Температураны автоматты реттеу жүйесін құру
4
5
6
7
Аңдатпа
Бұл дипломдық жобада инкубатордың параметрлерін автоматты басқару
жүйесі
қарастырылады.
Инкубация камерасындағы инкубаторлық
процесстерді басқару жүйесі мен температураны реттеу жүйесінің
құрылымдық сұлбасы өңделіп, оператор панелі құрылды. Автоматтандыру
бағдарламасы Step 7 ортасында құрылып, оның визуализациясы ProToolPro
ортасында жүзеге асырылды.
Жүйені ендірудің экономикалық тиімділігінің өлшеулері есептелген.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде зарарлы заттектердің атмосфераға
шығарылуы және өрт қауыпсыздығы саналады.
Аннотация
В данном дипломном проекте рассматривается система автоматизации
параметров инкубатора. Разработана операторский панель и структурная
схема регулирования температурой и управления инкубационных процессов.
Программа автоматизации была разработана в среде Step 7. Визуализация
программы реализована с помощью среды ProToolPro.
Проведен расчет экономической эффективности от внедрения системы.
По безопасности и жизнедеятельности рассчитывается количество выбросов
вредных газов в атмосферу от автотранспорта и организация пожарной
безопасности.
Мазмұны
8
Кіріспе
1 бөлім. Дипломдық жұмыс алды зерттеулер
1.1 Инкубаторлардың түрлерін талдау
1.2 Инкубатордағы ауа ағымын ылғалдандыру жолдарын зерттеу
1.3 Инкубаторды автоматтандырудың бағдарламалық және аппараттық
жабдықтарын зерттеу
1.4 Дипломдық жұмыстың мақсаты мен есептің қойылымы
2 бөлім. Технологиялық процесске сипаттама
2.1 Инкубациялық процесстің принципиалды технологиялық
2.2 Технологиялық процесстердің функционалды сұлбасын құру
3 бөлім. Инкубациялық процессті басқару жүйесін құру
3.1 Ауа ағынын ылғандандырудың автоматты басқару жүйесі
3.2 Жұмыртқа орналасатын науаларды бұрудың автоматты
басқару жүйесі
3.3 Температураны автоматты реттеу жүйесі
3.4 Операторлық панелін Step 7 ортасында құрып, оның
визуализациясын ProToolPro ортасында жүзеге асыру
4 бөлім. Өміртіршілік қауіпсіздігі
4.1 Жұмыс орнының жарықтандыру жүйесін таңдау,
бөлменің жасанды және табиғи жарықтандыруын есептеу.
4.2 Жұмыс орнындағы микроклимат
5 бөлім. Экономикалық бөлім
5.1 Бизнес - жоспар
5.2 Өнім
5.3 Маркетинг жоспары
5.4 Қаржылық жоспар
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер
А қосымшасы
Кіріспе
9
6
7
7
8
11
19
20
20
22
24
24
29
33
46
50
51
56
60
60
60
60
61
69
70
72
Адам қоғамының тұтынушылығының өсуіне байланысты,
автоматизация өндірісте және тұрмыстық өмірде күннен күнге өте маңызды
роль атқаруда. Соңғы кездердегі табиғат ресурстарының едәуір азаюы,
климаттың глобалдық өзгерісі және жердегі тұрғындардың көбеюі -
автоматтандырудың ролін үлкейтіп, оны қолдану ортасының тұрақты
кеңеюіне әкелді.
Адам үшін, тек техниканы қолданып құрылған автоматтандыру, қауіптің
алдын алуда үлкен роль атқарады, өмір сапасын жақсартуға бағытталған,
жұмыстың жақсы жағдайын жасаудың таптырмайтын шешімін ұсынады
Өнеркәсіптегі автоматтандырудың осындай қосымшаларының бірі
"автоматты инкубатор" тұжырымдамасы болып табылады. Тұрғындардың
жылдам көбеюі қоғамының тұтынушылығының өсуіне әкеледі. Өз кезегімен
бұл құс өнімдерінің де жетіспеушілігін тудырады. Сондықтан, елімізге сыртан
құс өнімдерін сатып алуға тура келеді. Қазіргі кезде елімізде құс өнеркәсібі
біраз дамыған. Бірақ, осы өнеркәсіптің ең маңызды бөлігі - инкубатор құру
саласы мүлдем дамымаған. Осы себепті жобада ауыл шаруашылығы үшін,
шағымы кеңейтілетін, яғни бірнеше инкубаторларды автоматты басқару
жүйесін құру негізделді. Өнеркәсіптің өсуіне байланысты инкубаторлардың да
санын көбейтіп, сол алғашқы құрылған жүйенің көмегімен жұмысын
жалғастыру өндірісті өте тиімді етеді. Бұл инкубатор параметрлерін
автоматты басқару жүйесі автоматтандырудың ең заманауи технологияларына
негізделген. Жүйе инкубация камерасындағы температураны автоматты
реттеу, ылғалдылықты және науалар блогын бұруды автоматты басқару
функцияларын атқаратды. Сөйтіп, жоба инкубация процессінің сапасын
жақсы жағдайда жүруін автоматты бақылауды қамтамасыз етеді.
1 бөлім. Дипломдық жұмыс алды зерттеулер
10
1.1 Инкубаторлардың түрлерін талдау
ИПХ типті инкубатор белгілі ауыл шаруашылық құстарының
жұмыртқаларын инкубациялауға арналған [1]. Ол жұмыртқаға арналған
науасы бар, инкубациялық камерадан, қыздырғыштан, ауа ағындарын
араластырғыш винтилятордан, ауаны ылдандырғыштан және горизонталь
орналасқан жұмартқа науасын бұрушы механизмнен тұрады. Бұл инкубаторда
сулы салқындатқыш орнатылған. Ол барабанның орталық бөлігіндегі ауаның
температуралық режимін қамтымайды, бірақ су шығынын көбейтеді.
Бұл белгілі инкубатордың кемшілігі - инкубаторлық камерадағы
температура өрісі бірқалыпты емес, ауаны ылғалдандырғыштың тиімсіздігі
және энергия шығандауы жоғарылығы, конструкциясы көрделі, бұл
металлдық көлемді ұлғайтады.
Бұл инкубатордың жоғарыда айтылған құрамынан басқа, камерадан
кішілеу, тіреуіш каркасы бар. Каркастың жоғары, төмен, арты- алдында
камерада сәйкес зоналы циркуляциялық камера құрылған. Каналдың
винтеляциялық саңылауы кетінің жоғары, төмен, кейінгі, ілгергі беттеріне
бағытталған.
Каналдағы ауаның еріксіз циркуляциясын винтелятор
қамтамасыз етеді.
Белгілі инкубатордың кемшілігі инкубаторлық камерада ауаны
құрғатушы жүйенің болмауынан температуралық өріс едәуір бірқалыпты
емес, және де винтиляция жүйесі конструкциясының жетіспеушіліктерінен.
Ұсынылған техникалық жағынан барынша жақыны белгілі инкубатор [2].
Инкубатордың құрамы: Инкубаторлық камералы, шектелген қақпақ
және қабырғалы, корпус, оған горизонталь орналасқан жұмартқа
орналассатын науалар блогі, оны бұратын механизм, электрқыздырғыш,
винтиляторлы винтиляциялық жүйе, камерадағы ауаны циркуляциялайтын
желілі терезе, ауаны ылғалдатқыш, температураны және ауанының
ылғалдығын бақылайтын датчик, сол сияқты инкубаторды қоректік болгін
басқаратын жүйе. Инкубаторлық камерадағы жағдайды ауаның циркуляция
жүйесін реттеу мақсатында камераның центірінен, қақпақтан және жоғарғы
ауа кіретін саңылаудан өтетін және винтелятор.
Белгілі инкубатордың кемшіліктеріне: инкубаторлық камерадағы ауа
ағынының температура - ылғалдылықтың бірқалыпты болмау, оның
салдарынан жұмыртқаның қызып кетуі. Белгілі инкубатордың
конструкциясында инкубаторлық камерада ауа ортасын құрғататын жүйе жоқ,
оны әртүрлі құстардың жұмыртқасын инкубациялауға қолдануға мүмкін емес,
мысалы, страустың жұмыртқаларын. Себебі ол арнайы температура -
ылғалдылық құруды талап етеді. Жылытудың авариялық жүйесі жоқ, сол
сияқты ауа ортасындағы көмір қышқылының, оттегінің мөлшерін бақылайтын
датчик жоқ. Осының бәрі құс эмбрионаларының өлуіне соқтырады.
1.2 Инкубатордағы ауа ағымын ылғалдандыру жолдарын зерттеу
11
1.2.1Ауа ағымын ылғалдандыру әдістері мен оларға қойылатын талап.
Ауа ағымын ылғалдандыру процессінің электр энергиясын
шығындалуы, ең алдымен ылғалдандырушы агентті құруға қолданылатын
құралды таңдауға тікелей байланысты. Негізінде ылғалдандыру көзі ретінде
мынадай 3 типтегі аппараттар қолданылады:
1.Сұйықтықты механикалық тозаңдау (распылитель);
2.Бу арқылы ылғалдандырғыштар (парогенератор);
3.Ауа ағымының жолында орналасқан дымқыл материалдан су
тамшыларын алу арқылы ылғалдандыру.
Жоғарыда көрсетілген аппарат типтері өздеріне тән артықшылықтарға
ие, бірақ, оларды қолданудың үлкен кемшілігі болып, ылғалдандыру
процессіне көп энергия жұмсалатындығында.
Ауа ылғалдандырудың қолданыстағы әдістерін анализдеу нәтижесінде
ауа ағымын, жоғарыда келтірілген әдістерден өзге, әрі принципиалды түрде
өте ыңғайлы әдіспен- ультрадыбысты тербеліс көмегімен суды тозаңдандыру
принципінде жұмыс жасайтын аэрозольді қолданып ылғалдандырған дұрыс
деп шешілді. Бұл әдіспен жұмыс жасайтын ылғалдандырушы агентің
салыстырмалы түрде электр энергия шығыны анағұрлым аз және осы арқылы,
осындай ылғалдандырғыш аппарттарды қолданудың өзектілік шартын
қанағаттандырады. Инкубатордың ылғалдандыру жүйесінде осындай
принципте жұмыс жасайтын ылғалдандыру көзінің мұндай түрі - ауа
ағынында суды жоғары жылдамдықпен тозаңдандыратын, жоғары
дисперсиялы су аэрозолі сипатында болады және бұл оны өте тиімді әрі
инкубация процессін кері әсерсіз етеді. Бұған қатысты ыстық пардың әсерінен
эмбрионның бүлінуі, буға айналдыру үшін суды жылыту әсерінен
температураны реттеуге кері әсерін тигізуі, ылғалдылықты реттеудің өте
күрделілігі сияқты мәселелер жойылды. Ультрадыбысты тозаңдандырушы-
ылғалдандырғыш, қолданыстағы құралдардың алтернативті ғана емес, сондай-
ақ бірден-бір қаржылай және техникалық жағынан қолайлы ауыстырылымы
болып табылады.
1.2.2Ультрадыбысты фонтанда
сұйықтықты
тозаңдандыру
процессін іске асыру амалдары мен физикалық механизмі.
Судың деңгейінен төмен жерден су бетіне қарай белгілі бір интенсивті
ультрадыбысты толқын бағыттасақ, ультрадыбысты фонтан пайда болады.
Осы уақытта фонтанның пайда болуымен бірге, фантанның ортаңғы және
жоғарғы бөліктерінде жоғары дисперсиялы аэрозоль (тұман) пайда болады.
Аэрозольдің қалыптасуы бір қалыпты емес, оның теориялық анықтамасын
ғалымдар табиғаттың өзгермелілігі көзқарасында түсіндіреді және
кавитациондық-толқындық гипотезаны: кавитациялық көпіршіктердің
периодты гидравликалық соққылары аэрозоль тамшылары пайда болатын,
фонтанның бетінде тұрғын капилярлық шекті амплитудалы толқындардың
параметрикалық қозуына әкеледі.Барынша жиі кездесетін (БЖК) аэрозольдік
12
тамшылардың 0,02 - 20 мкм. БЖК тамшыларының мөлшері УД-тың
тербелістер жиілігіне тәуелді:
(1.1)
мұндағы: d - БЖК аэрозоль тамшысының мөлшері;
a - пропорциональдық коэфициент 0,3;
λк - копилярлық толқындардың қзындығы;
σ - беттік керілу коэффициенті;
ρ - тозаңданатын сұйықтың тығыздығы;
f - УД тербеліс жиілігі.
Ультрадыбыспен тозаңдату проссінің энергия көлемділігін көрсететін
негізгі факторлар, өнімділігі (аэрозоль бойынша) және шығындайтын электр
қуатының мөлшері болып саналады. Гершензон Э.Л. және Экнадиосянц О.К.
тағайындауы бойынша УД фонтандағы өнімділік сұйықты тозаңдатушының
физикалық факторларына тәуелді:
(1.2)
мұндағы: П - тозаңдату өнімділігі;
рн - қаныққан будың қасымы;
σ - сұйықтың беттік керілу коэффициенті;
η - сұйықтың динамикалық тұтқырлық коэффициенті.
Өрнекті (1.2) айқындаушы факторлар - темперура функциялары,
сондықтан судың тозаңдануы қыздырудың көмегімен анағұрлым интенсивті
болады. Судың температурасының көтерілуіне қарай тозаңдалу өнімділігінің
жоғарылауы тек аэрозольдағы тамшы санының артуымен анықталады, және
де оның дисперсиясының өзгеру дәрижесі болмайды. Фокустаушы УД-пен
суды тозаңдағанда өнімділік сұйықтың деңгейіне тәуелді, және оның қолайлы
(
) мәніне, көпшілік жағдайда тозаңдатқыштың фокусына (Ф) тең
(1.1-сурет).
Ф мәнінен аздап өзге болуы мүмкін, УД-ң физикалық
қуатына және тозаңдалатын сұйықтықтың қасиетіне тәуелді.
13
1.1 сурет -
- тозаңдатылатын сұйықтың қолайлы деңгейі
Жаңадан пайда болатын (құрылатын) бетте тозаңдатқыш қондырғының
1
-нан 1секундта шығындалатын акустикалық энергия (
) (1.3) теңдікке
сәйкес:
(1.3)
мұндағы: П' - сұйықтықтың нақты тозаңдалу жылдамдығы. (1.3) өрнекке П'-
ның орнына тозаңдалу жылдамдығының
√
есептелген мәнін қойғанда, (1.3) теңдік:
н п
түрге келеді.
