Разработка узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропроводов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Псковский государственный политехнический институт

Факультет информатики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка.

Тема: «Разработка узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропроводов»

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент: Григорьев Д.С.

Группа:   085-092

Руководитель: Платонов Е.А.

Куратор: Самсоненков В.А.

 

 

 

 

 

 

Псков

2010

 

 
ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 

Целью работы является разработка узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода. Проектируемый узел управления разрабатывается непосредственно под нужды фирмы ООО «Антал». Его применение планируется на строительных объектах фирмы.

Основная задача - разработать принципиальную схему узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода на основе микроконтроллера, произвести настройку микроконтроллера и разработать алгоритм работы узла управления.

Основная идея – создание простой и надежной системы, выполняющей определенный перечень функций. Разработка должна быть экономически обоснованной.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Мы живем в век научных достижений и высоких технологий. Все области производства и жизнедеятельности затронул  стремительный прогресс. Особенно он затронул развитие микроэлектроники. Сегодня практически невозможно представить нашу жизнь без таких вещей как мобильный телефон, компьютер и интернет. Прогресс заставляет менять свои взгляды на все атрибуты жизни в нашем обществе. Он меняет подходы к решению различных задач, раскрывает новые области для изучения. Все больше современных материалов и технологий применяется в повседневной жизни. И все больше процессов автоматизируется как на производстве, так и у нас дома.

Автоматизированные системы управления и контроля в наши дни – это неотъемлемая часть многих отраслей промышленности и хозяйства.

Современные общественные, административные, торговые и промышленные сооружения насыщены сложными инженерными системами, которые необходимы для жизнеобеспечения здания. С каждым годом требования к функционированию каждой из систем повышаются, так как они становятся все более сложными и взаимосвязанными. Главные причины этой тенденции – возросшие требования к комфорту, необходимость экономии энергетических ресурсов, защита окружающей среды и т.п.

Система мусороудаления также является неотъемлемой частью современных зданий и сооружений. Она существенно облегчает процесс утилизации твердых бытовых отходов в многоквартирных домах.

По заключению некоторых ведущих специалистов, работающих в области санитарии и эпидемиологии, разработка «Автоматизированной системы мусороудаления и пожаротушения» оценивается как самая значительная в области экологии жилья за последние 70 лет.

Поэтому вопрос разработки узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода является актуальным на данный период времени.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

 

В задачу дипломного проектирования входит:

• Разработать функциональную, структурную и принципиальную схему узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода на основе микроконтроллера;

• Определить принципы и алгоритмы работы узла управления автоматизированной системы прочистки мусоропровода для последующей разработки ПО для контроллера.

 

1. Анализ предпроектной ситуации

Система мусороудаления и автоматического пожаротушения - составная часть комплекса инженерного оборудования жилых и административно-обществнных зданий и сооружений, предназначенная для сбора, транспортирования и временного хранения (накопления) твердых бытовых отходов.

Основные составные части системы:

• Мусоросборная камера - помещение для временного хранения (накопления) твердых бытовых отходов;

• Ствол системы мусороудаления - устройство для приема и гравитационного транспортирования твердых бытовых отходов;

• Загрузочный клапан - устройство для загрузки твердых бытовых отходов в ствол системы мусороудаления и перекрытия его приемных отверстий;

• Шибер системы мусороудаления - нормально-открытое устройство с ручным приводом для перекрытия разгрузочного отверстия патрубка ствола в мусоросборной камере, должен совмещать функции противопожарного клапана и срабатывать в автоматическом режиме при температуре 70 °С;

• Автоматика пожаротушения в системах мусороудаления - устройства автоматически подающие воду при возгорании и отключающие подачу воды при локализации возгорания, устанавливаемые в верхней части ствола мусоропровода и в мусоросборной камере, а также шибер системы мусороудаления, имеющий совмещенную функцию огнеотсекающего клапана;

• Механизм промывки, прочистки и дезинфекции - устройство, предназначенное для периодической прочистки, промывки и дезинфекции внутренней поверхности ствола системы мусороудаления.

Рис.1.1 Общий вид системы мусороудаления.

 

В настоящее время среди специалистов ведется дискуссия о том, необходима ли вообще установка систем мусороудаления во вновь возводимых и реконструируемых зданиях. Опыт эксплуатации систем показал, что в ряде случаев уже смонтированная система жильцами не используется, загрузочные клапаны мусоропроводов заделываются и мусор выносится в мешках непосредственно в контейнеры. Если конструкция мусоропровода не позволяет содержать его в нормальном санитарном состоянии или служба эксплуатации не обслуживает систему мусороудаления на должном уровне, то лучше обходиться без мусоропровода.

