Система управління вузлом перекладання рамок з цеглою-сирцем на консольні вагонетки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Завдання на курсовий проект

Розробити систему управління вузлом перекладання рамок з цеглою-сирцем на консольні вагонетки. Мнемосхема вузла зображена на рисунку 1.

Коли підйомник М2 завантажений рамками (Х2 = 1), їх необхідно перевантажити на консольні вагонетки. Для цього механізм М4 подає платформу з вагонеткою в зону підйомника, що фіксується датчиком Х4. Механізм М1 переміщує підйомник вниз в результаті чого рамки лягають на консолі вагонетки. Переміщення механізму М1 фіксується датчиком Х1. Механізм М5 виводить платформу з вагонеткою з зони підйомника, що фіксується датчиком Х5.

Вагонетку необхідно завантажити рамками з двох сторін. Тому після завантаження з однієї сторони вагонетка робить оберт на 1800, що здійснює кроковий механізм М3. Величину оберту фіксує датчик Х3. Механізм починає оберт при Х3 = 1. При русі механізму датчик переключається в нульовий стан. Коли стан датчика знову стане одиничним, механізм повинен зупинитися.

Коли вагонетка завантажена рамками з двох сторін, механізм М6 переміщується до платформи і зчіплюється з вагонеткою, що фіксується датчиком Х6. Після цього механізм М7 стягує вагонетку з платформи. Крайнє положення цього механізму фіксується датчиком Х7. Після завершення процесу оператор встановлює на платформу нову вагонетку і процес завантаження починається спочатку.

Систему управління розробити на базі RS-тригерної моделі.

Рис. 1 - Мнемосхема процесу завантаження вагонеток

1. ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ

1.1 Призначення та область застосування

Система призначена для управління вузлом перекладання рамок з цеглою-сирцем на консольні вагонетки.

1.2 Умови експлуатації системи управління

- Температура середовища в межах від +5С до +45 С.

- Вологість до 80 %.

- В атмосфері є пил та бруд.

- Завади від працюючого електрообладнання в межах стандартів.

- Вібрація в межах допустимих ДСТУ.

1.3 Технічні характеристики системи управління

4.1 Вибір елементної бази

Принципово можливо застосування мікросхем серій ТТЛ (ТТЛШ), наприклад, К555, К1533 або мікросхем МОП (КМОП), наприклад, К561, К564 тощо. Кожна з них має свої переваги та недоліки. Елементи серії ТТЛ мають відносно велику потужність споживання, але й велику швидкодію. Елементи серії МОП, навпаки мають малу потужність споживання і малу швидкодію.

Швидкість переміщення робочих органів механізмів невелика. Найбільш швидкодіючі механізми мають час переміщення не менше ніж (0,4 - 0,5) сек., а часто і більший. Це великий час в порівнянні з часом переключення елементів. З цієї точки зору вибір мікросхем не має значення.

В системі управління найбільшу потужність споживають елементи управління пусковими пристроями механізмів. На їх фоні потужність споживання логічних (цифрових) елементів невелика.

Тому вибір серії мікросхем визначається перш за все функціональною повнотою, тобто набором елементів, які входять до цієї серії.

Для подальшої розробки принципової схеми будемо використовувати мікросхеми серії ТТЛ, а саме К555.

4.2 Вибір датчиків

При вибої датчиків, треба мати на увазі, що вони мають бути розташовані на обладнанні або на механізмах, тобто працюють в досить важких умовах, серед пилу бруду та вібрацій. В той же час вони повинні мати велику надійність, тому що їх пошкодження може призвести до пошкодження механізмів. Тому треба вибрати безконтактні датчики. Оберемо індуктивний датчик переміщення типу WA2, технічні характеристики якого наведені нижче.

Рис. 3

4.3 Вибір елементів силової частини

Пускові пристрої механізмів (пускачі) - це електромагніти, котушки яких працюють під напругою 220 В змінного струму. Для управління ними можна використати симістори. Відсутність контактів значно підвищує надійність цього важливого вузла.. Доцільно застосувати оптронний симістр, який має гальванічну розв'язку між силовою та управляючою частинами.

Виберемо оптронний симістр типу ТСО - 112-5-400 з такими параметрами:

Uн= 400В,

Ін = 5А,

Uу=12В,

Іу=50мА,

де Uн та Ін - максимальні напруга та струм силової частини; Uу, Іу - напруга та струм управління оптроном симістора. Для управління оптроном симістора необхідно мати підсилювач. Виберемо [4] транзистор типу КТ315А з такими параметрами:

Uк=12В,

Ік=100 мА,

h=20...80,

де h - коефіцієнт підсилення по струму. Приймемо h =20. Тоді струм бази транзистора дорівнює:

Iб=Ік/h =100/20 = 5 мА.

Такий струм бази може видати елемент ТТЛ - логіки.

Схема управління симістора наведена на рис. 4.

Рис. 4

Опір R1 обмежує вихідний струм елемента (тригера).

R1=Uвих/Iвих = 2,4/(5*10-3)= 480 => 470 Ом

Опір R2 обмежує струм оптрона:

R2=Uу/Iу = 12/(100*10-3) = 120 Ом.

4.4 Розрахунок енергоспоживання пристрою

вагонетка завантаження управління система

К555ТМ2 - 47 мВт

К555ЛА3 - 11,8 мВт

КТ315А - 0,6 Вт

ТСО - 112-5-400 - 0,6 Вт

Е = 2*11,8*10-3 + 4*47*10-3 + 0,6*7*2 = 8,61 Вт

Принципова схема системи управління наведена в додатку 1.

5. КОНСТРУКТИВНЕ ОФОРМЛЕННЯ системи управління

Конструктивно систему управління розташуємо в стандартному корпусі під розмір друкованої плати. В конструктивному відношенні корпус виконано у вигляді роз'ємної конструкції.

Корпус системи складається з передньої панелі, задньої панелі, дна корпусу та бокових стінок. Елементи конструкції виконані з листового металу методом холодної штамповки.

На передній пан елі розташований перемикач «ПУСК». Тут же розташований тумблер, який включає напругу живлення, і лампочка, яка свідчить про наявність напруги.

На задній панелі розташовані роз'єми. Деталі корпусу з'єднані болтами, що утворює жорстку конструкцію. На внутрішніх стінах для фіксації друкованих плат закріплені направляючі з прес матеріалу. Верхня кришка з'ємна і кріпиться до бокових стінок гвинтами, що полегшують доступ до плат.

Для охолодження системи застосовується природна вентиляція. Тому в верхніх та нижніх частинах бокових стінок зроблені отвори, площа який складає 10% від загальної площі поверхні корпусу.

В корпусі розташоване джерело живлення на 5В.

висновки