Разработка узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропроводов

Автор: Пользователь скрыл имя, 07 Апреля 2014 в 00:17, дипломная работа

Краткое описание

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.

Оглавление

АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 7
1.1. Анализ предпроектной ситуации 7
1.2. Техническое задание 10
2. СХЕМОТЕХНИКА 12
2.1. Разработка и описание функциональной схемы автоматизированной системы прочистки мусоропровода 12
2.2. Разработка и описание структурной схемы узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода 16
2.3. Разработка и описание принципиальной электрической схемы узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода 19
3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА 26
3.1. Инициализация микроконтроллера 26
3.2. Автоматика пожаротушения 32
3.3. Сканирование датчиков и кнопок 34
3.4. Алгоритм работы узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода 34
3.5. Разработка ПО 36
4. ТЕСТИРОВАНИЕ И ОТЛАДКА 38
4.1. Методика тестирования и отладки 38
4.2 Выводы 41
5. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 42
5.1. Этапы создания и функционирования электрооборудования 42
5.2. Содержание нормативных документов 42
5.3. Безопасное проведение работ в действующих электроустановках 44
5.4. Выдержки нормативных документов 45
6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 53
6.1. Обоснование необходимости разработки 53
6.2. Затраты на проектирование и создание узла управления 53
6.3. Затраты на эксплуатацию 58
6.4. Экономическая эффективность 59
6.5. Технико-экономические показатели 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 65

Файлы: 1 файл

Григорьев Д.С..docx

— 1.37 Мб (Скачать)
    • затрат на комплектующие материалы (474,01руб.);

    • затрат на заработную плату рабочего при сборке блока управления (864 руб.), включая единый социальный налог и доплаты;

    • затрат на электроэнергию при сборке;

    • затрат на амортизацию оборудования.

Сборка узла управления осуществляется за 16 рабочих часов. Стоимость оборудования, используемого при сборке – 500 руб. Исходя из данных, рассчитаем затраты на электроэнергию и амортизацию оборудования:

Процент доплат к заработной плате – 12%, единый социальный налог составляет 26% от заработной платы:

Итого стоимость изделия составит:

Стоимость автоматики управления на базе релейно-контакторной схемы, которая использовалась ранее фирмой ООО «Антал» составляет 3350 руб. Стоимость контроллера оказалась существенно меньшей, а функциональная насыщенность осталась та же.

Расчеты показывают, что внедрение 17 узлов управления оправдывают затраты на разработку:

Применение узла управления планируется на строительных объектах фирмы. Рассчитаем годовой экономический эффект от внедрения разработки, принимая, что в год фирмой монтируется 40 автоматизированных систем прочистки мусоропровода:

Годовой экономический эффект дипломного проекта:

6.5. Технико-экономические показатели

При расчёте технико-экономических показателей берётся во внимание то, что в течении года необходимо установить 40 узлов управления. Все технико-экономические показатели отображены в таблице 6.5

Таблица 6.5 – Технико-экономические показатели 

№ п/п

Наименование 
показателя

Единицы  
измерения

Значения

Изменения

до проекта

по проекту

1

Годовой объём

тыс.руб.

134

69,955

64,044

2

Годовые эксплуатационные 
затраты

руб.

53358,75

36601,6

16757,15

3

Стоимость основных 
средств

тыс.руб.

-

15

15

4

Затраты на создание готового продукта

руб.

-

26316,86

26316,86

5

Выработка на 1 руб.  
затрат на эксплуатацию

руб./руб.

-

1,91

1,91

6

Выработка на 1 руб.  
основных средств

руб./руб.

-

4,66

4,66 

7

Годовой экономический эффект

руб.

-

56233,98

56233,98

8

Интегральный показатель эффективности и качества

 

0,91

0,91 

9

Окупаемость затрат на создание

лет

0,47

0,47


 

 

Примеры расчетов:

    • выработка на рубль эксплуатационных затрат (формула 17):

    • выработка на рубль основных средств (формула 18):

    • интегральный показатель эффективности (формула 19):

    • окупаемость затрат на создание (формула 20):

 

т.е. срок окупаемости составляет 6 месяцев.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В дипломном проектировании проведена большая работа в направлении разработки узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода.