(1.4)
УД фонтанға енген дыбыс ағынының энергиясының (Рдыб) көпшілік
бөлігі, кавитация байқалатын, фонтанның сұйықтық тозаңдалатын бөлігінде
жұмсалады. Және де, Рдыб шамасы, түрлендіргіштің шығаратын барлық
акустикалық энергиясының (Р) кейбір бөлігі ғана; РдыбР қатынас акустикалық
энергияны пайдаланудың кавитациялық коэффициенті (χ) болып саналады, ол
тозаңдатқыштың жұмыс режиміне тәуелді. Яғни χ ≈ 0,34 табалдырығынан аз
ғана жоғары кернеуліктегі режим, ал χ ≈ 0,65 қуаты жоғары режимде.
Ен.п.Рдыб қатнасы кавитациялық дисперсиясының тиімділігін анықтайды (γ).
Екі шаманың χ және γ көбейтіндісі (
≈ 1%) дыбыстың әсерінен
дисперсияланудың шамасын көрсетеді. Дегенмен, ηдис энергетикалық
сипаттама емес, ηдис - тің негізінде процесстің практикада қолданылу жағынан
14
нақты бағалауға болмайды. Акустикалық емес тәсілдермен де шашыраудың
тиімділігі төмен.
УД фонтанда судың тозаңдану процессінің физикалық механизмі
талданды, процесс энергетикасының айқындаушы параметрлері белгіленді,
ультрадыбысты
тозаңдандырғыш-ылғалдандырғышты инкубаторда
қолданудың мүмкіндігі және мақсатқа сай екені дәлелденді.
Инкубаторды автоматтандырудың бағдарламалық және аппараттық
жабдықтарын зерттеу
1.3 Инкубаторды автоматтандырудың
аппараттық
жабдықтарын зерттеу
бағдарламалық
және
1.3.1 Белгілі автоматандыру құралдарына шолу.
Қазіргі көптеген мекемелердің кейбір бөлімдерін автоматты басқару
үшін бағдарламалы - техникалық іске техникалық құралдарды негізделіп
құрылған. Мұндай құралдарға әр түрлі орындаушы механизмдерді, сол сияқты
бақылаушы, өлшеуші құралдарды кіргізуге болады. Олардың барлығы
өндірістік жүйеге біріктірілген. Мұндай жүйелердің орталық элементі
өндірістік бағдарламаланатын контроллер болып саналады. Өндірістік
көмегімен бағдарламалау мен қоса бақылау қатар іске асырылады. Өндірістік
контроллер өндірістің қауіпсздігін, максимум тиімділігін қамтамасыз етеді.
Қорыта келгенде мекеменің бизнес - процесстерін оқтайлыландыруға
мүмкіндік береді. Өндірістік бағдарламаланатын логикалық контроллердің
негізгі атқаратын жұмысы - ол әр түрлі құрылғылардан ақпарат жинау,
талдау, алынған мәліметтерді салыстыру, алдын ала тағайындалған схема
бойынша алынған сигналдарды логикалық талдау және басқарушы
сигналдарды беру [2].
Басқару және мәлімет жинаудың тарамдалған жүйесін қолдану мынадай
мүмкіншіліктер береді:
- дачиктерге баратын коммуникацялық кабельдердің шығынын едәуір
азайтады;
- қазіргі кездегі есептеуіш құралдардың қуатын басқару обьектісінің
қуаттылығына жақындатады;
- барлық қызмет жүйесінің мерзімін ұзарту, істен шыққан элементтерді
алмастыруды жеңілдету, бір неше өте қиын, маңызды тораптарды қатар
жүргізуді;
- модульділік принципінде қолданып, жеке элементтер мен тораптарды
біркелкі тәуелсіз әрі автономды етуді;
- жүйені толықтай бірден қоспай, кезең-кезеңімен іске қосуды;
- жүйені модернизациялауға шығынды азайту, жүйені тезірек кеңейту,
оның мүмкіндігін үдету;
- жаңадан құрылған жүйенің мекеменің жалпы ақпараттық жүйесіне тез
еңгізу(интеграциялау).
15
Қарастырылып отырған жұмыста Қазақстан нарығында кең кездесетін
әртүрлі өндірушілердің ұсынған бірнеше өндірістік контроллері
қарастырылған.
1.3.2 ABB АС 800M контроллерлері
Контроллер AC 800M - байланыс функцияларының жиыны көп
модульдық, контроллер, сол сияқты сақтаушылығы толық және қуаттаушы
кіріс-шығыс жүйесінің саны үлкен (1.2- сурет). Compact Control Builder
жоспарын пайдалануда,
AC 800M басқарудың кез келген шешімінде
қолдануға болады. Код пен библиотекаларды қайталап пайдалануда
функцияларға қолдануға дайын, сол сияқты үйлесімді қондырудың
оңтайлылығын қамтамасыз етеді.
AC 800M сериясы шиналық модульге негізделген және орталық
процессорларды, байланыс модулін, электрқорегін және қосымша жабдықтар
жиынын қамтиды. AC 800M контроллері сүйемелдейтін кіріс-шығы
қондырғысының кең спектріне, сол сияқты ұшқын қауіпсіздік типі де кіреді.
1.2 сурет - Контроллер ABB АС800М
ЦП - ның бес моделінің бір-бірінен айырмашылығы қуатты үнемдеуі,
еске сақтау көлемі, және де орташа қуаттыдан бастап жоғары қуаттыға дейін,
оны қолдануында, олардың әрқайсысы басқа контроллермен,
менеджерлермен, жоғарғы деңгейлі қосымшалармен байланыс үшін
үшеселенген Ethernet-портамтарымен қамтамасыз етілген. Егер
эксплуатациялық дайындықтың төтенше мәні болса, бұл порттардың резервке
сақтау күйіне келтіруге болады.
Ауқымдылығы - AC 800M контроллердің негізгі қасиеті. Модульдік
конструкциясы оларды кең және аз интегралданған автоматтанған жүйелер
үшін барлығына бірдей оңтайлы етеді. Қарапайым қолданыс үшін Compact
Products 800 контроллердің базалық блогі контроллерді, электркөзіблогін
16
және кіріс - шығыстың локальдық модулін қоса алады. Кеңейту үшін жай ЦП-
ны, кіріс-шығыс модулін, байланыс модулін және электр көзі блогін қосу
қажет.
1.3.3 Siemens SIMATIC S7-300 контроллері
SIMATIC S7-300 - бұл модулдік бағдарламалық контроллер, күрделілігі
төменгі және орташа(1.3-сурет) дәрежесі автоматтау жұйесін құруға арналған.
1.3 сурет - Контроллер Siemens SIMATIC S7-300
Табиғи тоңазытқышпен(салқындатқыш) жұмыс жасайтын модулдік
құрылғы, қолданылу мүмкіндігі локальды таратушыкіріс-шығыс құрылымға,
кең көлемді коммуникациялық мүмкіндігі, көп функциялы, операциялық
жүйені деңгейінде сүйемелді, қолдануға ыңғайлы, қызмет етуді қолайлы
қамтамасыз етеді, әртүрлі өндірістік орындардың автоматты басқару жүйесін
құру үшін рентабелді шешім алуға мүмкіндігі бар.
Контроллерді қолайлы пайдалануға керектісі: тиімділігі әртүрлі орталық
процестердің бірнеше типін қолдану мүмкіншідігі, дискреттік аналогтық
дабылдардың гамма модільдері бар кіріс-шығыстарының болуы,
коммуникациялық процестердің функционалдық модульдерінің болуы.
SIMATIC жоспарлаушы контроллерлер өндірістердің барлық саласында
автоматы жүйенің барлық саласында, өзінің құрамында стандартты басқару
құралдарын біріктіретін және өндірістік бағдарламаны кеңінен қамтамасыз
ететін базалық жүйе болады.
Жоғарғы икемділік, кіріс-шығыс тарату жүйесін қолдану мүмкіншілігі,
кең коммуникациялық мүмкіншілігі.
Объектіні модернизациялауда жүйені кеңейтуде қарапайымдылығы.
Техникалық сипаттамалары:
Құрылған
функциялар санының көптігінің арқасында SIEMENS
контроллерінің өнімділігі жоғары;
IP20-ң қорғаныс дәрежесі IEC529-ға сәйкес;
17
Жұмыс температурасының диапазоны горизонталь қондырғыда
0...60
(-25...60
-Outdoor), вертикаль қорндырғыда 0...40
(-25...40
-
Outdoor);
Салыстырмалы ылғалдылығы 5...95%, конденсатсыз(RH күрделілік
деңгейі 2 сәйкес 1ЕС 113-2пен);
Атмосфералық қысымы 795...1080ГПа;
Жүйенің изоляциясы=24В- сынақтық кернеуі=500В;
Жүйенің изоляциясы 230В - сынақтық кернеуі 1460В.
Орталық процессорлары 20 тип(түрлі):
- Орталық процессорлардың S7-300C(Compact) 6 түрі, технологиялық
функциялардың операциялық жүйесіне интегралданған және кіріс-
шығыстардың құрылған жиыны: CPU312CPU313CCPU313C-2 DPCPU 313C-
2 PTP314C-2 DPCPU 314C-2 PTP;
- Стандартты дайындалған орталық процессорлардың 4 моделі: CPU
312CPU314CPU 315-2 DPCPU 317-2 DP;
- стандартты дайындалған орталық процессорлар CPU 315-2 PNDP,
CPU 317-2 PNDP және CPU 319-3 PNDP industrial EthernetPROFINET ішіне
салынған интерфейспен;центральные процессоры CPU 315T-2 DP и CPU
317T-2 DP с встроенными в операционную систему функциями
позиционирования и управления перемещением, набором встроенных входов
и выходов, встроенным интерфейсом PROFIBUS DP DRIVE;
- орталық процессорлар CPU 315T-2DP және CPU 317T-2DP орын
ауыстыруды басқаратын операциялық функциялар жүйесіне орналасқан, кіріс-
шығыс жиыны бар, PROFIBUS DPD RIVE интерфейспен;
- 5 функциялы операциялық жүйелерге орналасқан 5 орталық процессор,
аварияға қарсы сақтану және қауіпсіздік автоматикасы орналасқан: CPU 315F-
2 DP, CPU 315F-2 PNDP, CPU 317F-2DP, CPU 317F-2 PNDP және CPU 319F-
2 PNDP;
- өнімділікке сәйкес сайлап алынған орталық процессордың есебіне
керекті мәселені шешуге қойылатын таламқа бейімделген S7-300S7-300F
жоспарланатын контроллердің тиімді бейімделуі.
SIMATIC
S7-300жаңа орталық процессорлардың өнімділігі
жоғарылатылған, мөлшері кіші, эксплуатациялық сипаттамасы жақсартылған,
ол барынша өнімнің құнға қатынасын жоғарылатады.
Мәліметтерді өңдеудің жоғары жылдамдығы:
Логикалық нұсқауды(инструкция) орындау уақыты 0,01..0,02мкс,
жүзуші үтірлі 0,02-ден 6мкс дейін, математикалық операцияның орындалу
уақыты.
Үлкейтілген есте сақтау жұмыс көлемі: 32 Кбайт CPU312-ден 1,4Мбайт-
қа дейін CPU319-де.
Бейне кестемен, түсініктемелермен барлық жобаның ММС архивының
сақталу мүмкіндігі.
18
S7-300орталық процессорлар бағдарламасы мына мілдерде орындалады:
LAD, FBD немесе STL, STEP 7, STEP 7 Professional ортадан немесе STEP 7
Lite(жүйелік үйлесімді сақтамайды).
Одан басқа, S7-300 бағдарлама үшін жоспарлаудың құрал-саймандық
тәсілі S7-YRAPH, S7-HighRAPH, S7-SCL, CFC немесе SFC қолданылуы
мүмкін. Олар S7-300CPU 314-пен немесе одан да қуатты, орталық
процессорларымен контроллерлерді жоспарлау үшін қолданылуы мүмкін.
V2.6-дан және жоғары операциялық жүйелі орталық процессорларда
операциялық жүйені жүйе арқылы жаңарту мүмкіндігі қамтамасыз етіледі.
1.3.4 ICPDAS WinCon контроллері
WinCon-8000(1.4-сурет) контроллерлер ICP DAS компаниясы
-
өндіретін өндірістік контроллерің соңғы буыны. WinCon-8000 өнімділігі
жоғары, тактикалық жиілігі 206МГц және оперативтік жады 64Мб Intel Strong
ARM процессорды пайдалану нәтижесінде жаңа мүмкіндік алды.
1.4сурет - Контролер ICPDAS WinCon-8000
WinCon-8000 өндірістің көптеген саласында автоматтандырудың нағыз
әртүрлі мәселелерін(есептерін) шешу үшін қолданылады. Оған аналогтік,
дискреттік дабылдардың қашықтағы кіріс-шығыс модульдерін қосумен қатар,
кез-келген басқа да құрылымдарды: принтер, модемдер, POS-ттерминалдарды,
басқа да компьютерлерді, контроллерді, бір сөзбен айтқанда ізбектелген
немесе USB порт арқылы мәліметтерді нені айырбастауға болады соның бәрін
қосуға болады. Сонымен, жаңа контроллердің арқасында сіздің жүйеңіз
немесе оның жеке сегменттері барынша күрделі пішінге және топологияға ие
болуы мүмкін, және де мұнда бұрынғы сенімді, қарапайым басқару, бабына
келтіруге болатын күйінде қалады.
Негізгі сипаттамалары:
- температуралық жұмыс диапазоны: -25-тен +60 -қа дейін;
- қолдау(поддержка)
RS-232-485,
ModBus TCP, DCON, Ethernet,
CANOрен, DeviceNET;
- Бағдарламалау жүйесінің дамуы;
19
- Ішке орнатылған диагностика функциясы;
- Кірісшығыс модульдерінің үлкен таңдауы;
- ГОСТР-ға сәйкестік сертификаты
- Өлшеулер құралдарының беркітілуі туралы сертификат
- ICP DAS компаниясы қазіргі кездегі жоғарғы тезәрекетті және әртүрлі
мүмкіндікті автоматтандыру жүйесін құру үшін контроллердің кең спектрін
ұсынады. Ішке орнатылған операциялық жүйелері бар PC-сыйымды
контроллерлер: Windows, Linux және MiniOS7.
