Проектно-пояснительный раздел
Выбор и техническое описание вторичного преобразователя
Разработка программно-аппаратного комплекса
Структура программного обеспечения распределённой ИИС
Структура управляющей программы микроконтроллера
Разработка серверного приложения
Технико-экономическое обоснование
Расходы на материалы
Расходы по арендной плате за помещения
Расчет экономической эффективности разрабатываемой системы
Требования к естественному и искусственному освещению
Навигация
Проектно-пояснительный раздел
Автоматизированная система мониторинга расхода топлива
61709
знаков
6
таблиц
24
изображения
1. Проектно-пояснительный раздел
1.1 Анализ технических характеристик существующей модели ИИС
В настоящее время на судне установлена самодельная система, выполняющая измерение уровня топлива и частоты вращения валов. Сигналы от датчиков преобразуются из аналогового вида в цифровой сигнал стандарта RS-232 и через соответствующий порт поступают в ПЭВМ капитана судна. Преобразование и усиление сигналов выполняется электронными блоками, установленными в системе распределительных коробок.
Схемы преобразования и усиления сигнала смонтированы вручную на изготовленных вручную печатных платах.
Датчик уровня представляет собой конденсатор, состоящий из семи сегментов. Каждый сегмент представляет собой конденсатор, обкладками которого служат платы из текстолита. Сегменты соединены между собой несколькими проводниками. На конденсатор подаётся переменный сигнал с заданными характеристиками. При изменении уровня топлива происходит изменение ёмкости конденсатора, что регистрируется контроллером, на основе чего осуществляется вычисление уровня топлива.
Электронные блоки системы выполнены на элементной базе фирмы Atmel. Элементная база этого производителя отличается хорошей производительностью и невысокой ценой, поэтому находит применение в широком спектре электронных приборов. Каждый электронный компонент выполняет узкоспециализированную функцию, что позволяет разрабатывать на их основе приборы различного назначения.
Однако это преимущество имеет значимость только при разработке новых или нестандартных, решающих новые, не стоявшие ранее задачи.
Анализируя поставленную задачу можно увидеть, что задачи измерения уровня топлива в баке и частоты вращения вала двигателей являются давно тривиальными задачами. В настоящее время уже существует специализированное и сертифицированное оборудование для решения подобных задач.
Поэтому подход, использованный разработчиками системы, представляется принципиально неверным. Этот факт выражается в довольно существенных недостатках:
1 Разработка печатных плат для единичных экземпляров датчиков и распределительных коробок является невыгодной. Это связано с тем, что изготовление печатных плат является сложным многоступенчатым технологическим процессом, в котором используются вредные вещества (кислоты, растворители, лаки и т.п.). Поэтому производители, обладающие необходимым оборудованием (например, ФГУП «СЭМЗ», ФГУП «НИИ «Экран») возьмутся изготовить только достаточно крупную партию плат (от 100 экз.), что неприемлемо в условиящ поставленной задачи.
2 При изготовлении электронных блоков должны решаться вопросы их помехоустойчивости, помехозащищённости, электромагнитной совместимости. Должны рассчитываться показатели надёжности (вероятность отказа, среднее время восстановления и т.п.) для гарантированного обеспечения работоспособности приборов в существующих условиях эксплуатации. Очевидно, эти вопросы разработчиками не рассматривались, чем объясняется нестабильная работа существующей системы.
3 Самодельные электронные блоки обладают более низкой ремонтопригодностью по сравнению с продукцией сертифицированных производителей.
Отдельно следует рассмотреть программное обеспечение системы. В системе осуществляется сбор данных и генерация отчётов с предоставлением их в виде интернет-страниц через сервер Apache. Для сбора данных используется система управления базой данных (СУБД) фирмы Oracle.
Данная СУБД обладает широкими возможностями и предназначена для организации больших по объёму распределённых баз данных. Однако она предъявляет высокие требования к аппаратным ресурсам. Поэтому в рассматриваемом случае это является причиной низкого быстродействия. По этой причине применение СУБД Oracle для решения поставленных задач считаю неправильным.
Вместо громоздкой и сложной СУБД Oracle целесообразно использовать машину баз данных, представляемую фирмой Borland (BDE).
Ещё более простое решение – использовать СУБД, встроенную в систему Windows.
1.2 Выбор и техническое описание датчика уровня топлива
Аналоговые датчики типа Е предназначены для непрерывного измерения уровня различных жидких и сыпучих сред. Дискретные датчики типа ЕС предназначены для сигнализации предельного уровня различных жидких и сыпучих сред. Датчики уровня должны работать в комплекте с вторичным преобразователем.
Принцип действия аналогового датчика типа Е основан на преобразовании изменения электрической емкости чувствительного элемента (ЧЭ) датчика, вызванного изменением уровня контролируемой среды. Далее сигнал с датчика передается на вторичный преобразователь для отображения уровня на цифровом дисплее и управления выходными реле.