На основе существующего конструктива была разработана функциональная схема, на которой показаны основные узлы автоматизированной системы прочистки мусоропровода. Дано описание этих узлов и их функциональное назначение.

На основе функциональной схемы автоматизированной системы прочистки мусоропровода была разработана структурная схема узла управления, на которой показаны составные части этого узла, а также связи между ними.

С помощью структурной схемы разработана принципиальная схема узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода. Выбраны элементы схемы.

В работе приведены алгоритмы работы датчиков и устройств системы, для создания программы. Также описан порядок настройки (инициализации) микроконтроллера.

Рассмотрены вопросы экономической эффективности и обеспечения безопасности жизнедеятельности.

Главным достоинством работы считаю применение данной разработки на практике. Системы мусороудаления с разработанным узлом управления будут устанавливаться на строительных объектах города Пскова фирмой ООО «Антал». Данная разработка направлена на улучшение качества жизни жителей многоквартирных домов, а также упрощает обслуживание систем мусороудаления.

Таким образом, задачу, поставленную передо мной, считаю выполненной.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

  1. Евстигнеев А.В. Микроконтроллеры семейств Tiny и Mega фирмы «ATMEL». – М.: Издательский дом «Додека-ХХI», 2004. – 560с.;
  2. http://www.abok.ru
  3. http://www.stopfire.ru
  4. http://www.stroyplan.ru
  5. СП 31-108-2002 «Мусоропроводы жилых и общественных зданий»: одобрен и введен в действие с 1 января 2003 г. постановлением Госстроя России от 29 октября 2002 г. № 148 взамен ВСН 8-72 «Указания по проектированию мусоропроводов жилых и общественных зданий»;
  6. Электроустановки: нормативная база – М: НЦ ЭНАС, 2008, 688с.;
  7. СанПиН 2.1.2.1002-00 «Санитарно эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям»;
  8. Бруттан Ю.В. Методические указания по дипломному проектированию для судентов специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» / Ю.В.Бруттан, С.М.Вертешев, С.Н.Лехин и др.; Под ред. С.Н.Лехина – Псков: Издательство ППИ, 2008. – 60с.;
  9. Рыжов Е.В. Дипломное проектирование. Методическиеуказания указания по экономическому разделу дипломного проекта для студентов специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» и специальности 230201 «Информационные системы и технологии» – Псков: Издательство ППИ, 2009. – 30с.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ

«Разработка узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропровода»

П.1 Бланки заданий по экономическому разделу проекта и ТБ

П.2 Графический материал к пояснительной записке

П.3 Листинг подпрограммы инициализации микроконтроллера

П.4 Листинг подпрограммы сканирования датчиков и кнопок

П.5 Листинг подпрограммы управления электродвигателем

П.6 Листинг главной программы

П.7 Экономическая эффективность проекта

 

П.1 Бланки заданий по экономическому разделу проекта и ТБ

 

 
 

 

 

П.3 Листинг подпрограммы инициализации микроконтроллера

 

//подпрограмма  инициализации микроконтроллера

extern void Init()

{

//настройка порта  ввода/вывода

DDRB = (0<<DDB0)|(1<<DDB1)|(1<<DDB2)|(0<<DDB3)|(0<<DDB4)|(0<<DDB5);

PORTB = (0<<PB0)|(0<<PB1)|(0<<PB2)|(0<<PB3)|(0<<PB4)|(0<<PB5);

 

//считываем из eeprom предыдущее состояние щетки

garbage_status = garbage_status_eeprom;

 

//разрешаем прерывания

SREG_Bit7 = 1;

 

//разрешаем прерывание  по переполнению таймера0

TIMSK0 = (0<<OCIE0A)|(0<<OCIE0B)|(1<<TOIE0);

 

//настройка таймера0

TCCR0A=(0<<COM0A1)|(0<<COM0A0)|(0<<COM0B1)|(0<<COM0B0)|(0<<WGM01)|(0<<WGM00);

TCCR0B = (0<<FOC0A)|(0<<FOC0B)|(0<<WGM02)|(0<<CS02)|(1<<CS01)|(1<<CS00);

TCNT0 = 0xEB;

