчиков, емкостей на колёсах и т.д.

Для облегчения заезда на весы конструкция платформы имеет минимальную высоту от пола (40 - 45 мм). Комплектуются одним, либо двумя (для сквозного проезда тележек) пандусами (трапами) для заезда.

Разработаны для работы в жестких условиях, выдерживают: силовые и температурные перегрузки, влияние агрессивных сред (вода, реагенты, кровь, соль, очистительные растворы), боковые удары, бросание груза на платформу и т.д. За счёт повышенной живучести и надёжности годятся для использования и обслуживания даже низко квалифицированным персоналом (работниками склада, грузчики). Используются практически во всех отраслях промышленности.

Особенности

Конструкция низкопрофильных весов сделана по ”плавающей” схеме: платформа имеет ход внутри основания, за счёт чего потенциальная энергия груза в момент опускания переходит частично в кинетическую энергию колебаний платформы в рамках основания (зазоры между платформой и основанием - 3 - 3,5 мм). Что оберегает тензодатчики от неблагоприятных перегрузок в момент опускания груза на платформу (эффект “динамического удара”). Это в свою очередь сильно продлевает ресурс электроники. Конструкция платформы весов не имеет выпирающих шаровых опор, таким образом, датчики не соприкасаются непосредственно с полом, а усилие между ними и основанием передаётся через шарики из спецстали, в установленные внутри платформы опоры датчиков.

Таким образом, в отличие от конструкций весов с жесткой сцепкой опор датчиков и пола (весов без основания), в этой модификации датчики надёжно защищены от боковых и фронтальных перегрузок.

При стационарном использовании основание весов и заездные пандусы (трапы) крепятся анкерами (дюбелями) к полу через специальные отверстия ( 8,5 мм). Традиционно весы изготавливаются в трёх вариантах:

- конструкционной стали с покраской всей поверхности;

- конструкционной стали с полным покрытием расплавленным жидким

цинком;

- нержавеющей пищевой стали.

5. Регулятор мощности SRA 10/18

Регулятор мощности предназначен для регулирования мощности электронагревательных (ТЭНы, калориферы), осветительных приборов, электропаяльников, асинхронных электродвигателей переменного тока (вентилятора, электронаждака, электродрели) и т.д.

Основные параметры:

- Два метода управления: фазовый и управление по переходу через ноль;

- Встроенная защита от перегрузки и индикатор температуры радиатора;

- Последовательный интерфейс RS-485;

- Возможность отображения на дисплее входных и выходных параметров;

- Функция пробного включения;

- Функция диагностики ошибок;

- При подключении трансформатора тока становится доступна функция

контроля обрыва нагрузки и защиты от перегрузки;

- Функции токовой защиты, защиты от перегрева и перегрузки по входу

доступны и без подключения трансформатора тока;

- Встроенные предохранители упрощают техническое обслуживание.

6. Автоматический преобразователь интерфейсов USB/RS-485

Предназначен для взаимного преобразования сигналов интерфейсов.

USB и RS_485. Позволяет подключать к промышленной сети RS_485 персональный компьютер, имеющий USB_порт.

Создание виртуального COM-порта при подключении прибора к ПК позволяет без дополнительной адаптации использовать информационные системы (SCADA, конфигураторы), работающие с аппаратным СОМ портом.

Технические характеристики:

- Постоянное напряжение (на шине USB) 4,75…5,25 В;

- Потребляемая мощность не более 0,5 ВА;

- Допустимое напряжение гальванической изоляции входов не менее 1500 В.

Интерфейс USB

- Стандарт интерфейса USB 2.0

- Длина линии связи с внешним устройством не более 3 м

- Скорость обмена данными до 115200 бит/с

Интерфейс RS_485

- Длина линии связи с внешним устройством не более 1200 м

Количество приборов в сети:

- без использования усилителя сигнала не более 32

- с использованием усилителя сигнала не более 256

- Используемые линии передачи данных А (D+), В (D-)

- Габаритные размеры 36х93х57 мм

- Степень защиты IP20

- Крепление на DIN-рейку

7.Выбор блоков системы управления

Расположение блоков системы управления ССГ приведено на листе диплома №.. В системе предусмотрены две стойки электроники, находящихся на разных уровнях.

