Проектирование слайсера нового поколения - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Проектирование слайсера нового поколения

Анализ процесса автоматизации слайсера - устройства для точной и быстрой нарезки колбасы в больших количествах. Структурная схема подключения датчиков, исполнительных механизмов. Распределение пинов микроконтроллера. Проектирование моделей датчиков.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Слайсер - специализированное устройство для точной и быстрой нарезки колбасы в больших количествах. Данный прибор является часто встречаемым кухонным прибором в любом супермаркете. Не имеет значение какую модель, какой фирмы рассматривать- все они имеют примерно одинаковую структуру и принцип действия, а как следствие- одинаковые недостатки, но об этом позднее. Остановимся подробнее на принципе действия. Оператор прибора выставляет ширину отрезаемого ломтя при помощи движения задней стенки, затем вручную подносит колбасу и держит ее до тех пор, пока не произойдет отрезка (опять же ручным движением вращающегося ножа), затем отрезаемый ломоть смещается в сторону и оператору необходимо подвинуть колбасу еще вперед и снова держать до момента отрезки. После окончания непосредственно нарезки необходимо взять все отрезанные куски и вручную разложить их на тарелке, что неминуемо ведет к увеличению времени упаковки.
1.2 Критический анализ объекта автоматизации
А) Задняя стенка выставляется вручную, что не дает возможность максимально точно выставить ширину нарезки. Следует заметить, что автоматизированный электропривод справиться с данной задачей гораздо быстрее, чем человек, который будет подгонять размер. Что касается ремонтопригодности и надежности, то здесь нареканий нет.
Б) Нож. Скорость его вращения не регулируется, поэтому нет подстройки под тип колбасы (Салями - твердая, Докторская- мягкая), а это важно для экономного использования электроэнергии, а также для быстрого и ровного отрезания, ведь если скорость будет не соответствовать, то колбаса может быть просто порвана на куски. Что касается надежности и ремонтопригодности, то здесь вновь нет способов применить автоматизацию для улучшения данных качеств.
В) Прижимное устройство. Его попросту нет, либо оно представлено прижимной планкой, которую необходимо постоянно придерживать. Человек не совершенен - его рука устает. И хоть благодаря непосредственному контролю человека может регулироваться сила и корректироваться вектор прижимания - это нерационально. А силу прижима можно поддерживать и средствами автоматизации, но об этом в следующем разделе.
Г) «Наезд-ножа-на-колбасу». Данный механизм также отсутствует и это плохо. С одной стороны если бы человек вручную подносил колбасу, то для пальцев это безопаснее, но учитывая пункт В) разумнее сделать автоматику под управлением контроллера.
Д) «Продвигатель-колбасы-по-пути-нарезки».И снова ручной труд, бессмысленный и легко заменяемый. Движение замечательно будет передавать и конвейерная лента.
Е) «Раскладчик колбасы- Сервирователь» Данное устройство также не предусмотрено в базовой модели.
Следовательно, объект может быть доработан, а в некоторых узлах модернизирован для облегчения человеческого труда и рационального использования времени.
1.3.1 Анализ первичных преобразователей-датчики
А) Концевые датчики положения - именно они будут указывать двигателю, отвечающему за движение ножа по направляющей, о достижении конечных точек движения.
Б)Датчик положения задней стенки. Необходим для своевременной остановки двигателя перемещающего заднюю стенку, а также для выведения на индикацию положения стенки.
В) Оптодатчик наличия колбасы. Т.е. датчик, сообщающий о том, что колбаса положена и можно включать прижимное устройство.
Г) Датчик веса, который будет находиться уже в узле сервировки. Установлен будет под тарелкой и может реагировать на увеличение веса либо на удар от падающего кусочка колбасы. В результате обработки сигнала от него тарелка будет поворачиваться.
Датчики А,Б,В принято было взять идентичными. Они будут основаны на оптике. Подключение ,а соответственно и конструкция будут рассмотрены в следующей главе. Датчик Г можно указать уже сейчас- Датчик силоизмерительный тензорезисторный ДСТ. Тип датчика - двухопорная балка. Принцип действия - деформация изгиба.