Исходя из этого и предполагая, что в том или ином вновь возводимом жилом здании из-за невозможности обеспечения соблюдения санитарно-гигиенических требований мусоропровод эксплуатироваться все равно не будет, зачастую заказчики решают поставить более дешевую систему только для того, чтобы пройти стадию экспертизы проекта и сдать здание в эксплуатацию. Загрузочные клапаны в этом случае попросту завариваются еще во время строительства и остаются в таком состоянии после ввода здания в эксплуатацию. Жильцы нового дома, как правило, мирятся с отсутствием мусоропровода, привыкая к этому еще во время ремонта в своих квартирах, когда согласно нормам мусоропровод закрывается для предотвращения сброса строительного мусора.

Иная ситуация наблюдается в случае капитального ремонта жилого здания. Жильцы, привыкшие на протяжении многих лет пользоваться мусоропроводом (пусть даже не отвечающем всем санитарно-гигиеническим требованиям), вряд ли откажутся от его использования после завершения ремонта.

Сейчас на рынке присутствуют довольно большое количество производителей систем мусороудаления. Все они выпускают системы, существенно различающиеся как по своим конструктивным элементам, так и по способу управления приводом прочистки.

Фирма ООО «Антал» занимается производством и установкой систем мусороудаления в Псковской области. Ранее фирма использовала автоматику на базе релейно-контакторной схемы управления. Главный её недостаток заключался в низкой надежности, что приводило к сбоям работы системы прочистки, промывки и дезинфекции, более частому обслуживанию и ремонту этой системы.

В результате была поставлена задача, разработать узел управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода на основе микроконтроллера.

 

2. Техническое задание

К проектируемому узлу управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода были предъявлены следующие требования:

• надежность работы;

• простота эксплуатации;

• низкая себестоимость.

При этом должны выполняться следующие основные функции:

• запуск и остановка системы прочистки, промывки и дезинфекции при нажатии кнопок «Пуск» и «Стоп» на щите управления;

• автоматическое отключение привода при достижении верхнего положения на устройстве прочистки в стволе мусоропровода с подачей светового сигнала;

• автоматическое отключение привода при провисании или обрыве троса в моменты опускания и подъема устройства прочистки с подачей светового сигнала;

• автоматическое отключение привода при его перегрузке;

• аварийный ручной подъем при помощи рукоятки ручного привода, промывочного (щеточного) узла в верхнее крайнее положение с укладкой троса на барабан и опускание, в случае отключения электроэнергии в момент прочистки или при поломке привода, в т.ч. электродвигателя;

• автоматическая подача воды от сети внутреннего водоснабжения при возгорании мусора или отложений в стволе системы и автоматическое отключение подачи воды при локализации возгорания.

Следует отметить, что проектируемая система разрабатывается непосредственно под нужды фирмы ООО «Антал». Применение системы планируется на строительных объектах фирмы.

 

2. СХЕМОТЕХНИКА

 

В этой части дипломного проектирования предстоит выполнить следующие задачи:

• разработать функциональную схему автоматизированной системы прочистки мусоропровода;
• разработать структурную схему узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода;
• разработать принципиальную схему.

Требования,  предъявляемые к проектированию в данном разделе:

• при проектировании должны использоваться доступные элементы;
• должно быть обеспечено сопряжение разрабатываемого узла управления с существующим конструктивом.

 

1. Разработка и описание функциональной схемы автоматизированной системы прочистки мусоропровода

Функциональные схемы автоматизации содержат основные технические решения. Они дают представление о системе автоматизации, связях между технологическим процессом и различными по функциональному назначению системами автоматизации. Функциональная схема контроля и автоматизации является одним из основных документов входящим в комплект рабочих чертежей, которые необходимы монтажникам и наладчикам. На функциональной схеме автоматизации изображают:

• технологическое или инженерное оборудование и коммуникации (трубопроводы, воздуховоды) автоматизируемого объекта. При этом допускается не показывать оборудование и его элементы, не оснащенные средствами автоматизации;
• технические средства автоматизации или контуры контроля и управления;
• линии связи между отдельными техническими средствами автоматизации или контурами.

Функциональные схемы автоматизации могут выполняться двумя способами:

• развернутым, при котором на схеме изображают состав и место расположения технических средств автоматизации каждого контура контроля и управления;
• упрощенным, при котором на схеме изображают основные функции контуров контроля и управления (без выделения входящих в них отдельных технических средств автоматизации и указания места их расположения).

Состав автоматизированной системы прочистки, промывки, дезинфекции и пожаротушения:

• узел прочистки;
• привод узла прочистки;
• узел подачи воды;
• автоматика пожаротушения;
• устройство управления;
• шкаф механизма прочистки.

Функциональная схема автоматизированной системы прочистки мусоропровода изображена на рис 2.1.

Рис 2.1. Функциональная схема автоматизированной системы прочистки мусоропровода

Система располагается на последнем этаже здания или на специальном техническом этаже.