Верхний шкаф включает в себя 3 электронных блока: БДУ-блок дискретного уровнемера, БЛУ-блок линейного уровнемера, ИТ-8К-блок измерителя температуры 8-ми канальный.

В нижнюю стойку устанавливают: БУН-100 - блок управления нагревателем 100 Вт, монитор с thouch screen, промышленный компьютер ARK-3383, контроллер весов ВЭП-300.

7.1 Выбор основного канала связи

В качестве основного канала связи выбираем RS-485.

RS-485 - англ. Recommended Standard 485, EIA-485 -- англ. Electronic Industries Alliance-485) -- стандарт передачи данных по двухпроводному полудуплексному многоточечному последовательному каналу связи.

Стандарт RS-485 совместно разработан двумя ассоциациями: Ассоциацией электронной промышленности (EIA -- Electronics Industries Association) и Ассоциацией промышленности средств связи (TIA -- Telecommunications Industry Association). Ранее EIA маркировала все свои стандарты префиксом «RS» (англ. Recommended Standard -- Рекомендованный стандарт). Многие инженеры продолжают использовать это обозначение, однако EIA/TIA официально заменил «RS» на «EIA/TIA» с целью облегчить идентификацию происхождения своих стандартов.

На сегодняшний день, различные расширения стандарта RS-485 охватывают широкое разнообразие приложений, этот стандарт стал основой для создания целого семейства промышленных сетей широко используемых в промышленной автоматизации.

В стандарте RS-485 для передачи и приёма данных часто используется единственная витая пара проводов. Передача данных осуществляется с помощью дифференциальных сигналов. По одному проводу (условно А) идет оригинальный сигнал, а по-другому (условно В)- его инверсная копия Другими словами, если на одном проводе "1", то на другом "0" и наоборот. Таким образом, между проводниками витой пары всегда есть разность потенциалов: при "1" она положительна, при "0" -отрицательна.

Примечание:

1. Стандарт RS-485 оговаривает только электрические характеристики, физический уровень (среду), но не программную платформу.

2. Стандарт RS-485 не оговаривает:

· возможность объединения несимметричных и симметричных цепей,

· параметры качества сигнала, уровень искажений (%),

· методы доступа к линии связи,

· протокол обмена,

· аппаратную конфигурацию (среда обмена, кабель),

· типы соединителей, разъёмов, колодок, нумерацию контактов,

· качество источника питания (стабилизация, пульсация, допуск),

· отражения в длинных линиях.

Электрические и временные характеристики интерфейса RS-485:

· 32 приёмопередатчика при многоточечной конфигурации сети (на одном сегменте, максимальная длина линии в пределах одного сегмента сети: 1200 метров).

· Только один передатчик активный.

· Максимальное количество узлов в сети -- 250 с учётом магистральных усилителей.

Характеристика скорость обмена/длина линии связи (зависимость экспоненциальная):

§ 62,5 кбит/с 1200 м (одна витая пара)

§ 375 кбит/с 300 м (одна витая пара)

§ 500 кбит/с

§ 1000 кбит/с

§ 2400 кбит/с 100 м (две витых пары)

§ 10000 кбит/с 10 м

Примечание: Скорости обмена 62,5 кбит/с, 375 кбит/с, 2400 кбит/с оговорены стандартом RS-485. На скоростях обмена свыше 500 кбит/с рекомендуется использовать экранированные витые пары.

· Тип приёмопередатчиков -- дифференциальный, потенциальный. Изменение входных и выходных напряжений на линиях A и B: Ua (Ub) от ?7В до +12В (+7В).

· Требования, предъявляемые к выходному каскаду: -- выходной каскад представляет собой источник напряжения с малым выходным сопротивлением, |Uвых|=1,5:5,0В (не <1,5В и не >6,0В);

§ состояние логической «1»: Ua больше Ub (гистерезис 200мВ) -- MARK, OFF;

§ состояние логического «0»: Ua меньше Ub (гистерезис 200мВ) -- SPACE, ON;

§ выходной каскад должен выдерживать режим короткого замыкания, иметь максимальный выходной ток 250мА, скорость нарастания выходного сигнала 1,2В/мкс и схему ограничения выходной мощности.