Датчик применяется в бункерных весах и дозирующих устройствах; платформенных весах; подвесных бункерных весах и дозирующих устройствах.
Его характеристики приведены в Таблице 1.1.
0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,63; 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0;
Диапазон рабочих температур (группа исполнения)
Напряжение питания постоянным током
1.3.2 Анализ исполнительных органов
А) Дорожки. Их движение будет реверсивным по возможности. Передаваться движение будет от двигателя через косоугольные шестерни. Реверс желателен при выполнении программы вначале и конце обработки 1й палки колбасы для сброса в корзину отходов «хвостиков».
Рисунок 1.3 Схематическое изображение передачи движения через косоугольные шестерни на конвейерную ленту
Б) Поворот тарелки будет осуществляться шаговым двигателем через цепную передачу, возможен варианта встраивания его непосредственно в сервировочное устройство.
Рисунок 1.4 Поворотный механизм с датчиком
В) «Прижиматель»- представляет собой прижимную лопатку на одном конце которой закреплен оптодатчик наличия колбасы. Движение передается от ДПТ через шестерню на валу к зубцам на «хвосте» прижимной лопатки.
Рисунок 1.5 Передача движения от двигателя к прижимной лопатке. Вид сверху.
В исходное положение лопатка будет возвращаться после прекращения действия ДПТ под действием деформированной пружины, прикрепленной к вращающей шестерне.
Рисунок 1.6 Пружина как возвратный механизм. Вид сбоку.
Г) Двигатель движения ножа по направляющей. Реагирует на сигналы концевых датчиков. Сам нож с вращающим его двигателем перемещается по червячной передаче.
Д) Двигатель вращения ножа - получает сигнал от контроллера о включении/отключении. Вращает нож с переменной скоростью. Управляется ШИМ, реализованным на таймере счетчике.
Рисунок 1.7 Механизм перемещения ножа
СУ может быть реализована как аппарат с жесткой логикой Мили/мура, как релейно-контакторная схема, но оптимальный вариант это реализация на контроллере ARM7.Именно этот вариант позволит более точно настроить и отладить систему, а также упростит автоматизацию ряда узлов - задней стенки и т .д. Для упрощения реализации проекта контроллер LPC2138 будет взят не как отдельный элемент, а уже в виде готового к монтажу модуля MMLPC2138-0-2.
MMLPC2138-0-2 - миниатюрный модуль с установленным 32-разрядным ARM микроконтроллером LPC2138 NXP. Все выводы микроконтроллера доступны на разъемах платы. Периферия включает два таймера, два интерфейса UART, два I2C, SPI, АЦП, ЦАП, сорок семь линий ввода/вывода.
2.1 Структурная схема подключения датчиков
Датчик (сенсор от англ. sensor) -- термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.
В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.
Рисунок 2.1 Структурная схема подключения ДСТ
Датчик подключается через усилитель и фильтр низких частот к АЦП МК. Обработка информации от него подробнее расписана в блок-схеме к управляющей программе.
Рисунок 2.2 Структурная схема подключения Оптодатчика.
Оптодатчик состоит из оптопары и триггера Шмидта. Подключается непосредственно к GPIO МК. Наиболее распространенный в рассматриваемой системе тип датчика. Следует заметить что при срабатывании датчик выдает сигнал 0, постоянный же уровень сигнала от него логическая еденица, однако при разработке управляющей программы была использована обратная логика, а следовательно сигнал с данных датчиков после триггера Шмидта также следует пропускать через инвертор, разумеется если инвертор уже не встроен в него.
Хотя это не датчики, рациональнее всего отнести кнопки к этому разделу, ведь как и датчики они подают (точнее пропускают) сигнал на входы МК, что позволяет ему скорректировать производственный процесс соответственно вновь поступившим данным.
2.2 Структурная схема подключения исполнительных механизмов
Рисунок 2.4 Двигатель перемещения ножа
Поскольку необходимо обеспечить перемещение ножа в обоих направлениях, данный двигатель подключен с возможностью реверса. Возможна реализация на транзисторах работающих в ключевом режиме либо на них же, но также с использованием микросхем IR.