- Жады 128 Мбайтқа дейінгі SRAM және 14 Мбайтқа дейінгі
Flash;Интерфейсы RS-232485, Ethernet, PS2, USB, VGA-выход;
- Интерфейстер RS-232485, Ethernet, PS2, USB, VGA-шығыс;
- Ішке орнатылған күзеттік таймер;
- жоғары жылдамдықты параллель шиналы(1-8К серия) және тізбекті
шиналы(1-87К серия) кіріс-шығыс модільдерін қосуға арналған;
- кіріс-шығыс модульдерін алмастыратын горячей мүмкіндіктер;
- ModBus RTUASCIITCP және DCDN протоколдары;
- Жоспарлық қамтамасыз етуді, ішке орнатылған SQL-сервер,
FTPсервер, HTTP-сервер, ASP(Java-скрипт, VB-скрипт), Compact, Net
Framework 3.5 қосады;
- JSAGRAF немесе InduSott ішке орнатылған модельдер.
WinCon-8000 контроллер сериясы І-8000 сериясының әрқарай жалғасы.
Енді бұл типті контроллер емес, толыққұнды компьютер. Ол IntelStrong ARM
206МГц процессор базасында дайындалған, ішке орнатылған, VGA портымен
видеокамерасы бар, разъемы USB, манипулятор мен клавиатура үшін PS2,
сол сияқты CompactFlash стандартты жинақтағышты қосу мүмкіншілігі бар.
Осының бәрі осы контроллерді толық өндірістік компьютер ретінде қолдануға
мүмкіндік береді. Осыған қоса, WinCon аппараттық сабақтастықты сақтайды,
түгелімен кіріс-шығыс I-8000 серия модулімен толық бірлескен. Соңында,
Windows CNET-нің реал уақыттағы операциялық жүйесі, VisualBasic
пайдаланып, WinCon-ға бағдарламаға мүмкіндік береді. NET, Visual C#,
Embedded Visual C++, сол сияқты қазіргі SCADa-жүйелер.
1.3.5Бағдарламаланатын контроллерлерге салыстырмалы талдау.
Жоғарыда баяндалған контроллерлердің техникалық сипаттамасының
салыстырмалы талдауы Сравнительный анализ технических характеристикасы
(1.1-кесте) берілген. Жоғарыда келтірілген ППК-ның жетістігі мен кемшілігі
(1.2-кесте) келтірілген.
20
1.1 к е с т е - Контроллерлерді салыстыру
21 Контроллер типі
АС 800М
Simatic
S-300
Wincon-8000
Compact
FieldPoint-2xxx
Процессор
24 - 95
Mhz
До 200 Mhz
80 - 200 Mhz
Intel ARM
75 - 400 Mhz
PowerPC
ОЗУ
8 - 32 MB
16-512 KB
До 128 MB
32 - 256 MB
Flash-жады
4 MB
До 8 MB
До 64 MB
До 256
кіріс шығыс саны
24 - 96
1024
96
96
коммуникациялық
біріктіру саны
50
6-32
12
12
Жұмыс
температурасы
+5 +55
-25 +60
-25 +60
-40 +70
Соғылуға
шыдамдылығы
20 G
30 G
30 G
50 G
Ethernet, RS-232,
RS-485, Modbus
және т.б.
+
екеу
+
+
екеу
+
екеу
үшеу
ОСРВ
+
+
Windows CE
6.0
Phar Lap ETS
& Wind River
VxWorks
программалық
қамсыздандыру
Control
Builder
STEP 7
Microsoft
Visual Basic
NI LabVIEW
1.2 к е с т е - Бағдарламаланатын контроллерлерге салыстыру
22 Контрол
лер
Артықшылығы
Кемшілігі
ABB АС800М
1. Қоректенуінің барлық түрлерін, барлық байланыс
каналдарын жүйенің барлық деңгейінде резервте сақтау
басқару жүйесін сенімді орнықсыз құруға мүмкіндік береді.
2.Кіріс-шығыс каналдарының үлкен санын сүйемелдеуге,
коммунициалық каналдарды сүйемелдеу кез келген күрделі
басқару жүйесін икемді құруға мүмкіндік береді..
3. 800xA негізінде мекемені түгелімен автоматтандыруды
кеңейтуге мүмкіндік береді.
1. Жүйенің көлемділігі.
2. монтажбен кейбір қиындықтар.
Siemens
Simatic S-300
1. Аппараттық құралдарның құны онша үлкен емес;
2. Орталық процессорларының түрлерінің көптігі;
3 СНГ территориясында, оның ішінде Қазақстанда көп
тараған.
1. Қазіргі кезде барынша ескірген
операциялық жүйе қолданылады.
Сондықтан қазіргі заманғы РС-
біріккен контроллерлер жаңа
функциялары қолдау таппайды
ICPDAS
Wincon-8000
1. Аппараттық құралдарының құны онша үлкен емес;
2. Ашық протоколдарды қолдану, өндірушілердің кең
спектрінің құрылымын бір жүйеге жинақтауға мүмкіндік
береді;
3. Басқару жүйелерін, одан жоғары деңгеймен жинақтаудың
қарапайымдылығы, мекеменің басқару жүйесі жағынан
берілген техникалық процесстерге кіруді жеңілдетуге
мүмкіндік береді.
1. Бағдарламалық қамсыздандыру
ету жұмысының орнықсыздығы
ТПАБЖ құрушыға көптеген өнеркәсіптік контроллерлердің арасынан
белгілі бір өндірушіні таңдау оңай емес. Автоматандыру жүйесін таңдау
кезінде, жөндеуге жарамдылығы және ұсынылып отырған фирманың
кепілдіктен кейінгі қызмет көрсетудің болуы сияқты қасиеттерін ескеруді
ұмытпау керек. Оқу-зерттеу қондырғыларындағы автоматтандыру жүйесіне
қойылатын талаптар бір неше өзгешелеу, мысалы, кең көлемді басқару және
өлшеу сигналдардың болуы, аналогты сигналдардың дәлдігі, кедергілерден
қорғанысының болуы, жүйенің жұмысының жылдамдығы,
жүйенің
құрылымын кеңейту және өзгерту . Бұл талаптарды үлкен шамада SIEMENS
фирмасының контроллерлері қанағаттандырады.
Siemens контроллерлерінің негізінде икемді, оңай кеңейтілетін, кез
келген қиындықтағы жүйенің құрылымы орындала алады.
Көптеген жағдайда, контроллерлердің көмегімен түрлі таптаурын емес
және аналогты сигналды өлшейтін канал санының молдығын талап ететін,
диагностикалық қондырғыларға қызмет көрсетуге тура келеді. Осындай
мақсаттағы есептерді орындау үшін контроллердің қондырылған
бағдарламалық қамсыздандыруын құру үшін
лайықты бағдарламалық
топтама бар болған жөн.
Бағдарламалық қамсыздандырудың жеңілдігі мен ашықтығы көп
жағдайда басқару жүйесін құрудың жылдамдығына толықтай әсер етеді.
Сонымен бірге, қолданудың түрлі шарттарын ескермей-ақ таңдалмайтын
контроллердің бағасыда маңызды фактор болып табылады.
Бұл жұмыста SIEMENS компаниясының Step7-313C контроллері
қолданылады. Бұл контроллерді таңдаудың өзектілігі:
Бір контроллердің көмегімен - бірнеше инкубаторларды басқаруға
мүмкіндік береді.
Себебі,
сигнал саны жағынан
талаптарды
қанағаттандырады. Ауыл-шаруашылығы үшін мұндай инкубаторлар өте
ыңғайлы .
Өткізілген талдаулардың негізінде, бұл контроллердің өнеркәсіптік
мақсаттағы тапсырмаларды орындауға, яғни негізгі техникалық процесстерді
автоматтандырудың техникалық құралы ретінде жарамды.
1.4 Дипломдық жұмыстың мақсаты мен есептің қойылымы
Жұмыстың мақсаты: Инкубация камерасындағы инкубаторлық
процесстерді басқару жүйесі мен температураны реттеу жүйесін құру.
Қойылған тапсырмалар:
1 Ауа ағынын ылғандандырудың автоматты басқару жүйесін құру.
2 Жұмыртқа науаларын бұрудың автоматты басқару жүйесін құру.
3 Температураны автоматты реттеу жүйесін құру; жүйе құрылымының
параметрлерін анықтап, орнықтылыққа тексеру.
4 Pro Tool визуализация ортасында оператордың басқару панелін құру.
5 Жобаның экономикалық тиімділігін мен еңбек қауіпсіздігін талдау.
23
2 бөлім. Технологиялық процесске сипаттама
2.1 Инкубациялық
процесстің
принципиалды
технологиялық
сұлбасын құру
Өнеркәсіпте бастапқы материалдар құрамының өзгеруімен, агрегаттық
күйінің өзгеруімен байланысты терең өзгерістерге ұшырайтын әр түрлі
процесстер іске асырылады. Технологиялық процесстерде әдетте бір уақытта
немесе ретімен әр типтегі физикалық, физико-химиялық процесстер жүреді.
Осыған орай техлогиялық аппараттардағы инкубациялық процесстің
тиімділігі көптеген факторларға тәуелді: процесстердің орындалу реті
(орталардың араласуы, жылыту мен салқындату, ылғалдандыру мен
қайықшаның бұрылуы және т.б.), аппарат көлеміндегі әр процесстің өзін
бөлек алғандағы тиімділігіне, яғни процессті орындаушы механизмді таңдауда
(ылғалдандырушы механизм, қыздырушы механизм, суытушы механизм және
т.б). Осылайша, жоғарыда аталған операциялар реттері, нұсқауланған
процесстерді орындаушы механиздері және оларды орындау интенсивтілігі -
толықтай алғандағы өндірістік процесстің іске асырылу мүмкіншілігін,
тиімділігін және пайдалығын айқындайды
Бұл бітірушілік жұмыста инкубация ортасын жылыту және суыту,
ылғандандыру және ондағы қайықшаларды бұру процесстерінен тұратын -
инкубациялау процессін визуалды иммитациялау программасы - TAI Portal
орындалады.
Технологиялық принципиалды сұлбада (2.1-сурет) басқару обьектісі -
қыздырғышы, ылғалдандырушысы, қайықшаларды бұрушы және
салқындатқыш вентилятордан тұратын - инкубациялық блок үшін құрылды.
Инкубатор құрылымына: 1 - жылуэзоляциялық корпус, 2 - кіріс және 3 -
винтилятор орналасқан, шығыс саңылаулары, 4 - инкубациялық камера және
онда бұрушы механизмі бар, горизондаль орналасқан 5 - жұмартқаға арналған
науалар блогы, ауа ағынын қыздырушы 6 - электр қыздырғышы, 7 -
қозғалтқышты винтиляторы бар винтиляция жүйесі, 8 - УД тозаңдағышы бар,
9 - ылғалдандырғыш блогы, температура мен ылғалдылықты реттейтін 10 -
датчиктер блогы кіреді, 11- инкубация камерасынан ауаның винтеляция
камерасына ауысуына арналған саңылау.
Бұл сұлбада бір-бірінен дербес үш жүйені қарастыруға болады. Олар -
ылғалдандыруды басқару жүйесі, жұмыртқалар орналасатын қайықшаларды
бұруды басқару жүйесі және инкубация камерасының ауа ағынының
температурасын реттеу жүйесі.
Ылғалдандыру блогының құрамына: су құйылатын табақша, УД
тозаңдағыш және табақшадағы суды реттейтін Ползунов реттеуіші
қолданылады. Табақшада тозаңданған су тамшылары Ауа ағынымен
араласып, инкубация камерасына жеткізіледі.
Инкубация камерасында горизонталь орналасқан жұмыртқа салынатын
қайықшаларды (науаны), ауа ағыны жұмыртқаның барлық бөлігіне әсер ету
24
үшін
-қа бұру қажет. Ол үшін арнайы элект қозғалтқышы қолданылады
және ол ақырғы айырғыштары арқылы өшеді. Ақырғы айырғыштар науаның
екі жаққа бұрылғанда
-ке тең болатын жерте орналасқан. Яғни науаның
бір ұшы
-ке жеткенде ақырғы ажыратқышты іске қосу арқылы электр
қозғалтқышын ажыратады.
Температураны реттеу жүйесіның құрамына - қыздырғыш пен суытқыш
винтилятор, яғни сырттан ауа тартқыш электр қозғалтқышты винтилятор
кіреді. Қыздыру процессі мен суыту процессі периодты қайталанып отыратын
ортадан тартқыш винтилятордың қатысуымен өтеді. Яғни ортадан тартқыш
винтелятор - инкубация камерасындағы ауаны винтеляция камерасына
тартып, ауаны жылытып, одан кейін ылғалдандырып және оттекпен
қамтамасыз етіп, қайтып инкубация камерасына айдайды. Суыту процессі
ауаның шығыс саңылауында орналасқан винтилятор көмегімен инкубация
камерасындағы жылы ауаны сыртқа тарту арқылы кіріс саңылаудан ішке жаңа
ауа кіргізумен жүреді.
2.1 сурет - Принципиалды технологиялық сұлба
25
2.2 Технологиялық процесстердің функционалды сұлбасын құру.
Функционалды сұлбалар - технологиялық процесстердің автоматты
бақылау, басқару және реттеудің жеке тораптарын функционалды-блогтық
структурасын және басқару нысанын бағдарламалық және аппараттық
жабдықтауын анықтайтын негізгі техникалық құжат болып табылады.
Бітірушілік жұмыста бірнеше жеке тораптарды автоматтандырудың
жалпы функционалды сұлбасы құрылған. Реттеудің 2 каналы, басқарудың 4
каналы бар:
1) Жылу энергиясын беруді ұлғайту немесе азайту (қыздырғыш);
2) Сыртқы ортамен ауа алмасу (вентилятор);
3) Ортадан тартқыш вентиляция (вентилятор);
4) Науалар блогын оң жаққа бұру (электржетек);
5) Науаларды сол жаққа бұру (электржетек);
6) Ауаны ылғалдандыру (ылғалдандырғыш).
