Автоматизированная загрузка бетоносмесителя

курсовая работа

2. Описание технологического процесса

Процесс дозирования и выгрузки отдозированных компонентов бетонной смеси является важной составной частью процесса производства бетонной смеси.

Одним из факторов влияющих на качество приготовленной бетонной смеси является порядок загрузки компонентов бетонной смеси в бетоносмеситель. В данном технологическом процессе производства бетонной смеси - цемент и вода должны поступать из бункеров дозаторов в бетоносмеситель только после того, как туда поступят песок и щебень.

Процесс производства бетонной смеси начинается с загрузки компонентов в дозаторы. Затем когда массы компонентов достигают значений, установленных рецептурным соотношением компонентов бетонной смеси, датчики массы подают сигнал об окончании процесса дозирования. Затворы бункеров и вентиль подачи воды закрываются. Затем устройство управления загрузкой компонентов в бетоносмеситель начинает загрузку компонентов. Сначала загружаются песок и щебень, а затем, если компоненты уже загружены, начинается загрузка цемента и воды. Через определенное время, которое уходит на приготовление бетонной смеси, готовая смесь выгружается и начинается загрузка новой порции отдозированных компонентов. Дозирование же новой порции начинается сразу после загрузки компонентов в бетоносмеситель.

3. Синтез бесконтактного устройства управления

Постановка задачи: разработать на базе микросхем серии К176 автоматическое устройство, обеспечивающее загрузку компонентов бетонной смеси в заданном порядке (все элементы поступают в бункер при условии что туда поступили щебень и песок).

Анализ задачи: устройство представляет собой комбинационную схему (однотактную схему), т.к. входной сигнал не зависит ни от последовательности подачи входных сигналов, ни от внутренних состояний разрабатываемого устройства, а зависит только от комбинации входных сигналов. Устройство должно содержать четыре входа (А, В, С,D) и один выход (У).

Обозначим устройство управления загрузкой в виде "черного ящика", - т.е. устройства, внутренняя структура которого неизвестна.

Рис. 3.1. Схема устройства в виде "черного ящика"

Полагая "У" =1, если пусковое устройство разрешает загрузку цемента и воды и "У" = 0, если загрузка запрещена, выключена. Вход "А" соответствует команде на загрузку песка, "В" - щебня, "С" - цемента, "D" - воды.

Полагая, команде на загрузку компонента соответствует уровень логической "1", а на запрет загрузки - уровень логического "0", составим таблицу истинности:

Таблица 3.1.

Пользуясь полученной таблицей истинности производим синтез устройства, т.е составляем логическое выражение, контактную и бесконтактную схемы.

ABCD+ABCD+ABCD+ABCD=Y

AB=Y

Таким образом для разрешения загрузки воды и цемента необходимы сигналы на загрузку щебня и песка.

Составленная контактная схема устройства (рис.3.2) будет работать следующим образом: при нажатии выключателя SB1 напряжение поступает на катушки магнитных пускателей КМ 1 и КМ2 которые включают электромагниты, начинающие загрузку щебня и песка. Если уже отдозированы песок и щебень, то размыкаются контакты датчиков массы WE1 и WE2 и подается питание на магнитные пускатели КМЗ и КМ4, которые отвечают за загрузку цемента и воды. Также при нажатии выключателя SB1 питание поступает в цепь питания световой и звуковой сигнализации.

Контакты WE1-WE4 это контакты датчиков массы, которые замыкаются в том случае, если компоненты бетонной смеси отдозированы и готовы к загрузке в бетоносмеситель.

В схеме предусмотрена световая сигнализация загрузки компонентов бетонной смеси (лампа HL1), и звуковая сигнализация начала процесса загрузки (гудок НА 1).

Рис.3.2. Контактная принципиальная электрическая схема устройства.

4. Описание принципиальной электрической схемы

Для управления электромагнитами на выходе устройства управления необходимо предусмотреть тиристорный ключ, который будет коммутировать цепи питания электромагнитов, отвечающих за загрузку компонентов. Также необходимо предусмотреть защиту от дребезга контактов на входе устройства управления, и гальваническую развязку цепей устройства от силовых цепей питания электромагнитов.

Для реализации логического устройства управления потребовалось шесть инверторов, четыре формирователей импульсов (триггеров Шмидта), два логических элементов 4И-НЕ.

Принципиальная электрическая схема состоит из логического блока на микросхемах DD1-DD3, узла управления электромагнитами. Логический блок получает сигналы через выключатель SB1 и контактов датчиков массы WE1-WE3 через разъем ХР1. Выключатель SВ1 предназначен для подачи сигнала начала загрузки компонентов.

При замыкании выключателя SВ1 сигнал через формирователи импульсов DD1.1 и DD1.2 приходит на логический элемент 4И-НЕ DD3.1. В том случае, если с датчиков массы приходят сигналы, показывающие что песок и щебень уже отдозированы, на выходе логических элементов появляется сигналы, по которым начинается выгрузка этих компонентов.

Затем сигнал, необходимый для выгрузки песка и щебеня, поступает на логический элемент 4И-НЕ DD3.2 отвечающий за загрузку цемента и воды и в том случае если щебень, песок уже оттдозированы и если также на этот элемент поступили сигналы с датчиков массы, то начинается выгрузка цемента и соответственно воды.

Гальваническая развязка, предназначенная для защиты устройства управления от помех и коммутационных скачков напряжения, реализована на диодных оптронах. Когда из устройства управления приходит сигнал свето- диод оптрона начинает излучать световой поток, фотодиод открывается и замыкает цепь подачи напряжения на управляющий электрод тиристора, тиристор открывается и тем самым включает электромагнит.

Делись добром ;)