· Требования, предъявляемые к входному каскаду: -- входной каскад представляет собой дифференциальный вход с высоким входным сопротивлением и пороговой характеристикой от ?200мВ до +200мВ;

§ допустимый диапазон входных напряжений Uag (Ubg) относительно земли (GND) от ?7В до +12В;

§ входной сигнал представлен дифференциальным напряжением (Ui+0,2В) и более;

§ уровни состояния приёмника входного каскада -- см. состояния передатчика выходного каскада.

Сетевые протоколы, работающие поверх RS-485:

· LanDrive

· ProfiBus DP

· ModBus

· DMX512

· HDLC

· DCON

Промышленные сети, построенные на основе RS-485:

· LanDrive

· ProfiBus DP

· ModBus

Протокол связи RS-485 является наиболее широко используемым промышленным стандартом, использующим двунаправленную сбалансированную линию передачи. Протокол поддерживает многоточечные соединения, обеспечивая создание сетей с количеством узлов до 32 и передачу на расстояние до 1200 м.

Использование повторителей RS-485 позволяет увеличить расстояние передачи еще на 1200 м или добавить еще 32 узла. Стандарт RS-485 поддерживает полудуплексную связь. Для передачи и приема данных достаточно одной скрученной пары проводников.

RS-232

Так же в системе используется интерфейс передачи информации RS-232.

RS-232 (англ. Recommended Standard 232) -- в телекоммуникациях, стандарт последовательной синхронной и асинхронной передачи двоичных данных между терминалом (англ. Data Terminal Equipment, DTE) и коммуникационным устройством (англ. Data Communications Equipment, DCE).

Описание:

RS-232 -- интерфейс передачи информации между двумя устройствами на расстоянии до 15 метров. Информация передается по проводам с уровнями сигналов, отличающимися от стандартных 5 В, для обеспечения большей устойчивости к помехам.

Логическому "0" соответствует положительное напряжение (от +5 до +15 В для передатчика), а логической "1" отрицательное (от -5 до -15 В для передатчика). Приемник воспринимает сигналы от +3 до +25 В для логического "0", и от -3 до -25 В для логической "1". Асинхронная передача данных осуществляется с установленной скоростью при синхронизации уровнем сигнала стартового импульса.

Назначение:

Интерфейс RS-232-C был разработан для простого применения, однозначно определяемого по его названию: «Интерфейс между терминальным оборудованием и связным оборудованием с обменом по последовательному двоичному коду».

Чаще всего используется в промышленном и узкоспециальном оборудовании, встраиваемых устройствах. Иногда присутствует на современных персональных компьютерах.

Принцип работы:

По структуре это обычный асинхронный последовательный протокол, то есть передающая сторона по очереди выдает в линию 0 и 1, а принимающая отслеживает их и запоминает.

Данные передаются пакетами по одному байту (8 бит).

Вначале передаётся стартовый бит, противоположной полярности состоянию незанятой (idle) линии, после чего передаётся непосредственно кадр полезной информации, от 5 до 8-ми бит.

Увидев стартовый бит, приемник выжидает интервал T1 и считывает первый бит, потом через интервалы T2 считывает остальные информационные биты.

Последний бит -- стоповый бит (состояние незанятой линии), говорящий о том, что передача завершена. Возможно 1, 1.5, 2 стоповых бита.

В конце байта, перед стоп битом, может передаваться бит четности (parity bit) для контроля качества передачи. Он позволяет выявить ошибку в нечетное число бит (используется, так как наиболее вероятна ошибка в 1 бит).

Формат передаваемых данных показан на рисунке 1.2. Собственно данные (5, 6, 7 или 8 бит) соопровождаются стартовым битом, битом четности и одним или двумя стоповыми битами. Получив стартовый бит, приемник выбирает из линии биты данных через определннные интервалы времени. Очень важно, чтобы тактовые частоты приемника и передатчика были одинаковыми, допустимое расхождение - не более 10%). Скорость передачи по RS-232C может выбираться из ряда: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с.