Двигатель поворота тарелки/ перемещения задней стенки (ШД)
Данный тип двигателя подключен к МК через 2 специализированные микросхемы L297+L298, которые в паре составляют драйвер управления шаговым двигателем. Благодаря им попеременно происходит включение обмоток ШД, что приводит к вращению. Управлять двигателем так очень просто. Необходимо лишь подать с МК 3 сигнала. 1й включает двигатель. 2й задает прямой либо обратный ход. 3й активирует режим полушага. На микросхему L297 также необходимо подавать прямоугольные импульсы. Для снижения нагрузки на МК подача данных импульсов идет со стороннего генератора, реализованного на микросхеме 555.
Двигатель вращения ножа/ прижимной лопатки/ конвейерных лент
Рисунок 2.6 Структурная схема подключения других ДПТ
МК подает сигнал на ключ через который подается напряжение питания данных двигателей. Подробнее их управление будет рассмотрено в главе о блок-схеме.
Хотя источники питания не относятся к исполнительным механизмам они будут упомянуты в этом разделе, ведь без них не будет функционировать система вцелом. Основные элементы блока питания это трансформатор, выпрямитель, ФНЧ и стабилизатор. По желанию можно добавить предохранители. Подробнее схема БП будет рассмотрена при проектировке модели. Следует отметить что для системы необходимо 2 БП на 5 и на 12В постоянного тока.
Еще одним важным звеном являются семисегментные индикаторы, которые наглядно показывают состояние системы, а точнее ее настройки. Подключаются они напрямую к GPIO МК.
Управление ШД движения задней стенки.
3 . ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ В СРЕДЕ PROTEUS
3.1 Проектирование моделей датчиков
Состоит из элемента который выполняет модель оптопары, а также триггера Шмидта совмещенного с лог. элементом.
Состоит из резистора с переменным сопротивлением и ФНЧ (резистор +конденсатор). Подключается к АЦП.
3.3 Проектирование панели управления устройством
Панель управления представлена кнопками, 7сегментными индикаторами, а также лампочкой, указывающей на включение системы. Данная опция исключительно для наглядности, так как кнопка общего ON/OFF не подключена ни к чему в модели, но именно она в реальном устройстве должна отвечать за подачу питания всем элементам системы.
Не лишним будет привести и схему блока питания на 5В (на 12 делается аналогично). Эта схема в модели также исключительно для наглядности, т.к. элементы работают от виртуальных источников.
4 . РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА БЛОК - СХЕМЫ АЛГОРИТМА ПРОГРАММЫ УПРАВЛЕНИЯ
4.1 Построение блок-схемы алгоритма
Блок-схема будет состоять из основной программы main(), а также подпрограмм в различное время вызываемых из нее, включая подпрограммы обработки прерываний.
void init(void); // инициализация. Сброс в 0 всех значений
void PrigimOtgim(void); // подпрограмма активации прижима
void otrez(void); // подпрограмма отрезки
void nojRL(void); // подпрограмма перемещения ножа влево-вправо
void Fvrash(void); // подпрограмма вращения ножа
void povorot(void); // подпрограмма поворота тарелки
void indication(void); // подпрограмма вывода на индикаторы
void opros(void); // подпрограмма опроса датчиков задней стенки
void IRQ_EINT1(void) __irq; //вперед стенку ->
void IRQ_EINT2(void) __irq; // назад стенку <-
void IRQ_EINT3(void) __irq; // скорость
void Timer0(void) __irq; // подпрограмма для таймера
void ADC(void) __irq; // подпрограмма для АЦП
В данной курсовой работе была разработана структура системы слайсера.
В результате анализа оборудования были установлены недостатки существующих моделей. В связи с современными требованиями к автоматизации производства более целесообразно заменить их на современную систему, которая будет удовлетворять всем требованиям технологического процесса и иметь высокие экономические показатели. Иметь высокую надежность точность, компактность, малое энергопотребление и удовлетворять критериям качества готовой продукции. Многие из поставленных в начале курсовой работы задач были решены, но остались также нерешенные проблемы, а точнее дальнейшие пути модернизации.
- обработка кнопки СТОП, при которой программа вернется в часть кода перед подпрограммой init()
-исследование оптимальных скоростей вращения ножа и соответствующая корректировка ШИМ, управляющего вращением
-реверс конвейерных лент в начале и конце обработки 1й палки колбасы для сброса в специально отведенные контейнеры хвостиков.
