Автоматизация станка с ЧПУ

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Октября 2011 в 18:52, дипломная работа

Описание работы

Современный электропривод представляет собой конструктивное единство электромеханического преобразователя энергии (двигателя), силового преобразователя и устройства управления. Он обеспечивает преобразование электрической энергии в механическую в соответствии с алгоритмом работы технологической установки. Сфера применения электрического привода в промышленности, на транспорте и в быту постоянно расширяется. В настоящее время уже более 60% всей вырабатываемой в мире электрической энергии потребляется электрическими двигателями. Следовательно, эффективность энергосберегающих технологий в значительной мере определяется эффективностью электропривода. Разработка высокопроизводительных, компактных и экономичных систем привода является приоритетным направлением развития современной техники.

Содержание работы

Введение 6
1 Анализ объекта управления 8
1.1 Основные требования к объекту управления 8
1.2 Принцип работы БДПТ 10
1.3 Управление шаговым двигателем 14
1.4 Описание объекта управления 17
1.5 Анализ целей управления 17
2 Обзорный анализ существующих аналогов СУ 18
3 Построение структурной схемы СУ 20
4 Проектирование принципиальной схемы СУ 22
4.1 Выбор управляющего микроконтроллера 22
4.1.1 Основные требования к микроконтроллеру 22
4.1.2 Анализ аппаратных ресурсов микроконтроллера и обоснование их использования 23
4.1.3 Модуль микроконтроллера 24
4.2 Проектирование силовой части схемы 25
4.2.1 Устройство сопряжения и транзисторный ключ 25
4.2.2 Датчики положения ротора 27
4.2.3 Оптический энкодер 29
4.2.4 Разработка принципиальной схемы блока питания 32
4.3 Проектирование интерфейса пользователя 32
4.3.1 Модуль ЖК-дисплея 32
4.3.2 Устройство сброса микроконтроллера 34
5 Синтез алгоритма СУ 35
5.1 Разработка алгоритма микроконтроллера 35
5.2 Процедура инициализации 36
5.3 Основной цикл программы 38
5.4 Обработка прерывания QEI 38
5.5 Отладка программы микроконтроллера в среде MPLAB 39
5.6 Настройка параметров среды программирования 40
5.7 Создание нового проекта 40
5.8 Создание основного файла проекта 41
5.9 Подключение дополнительных файлов проекта 41
6 Технологическая часть 42
6.1 Программирование микроконтроллера 42
6.2 Разработка печатной платы 43
6.2.1 Общие сведения о системе проектирования печатных плат ACCEL P-CAD 2002 44
6.2.2 Технология изготовления печатных плат 44
6.2.3 Разработка печатных плат системы управления и силовой части 46
7 Экономическая часть 51
7.1 Расчет стоимости опытного образца 51
7.1.1 Расчет стоимости основных материалов 51
7.1.2 Расчет стоимости покупных изделий 52
7.2 Расчет стоимости проектирования и изготовления устройства 54
7.2.1 Расчет основной заработной платы 54
7.2.2 Расчет дополнительной заработной платы 54
7.2.3 Отчисления на социальные нужды 54
7.2.4 Общая стоимость проектирования и изготовления устройства 55
7.3 Общехозяйственные расходы. 55
7.4 Расчет полной стоимости устройства 56
7.5 Экономический эффект от создания устройства 56
8 Охрана труда и окружающей среды 57
8.1 Охрана труда 57
8.1.1 Разработка системы управления 57
8.1.2 Изготовление печатных плат системы управления и силовой части 60
8.1.3 Эксплуатация и обслуживание системы управления 63
8.2 Охрана окружающей среды 64
8.2.1 Охрана окружающей среды при работе на ПЭВМ 65
8.2.2 Охрана окружающей среды при работах по пайке и лужению 65
8.2.3 Экономия ресурсов и утилизация прибора 66
Заключение 68
Список литературы 69
Приложение А 70
Приложение Б 71
Приложение В 73
Приложение Г 74
Приложение Д 92

Файлы: 1 файл

ДИПЛОМ.doc

— 2.79 Мб (Скачать файл)

     7.2    Расчет стоимости проектирования и изготовления устройства

     7.2.1    Расчет основной заработной платы

     В состав основной заработной платы включаются выплаты за фактически выполненную  работу в соответствии с окладами, тарифными ставками и расценками всему персоналу, принимавшем участие в разработке данного изделия. В общем случае основная заработная плата работников может быть рассчитана по формуле:

(7.3)

n –  количество категорий работников;

Oi – трудоемкость проектных работ, выполненных i-тым работником;

i – часовая тарифная ставка i-того работника.