Принцип действия дискретного датчика типа ЕС основан на преобразовании изменения электрической емкости ЧЭ датчика в выходной сигнал постоянного тока. Этот сигнал, в свою очередь, используется для управления срабатыванием выходного реле.
Датчик представляет собой моноблочную конструкцию, объединяющую электронный преобразователь и ЧЭ. В зависимости от типа контролируемой среды и условий измерений могут применятся различные варианты исполнения датчика: конструкция, материал и длина ЧЭ, тип присоединительного элемента, наличие термовтулки.
Достоинства:
- Современная элементная база.
- Простота монтажа и эксплуатации.
Датчик устанавливается на резервуаре в резьбовое гнездо или на фланец и уплотняется прокладкой из соответствующего материала. Чувствительный элемент при этом должен располагаться вертикально. Допускается наклонное расположение чувствительного элемента при условии его дополнительного крепления. Расстояние между чувствительным элементом и стенкой резервуара должно быть таким, чтобы исключалась возможность зависания сыпучей контролируемой среды после опорожнения резервуара, а также соприкосновение чувствительного элемента со стенками или дном при движении среды. Практически расстояние 100-200 мм достаточно для всех случаев. Для исключения возможных механических повреждений чувствительного элемента за счет интенсивного движения жидкой контролируемой среды рекомендуется предусматривать закрепление чувствительного элемента через изоляторы или окружать его демпфирующим устройством в виде сетки, перфорированной трубы диаметром не менее 100 мм и т. п. Металлический резервуар должен иметь соединение с заземляющим контуром. У неметаллических резервуаров необходимо предусматривать дополнительный электрод в виде пластины, полосы, стержня и т. п., расположенный параллельно чувствительному элементу на расстоянии около 200 мм и соединенный с корпусом датчика. Варианты монтажа датчиков приведены на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Варианты монтажа датчиков
Датчики поставляются для различных задач с различными типами чувствительного элемента. Для измерения уровня топлива в цистерне танкера целесообразно использовать датчик со стержневым элементом.
Стержневой чувствительный элемент представляет собой две трубки разно диаметра, причём меньшая помещается внутри большей и крепится с помощью диэлектрических креплений. Длина чувствительного элемента составляет 5 метров. Для удобства перевозки и монтажа чувствительного элемента он выполнен в виде трёх секций, соединяющихся с помощью резьбовых соединений.
Перед непосредственным монтажом датчика в цистерну вваривается перфорированная труба диаметром 100мм. Датчик монтируется внутри этой трубы и закрепляется в верхней части резьбовым соединением.
Для исключения контакта нижнего конца датчика со стенкой трубы предусмотрена прокладка круглой формы, одевающаяся на нижний конец датчика, враспор [1,2].
Конструкция датчика уровня топлива приведена на рисунке 1.2.
1 – ЧЭ различных конструктивных исполнений, 2 – корпус с крышкой, 3 – электронный модуль, 8 – кабельный ввод, 9 – зажим заземления, L – рабочая длина чувствительного элемента датчика
Рисунок 1.2 - Конструкция датчика уровня топлива
Для обработки сигнала с датчика и передачи на вход контроллера необходимо использовать вторичный преобразователь.
Похожие работы
... изложенным в таблице №8. Установка программного обеспечения так же входит в стоимость поставки комплекта. Таким образом, внедрение системы мониторинга автотранспорта на предприятии ГУП РМЭ "Пассажирские Перевозки" не требует снятия транспорта с линии и появления в структуре организации нового отдела. 5. Безопасность жизнедеятельности при внедрении и использовании системы мониторинга "WEB-GPS ...
... .3 +810.3 Срок окупаемости Лет -- 0.242 -- Вывод Из данного расчета и проведенного анализа технико-экономических показателей делаем вывод о целесообразности внедрения «Автоматизированной системы управления компрессорной установкой». Так как в результате годовая экономия затрат от автоматизации системы составляет 3347839.05 рублей. Это достигается за счет экономии в зарплате 785925.5 ...
... сигналами времени. Ядро предлагает интерфейс для программирования приложения с целью получения функций в виде отдельных программ. 1.2 Разработка автоматизированной системы управления электроснабжением КС «Ухтинская» 1.2.1 Цель создания АСУ-ЭС Целью разработки является создание интегрированной АСУ ТП, объединяющей в единое целое АСУ электрической и теплотехнической частей электростанции, ...
... приведения к базовому узлу, метод удельных весов, метод учета затрат на единицу веса изделия, расчет себестоимости по статьям затрат. В данном проекте приводится расчет себестоимости разработки автоматизированной системы управления торговым предприятием. (АСУТП). АСУТП служит для ведения учета торговой деятельности в Интернет и на аукционе EBay. Из основных преимуществ перед конкурентами стоит ...
0 комментариев