 

//настройка сторожевого  таймера (16 мс)

WDTCR=(0<<WDTIF)|(0<<WDTIE)|(0<<WDP3)|(1<<WDCE)|(1<<WDE)|(0<<WDP2)|(0<<WDP1)|(0<<WDP0);

}

 

П.4 Листинг подпрограммы сканирования датчиков и кнопок

 

//подпрограмма сканирования датчиков и кнопок

extern void Scan()

{

//сканирование датчика  натяжения троса

//если трос ослаб 

if (PINB_Bit0 == 1)

{

pull_rope_counter1++;

if (pull_rope_counter1 >= Pull_rope_delay) {pull_rope_flag = 1; pull_rope_counter1 = 0;}

}

else pull_rope_counter1 = 0;

//если трос в норме

if (PINB_Bit0 == 0)

{

pull_rope_counter2++;

if (pull_rope_counter2 >= Pull_rope_delay) {pull_rope_flag = 0; pull_rope_counter2 = 0;}

}

else pull_rope_counter2 = 0;

 

//сканирование концевого  датчика

//если щетка наверху

if (PINB_Bit4 == 1)

{

up_limit_counter1++;

if (up_limit_counter1 >= Up_limit_delay) {up_limit_flag = 1; up_limit_counter1 = 0;}

}

else up_limit_counter1 = 0;

//если щетка в промежуточном  положении

if (PINB_Bit4 == 0)

{

up_limit_counter2++;

if (up_limit_counter2 >= Up_limit_delay) {up_limit_flag = 0; up_limit_counter2 = 0;}

}

else up_limit_counter2 = 0;

 

//сканирование кнопки пуск

//если кнопка не нажата

if (PINB_Bit3 == 1)

{

start_button_counter1++;

if (start_button_counter1 >= Start_button_delay) {start_flag = 0; start_button_counter1 = 0; eeprom_flag = 1;}

}

else start_button_counter1 = 0;

//если кнопка нажата

if (PINB_Bit3 == 0)

{

start_button_counter2++;

if (start_button_counter2 >= Start_button_delay) {start_flag = 1; start_button_counter2 = 0;}

}

else start_button_counter2 = 0;

}

 

П.5 Листинг подпрограммы управления электродвигателем

//подпрограмма управления  приводом лебедки

extern void Control()

{

//если нажата кнопка  старт, то "прогоняем" соотв. ветку  включения привода

//и запоминанаем предыдущее  состояние щетки

if (start_flag == 1 && eeprom_flag == 1 && PORTB_Bit1 == 0 && PORTB_Bit2 == 0)

{

if (garbage_status == 0)

{

Garbage_down_off();

garbage_status = 1;

__disable_interrupt();

garbage_status_eeprom = garbage_status;

__enable_interrupt();

eeprom_flag = 0;

Garbage_up_on();

up_stop_flag = 0;

}

else

{

Garbage_up_off();

garbage_status = 0;

__disable_interrupt();

garbage_status_eeprom = garbage_status;

__enable_interrupt();

eeprom_flag = 0;

Garbage_down_on();

up_stop_flag = 0;

}

}

//проверка датчика натяжения  троса и концевого датчика

if (pull_rope_flag == 1 || (up_stop_flag == 1 && up_limit_flag == 1))

{

Garbage_up_off();

Garbage_down_off();

}

}

 

П.6 Листинг главной программы

 

//главная программа

//подключаемые библиотеки

#include <C:\Program Files\IAR Systems\Embedded Workbench 4.0 Evaluation\avr\inc\iotiny13.h>

#include <C:\Program Files\IAR Systems\Embedded Workbench 4.0 Evaluation\avr\inc\inavr.h>

 

//подключаемые файлы

#include "Variable.h"

#include "Eeprom.c"

#include "Init.c"

#include "Scan_Control.c"

#include "Inter_Timer0.c"

 

//основная программа

main()

{

Init();

for(;;)

{

__watchdog_reset();

if (scan_flag == 1) {scan_flag = 0; Scan();}

if (control_flag == 1) {scan_flag = 0; Control();}

}

}

 

 

 

 

 

 


Информация о работе Разработка узла управления для автоматизированной системы прочистки мусоропроводов