-доп. Приспособления, устанавливаемые поверх конвейерных лент, имеющие треугольную форму для нарезки колбасы в форме овала, а не круга.
-Внедрение систему манипулятора, который будет доставать из ящика колбасу и с высокой точностью класть ее на конвейерную ленту.
Элементы системы водоснабжения. Технологический процесс прямоточного водоснабжения. Разработка функциональной схемы автоматизации процесса. Подбор датчиков, исполнительных механизмов, контроллеров. Алгоритмы контроля и управления функционированием ТП. курсовая работа [2,0 M], добавлен 14.07.2012
Проект автоматической системы управления технологическим процессом абсорбции оксида серы. Разработка функциональной и принципиальной схемы автоматизации, структурная схема индикатора. Подбор датчиков измерения, регуляторов и исполнительного механизма. курсовая работа [4,7 M], добавлен 25.12.2010
Классификация и характеристика масел, их свойства и применение. Описание и основные факторы, влияющие на процесс деасфальтизации, его технологическое обоснование. Выбор датчиков, преобразователей и исполнительных механизмов, его принципы и значение. дипломная работа [402,5 K], добавлен 03.06.2014
Технические данные и расчет параметров электродвигателя, тиристорного преобразователя мощности, датчиков обратной связи. Вывод передаточных функций элементов электропривода. Структурная схема, определение качественных показателей системы и ее синтез. курсовая работа [1,4 M], добавлен 10.01.2009
Разработка системы автоматизации процесса подготовки воды для уплотнения узлов рафинеров с применением современного промышленного контроллера КР-500М. Техническое обеспечение уровня датчиков и исполнительных устройств. Характеристика контроллера. курсовая работа [1,6 M], добавлен 21.05.2019
Изучение электромагнитного реле типа ПЭ-5, принцип работы датчиков температуры, их назначение и устройство. Конструктивные особенности, принцип работы и область применения датчиков типа ДЩ-1 и КСЛ-2, принцип работы и назначение датчиков скорости. практическая работа [845,8 K], добавлен 23.10.2009
Характеристика продукции, полуфабрикатов. Технология производства вареной колбасы. Устройство и принцип действия линии. Проектирование устройства для измерения расхода газов стандартными сужающими устройствами на предприятиях пищевой промышленности. курсовая работа [282,3 K], добавлен 22.11.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проектирование слайсера нового поколения курсовая работа. Производство и технологии.
Диссертация Общественный Контроль
Дипломная Работа На Тему Различные Пути Преодоления Заниженной Самооценки
Контрольная работа по теме Индекс человеческого развития и развития человеческого потенциала
Курсовая работа по теме Электроснабжение угольной котельной
Реферат: Адоскин, Анатолий Михайлович
Сочинение Пейзаж 6 Класс
Контрольная работа: Ценообразование и виды цен
Курсовая работа по теме Екологічні коридори: екологія та економіка
Реферат: Правовое положение акционерного общества
Курсовая Работа По Макроэкономике На Тему Безработица
Дипломная работа: Информационное обеспечение переводчика в ситуациях деловой коммуникации
Реферат: Предмет и метод хозяйственного права
Сказка Про Листик Собственного Сочинения
Курсовая работа по теме Необхідність збільшення виробництва продуктів харчування за рахунок повнішого використання сільськогосподарської сировини
Лист Введение В Реферате
Реферат: Научная революция в физике начала ХХ века: возникновение релятивистской и квантовой физики. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение: Необъятные силы и трагическая участь Печорина
Реферат по теме Международное частное право и права человека
Курсовая работа по теме Функционирование радиоканалов связи в городских условиях
Реферат: Мифологическое и фольклорное в рассказах Бунина. Скачать бесплатно и без регистрации
Дослідження механічних якостей сталі та стальних пружин - Производство и технологии лабораторная работа
Федеративные государства в арабском мире, их особенности - Государство и право курсовая работа
Теоретико-практический аспект процесса маркетингового планирования на предприятии ("GreenArtStudio") - Маркетинг, реклама и торговля курсовая работа