2.2 - суретте инкубация процессін автоматтандырудың функционалды
сұлбасы көрсетілген. Келтірілген сұлбада температураны реттеу келесі
контурлар арқылы жүреді: өлшеу орнына орнатылған ТЕ- термодачтиктен
(сезгіш элемент) контроллердің кіріс-шығыс модуліне беріледі. Модульде ТТ-
аналогтық түрлендіруден өтіп, Градус Цельсийге ауысады. Температура
TIRQ-пайдаланушы интерфейсінде көрсетіліп, тіркеледі. Түрлендіруден кейін
контроллерде ТС- температураны автоматты реттеу жүзеге асады. Контроллер
әсер ету сигналын
HD (1-2) қолданушының интерфейсінде берілген
тапсырмаға байланысты таңдайды және NS-дискретті түрлендіруден кейін
орындаушы механизмге яғни жетеді. 1-ші жағдайда қыздырғышқа және 2-ші
жағдайда винтеляторға. Ал, 5-ші жағдайда ылғалдандырғыш автоматты реттеу
емес, KS-бағдарламалық басқару арқылы жұмыс жүргізеді.
Науалар блогы HD (1-1)- қолданушы интерфейсінде берген уақытқа
байланысты KS - контроллерде бағдарламалық басқарудан өтіп, дискреттік
түрлендіргіш арқылы орындаушы механизмді іске қосаты. Бұл жүйенің KV -
жергілікті басқару органы бар. Яғни, ақырғы ажыратқыштары науалардың
керекті позициясына жеткенде іске қосылып, электржетекті істен шығарады.
Сұлбаның белгіленулері:
TE
TT
TC
HD
- Сезгіш элемент
- аналогты түрлендіру
- автоматты реттеу
мпературы
тапсырма беру
TIRQ
KS
NS
KV
- Мәнін көрсету, сақтау
- бағдарламалық басқару
- дискретті түрлендіргіш
- ақырғы ажыратқыш
26т-еинтерфейсте сандық
2
1
3
ауа
Инкубациялық
камера
2
3
TE
1
TE
2.3 сурет - Инкубациялық процесстерді автоматтандырудың
функционалды сұлбасы
27
KV
NS NS NS
TT
TT NS NS
KS KS KS
TC
HD TIRQ HD HD TIRQ
1-3 1-1 1-1 1-2 1-2
Прогр. упр-е Местн.орг.
управления
и авт. регу-е
S7 313C
приложен
ия
Интерфейс
TIA Portal
3-бөлім. Инкубациялық процессті басқару жүйесін құру
3.1 Ауа ағынын ылғандандырудың автоматты басқару жүйесі
Инкубатордағы ылғалдылықтыавтоматты басқару өнеркәсіптік
деңгейдегі инкубаторларда да қиынтықпен шешілетін тасырма болып
табылады. Бұл сұрақ - жұмыртқалардан балапан жарып шығуының
өнімділігіне тікелей байланысты болғандықтан, өте маңызды болып
табылады.
Ылғалдылық - жұмыртқа инкубациясы кезінде бақылануға тиісті төрт
фактордың бірі, ал қалғандары, яғни, температура, ауа алмасу және
жұмыртқалар орналасатын науаны бұру.
Инкубатордағы ылғалдылықты жоғары дәлділікпен ұстап тұру үлкен
машахатты талап етеді. Бірақ, осы жұмыста пайдалануға өте икемді деп
табылған УД тозаңдатқыш - ылғалдатқышты пайдаланғанда, сол машахаттар
жойылады және ылғалдатқыш блоктың технологиялық принципиалды
сұлбасы мына күйде болады (3.1 - сурет).
4
3
1
5
2
мұндағы: 1- су құйылатын ыдыс (табақша); 2-УД тозаңдатқыш-
ылғалдатқыш; 3-Ползуновтың су деңгейі реттегіші; 4-Ползунов реттегішінің
жүзгіш қалтқысы (поплавок); 5- ылғалдандыру блогын сумен қамсыздандыру
көзі.
3.1 сурет - Инкубатордың ылғалдандыру блогының технологиялық
принципиалды сұлбасы
Инкубацияның оңтайлы ылғалдылығы болып 50-55% аралығы
болғандықтан, ылғалдылықты реттеудің орнына бағдарламалық басқару
жүргізуге мүмкіндік бар. УД тозаңдатқыш-ылғадатқыштың өте аз уақыт
ішінде ылғалдылық бөлетіндігі - бағдарламалық басқаруды мүмкін әрі
қолайлы қылады. Яғни бағдарлама жүзінде жоғарғы шектік мәнін 55% деп
алсақ, төменгі шектік мәнін 51% деп алсақ болады.
Ультра дыбысты тозаңдатқыш-ылғалдатқыштың
(3.3-сурет)
су
деңгейінен төмен тұруы қажет. Кері жағдайда ылғалдағыш жұмысын
28
атқармайды. Сондықтан судың деңгейі төмендеп кетпеуі үшін Ползунов
реттеуішін (3.2-сурет) қолданамыз. Бұл реттеуіштің жұмыс істеу принципі өте
қарапайым. Сумен қамсыздандыру көзіне орналасқан клапан - жүзгіш
қалтқының (поплавок) көмегімен реттеледі. Яғни су деңгейі төмен түскенде,
қалтқы бірге түсіп, клапанды ашады. Клапаннан су өтіп, су деңгейі көтеріледі.
Сумен бірге қалтқы бірге көтеріліп, клапанды жабады.
3.2 сурет - Ползуновтың су деңгейін реттегіші
3.1.1 Mist maker-350 ультрадыбысты ылғалдандырғышы.
Ультра дыбысты тозаңдатқыш-ылғалдатқыштарды (3.3-сурет) қазіргі
кездері көкөніс қоймаларында, типография бөлмелерінде және саңырауқұлақ
өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Бірақ, инкубаторларда бұл жолмен
ылғалдандыру әлі өріс ала қойған жоқ. Сол себепті осы әдіспен инкубаторды
ылғалдандыру арқылы, инкубациялық процесстің ең қыңыр факторына құрық
салынып, ылғалдандыру процессі өте қарапайым, тиімді әрі электр
энергиясын қолдану жағынан үнемді болады.
Ылғалдандырғыштың
техникалық сипаттамалары (3.1-кесте) төменде келтірілген.
29
3.3 сурет - Ультра дыбысты ылғалдатқыштың сыртқы бейнесі.
3.1 к е с т е - Ылғалдандырғыштардың техникалық сипаттамасы
3.1.2 ИПТВ-56 температура мен ылғалдылықты өлшеуіш
түрлендіргіші.
Температура мен ылғалдылықты өлшеуіш түрлендіргіші газды
ортадағы температура мен ылғалдылықты өлшеу және 0-5 мА
унифицирленген токтық шығыс сигналына түрлендіруде қолданылады.
Сигналды өңдеу типіне байланысты аналогды аспаптардың қатарына жатады.
Бұл түрлендіргіштер (3.4-сурет) өнеркәсіптегі, энергетика саласындағы және
ауыл шаруашылығындағы технологиялық процесстің автоматты бақылау,
реттеу және басқару жүйелеріндегі гигрометриялық сипаттамаларын өлшеу
үшін қолданылады.
Осы түрлендіргіштің метрологиялық
сипаттамалары (3.2 кесте)
жобадағы өлшеу аспаптарына қойылатын талаптарды қанағаттандырады.
3.4 сурет - ИПТВ-056 түрлендіргішінің сыртқы бейнесі.
30
Типі
Тозаңдату
мөлшері
Жұмыс
кернеуі
Қуаттылығы
Размер
ВпМ-350
= 350мл Н
24V
18W
Диаметрі 45мм; биіктігі
27 мм.
ВпМ-900
= 900мл Н
36V
1.5A
Диаметрі 68мм; биіктігі
27 мм.
ВпМ-1500
= 1500 мл H
36V
140w, 4А
Диаметрі 100 мм; биіктігі
27мм
ВпМ-2000
= 2000мл H
36V
150W
Ұзындығы 154мм; ені
88мм; биіктігі 30мм.
ВпМ-3000
= 3000 мл H
36V
300W
Ұзындығы 254мм; ені
88мм; биіктігі 28мм.
ВпМ-5000
= 5000 мл H
48V
250W
Ұзындығы 254; ені 88мм;
биіктігі 56мм.
3.2 к е с т е - Түрлендіргіштің метрологиялық сипаттамалары.
3.1.3 Ылғалдылықты автоматты бақылаудың алгоритмін құру.
Инкубация жұмыртқа эмбрионы дамуына байланысты 4 кезеңге
бөлінеді. Әр периодта инкубацияның ылғалдылығының қолайлы жағдайдағы
мәні (3.3-кесте) өзгеріп отырады. Сондықтан, бағдарлама инкубацияның 4
кезеңі үшін ылғалдылықтың қолайлы жағдайларының мәндері негізге ала
отырып жазылады (3.5-сурет).
3.3 к е с т е - Инкубация кезеңдеріндегі ылғалдылықтың қолайлы мәні
Кезең
1
2
3
4
Күндер
1-7
8-14
15-18
19-21
31
Ылғалдылық
55%
45%
50%
65%
Сигналды өңдеу принципі
Аналогты
Температура өлшеу диапазоны
-40 - 110 °С дейін
Ылғалдылық өлшеу диапазоны
5 - 98 % дейін
Қоректену кернеуі
0 - 5 мА
Шығыс сигналы
24 2.4 В
Температураны өлшеудің қателігі
0,2 °С; 0,4°С
Ылғалдылықты өлшеудің
салыстырмалы қателігі
2%; 3%
Басы
-
ВКЛ +
+
Timer1 +
-
Timer1
+
Timer2 +
-
D_UV 55
+
Timer3 +
-
Timer2
-
+
D_UV 45
+
UV-
UV+
-
Timer3
+
UV-
UV+
Timer4 +
-
D_UV 50
+
-
Timer4
-
+
D_UV 55
+
UV-
UV+
UV-
UV+
Соңы
3.5 сурет - Ылғалдандыру автоматты басқару жүйесінің алгоритмі
32
3.2 Жұмыртқа науаларды бұрудың автоматты басқару жүйесі
Табиғи жағдайда шығарылатын жұмыртқаларды құстар уақытымен
домалатып, яғни бауырымен тек бір жағын ғана баса бермей, аударып,
жұмыртқаның теріс жатқан бөлігіне де жылу береді. Инкубаторда да осы
процесске көп көңіл бөлінеді. Сондықтан да, науалар блогының бір неше
түрлері (3.6-сурет) кездеседі. Жобада осінен және өзара бекітілген бір неше
науардан тұратын науалар блогы таңдалды (3.6,б-сурет). Қалған әдістерге
қарағанда таңдалған әдіс өзінің қарапайымдылығымен, оңтайлылығымен және
жұмыртқаның толық аударылатынымен ерекшеленді.
мұндағы:
а)
Итергіш қалақшасы бар дөңгелек наулар блогы;
б) Ортасынан бұрылатын науалар блогы; в) Домалатушы рамасы бар науа.
3.6 сурет - Жұмыртқаларды домалатуға арналған, инкубаторлардағы
науалар блоктары.
3.2.1 Науаларды бұрудың техникалық жабдықтарының сипаттамасы.
Өзара байланысқан науалардың (3.7-сурет) екі ұшына бекітілген
шынжыры бар, жұлдызшалы электр қозғалтқышы (3.7-сурет) науаларды
-
қа бұрады. Ақырғы айырғыштар науаның екі жаққа бұрылғанда
-ке тең
болатын жерде орналасқан. Яғни науаның бір ұшы
-ке жеткенде ақырғы
ажыратқышты іске қосу арқылы электр қозғалтқышын ажыратады.
33
Программа жүзінде науалар блогын электр қозғалтқышының
полюстерін алмастыратын екі дискретті сигнал қолдану арқылы бұрамыз.
Ажыратқыштарды науа іске қосқанда,
электр қозғалтқыш жұмысын
тоқтататындықтан, программа жүзінде электр қозғалтқышының жұмыс жасау
уақыты 30 секунд деп алынды.
мұндағы: 1-Жұлдызшалы электр қозғалтқыш; 2-науаларға бекітілген
шынжыр; 3-жұмыртқалар орналасқан науа; 4-Науаның бұрылу осі;
3.7 сурет - Науалар блогының құрылысы.
Бұрушы
РД-09 маркалы электрқозғалтқыштың
екі ақырғы
ажыратқыштары бар
(3.8-сурет).
Ажыратқыштар қажетті кіріс
сигналдарының санын азайтуға өте ыңғайлы.
Осы электрқозғалтқышының технологиялық сипаттамалары (3.4-кесте)
жобадағы орындау механизмдеріне қойылатын талаптарды қанағаттандырады.
34
3.8 сурет - РД-09 маркалы электрқозғалтқышының сыртқы бейнесі.
3.4 к е с т е - РД-09 қозғалтқыштың технологиялық сипаттамалары
3.1.3 Науаларды бұрудың алгоритмін құру.
Инкубация жұмыртқа эмбрионы дамуына байланысты 4 кезеңге
бөлінеді. Әр кезеңде инкубацияның науаларын бұрудың оптималды саны
(3.5-кесте) өзгеріп отырады. Сондықтан, бағдарлама инкубацияның 4 кезеңі
үшін науаларын бұрудың оптималды санын негізге ала отырып жазылады
(3.9-сурет).
3.5 к е с т е - Инкубацияның науаларын бұрудың оптималды саны
35
Жұмыс жасау принципі
Резерсивті мотор-редуктор
Қуаттылығы
20 Ватт
Айналу жиілігі
15 айнмин
Тарту күші
16кгсм
Қоректену көзі
220 В
Изоляция классы
В (130°)
Период
Күндер
Бұру
1
1-7
Күніне 4 рет
2
8-14
Күніне 6 рет
3
15-18
Күніне 6 рет
4
19-21
жоқ
Басы
-
ВКЛ +
+
Timer1 +
Timer2 +
-
Timer1
+
Timer5 +
Timer3 +
-
Timer2
+
Timer6 +
-
POV-
Timer 5
+
POV+
Timer4 +
-
Timer3
+
Timer7 +
-
POV-
Timer6
+
POV+
-
Timer4
+
-
Timer7
+
Timer8 +
POV-
POV+
-
POV-
Timer8
+
POV+
Соңы
3.9 сурет - Науаларды бұру автоматты басқару жүйесінің алгоритмі
36
3.3 Температураны автоматты реттеу жүйесі
3.3.1 Температураны автоматты реттеу жүйесі ретінде зерттелетін
нысан.