     7.2.2    Расчет дополнительной заработной платы

     В состав дополнительной заработной платы  работников включаются все виды выплат, надбавок и доплат из фонда заработной платы за отработанное и неотработанное время (надбавки за профессиональное мастерство, доплаты за условия труда, работу в ночные смены, выплаты отпускных, вознаграждение за выслугу лет, районный и полярный коэффициенты и др.)

     Дополнительная  заработная плата рассчитывается по формуле:

(7.4)

Kd – коэффициент дополнительных затрат, определяющий долю дополнительных расходов на единицу основных затрат для данного предприятия.

     7.2.3    Отчисления на социальные нужды

     Отчисления  на социальные нужды рассчитываются по формуле:

(7.5)

– единый социальный налог.

     Величина  единого социального налога составляет 26% (Кс = 0,26) и включает в себя отчисления в пенсионный фонд, отчисления на социальное страхование и отчисления в фонд обязательного медицинского страхования.

     7.2.4    Общая стоимость проектирования и изготовления устройства

     В данном случае, при проектировании и изготовлении ИНС необходимо участие  двух работников:

  1. инженера – разработчика изделия;
  2. электромонтажника – сборщика изделия.

     Данные  о заработной плате и социальных отчислениях каждого из работников представлены в таблице 7.3.

Таблица 7.3  Данные о заработной плате и социальных отчислениях

Наименование Значение
Инженер Электромонтажник
Трудоемкость  работ, час. 300 16
Часовая тарифная ставка, руб./час. 12,00 9,00
Основная  заработная плата, руб. 3600,00 144,00
Коэф. дополнительных затрат 2,2 2,8
Начисленная заработная плата, руб. 7920,00 403,20
Социальные  отчисления, руб. 2059,20 104,83

     7.3  Общехозяйственные расходы.

     В расходы по этой статье включим затраты  непосредственно связанные с  разработкой данного устройства, но не рассмотренные ранее, такие  как содержание управленческого  аппарата, затраты на содержание и  амортизацию основного производственного фонда и т.п.

     Накладные расходы рассчитываются по формуле:

(7.6)

Кn коэффициент накладных расходов. Примем Кn = 0,5;

     7.4    Расчет полной стоимости устройства

     На  основании расчетов, приведенных  выше, составим смету затрат на разработку и изготовление устройства, представленную в таблице 7.4.

Таблица 7.4   Смета затрат на разработку и изготовление устройства

Наименование  статьи затрат Сумма,

руб

Стоимость материалов 60,42
Стоимость покупных изделий 12470,46
Основная  заработная плата работников 3744,00
Дополнительная  заработная плата работников 8323,20
Отчисления  на социальные нужды 2164,00
Общехозяйственные расходы 1872,00
Итого 28634,08

     7.5  Экономический эффект от создания устройства

     Виду  специфики применения данного устройства (лабораторный стенд), сложно напрямую говорить об экономическом эффекте от создания устройства. По этой же причине нельзя сравнить стоимость данного устройства со стоимостью аналогичных изделий.

     Основными итогами создания стенда стали улучшение учебной материальной базы института за счет внедрения нового оборудования, повышение качества учебного процесса за счет большей наглядности и функциональности нового оборудования, возможность освоения новых направлений деятельности за счет новых возможностей оборудования. 
 
 
 

  1. ОХРАНА  ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
    1. Охрана  труда

     Дисциплина  “Охрана труда” выявляет и изучает  опасные и вредные производственные факторы, степень их воздействия  на работающих, разрабатывает организационные  и технические мероприятия, направленные на профилактику производственного травматизма и профессиональных заболеваний, создает технические средства защиты, устраняющие или уменьшающие воздействие на работающих этих факторов окружающей среды, предупреждающие несчастные случаи, создающие здоровые и безопасные условия труда. Во избежание несчастных случаев при разработке, сборке устройства, его подключении, отладке и эксплуатации необходимо соблюдать правила техники безопасности и требования к организации рабочего места.

