Дипломная работа: Разработка системы автоматизированного управления дозатором технологических растворов

На рисунке 3.1 представлена функциональная схема автоматизации.

Рисунок 3.1 – Функциональная схема автоматизации

3.1 Описание функциональной схемы

Из-за особенностей технологического раствора, который будет дозироваться, его необходимо поддерживать при температуре 80 °С, поэтому будет стоять датчик температуры раствора.

Ход поршня 80 мм, что бы не заходить за пределы, будут стоят два концевых выключателя, верхнего и нижнего положения, по сигналам от которых будет останавливаться шаговый двигатель.

По сигналу с пульта, будет открываться запорный клапан, через который в дозирующее устройство будет подаваться исходный раствор. Уровень заполнения дозатора контролируется датчиком уровня.

Слив остатков будет также производиться путем открытия, по сигналу с пульта, запорного клапана.

Генерировать необходимую частоту вращения шагового двигателя будет частотный генератор, которым будет управлять микроконтроллер.

4 Система управления

На рисунке 4.1 представлена блок схема системы управления [5,6].

Рисунок 4.1 – Блок-схема системы управления

Система управления состоит из трех уровней:

– первый уровень – это персональный компьютер, он обрабатывает данные, полученные со второго уровня. С помощью PCоператор управляет процессом, вводит необходимые константы и переменные, задает требуемые границы. Так же он отвечает за архивирование данных, вывод соответствующих сигнальных сообщений, при возникновении аварийной ситуации;

– второй уровень – это шкаф контроля управления (ШКУ). Он производит сбор и первичную обработку сигналов с датчиков, и выдачу информации на PC. По сигналам от оператора ШКУ выдает сигналы на исполнительные механизмы;

– третий уровень – это непосредственно датчики и исполнительные механизмы.

На основе системы управления была разработана структурная схема дозатора технологических растворов.

4.1 Структурная схема дозирующего устройства

На рисунке 4.2 представлена структурная схема дозирующего устройства.

Рисунок 4.2 – Структурная схема дозирующего устройства

Оператор задаёт расход литров в час, затем контроллер преобразует этот расход в 32 битный код, который отправляется на генератор частоты. Необходимость преобразования расхода в код, вызвана тем, что частотный генератор, который управляет скоростью шагового двигателя, сделан в программном комплексе MPlab, на языке Assembler. Данный генератор, формирует частоту в зависимости от кода поданного на вход, данный код представляет собой целое число от 1 до 65535, наименьшее значение кода соответствует максимальной частоте, равной 35084 Гц. Контроллер переводит расход в код по формулам:

(4.1)

(4.2)

(4.3)

(4.4)

где x– это полученный код.

На рисунке 4.3 представлена диаграмма зависимости кода от расхода.