Дипломдық жұмыстың бұл бөлімінде зерттеу нысаны ретінде Алматы
Энергетика және Байланыс Университетіне National Instruments
компаниясымен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
5
6
7
Аңдатпа
Бұл дипломдық жобада инкубатордың параметрлерін автоматты басқару
жүйесі
қарастырылады.
Инкубация камерасындағы инкубаторлық
процесстерді басқару жүйесі мен температураны реттеу жүйесінің
құрылымдық сұлбасы өңделіп, оператор панелі құрылды. Автоматтандыру
бағдарламасы Step 7 ортасында құрылып, оның визуализациясы ProToolPro
ортасында жүзеге асырылды.
Жүйені ендірудің экономикалық тиімділігінің өлшеулері есептелген.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде зарарлы заттектердің атмосфераға
шығарылуы және өрт қауыпсыздығы саналады.
Аннотация
В данном дипломном проекте рассматривается система автоматизации
параметров инкубатора. Разработана операторский панель и структурная
схема регулирования температурой и управления инкубационных процессов.
Программа автоматизации была разработана в среде Step 7. Визуализация
программы реализована с помощью среды ProToolPro.
Проведен расчет экономической эффективности от внедрения системы.
По безопасности и жизнедеятельности рассчитывается количество выбросов
вредных газов в атмосферу от автотранспорта и организация пожарной
безопасности.
Мазмұны
8
Кіріспе
1 бөлім. Дипломдық жұмыс алды зерттеулер
1.1 Инкубаторлардың түрлерін талдау
1.2 Инкубатордағы ауа ағымын ылғалдандыру жолдарын зерттеу
1.3 Инкубаторды автоматтандырудың бағдарламалық және аппараттық
жабдықтарын зерттеу
1.4 Дипломдық жұмыстың мақсаты мен есептің қойылымы
2 бөлім. Технологиялық процесске сипаттама
2.1 Инкубациялық процесстің принципиалды технологиялық
2.2 Технологиялық процесстердің функционалды сұлбасын құру
3 бөлім. Инкубациялық процессті басқару жүйесін құру
3.1 Ауа ағынын ылғандандырудың автоматты басқару жүйесі
3.2 Жұмыртқа орналасатын науаларды бұрудың автоматты
басқару жүйесі
3.3 Температураны автоматты реттеу жүйесі
3.4 Операторлық панелін Step 7 ортасында құрып, оның
визуализациясын ProToolPro ортасында жүзеге асыру
4 бөлім. Өміртіршілік қауіпсіздігі
4.1 Жұмыс орнының жарықтандыру жүйесін таңдау,
бөлменің жасанды және табиғи жарықтандыруын есептеу.
4.2 Жұмыс орнындағы микроклимат
5 бөлім. Экономикалық бөлім
5.1 Бизнес - жоспар
5.2 Өнім
5.3 Маркетинг жоспары
5.4 Қаржылық жоспар
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер
А қосымшасы
Кіріспе
9
6
7
7
8
11
19
20
20
22
24
24
29
33
46
50
51
56
60
60
60
60
61
69
70
72
Адам қоғамының тұтынушылығының өсуіне байланысты,
автоматизация өндірісте және тұрмыстық өмірде күннен күнге өте маңызды
роль атқаруда. Соңғы кездердегі табиғат ресурстарының едәуір азаюы,
климаттың глобалдық өзгерісі және жердегі тұрғындардың көбеюі -
автоматтандырудың ролін үлкейтіп, оны қолдану ортасының тұрақты
кеңеюіне әкелді.
Адам үшін, тек техниканы қолданып құрылған автоматтандыру, қауіптің
алдын алуда үлкен роль атқарады, өмір сапасын жақсартуға бағытталған,
жұмыстың жақсы жағдайын жасаудың таптырмайтын шешімін ұсынады
Өнеркәсіптегі автоматтандырудың осындай қосымшаларының бірі
"автоматты инкубатор" тұжырымдамасы болып табылады. Тұрғындардың
жылдам көбеюі қоғамының тұтынушылығының өсуіне әкеледі. Өз кезегімен
бұл құс өнімдерінің де жетіспеушілігін тудырады. Сондықтан, елімізге сыртан
құс өнімдерін сатып алуға тура келеді. Қазіргі кезде елімізде құс өнеркәсібі
біраз дамыған. Бірақ, осы өнеркәсіптің ең маңызды бөлігі - инкубатор құру
саласы мүлдем дамымаған. Осы себепті жобада ауыл шаруашылығы үшін,
шағымы кеңейтілетін, яғни бірнеше инкубаторларды автоматты басқару
жүйесін құру негізделді. Өнеркәсіптің өсуіне байланысты инкубаторлардың да
санын көбейтіп, сол алғашқы құрылған жүйенің көмегімен жұмысын
жалғастыру өндірісті өте тиімді етеді. Бұл инкубатор параметрлерін
автоматты басқару жүйесі автоматтандырудың ең заманауи технологияларына
негізделген. Жүйе инкубация камерасындағы температураны автоматты
реттеу, ылғалдылықты және науалар блогын бұруды автоматты басқару
функцияларын атқаратды. Сөйтіп, жоба инкубация процессінің сапасын
жақсы жағдайда жүруін автоматты бақылауды қамтамасыз етеді.
1 бөлім. Дипломдық жұмыс алды зерттеулер
10
1.1 Инкубаторлардың түрлерін талдау
ИПХ типті инкубатор белгілі ауыл шаруашылық құстарының
жұмыртқаларын инкубациялауға арналған [1]. Ол жұмыртқаға арналған
науасы бар, инкубациялық камерадан, қыздырғыштан, ауа ағындарын
араластырғыш винтилятордан, ауаны ылдандырғыштан және горизонталь
орналасқан жұмартқа науасын бұрушы механизмнен тұрады. Бұл инкубаторда
сулы салқындатқыш орнатылған. Ол барабанның орталық бөлігіндегі ауаның
температуралық режимін қамтымайды, бірақ су шығынын көбейтеді.
Бұл белгілі инкубатордың кемшілігі - инкубаторлық камерадағы
температура өрісі бірқалыпты емес, ауаны ылғалдандырғыштың тиімсіздігі
және энергия шығандауы жоғарылығы, конструкциясы көрделі, бұл
металлдық көлемді ұлғайтады.
Бұл инкубатордың жоғарыда айтылған құрамынан басқа, камерадан
кішілеу, тіреуіш каркасы бар. Каркастың жоғары, төмен, арты- алдында
камерада сәйкес зоналы циркуляциялық камера құрылған. Каналдың
винтеляциялық саңылауы кетінің жоғары, төмен, кейінгі, ілгергі беттеріне
бағытталған.
Каналдағы ауаның еріксіз циркуляциясын винтелятор
қамтамасыз етеді.
Белгілі инкубатордың кемшілігі инкубаторлық камерада ауаны
құрғатушы жүйенің болмауынан температуралық өріс едәуір бірқалыпты
емес, және де винтиляция жүйесі конструкциясының жетіспеушіліктерінен.
Ұсынылған техникалық жағынан барынша жақыны белгілі инкубатор [2].
Инкубатордың құрамы: Инкубаторлық камералы, шектелген қақпақ
және қабырғалы, корпус, оған горизонталь орналасқан жұмартқа
орналассатын науалар блогі, оны бұратын механизм, электрқыздырғыш,
винтиляторлы винтиляциялық жүйе, камерадағы ауаны циркуляциялайтын
желілі терезе, ауаны ылғалдатқыш, температураны және ауанының
ылғалдығын бақылайтын датчик, сол сияқты инкубаторды қоректік болгін
басқаратын жүйе. Инкубаторлық камерадағы жағдайды ауаның циркуляция
жүйесін реттеу мақсатында камераның центірінен, қақпақтан және жоғарғы
ауа кіретін саңылаудан өтетін және винтелятор.
Белгілі инкубатордың кемшіліктеріне: инкубаторлық камерадағы ауа
ағынының температура - ылғалдылықтың бірқалыпты болмау, оның
салдарынан жұмыртқаның қызып кетуі. Белгілі инкубатордың
конструкциясында инкубаторлық камерада ауа ортасын құрғататын жүйе жоқ,
оны әртүрлі құстардың жұмыртқасын инкубациялауға қолдануға мүмкін емес,
мысалы, страустың жұмыртқаларын. Себебі ол арнайы температура -
ылғалдылық құруды талап етеді. Жылытудың авариялық жүйесі жоқ, сол
сияқты ауа ортасындағы көмір қышқылының, оттегінің мөлшерін бақылайтын
датчик жоқ. Осының бәрі құс эмбрионаларының өлуіне соқтырады.
1.2 Инкубатордағы ауа ағымын ылғалдандыру жолдарын зерттеу
11
1.2.1Ауа ағымын ылғалдандыру әдістері мен оларға қойылатын талап.
Ауа ағымын ылғалдандыру процессінің электр энергиясын
шығындалуы, ең алдымен ылғалдандырушы агентті құруға қолданылатын
құралды таңдауға тікелей байланысты. Негізінде ылғалдандыру көзі ретінде
мынадай 3 типтегі аппараттар қолданылады:
1.Сұйықтықты механикалық тозаңдау (распылитель);
2.Бу арқылы ылғалдандырғыштар (парогенератор);
3.Ауа ағымының жолында орналасқан дымқыл материалдан су
тамшыларын алу арқылы ылғалдандыру.
Жоғарыда көрсетілген аппарат типтері өздеріне тән артықшылықтарға
ие, бірақ, оларды қолданудың үлкен кемшілігі болып, ылғалдандыру
процессіне көп энергия жұмсалатындығында.
Ауа ылғалдандырудың қолданыстағы әдістерін анализдеу нәтижесінде
ауа ағымын, жоғарыда келтірілген әдістерден өзге, әрі принципиалды түрде
өте ыңғайлы әдіспен- ультрадыбысты тербеліс көмегімен суды тозаңдандыру
принципінде жұмыс жасайтын аэрозольді қолданып ылғалдандырған дұрыс
деп шешілді. Бұл әдіспен жұмыс жасайтын ылғалдандырушы агентің
салыстырмалы түрде электр энергия шығыны анағұрлым аз және осы арқылы,
осындай ылғалдандырғыш аппарттарды қолданудың өзектілік шартын
қанағаттандырады. Инкубатордың ылғалдандыру жүйесінде осындай
принципте жұмыс жасайтын ылғалдандыру көзінің мұндай түрі - ауа
ағынында суды жоғары жылдамдықпен тозаңдандыратын, жоғары
дисперсиялы су аэрозолі сипатында болады және бұл оны өте тиімді әрі
инкубация процессін кері әсерсіз етеді. Бұған қатысты ыстық пардың әсерінен
эмбрионның бүлінуі, буға айналдыру үшін суды жылыту әсерінен
температураны реттеуге кері әсерін тигізуі, ылғалдылықты реттеудің өте
күрделілігі сияқты мәселелер жойылды. Ультрадыбысты тозаңдандырушы-
ылғалдандырғыш, қолданыстағы құралдардың алтернативті ғана емес, сондай-
ақ бірден-бір қаржылай және техникалық жағынан қолайлы ауыстырылымы
болып табылады.
1.2.2Ультрадыбысты фонтанда
сұйықтықты
тозаңдандыру
процессін іске асыру амалдары мен физикалық механизмі.
Судың деңгейінен төмен жерден су бетіне қарай белгілі бір интенсивті
ультрадыбысты толқын бағыттасақ, ультрадыбысты фонтан пайда болады.
Осы уақытта фонтанның пайда болуымен бірге, фантанның ортаңғы және
жоғарғы бөліктерінде жоғары дисперсиялы аэрозоль (тұман) пайда болады.
Аэрозольдің қалыптасуы бір қалыпты емес, оның теориялық анықтамасын
ғалымдар табиғаттың өзгермелілігі көзқарасында түсіндіреді және
кавитациондық-толқындық гипотезаны: кавитациялық көпіршіктердің
периодты гидравликалық соққылары аэрозоль тамшылары пайда болатын,
фонтанның бетінде тұрғын капилярлық шекті амплитудалы толқындардың
параметрикалық қозуына әкеледі.Барынша жиі кездесетін (БЖК) аэрозольдік
12
тамшылардың 0,02 - 20 мкм. БЖК тамшыларының мөлшері УД-тың
тербелістер жиілігіне тәуелді:
(1.1)
мұндағы: d - БЖК аэрозоль тамшысының мөлшері;
a - пропорциональдық коэфициент 0,3;
λк - копилярлық толқындардың қзындығы;
σ - беттік керілу коэффициенті;
ρ - тозаңданатын сұйықтың тығыздығы;
f - УД тербеліс жиілігі.
Ультрадыбыспен тозаңдату проссінің энергия көлемділігін көрсететін
негізгі факторлар, өнімділігі (аэрозоль бойынша) және шығындайтын электр
қуатының мөлшері болып саналады. Гершензон Э.Л. және Экнадиосянц О.К.
тағайындауы бойынша УД фонтандағы өнімділік сұйықты тозаңдатушының
физикалық факторларына тәуелді:
(1.2)
мұндағы: П - тозаңдату өнімділігі;
рн - қаныққан будың қасымы;
σ - сұйықтың беттік керілу коэффициенті;
η - сұйықтың динамикалық тұтқырлық коэффициенті.
Өрнекті (1.2) айқындаушы факторлар - темперура функциялары,
сондықтан судың тозаңдануы қыздырудың көмегімен анағұрлым интенсивті
болады. Судың температурасының көтерілуіне қарай тозаңдалу өнімділігінің
жоғарылауы тек аэрозольдағы тамшы санының артуымен анықталады, және
де оның дисперсиясының өзгеру дәрижесі болмайды. Фокустаушы УД-пен
суды тозаңдағанда өнімділік сұйықтың деңгейіне тәуелді, және оның қолайлы
(
) мәніне, көпшілік жағдайда тозаңдатқыштың фокусына (Ф) тең
(1.1-сурет).
Ф мәнінен аздап өзге болуы мүмкін, УД-ң физикалық
қуатына және тозаңдалатын сұйықтықтың қасиетіне тәуелді.
13
1.1 сурет -
- тозаңдатылатын сұйықтың қолайлы деңгейі
Жаңадан пайда болатын (құрылатын) бетте тозаңдатқыш қондырғының
1
-нан 1секундта шығындалатын акустикалық энергия (
) (1.3) теңдікке
сәйкес:
(1.3)
мұндағы: П' - сұйықтықтың нақты тозаңдалу жылдамдығы. (1.3) өрнекке П'-
ның орнына тозаңдалу жылдамдығының
√
есептелген мәнін қойғанда, (1.3) теңдік:
н п
түрге келеді.