      1. Разработка  системы управления

     В связи с широким применением  средств вычислительной техники  при разработке системы управления, актуальными становятся проблемы влияния  компьютера на здоровье, работоспособность  человека. При эксплуатации ПЭВМ, организации рабочих мест с ПЭВМ следует руководствоваться СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы». На основании вредных факторов, таких как электромагнитные поля, акустический шум, вещества, выделяемые ПЭВМ в воздух помещений, мягкое рентгеновское излучение ЭЛТ-мониторов, СанПиН выделяет ряд требований:

  1. к ПЭВМ;
  2. к помещениям для работы с ПЭВМ;
  3. к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных химических веществ в воздухе на рабочих местах;
  4. к уровню шума и вибрации на рабочих местах;
  5. к освещению на рабочих местах;
  6. к уровням электромагнитных полей на рабочих местах;
  7. к визуальным параметрам ВДТ (видео-дисплейных терминалов), контролируемых на рабочих местах;
  8. к организации рабочих мест пользователей.

    Основные  требования к ПЭВМ.

     Допустимые  уровни звукового давления и уровней  звука, создаваемого ПЭВМ, не должны превышать  безопасных значений.

     Временные допустимые уровни электромагнитных полей (ЭМП), создаваемых ПЭВМ, не должны превышать  безопасных значений.

     Концентрации  вредных веществ, выделяемых ПЭВМ в  воздух помещений, не должны превышать  предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных для атмосферного воздуха.

     Для дисплеев на ЭЛТ частота обновления изображения должна быть не менее 75 Гц при всех режимах разрешения экрана, гарантируемых нормативной документацией на конкретный тип дисплея и не менее 60 Гц для дисплеев на плоских дискретных экранах (жидкокристаллических, плазменных и т.п.).

     Мощность  экспозиционной дозы мягкого рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0,05 м от экрана и корпуса видеомонитора (на электронно-лучевой трубке) при любых положениях регулировочных устройств не должна превышать 100 мкР/час.

     Основные  требования к помещениям для работы с ПЭВМ.

     Помещения для эксплуатации ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение, соответствующее требованиям действующей нормативной документации. Окна в помещениях, где эксплуатируется вычислительная техника, преимущественно должны быть ориентированы на север и северо-восток. Оконные проемы должны быть оборудованы регулируемыми устройствами типа: жалюзи, занавесей, внешних козырьков и др.

     Площадь на одно рабочее место пользователей  ПЭВМ с видеомонитором на базе электронно-лучевой  трубки (ЭЛТ) должна составлять не менее 6 м2, и с видеомонитором на базе плоских дискретных экранов (жидкокристаллические, плазменные) – 4,5 м2. При использовании ПВЭМ с видеомонитором на базе ЭЛТ (без вспомогательных устройств - принтер, сканер и др.), с продолжительностью работы менее четырех часов в день допускается минимальная площадь 4,5 м2 на одно рабочее место пользователя.

     Помещения, где размещаются рабочие места  с ПЭВМ, должны быть оборудованы  защитным заземлением (занулением) в  соответствии с техническими требованиями по эксплуатации.

     Основные  требования к организации рабочих  мест пользователей ПЭВМ.

     При размещении рабочих мест с ПЭВМ расстояние между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности  одного видеомонитора и экрана другого  видеомонитора) должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов – не менее 1,2 м.

     Рабочие места с ПЭВМ при выполнении творческой работы, требующей значительного  умственного напряжения или высокой  концентрации внимания, рекомендуется  изолировать друг от друга перегородками высотой 1,5 – 2,0 м.

     Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600 - 700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

     Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей, характера выполняемой работы. При этом допускается использование рабочих столов различных конструкций, отвечающих современным требованиям эргономики. Поверхность рабочего стола должна иметь коэффициент отражения 0,5 – 0,7.

     Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей  позы при работе на ПЭВМ, позволять  изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления.

Информация о работе Автоматизация станка с ЧПУ