(1.4)
УД фонтанға енген дыбыс ағынының энергиясының (Рдыб) көпшілік
бөлігі, кавитация байқалатын, фонтанның сұйықтық тозаңдалатын бөлігінде
жұмсалады. Және де, Рдыб шамасы, түрлендіргіштің шығаратын барлық
акустикалық энергиясының (Р) кейбір бөлігі ғана; РдыбР қатынас акустикалық
энергияны пайдаланудың кавитациялық коэффициенті (χ) болып саналады, ол
тозаңдатқыштың жұмыс режиміне тәуелді. Яғни χ ≈ 0,34 табалдырығынан аз
ғана жоғары кернеуліктегі режим, ал χ ≈ 0,65 қуаты жоғары режимде.
Ен.п.Рдыб қатнасы кавитациялық дисперсиясының тиімділігін анықтайды (γ).
Екі шаманың χ және γ көбейтіндісі (
≈ 1%) дыбыстың әсерінен
дисперсияланудың шамасын көрсетеді. Дегенмен, ηдис энергетикалық
сипаттама емес, ηдис - тің негізінде процесстің практикада қолданылу жағынан
14
нақты бағалауға болмайды. Акустикалық емес тәсілдермен де шашыраудың
тиімділігі төмен.
УД фонтанда судың тозаңдану процессінің физикалық механизмі
талданды, процесс энергетикасының айқындаушы параметрлері белгіленді,
ультрадыбысты
тозаңдандырғыш-ылғалдандырғышты инкубаторда
қолданудың мүмкіндігі және мақсатқа сай екені дәлелденді.
Инкубаторды автоматтандырудың бағдарламалық және аппараттық
жабдықтарын зерттеу
1.3 Инкубаторды автоматтандырудың
аппараттық
жабдықтарын зерттеу
бағдарламалық
және
1.3.1 Белгілі автоматандыру құралдарына шолу.
Қазіргі көптеген мекемелердің кейбір бөлімдерін автоматты басқару
үшін бағдарламалы - техникалық іске техникалық құралдарды негізделіп
құрылған. Мұндай құралдарға әр түрлі орындаушы механизмдерді, сол сияқты
бақылаушы, өлшеуші құралдарды кіргізуге болады. Олардың барлығы
өндірістік жүйеге біріктірілген. Мұндай жүйелердің орталық элементі
өндірістік бағдарламаланатын контроллер болып саналады. Өндірістік
көмегімен бағдарламалау мен қоса бақылау қатар іске асырылады. Өндірістік
контроллер өндірістің қауіпсздігін, максимум тиімділігін қамтамасыз етеді.
Қорыта келгенде мекеменің бизнес - процесстерін оқтайлыландыруға
мүмкіндік береді. Өндірістік бағдарламаланатын логикалық контроллердің
негізгі атқаратын жұмысы - ол әр түрлі құрылғылардан ақпарат жинау,
талдау, алынған мәліметтерді салыстыру, алдын ала тағайындалған схема
бойынша алынған сигналдарды логикалық талдау және басқарушы
сигналдарды беру [2].
Басқару және мәлімет жинаудың тарамдалған жүйесін қолдану мынадай
мүмкіншіліктер береді:
- дачиктерге баратын коммуникацялық кабельдердің шығынын едәуір
азайтады;
- қазіргі кездегі есептеуіш құралдардың қуатын басқару обьектісінің
қуаттылығына жақындатады;
- барлық қызмет жүйесінің мерзімін ұзарту, істен шыққан элементтерді
алмастыруды жеңілдету, бір неше өте қиын, маңызды тораптарды қатар
жүргізуді;
- модульділік принципінде қолданып, жеке элементтер мен тораптарды
біркелкі тәуелсіз әрі автономды етуді;
- жүйені толықтай бірден қоспай, кезең-кезеңімен іске қосуды;
- жүйені модернизациялауға шығынды азайту, жүйені тезірек кеңейту,
оның мүмкіндігін үдету;
- жаңадан құрылған жүйенің мекеменің жалпы ақпараттық жүйесіне тез
еңгізу(интеграциялау).
15
Қарастырылып отырған жұмыста Қазақстан нарығында кең кездесетін
әртүрлі өндірушілердің ұсынған бірнеше өндірістік контроллері
қарастырылған.
1.3.2 ABB АС 800M контроллерлері
Контроллер AC 800M - байланыс функцияларының жиыны көп
модульдық, контроллер, сол сияқты сақтаушылығы толық және қуаттаушы
кіріс-шығыс жүйесінің саны үлкен (1.2- сурет). Compact Control Builder
жоспарын пайдалануда,
AC 800M басқарудың кез келген шешімінде
қолдануға болады. Код пен библиотекаларды қайталап пайдалануда
функцияларға қолдануға дайын, сол сияқты үйлесімді қондырудың
оңтайлылығын қамтамасыз етеді.
AC 800M сериясы шиналық модульге негізделген және орталық
процессорларды, байланыс модулін, электрқорегін және қосымша жабдықтар
жиынын қамтиды. AC 800M контроллері сүйемелдейтін кіріс-шығы
қондырғысының кең спектріне, сол сияқты ұшқын қауіпсіздік типі де кіреді.
1.2 сурет - Контроллер ABB АС800М
ЦП - ның бес моделінің бір-бірінен айырмашылығы қуатты үнемдеуі,
еске сақтау көлемі, және де орташа қуаттыдан бастап жоғары қуаттыға дейін,
оны қолдануында, олардың әрқайсысы басқа контроллермен,
менеджерлермен, жоғарғы деңгейлі қосымшалармен байланыс үшін
үшеселенген Ethernet-портамтарымен қамтамасыз етілген. Егер
эксплуатациялық дайындықтың төтенше мәні болса, бұл порттардың резервке
сақтау күйіне келтіруге болады.
Ауқымдылығы - AC 800M контроллердің негізгі қасиеті. Модульдік
конструкциясы оларды кең және аз интегралданған автоматтанған жүйелер
үшін барлығына бірдей оңтайлы етеді. Қарапайым қолданыс үшін Compact
Products 800 контроллердің базалық блогі контроллерді, электркөзіблогін
16
және кіріс - шығыстың локальдық модулін қоса алады. Кеңейту үшін жай ЦП-
ны, кіріс-шығыс модулін, байланыс модулін және электр көзі блогін қосу
қажет.
1.3.3 Siemens SIMATIC S7-300 контроллері
SIMATIC S7-300 - бұл модулдік бағдарламалық контроллер, күрделілігі
төменгі және орташа(1.3-сурет) дәрежесі автоматтау жұйесін құруға арналған.
1.3 сурет - Контроллер Siemens SIMATIC S7-300
Табиғи тоңазытқышпен(салқындатқыш) жұмыс жасайтын модулдік
құрылғы, қолданылу мүмкіндігі локальды таратушыкіріс-шығыс құрылымға,
кең көлемді коммуникациялық мүмкіндігі, көп функциялы, операциялық
жүйені деңгейінде сүйемелді, қолдануға ыңғайлы, қызмет етуді қолайлы
қамтамасыз етеді, әртүрлі өндірістік орындардың автоматты басқару жүйесін
құру үшін рентабелді шешім алуға мүмкіндігі бар.
Контроллерді қолайлы пайдалануға керектісі: тиімділігі әртүрлі орталық
процестердің бірнеше типін қолдану мүмкіншідігі, дискреттік аналогтық
дабылдардың гамма модільдері бар кіріс-шығыстарының болуы,
коммуникациялық процестердің функционалдық модульдерінің болуы.
SIMATIC жоспарлаушы контроллерлер өндірістердің барлық саласында
автоматы жүйенің барлық саласында, өзінің құрамында стандартты басқару
құралдарын біріктіретін және өндірістік бағдарламаны кеңінен қамтамасыз
ететін базалық жүйе болады.
Жоғарғы икемділік, кіріс-шығыс тарату жүйесін қолдану мүмкіншілігі,
кең коммуникациялық мүмкіншілігі.
Объектіні модернизациялауда жүйені кеңейтуде қарапайымдылығы.
Техникалық сипаттамалары:
Құрылған
функциялар санының көптігінің арқасында SIEMENS
контроллерінің өнімділігі жоғары;
IP20-ң қорғаныс дәрежесі IEC529-ға сәйкес;
17
Жұмыс температурасының диапазоны горизонталь қондырғыда
0...60
(-25...60
-Outdoor), вертикаль қорндырғыда 0...40
(-25...40
-
Outdoor);
Салыстырмалы ылғалдылығы 5...95%, конденсатсыз(RH күрделілік
деңгейі 2 сәйкес 1ЕС 113-2пен);
Атмосфералық қысымы 795...1080ГПа;
Жүйенің изоляциясы=24В- сынақтық кернеуі=500В;
Жүйенің изоляциясы 230В - сынақтық кернеуі 1460В.
Орталық процессорлары 20 тип(түрлі):
- Орталық процессорлардың S7-300C(Compact) 6 түрі, технологиялық
функциялардың операциялық жүйесіне интегралданған және кіріс-
шығыстардың құрылған жиыны: CPU312CPU313CCPU313C-2 DPCPU 313C-
2 PTP314C-2 DPCPU 314C-2 PTP;
- Стандартты дайындалған орталық процессорлардың 4 моделі: CPU
312CPU314CPU 315-2 DPCPU 317-2 DP;
- стандартты дайындалған орталық процессорлар CPU 315-2 PNDP,
CPU 317-2 PNDP және CPU 319-3 PNDP industrial EthernetPROFINET ішіне
салынған интерфейспен;центральные процессоры CPU 315T-2 DP и CPU
317T-2 DP с встроенными в операционную систему функциями
позиционирования и управления перемещением, набором встроенных входов
и выходов, встроенным интерфейсом PROFIBUS DP DRIVE;
- орталық процессорлар CPU 315T-2DP және CPU 317T-2DP орын
ауыстыруды басқаратын операциялық функциялар жүйесіне орналасқан, кіріс-
шығыс жиыны бар, PROFIBUS DPD RIVE интерфейспен;
- 5 функциялы операциялық жүйелерге орналасқан 5 орталық процессор,
аварияға қарсы сақтану және қауіпсіздік автоматикасы орналасқан: CPU 315F-
2 DP, CPU 315F-2 PNDP, CPU 317F-2DP, CPU 317F-2 PNDP және CPU 319F-
2 PNDP;
- өнімділікке сәйкес сайлап алынған орталық процессордың есебіне
керекті мәселені шешуге қойылатын таламқа бейімделген S7-300S7-300F
жоспарланатын контроллердің тиімді бейімделуі.
SIMATIC
S7-300жаңа орталық процессорлардың өнімділігі
жоғарылатылған, мөлшері кіші, эксплуатациялық сипаттамасы жақсартылған,
ол барынша өнімнің құнға қатынасын жоғарылатады.
Мәліметтерді өңдеудің жоғары жылдамдығы:
Логикалық нұсқауды(инструкция) орындау уақыты 0,01..0,02мкс,
жүзуші үтірлі 0,02-ден 6мкс дейін, математикалық операцияның орындалу
уақыты.
Үлкейтілген есте сақтау жұмыс көлемі: 32 Кбайт CPU312-ден 1,4Мбайт-
қа дейін CPU319-де.
Бейне кестемен, түсініктемелермен барлық жобаның ММС архивының
сақталу мүмкіндігі.
18
S7-300орталық процессорлар бағдарламасы мына мілдерде орындалады:
LAD, FBD немесе STL, STEP 7, STEP 7 Professional ортадан немесе STEP 7
Lite(жүйелік үйлесімді сақтамайды).
Одан басқа, S7-300 бағдарлама үшін жоспарлаудың құрал-саймандық
тәсілі S7-YRAPH, S7-HighRAPH, S7-SCL, CFC немесе SFC қолданылуы
мүмкін. Олар S7-300CPU 314-пен немесе одан да қуатты, орталық
процессорларымен контроллерлерді жоспарлау үшін қолданылуы мүмкін.
V2.6-дан және жоғары операциялық жүйелі орталық процессорларда
операциялық жүйені жүйе арқылы жаңарту мүмкіндігі қамтамасыз етіледі.
1.3.4 ICPDAS WinCon контроллері
WinCon-8000(1.4-сурет) контроллерлер ICP DAS компаниясы
-
өндіретін өндірістік контроллерің соңғы буыны. WinCon-8000 өнімділігі
жоғары, тактикалық жиілігі 206МГц және оперативтік жады 64Мб Intel Strong
ARM процессорды пайдалану нәтижесінде жаңа мүмкіндік алды.
1.4сурет - Контролер ICPDAS WinCon-8000
WinCon-8000 өндірістің көптеген саласында автоматтандырудың нағыз
әртүрлі мәселелерін(есептерін) шешу үшін қолданылады. Оған аналогтік,
дискреттік дабылдардың қашықтағы кіріс-шығыс модульдерін қосумен қатар,
кез-келген басқа да құрылымдарды: принтер, модемдер, POS-ттерминалдарды,
басқа да компьютерлерді, контроллерді, бір сөзбен айтқанда ізбектелген
немесе USB порт арқылы мәліметтерді нені айырбастауға болады соның бәрін
қосуға болады. Сонымен, жаңа контроллердің арқасында сіздің жүйеңіз
немесе оның жеке сегменттері барынша күрделі пішінге және топологияға ие
болуы мүмкін, және де мұнда бұрынғы сенімді, қарапайым басқару, бабына
келтіруге болатын күйінде қалады.
Негізгі сипаттамалары:
- температуралық жұмыс диапазоны: -25-тен +60 -қа дейін;
- қолдау(поддержка)
RS-232-485,
ModBus TCP, DCON, Ethernet,
CANOрен, DeviceNET;
- Бағдарламалау жүйесінің дамуы;
19
- Ішке орнатылған диагностика функциясы;
- Кірісшығыс модульдерінің үлкен таңдауы;
- ГОСТР-ға сәйкестік сертификаты
- Өлшеулер құралдарының беркітілуі туралы сертификат
- ICP DAS компаниясы қазіргі кездегі жоғарғы тезәрекетті және әртүрлі
мүмкіндікті автоматтандыру жүйесін құру үшін контроллердің кең спектрін
ұсынады. Ішке орнатылған операциялық жүйелері бар PC-сыйымды
контроллерлер: Windows, Linux және MiniOS7.
- Жады 128 Мбайтқа дейінгі SRAM және 14 Мбайтқа дейінгі
Flash;Интерфейсы RS-232485, Ethernet, PS2, USB, VGA-выход;
- Интерфейстер RS-232485, Ethernet, PS2, USB, VGA-шығыс;
- Ішке орнатылған күзеттік таймер;
- жоғары жылдамдықты параллель шиналы(1-8К серия) және тізбекті
шиналы(1-87К серия) кіріс-шығыс модільдерін қосуға арналған;
- кіріс-шығыс модульдерін алмастыратын горячей мүмкіндіктер;
- ModBus RTUASCIITCP және DCDN протоколдары;
- Жоспарлық қамтамасыз етуді, ішке орнатылған SQL-сервер,
FTPсервер, HTTP-сервер, ASP(Java-скрипт, VB-скрипт), Compact, Net
Framework 3.5 қосады;
- JSAGRAF немесе InduSott ішке орнатылған модельдер.
WinCon-8000 контроллер сериясы І-8000 сериясының әрқарай жалғасы.
Енді бұл типті контроллер емес, толыққұнды компьютер. Ол IntelStrong ARM
206МГц процессор базасында дайындалған, ішке орнатылған, VGA портымен
видеокамерасы бар, разъемы USB, манипулятор мен клавиатура үшін PS2,
сол сияқты CompactFlash стандартты жинақтағышты қосу мүмкіншілігі бар.
Осының бәрі осы контроллерді толық өндірістік компьютер ретінде қолдануға
мүмкіндік береді. Осыған қоса, WinCon аппараттық сабақтастықты сақтайды,
түгелімен кіріс-шығыс I-8000 серия модулімен толық бірлескен. Соңында,
Windows CNET-нің реал уақыттағы операциялық жүйесі, VisualBasic
пайдаланып, WinCon-ға бағдарламаға мүмкіндік береді. NET, Visual C#,
Embedded Visual C++, сол сияқты қазіргі SCADa-жүйелер.
1.3.5Бағдарламаланатын контроллерлерге салыстырмалы талдау.
Жоғарыда баяндалған контроллерлердің техникалық сипаттамасының
салыстырмалы талдауы Сравнительный анализ технических характеристикасы
(1.1-кесте) берілген. Жоғарыда келтірілген ППК-ның жетістігі мен кемшілігі
(1.2-кесте) келтірілген.
20
1.1 к е с т е - Контроллерлерді салыстыру
21 Контроллер типі
АС 800М
Simatic
S-300
Wincon-8000
Compact
FieldPoint-2xxx
Процессор
24 - 95
Mhz
До 200 Mhz
80 - 200 Mhz
Intel ARM
75 - 400 Mhz
PowerPC
ОЗУ
8 - 32 MB
16-512 KB
До 128 MB
32 - 256 MB
Flash-жады
4 MB
До 8 MB
До 64 MB
До 256
кіріс шығыс саны
24 - 96
1024
96
96
коммуникациялық
біріктіру саны
50
6-32
12
12
Жұмыс
температурасы
+5 +55
-25 +60
-25 +60
-40 +70
Соғылуға
шыдамдылығы
20 G
30 G
30 G
50 G
Ethernet, RS-232,
RS-485, Modbus
және т.б.
+
екеу
+
+
екеу
+
екеу
үшеу
ОСРВ
+
+
Windows CE
6.0
Phar Lap ETS
& Wind River
VxWorks
программалық
қамсыздандыру
Control
Builder
STEP 7
Microsoft
Visual Basic
NI LabVIEW
1.2 к е с т е - Бағдарламаланатын контроллерлерге салыстыру
22 Контрол
лер
Артықшылығы
Кемшілігі
ABB АС800М
1. Қоректенуінің барлық түрлерін, барлық байланыс
каналдарын жүйенің барлық деңгейінде резервте сақтау
басқару жүйесін сенімді орнықсыз құруға мүмкіндік береді.
2.Кіріс-шығыс каналдарының үлкен санын сүйемелдеуге,
коммунициалық каналдарды сүйемелдеу кез келген күрделі
басқару жүйесін икемді құруға мүмкіндік береді..
3. 800xA негізінде мекемені түгелімен автоматтандыруды
кеңейтуге мүмкіндік береді.
1. Жүйенің көлемділігі.
2. монтажбен кейбір қиындықтар.
Siemens
Simatic S-300
1. Аппараттық құралдарның құны онша үлкен емес;
2. Орталық процессорларының түрлерінің көптігі;
3 СНГ территориясында, оның ішінде Қазақстанда көп
тараған.
1. Қазіргі кезде барынша ескірген
операциялық жүйе қолданылады.
Сондықтан қазіргі заманғы РС-
біріккен контроллерлер жаңа
функциялары қолдау таппайды
ICPDAS
Wincon-8000
1. Аппараттық құралдарының құны онша үлкен емес;
2. Ашық протоколдарды қолдану, өндірушілердің кең
спектрінің құрылымын бір жүйеге жинақтауға мүмкіндік
береді;
3. Басқару жүйелерін, одан жоғары деңгеймен жинақтаудың
қарапайымдылығы, мекеменің басқару жүйесі жағынан
берілген техникалық процесстерге кіруді жеңілдетуге
мүмкіндік береді.
1. Бағдарламалық қамсыздандыру
ету жұмысының орнықсыздығы
ТПАБЖ құрушыға көптеген өнеркәсіптік контроллерлердің арасынан
белгілі бір өндірушіні таңдау оңай емес. Автоматандыру жүйесін таңдау
кезінде, жөндеуге жарамдылығы және ұсынылып отырған фирманың
кепілдіктен кейінгі қызмет көрсетудің болуы сияқты қасиеттерін ескеруді
ұмытпау керек. Оқу-зерттеу қондырғыларындағы автоматтандыру жүйесіне
қойылатын талаптар бір неше өзгешелеу, мысалы, кең көлемді басқару және
өлшеу сигналдардың болуы, аналогты сигналдардың дәлдігі, кедергілерден
қорғанысының болуы, жүйенің жұмысының жылдамдығы,
жүйенің
құрылымын кеңейту және өзгерту . Бұл талаптарды үлкен шамада SIEMENS
фирмасының контроллерлері қанағаттандырады.
Siemens контроллерлерінің негізінде икемді, оңай кеңейтілетін, кез
келген қиындықтағы жүйенің құрылымы орындала алады.
Көптеген жағдайда, контроллерлердің көмегімен түрлі таптаурын емес
және аналогты сигналды өлшейтін канал санының молдығын талап ететін,
диагностикалық қондырғыларға қызмет көрсетуге тура келеді. Осындай
мақсаттағы есептерді орындау үшін контроллердің қондырылған
бағдарламалық қамсыздандыруын құру үшін
лайықты бағдарламалық
топтама бар болған жөн.
Бағдарламалық қамсыздандырудың жеңілдігі мен ашықтығы көп
жағдайда басқару жүйесін құрудың жылдамдығына толықтай әсер етеді.
Сонымен бірге, қолданудың түрлі шарттарын ескермей-ақ таңдалмайтын
контроллердің бағасыда маңызды фактор болып табылады.
Бұл жұмыста SIEMENS компаниясының Step7-313C контроллері
қолданылады. Бұл контроллерді таңдаудың өзектілігі:
Бір контроллердің көмегімен - бірнеше инкубаторларды басқаруға
мүмкіндік береді.
Себебі,
сигнал саны жағынан
талаптарды
қанағаттандырады. Ауыл-шаруашылығы үшін мұндай инкубаторлар өте
ыңғайлы .
Өткізілген талдаулардың негізінде, бұл контроллердің өнеркәсіптік
мақсаттағы тапсырмаларды орындауға, яғни негізгі техникалық процесстерді
автоматтандырудың техникалық құралы ретінде жарамды.
1.4 Дипломдық жұмыстың мақсаты мен есептің қойылымы
Жұмыстың мақсаты: Инкубация камерасындағы инкубаторлық
процесстерді басқару жүйесі мен температураны реттеу жүйесін құру.
Қойылған тапсырмалар:
1 Ауа ағынын ылғандандырудың автоматты басқару жүйесін құру.
2 Жұмыртқа науаларын бұрудың автоматты басқару жүйесін құру.
3 Температураны автоматты реттеу жүйесін құру; жүйе құрылымының
параметрлерін анықтап, орнықтылыққа тексеру.
4 Pro Tool визуализация ортасында оператордың басқару панелін құру.
5 Жобаның экономикалық тиімділігін мен еңбек қауіпсіздігін талдау.
23
2 бөлім. Технологиялық процесске сипаттама
2.1 Инкубациялық
процесстің
принципиалды
технологиялық
сұлбасын құру
Өнеркәсіпте бастапқы материалдар құрамының өзгеруімен, агрегаттық
күйінің өзгеруімен байланысты терең өзгерістерге ұшырайтын әр түрлі
процесстер іске асырылады. Технологиялық процесстерде әдетте бір уақытта
немесе ретімен әр типтегі физикалық, физико-химиялық процесстер жүреді.
Осыған орай техлогиялық аппараттардағы инкубациялық процесстің
тиімділігі көптеген факторларға тәуелді: процесстердің орындалу реті
(орталардың араласуы, жылыту мен салқындату, ылғалдандыру мен
қайықшаның бұрылуы және т.б.), аппарат көлеміндегі әр процесстің өзін
бөлек алғандағы тиімділігіне, яғни процессті орындаушы механизмді таңдауда
(ылғалдандырушы механизм, қыздырушы механизм, суытушы механизм және
т.б). Осылайша, жоғарыда аталған операциялар реттері, нұсқауланған
процесстерді орындаушы механиздері және оларды орындау интенсивтілігі -
толықтай алғандағы өндірістік процесстің іске асырылу мүмкіншілігін,
тиімділігін және пайдалығын айқындайды
Бұл бітірушілік жұмыста инкубация ортасын жылыту және суыту,
ылғандандыру және ондағы қайықшаларды бұру процесстерінен тұратын -
инкубациялау процессін визуалды иммитациялау программасы - TAI Portal
орындалады.
Технологиялық принципиалды сұлбада (2.1-сурет) басқару обьектісі -
қыздырғышы, ылғалдандырушысы, қайықшаларды бұрушы және
салқындатқыш вентилятордан тұратын - инкубациялық блок үшін құрылды.
Инкубатор құрылымына: 1 - жылуэзоляциялық корпус, 2 - кіріс және 3 -
винтилятор орналасқан, шығыс саңылаулары, 4 - инкубациялық камера және
онда бұрушы механизмі бар, горизондаль орналасқан 5 - жұмартқаға арналған
науалар блогы, ауа ағынын қыздырушы 6 - электр қыздырғышы, 7 -
қозғалтқышты винтиляторы бар винтиляция жүйесі, 8 - УД тозаңдағышы бар,
9 - ылғалдандырғыш блогы, температура мен ылғалдылықты реттейтін 10 -
датчиктер блогы кіреді, 11- инкубация камерасынан ауаның винтеляция
камерасына ауысуына арналған саңылау.
Бұл сұлбада бір-бірінен дербес үш жүйені қарастыруға болады. Олар -
ылғалдандыруды басқару жүйесі, жұмыртқалар орналасатын қайықшаларды
бұруды басқару жүйесі және инкубация камерасының ауа ағынының
температурасын реттеу жүйесі.
Ылғалдандыру блогының құрамына: су құйылатын табақша, УД
тозаңдағыш және табақшадағы суды реттейтін Ползунов реттеуіші
қолданылады. Табақшада тозаңданған су тамшылары Ауа ағынымен
араласып, инкубация камерасына жеткізіледі.
Инкубация камерасында горизонталь орналасқан жұмыртқа салынатын
қайықшаларды (науаны), ауа ағыны жұмыртқаның барлық бөлігіне әсер ету
24
үшін
-қа бұру қажет. Ол үшін арнайы элект қозғалтқышы қолданылады
және ол ақырғы айырғыштары арқылы өшеді. Ақырғы айырғыштар науаның
екі жаққа бұрылғанда
-ке тең болатын жерте орналасқан. Яғни науаның
бір ұшы
-ке жеткенде ақырғы ажыратқышты іске қосу арқылы электр
қозғалтқышын ажыратады.
Температураны реттеу жүйесіның құрамына - қыздырғыш пен суытқыш
винтилятор, яғни сырттан ауа тартқыш электр қозғалтқышты винтилятор
кіреді. Қыздыру процессі мен суыту процессі периодты қайталанып отыратын
ортадан тартқыш винтилятордың қатысуымен өтеді. Яғни ортадан тартқыш
винтелятор - инкубация камерасындағы ауаны винтеляция камерасына
тартып, ауаны жылытып, одан кейін ылғалдандырып және оттекпен
қамтамасыз етіп, қайтып инкубация камерасына айдайды. Суыту процессі
ауаның шығыс саңылауында орналасқан винтилятор көмегімен инкубация
камерасындағы жылы ауаны сыртқа тарту арқылы кіріс саңылаудан ішке жаңа
ауа кіргізумен жүреді.
2.1 сурет - Принципиалды технологиялық сұлба
25
2.2 Технологиялық процесстердің функционалды сұлбасын құру.
Функционалды сұлбалар - технологиялық процесстердің автоматты
бақылау, басқару және реттеудің жеке тораптарын функционалды-блогтық
структурасын және басқару нысанын бағдарламалық және аппараттық
жабдықтауын анықтайтын негізгі техникалық құжат болып табылады.
Бітірушілік жұмыста бірнеше жеке тораптарды автоматтандырудың
жалпы функционалды сұлбасы құрылған. Реттеудің 2 каналы, басқарудың 4
каналы бар:
1) Жылу энергиясын беруді ұлғайту немесе азайту (қыздырғыш);
2) Сыртқы ортамен ауа алмасу (вентилятор);
3) Ортадан тартқыш вентиляция (вентилятор);
4) Науалар блогын оң жаққа бұру (электржетек);
5) Науаларды сол жаққа бұру (электржетек);
6) Ауаны ылғалдандыру (ылғалдандырғыш).
2.2 - суретте инкубация процессін автоматтандырудың функционалды
сұлбасы көрсетілген. Келтірілген сұлбада температураны реттеу келесі
контурлар арқылы жүреді: өлшеу орнына орнатылған ТЕ- термодачтиктен
(сезгіш элемент) контроллердің кіріс-шығыс модуліне беріледі. Модульде ТТ-
аналогтық түрлендіруден өтіп, Градус Цельсийге ауысады. Температура
TIRQ-пайдаланушы интерфейсінде көрсетіліп, тіркеледі. Түрлендіруден кейін
контроллерде ТС- температураны автоматты реттеу жүзеге асады. Контроллер
әсер ету сигналын
HD (1-2) қолданушының интерфейсінде берілген
тапсырмаға байланысты таңдайды және NS-дискретті түрлендіруден кейін
орындаушы механизмге яғни жетеді. 1-ші жағдайда қыздырғышқа және 2-ші
жағдайда винтеляторға. Ал, 5-ші жағдайда ылғалдандырғыш автоматты реттеу
емес, KS-бағдарламалық басқару арқылы жұмыс жүргізеді.
Науалар блогы HD (1-1)- қолданушы интерфейсінде берген уақытқа
байланысты KS - контроллерде бағдарламалық басқарудан өтіп, дискреттік
түрлендіргіш арқылы орындаушы механизмді іске қосаты. Бұл жүйенің KV -
жергілікті басқару органы бар. Яғни, ақырғы ажыратқыштары науалардың
керекті позициясына жеткенде іске қосылып, электржетекті істен шығарады.
Сұлбаның белгіленулері:
TE
TT
TC
HD
- Сезгіш элемент
- аналогты түрлендіру
- автоматты реттеу
мпературы
тапсырма беру
TIRQ
KS
NS
KV
- Мәнін көрсету, сақтау
- бағдарламалық басқару
- дискретті түрлендіргіш
- ақырғы ажыратқыш
26т-еинтерфейсте сандық
2
1
3
ауа
Инкубациялық
камера
2
3
TE
1
TE
2.3 сурет - Инкубациялық процесстерді автоматтандырудың
функционалды сұлбасы
27
KV
NS NS NS
TT
TT NS NS
KS KS KS
TC
HD TIRQ HD HD TIRQ
1-3 1-1 1-1 1-2 1-2
Прогр. упр-е Местн.орг.
управления
и авт. регу-е
S7 313C
приложен
ия
Интерфейс
TIA Portal
3-бөлім. Инкубациялық процессті басқару жүйесін құру
3.1 Ауа ағынын ылғандандырудың автоматты басқару жүйесі
Инкубатордағы ылғалдылықтыавтоматты басқару өнеркәсіптік
деңгейдегі инкубаторларда да қиынтықпен шешілетін тасырма болып
табылады. Бұл сұрақ - жұмыртқалардан балапан жарып шығуының
өнімділігіне тікелей байланысты болғандықтан, өте маңызды болып
табылады.
Ылғалдылық - жұмыртқа инкубациясы кезінде бақылануға тиісті төрт
фактордың бірі, ал қалғандары, яғни, температура, ауа алмасу және
жұмыртқалар орналасатын науаны бұру.
Инкубатордағы ылғалдылықты жоғары дәлділікпен ұстап тұру үлкен
машахатты талап етеді. Бірақ, осы жұмыста пайдалануға өте икемді деп
табылған УД тозаңдатқыш - ылғалдатқышты пайдаланғанда, сол машахаттар
жойылады және ылғалдатқыш блоктың технологиялық принципиалды
сұлбасы мына күйде болады (3.1 - сурет).
4
3
1
5
2
мұндағы: 1- су құйылатын ыдыс (табақша); 2-УД тозаңдатқыш-
ылғалдатқыш; 3-Ползуновтың су деңгейі реттегіші; 4-Ползунов реттегішінің
жүзгіш қалтқысы (поплавок); 5- ылғалдандыру блогын сумен қамсыздандыру
көзі.
3.1 сурет - Инкубатордың ылғалдандыру блогының технологиялық
принципиалды сұлбасы
Инкубацияның оңтайлы ылғалдылығы болып 50-55% аралығы
болғандықтан, ылғалдылықты реттеудің орнына бағдарламалық басқару
жүргізуге мүмкіндік бар. УД тозаңдатқыш-ылғадатқыштың өте аз уақыт
ішінде ылғалдылық бөлетіндігі - бағдарламалық басқаруды мүмкін әрі
қолайлы қылады. Яғни бағдарлама жүзінде жоғарғы шектік мәнін 55% деп
алсақ, төменгі шектік мәнін 51% деп алсақ болады.
Ультра дыбысты тозаңдатқыш-ылғалдатқыштың
(3.3-сурет)
су
деңгейінен төмен тұруы қажет. Кері жағдайда ылғалдағыш жұмысын
28
атқармайды. Сондықтан судың деңгейі төмендеп кетпеуі үшін Ползунов
реттеуішін (3.2-сурет) қолданамыз. Бұл реттеуіштің жұмыс істеу принципі өте
қарапайым. Сумен қамсыздандыру көзіне орналасқан клапан - жүзгіш
қалтқының (поплавок) көмегімен реттеледі. Яғни су деңгейі төмен түскенде,
қалтқы бірге түсіп, клапанды ашады. Клапаннан су өтіп, су деңгейі көтеріледі.
Сумен бірге қалтқы бірге көтеріліп, клапанды жабады.
3.2 сурет - Ползуновтың су деңгейін реттегіші
3.1.1 Mist maker-350 ультрадыбысты ылғалдандырғышы.
Ультра дыбысты тозаңдатқыш-ылғалдатқыштарды (3.3-сурет) қазіргі
кездері көкөніс қоймаларында, типография бөлмелерінде және саңырауқұлақ
өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Бірақ, инкубаторларда бұл жолмен
ылғалдандыру әлі өріс ала қойған жоқ. Сол себепті осы әдіспен инкубаторды
ылғалдандыру арқылы, инкубациялық процесстің ең қыңыр факторына құрық
салынып, ылғалдандыру процессі өте қарапайым, тиімді әрі электр
энергиясын қолдану жағынан үнемді болады.
Ылғалдандырғыштың
техникалық сипаттамалары (3.1-кесте) төменде келтірілген.
29
3.3 сурет - Ультра дыбысты ылғалдатқыштың сыртқы бейнесі.
3.1 к е с т е - Ылғалдандырғыштардың техникалық сипаттамасы
3.1.2 ИПТВ-56 температура мен ылғалдылықты өлшеуіш
түрлендіргіші.
Температура мен ылғалдылықты өлшеуіш түрлендіргіші газды
ортадағы температура мен ылғалдылықты өлшеу және 0-5 мА
унифицирленген токтық шығыс сигналына түрлендіруде қолданылады.
Сигналды өңдеу типіне байланысты аналогды аспаптардың қатарына жатады.
Бұл түрлендіргіштер (3.4-сурет) өнеркәсіптегі, энергетика саласындағы және
ауыл шаруашылығындағы технологиялық процесстің автоматты бақылау,
реттеу және басқару жүйелеріндегі гигрометриялық сипаттамаларын өлшеу
үшін қолданылады.
Осы түрлендіргіштің метрологиялық
сипаттамалары (3.2 кесте)
жобадағы өлшеу аспаптарына қойылатын талаптарды қанағаттандырады.
3.4 сурет - ИПТВ-056 түрлендіргішінің сыртқы бейнесі.
30
Типі
Тозаңдату
мөлшері
Жұмыс
кернеуі
Қуаттылығы
Размер
ВпМ-350
= 350мл Н
24V
18W
Диаметрі 45мм; биіктігі
27 мм.
ВпМ-900
= 900мл Н
36V
1.5A
Диаметрі 68мм; биіктігі
27 мм.
ВпМ-1500
= 1500 мл H
36V
140w, 4А
Диаметрі 100 мм; биіктігі
27мм
ВпМ-2000
= 2000мл H
36V
150W
Ұзындығы 154мм; ені
88мм; биіктігі 30мм.
ВпМ-3000
= 3000 мл H
36V
300W
Ұзындығы 254мм; ені
88мм; биіктігі 28мм.
ВпМ-5000
= 5000 мл H
48V
250W
Ұзындығы 254; ені 88мм;
биіктігі 56мм.
3.2 к е с т е - Түрлендіргіштің метрологиялық сипаттамалары.
3.1.3 Ылғалдылықты автоматты бақылаудың алгоритмін құру.
Инкубация жұмыртқа эмбрионы дамуына байланысты 4 кезеңге
бөлінеді. Әр периодта инкубацияның ылғалдылығының қолайлы жағдайдағы
мәні (3.3-кесте) өзгеріп отырады. Сондықтан, бағдарлама инкубацияның 4
кезеңі үшін ылғалдылықтың қолайлы жағдайларының мәндері негізге ала
отырып жазылады (3.5-сурет).
3.3 к е с т е - Инкубация кезеңдеріндегі ылғалдылықтың қолайлы мәні
Кезең
1
2
3
4
Күндер
1-7
8-14
15-18
19-21
31
Ылғалдылық
55%
45%
50%
65%
Сигналды өңдеу принципі
Аналогты
Температура өлшеу диапазоны
-40 - 110 °С дейін
Ылғалдылық өлшеу диапазоны
5 - 98 % дейін
Қоректену кернеуі
0 - 5 мА
Шығыс сигналы
24 2.4 В
Температураны өлшеудің қателігі
0,2 °С; 0,4°С
Ылғалдылықты өлшеудің
салыстырмалы қателігі
2%; 3%
Басы
-
ВКЛ +
+
Timer1 +
-
Timer1
+
Timer2 +
-
D_UV 55
+
Timer3 +
-
Timer2
-
+
D_UV 45
+
UV-
UV+
-
Timer3
+
UV-
UV+
Timer4 +
-
D_UV 50
+
-
Timer4
-
+
D_UV 55
+
UV-
UV+
UV-
UV+
Соңы
3.5 сурет - Ылғалдандыру автоматты басқару жүйесінің алгоритмі
32
3.2 Жұмыртқа науаларды бұрудың автоматты басқару жүйесі
Табиғи жағдайда шығарылатын жұмыртқаларды құстар уақытымен
домалатып, яғни бауырымен тек бір жағын ғана баса бермей, аударып,
жұмыртқаның теріс жатқан бөлігіне де жылу береді. Инкубаторда да осы
процесске көп көңіл бөлінеді. Сондықтан да, науалар блогының бір неше
түрлері (3.6-сурет) кездеседі. Жобада осінен және өзара бекітілген бір неше
науардан тұратын науалар блогы таңдалды (3.6,б-сурет). Қалған әдістерге
қарағанда таңдалған әдіс өзінің қарапайымдылығымен, оңтайлылығымен және
жұмыртқаның толық аударылатынымен ерекшеленді.
мұндағы:
а)
Итергіш қалақшасы бар дөңгелек наулар блогы;
б) Ортасынан бұрылатын науалар блогы; в) Домалатушы рамасы бар науа.
3.6 сурет - Жұмыртқаларды домалатуға арналған, инкубаторлардағы
науалар блоктары.
3.2.1 Науаларды бұрудың техникалық жабдықтарының сипаттамасы.
Өзара байланысқан науалардың (3.7-сурет) екі ұшына бекітілген
шынжыры бар, жұлдызшалы электр қозғалтқышы (3.7-сурет) науаларды
-
қа бұрады. Ақырғы айырғыштар науаның екі жаққа бұрылғанда
-ке тең
болатын жерде орналасқан. Яғни науаның бір ұшы
-ке жеткенде ақырғы
ажыратқышты іске қосу арқылы электр қозғалтқышын ажыратады.
33
Программа жүзінде науалар блогын электр қозғалтқышының
полюстерін алмастыратын екі дискретті сигнал қолдану арқылы бұрамыз.
Ажыратқыштарды науа іске қосқанда,
электр қозғалтқыш жұмысын
тоқтататындықтан, программа жүзінде электр қозғалтқышының жұмыс жасау
уақыты 30 секунд деп алынды.
мұндағы: 1-Жұлдызшалы электр қозғалтқыш; 2-науаларға бекітілген
шынжыр; 3-жұмыртқалар орналасқан науа; 4-Науаның бұрылу осі;
3.7 сурет - Науалар блогының құрылысы.
Бұрушы
РД-09 маркалы электрқозғалтқыштың
екі ақырғы
ажыратқыштары бар
(3.8-сурет).
Ажыратқыштар қажетті кіріс
сигналдарының санын азайтуға өте ыңғайлы.
Осы электрқозғалтқышының технологиялық сипаттамалары (3.4-кесте)
жобадағы орындау механизмдеріне қойылатын талаптарды қанағаттандырады.
34
3.8 сурет - РД-09 маркалы электрқозғалтқышының сыртқы бейнесі.
3.4 к е с т е - РД-09 қозғалтқыштың технологиялық сипаттамалары
3.1.3 Науаларды бұрудың алгоритмін құру.
Инкубация жұмыртқа эмбрионы дамуына байланысты 4 кезеңге
бөлінеді. Әр кезеңде инкубацияның науаларын бұрудың оптималды саны
(3.5-кесте) өзгеріп отырады. Сондықтан, бағдарлама инкубацияның 4 кезеңі
үшін науаларын бұрудың оптималды санын негізге ала отырып жазылады
(3.9-сурет).
3.5 к е с т е - Инкубацияның науаларын бұрудың оптималды саны
35
Жұмыс жасау принципі
Резерсивті мотор-редуктор
Қуаттылығы
20 Ватт
Айналу жиілігі
15 айнмин
Тарту күші
16кгсм
Қоректену көзі
220 В
Изоляция классы
В (130°)
Период
Күндер
Бұру
1
1-7
Күніне 4 рет
2
8-14
Күніне 6 рет
3
15-18
Күніне 6 рет
4
19-21
жоқ
Басы
-
ВКЛ +
+
Timer1 +
Timer2 +
-
Timer1
+
Timer5 +
Timer3 +
-
Timer2
+
Timer6 +
-
POV-
Timer 5
+
POV+
Timer4 +
-
Timer3
+
Timer7 +
-
POV-
Timer6
+
POV+
-
Timer4
+
-
Timer7
+
Timer8 +
POV-
POV+
-
POV-
Timer8
+
POV+
Соңы
3.9 сурет - Науаларды бұру автоматты басқару жүйесінің алгоритмі
36
3.3 Температураны автоматты реттеу жүйесі
3.3.1 Температураны автоматты реттеу жүйесі ретінде зерттелетін
нысан.
Дипломдық жұмыстың бұл бөлімінде зерттеу нысаны ретінде Алматы
Энергетика және Байланыс Университетіне National Instruments
компаниясымен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz