Напівавтоматичний дозатор сипучих продуктів

Миколенко, Костянтин В’ячеславович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8508

Title:	Напівавтоматичний дозатор сипучих продуктів
Authors:	Гальченко, Володимир Якович Миколенко, Костянтин В’ячеславович
Issue Date:	15-Jun-2024
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8508
Appears in Collections:	151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології (Робототехнічні системи та автоматизація)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
КРБ Миколенко К.pdf Restricted Access	КРБ Миколенко К.	1.14 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ І РОБОТОТЕХНІКИ
КАФЕДРА ПРИЛАДОБУДУВАННЯ, МЕХАТРОНІКИ ТА
КОМП‘ЮТЕРИЗОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Допущено до захисту
Завідувач кафедри ПМКТ
_______ М.О. Бондаренко
«___» ___________ 2024 р.

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
ДО КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ БАКАЛАВРА

на тему «Напівавтоматичний дозатор сипучих продуктів»

Виконав здобувач освіти 4 курсу, групи РС-93
спеціальність: 151 – Автоматизація та комп’ютерно-
інтегровані технології
освітня програма: Робототехнічні системи та
автоматизація
_____ Миколенко Костянтин В’ячеславович .
Керівник Гальченко В.Я.
Рецензент .

Кваліфікаційна робота бакалавра містить результати власних здобутків автора.
Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на
відповідне джерело ___________________________________________________
підпис здобувача

Черкаси – 2024
Зміст
Стор
Технічне завдання…………………………………………………….. 2
Вступ………………………………………………………………….. 5
1 1 Огляд відомих методів і засобів вимірювання на основі
існуючих аналогів…………………………………………………………….. 6
1.1 Дозатор…………………………………………………………… 6
1.2 Пристрій керування процесом вагового дозування…………….. 8
1.3 Пристрій для дозування сипких продуктів………………………. 11
2 Обґрунтування технічного завдання ……………………………. 15
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми ……… 16
3.1 Розробка варіантів структурної схеми ………………………….. 16
3.2 Система керування………………………………………………. 26
3.3 Система дозування………………………………………………… 32
3.4 Розробка схеми електричної принципової……………………….. 34
4 Розрахунок основних елементів схеми електричної принципової.. 37
4.1 Розрахунок блоку живлення……………………………………. 37
4.2 Розрахунок ключових схем на оптопарах VT2 типу
АОТ101АС… 41
4.3 Розрахунок транзисторного каскаду на транзисторі VТ1 типу
КТ315Б………………………………………………………………………… 43
4.4 Розрахуємо ключовий каскад блоку U1 на транзисторах VТ1… 45
4.5 Оцінка надійності…………………………………………………. 48

РС-203СК.024.415.001 ПЗ
Зм. Лист № докум. Підп Дата
Разроб.
Миколенко К.В. Літ. Арк Аркушів
Пров. Напівавтоматичний дозатор
Гальченко В.Я.. Т 3
сипучих продуктів
Н.контр ЧДТУ
Тичков В.В
Затв. Пояснювальна записка

5 Технологічний розділ……………………………………………… 50
5.1 Використання друкованих плат………………………………….. 50
5.2 Класифікація методів конструювання та виготовлення
друкованих плат 50
5.3 Норми й вимоги до конструювання друкованих плат………….. 53
5.4 Вибір матеріалу та розрахунок розмірів заготовки…………… 56
5.5 Розрахунок параметрів електричних з'єднань друкованих плат 58
5.6 Виготовлення фотошаблонів та вимоги до них………………. 60
5.7 Технічне нормування……………………………………………. 64
5.8 Контроль………………………………………………………….. 66
6 Спеціальний розділ……………………………………………….. 68
6.1 Економічне обґрунтування розробки…………………………… 68
6.2 Охорона праці……………………………………………………. 69
Висновок……………………………………………………………..… 80
Список використаної літератури…………………………………….. 81
Додаток А Відомість технічного проекту............................................. 83
Додаток Б Список нормативної документації...................................... 84
Додаток В Спеціфікаціїї і перелік елементів........................................ 86
Додаток Г Результати розрахунку на ЕОМ........................................
Додаток Д Карти технологічного процесу............................................

Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 4
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Вступ

Дозатор ваговий напівавтоматичний призначений для фасовки зі
встановленою точністю цукру-піску в мішки. Дозатор може бути використаний
для фасовки інших сипких продуктів з фізико-механічними властивостями
аналогічними властивостями цукру-піску. Конструкція дозатора передбачає:
-дозування „Брутто”;
- дозування „Нетто”;
-статичну тарировку дозатора по контрольних вантажах;
- контроль ваги за свідченнями індикатора (динамічний і статичний);
- роботу в автоматичному, ручному, автоматичному з контролем ваги
режимах;
- безперервний облік і індикацію числа мішків;
- облік і індикацію числа мішків, отдозованних із заданого моменту часу;
- діагностику роботи кінцевих вимикачів;
- діагностику роботи силовимірювальних датчиків;
- збереження в пам'яті системи керування інформації про установку грубої
і точної доз („Брутто” і „Нетто”), значення коефіцієнтів перетворення
силовимірювальних датчиків, кількості циклів дозування, режимі дозування і
поточному часі при відключенні електроживлення.
- індикацію поточного часу в режимі „Очікування” (число, місяць, рік,
година, хвилина, секунда).
-можливість відключення годинника на час тривалого зберігання
пристрою.

Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 5
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

1 Огляд відомих методів і засобів вимірювання на основі існуючих
аналогів

Предметом пошуку є дозатор ваговий напівавтоматичний – пристрій для
фасовки сипких продуктів в мішки зі встановленою точністю.
Країни, по яких проводився пошук: США, Японія, Франція, Німеччина,
Англія, Україна.
Джерелами інформації були:
1. Винаходи в СРСР і за кордоном.
2. Реферативна інформація ЦНІЇПІ і про зарубіжні винаходи.
3. Журнали „Промислова власність”.
4. Тези доповідей міжнародних конференцій по вагодозуючим
установкам.
5. Реферативні журнали „Вагодозуючі установки”.
6. Бюлетень Держкомітету СРСР у справах винаходів і відкриттів
„Відкриття винаходу, промислові зразки, товарні знаки”.
7. Реферативні журнали ВІНІТІ.
Нижче представлені деякі матеріали літературного і патентного пошуку,
що представляють особливий інтерес з даної тематики.
Даний об'єкт пошуку відноситься до класу МКИ G01G 13/00, де (зліва
направо):
G – фізика;
01 – вимірювання, випробування;
G – способи і пристрої для упаковки і розпаковування виробів;
13/00 – пристрої для фасовки сипких продуктів
МКІ G01G

1.1 Дозатор
Винахід відноситься до дозаторів для розфасовки сипких матеріалів у
відкриті безклапанні мішки.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 6
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Відомий дозатор (рисунок 1.1), що складається із завантажувального
патрубка з укріпленими на ньому заслінками і корпусу із затискним пристроєм
для мішка.
З метою спрощення обслуговування і підвищення продуктивності в
пропонованому дозаторі ваговимірювальний елемент виконаний у вигляді
тороїдальної камери, з матеріалу, що легко деформується, заповненої стислим
повітрям або рідиною і має в діаметральній площині кільцеві приливи, за
допомогою яких камера кріпиться до нерухомого зовнішнього кожуха і рухомого
завантажувального патрубка.

Рисунок 1.1 - Дозатор
Дозатор складається із завантажувального патрубка 1, на якому укріплено
два секторні затвори 2, зв'язаних за допомогою зубчатої рейки 3 з приводом 4,
корпусу, що складається з внутрішнього 5 і зовнішнього 6 кожухів, між якими
розташована ваговимірювальна кільцева камера 7, сполучена з рухомим
патрубком 8.
Дозатор забезпечений упорами 9 і 10 і вимикачами 11 і 12.
Пропонований дозатор працює таким чином.
В початковому положенні ваговимірювальна камера 7 і патрубок 8
знаходяться в нижній частині дозатора.
Порожній мішок одягають на патрубок 8 і, долаючи зусилля, створюване
ваговимірювальною камерою, штовхають його вгору. По досягненні патрубком 8
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 7
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

верхнього упора 10 спрацьовує вимикач 11, який за допомогою приводу 4
відкриває секторні затвори 2 бункери. По досягненні ваги мішка достатнього
для подолання зусилля ваговимірювальної камери патрубок 8 опускається,
включаючи вимикач 12, який за допомогою приводу 4 закриває секторні затвори
2. Далі мішок подають на приймальний конвеєр мішкозахисної машини.
Недоліком відомого дозатора є громіздкість та низька продуктивність.

1.2 Пристрій керування процесом вагового дозування
Винахід відноситься до приладобудування і може використовуватися в
пристроях керування вагодозуючої апаратури.
Мета винаходу - підвищення продуктивності процесу вагового дозування
за рахунок скорочення часу пошуку оптимального набору вагових порцій, що
становлять в сумі задану вагову дозу.
В пристрої (рисунок 1.2) до входів блоку обчислення цільової функції -
комбінаційному суматору з N датчиків виробляючих електричні сигнали,
пропорційні вазі порції товару на даному пристрої, що зважує, підключена тільки
частина, а саме (N-n) цих датчиків, а інші n датчиків 1 підключені до загальних
входів груп, утворених двохвхідними суматорами, при цьому кожна група i
містить 2(I-1) суматорів, при їх загальному числі (2n-1), виходи цих суматорів
підключені до перших входів (2n-1) додаткових блоків до пускового контролю.
Комутатор в комбінаційному суматорі виконаний тим, що складається з
основного і додаткового комутаторів, їх управляючі входи, зв'язані через
інвертування, і управляючі сигнали з блоку керування поступають на ці
комутатори в протифазі. Час включення обох комутаторів перевищує час їх
відключення.
При такому виконанні комбінаційного суматора зберігається незмінним
його режим роботи по входах, незалежно від числа включених датчиків, що
підвищує точність обчислення цільової функції. Оскільки в даному пристрої
оптимальні комбінації можуть формуватися як з наборів (N-n) датчиків,
підключених до суматора, так з наборів решти датчиків, не пов'язаних з цим
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 8
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

суматором, збільшується вірогідність отримання заданої вагової дози при
меншій кількості окремих вагових порцій, що скорочує час пошуку оптимального
набору цих порцій, що становлять в сумі задану вагову дозу, і, тим самим,
підвищується продуктивність процесу вагового дозування.

Рисунок 1.2 – Структурна схема керування процесом вагового дозування

Пристрій працює таким чином: сигнали поступають з (N-n) датчиків на
комбінаційний суматор 2, в якому вони проходять на багатовхідний суматор 3
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 9
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

через комутатори 4, а сигнали з решти n датчиків 1 поступають безпосередньо на
загальні входи n груп 11, утворених двовхідними суматорами 10.
Блок 8 керування виробляє послідовності управляючих сигналів в
двійковому коді, що поступають на входи керування комутаторів, 4, які
підключають відповідне число датчиків до входів суматора 3, сигнал з його
виходу порівнюється в блоці 5 допустимого контролю з сигналами нижнього і
верхнього допустимих рівнів, сформованими по сигналах блоку 8 керування у
формувачах 6 і 7.
У разі знаходження контрольованого сигналу в заданих межах пошук
зупиняється або блок керування формує наступну послідовність управляючого
сигналу, і пошук продовжується.
Оскільки кількість датчиків 1, підключених в даний момент до
багатовхідного суматора 3 через комутатори 4, може змінюватися в процесі
пошуку, змінюватиметься і режим роботи по входах суматора 3, які виявляються
або замкнутими на загальну шину через малий внутрішній опір джерел сигналу
(датчиків 1), або загальними. підключеними до неї через великий опір
комутаторів 4 у відключеному (розімкненому) стані, що викликає додаткові
погрішності в роботі комбінаційного суматора 2, викликані зміною його вхідного
струму.
В пропонованому пристрої режим роботи по входах комбінаційного
суматора 2 (рисунок 1.3) не змінюється при будь-якому числі включених датчиків
1, оскільки входи суматора 3 фактично завжди підключені до загальної шини або
через включений основний комутатор 12 і малий вихідний опір датчика, або через
малий опір включеного додаткового комутатора 18, підключеного до загальної
шини.
Щоб комутатори 12 і 13 не виявилися замкнутими одночасно і не виник
режим короткого замикання датчиків 1 необхідно, щоб при перемиканнях
спочатку відключався раніше замкнутий комутатор, а потім включався раніше
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 10
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

розімкнений. Таким умовам задовольняють, наприклад, комутатори, виконані на
аналогових мультиплексорах типу К564, КР1, у яких час включення ключа
перевищує час його виключення.
Таким чином, виконання комбінаційного суматора 2 і комутаторів 4 що
складаються з двох комутаторів 12 і 13, управляючі сигнали на які поступають

Рисунок 1.3 – Структурна схема комбінаційного суматора
з блоку 8 керування в протифазі за допомогою інвертування 14, підвищує точність
роботи цього суматора і, кінець кінцем, точність дозування.

1.3 Пристрій для дозування сипких продуктів
Пристрій для дозування сипких матеріалів має конструкцію, що включає в
себе сховище для продуктів з можливістю регулювання об'єму, а також обертові
диски з вимірювальними ємностями та механізм для вивантаження. Відмітною
особливістю цього механізму є його двокільцева структура, де центральний кут
одного з секторів дорівнює:
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 11
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

α 8 π
= ⋅ , (1.1)
3 Ζ
а другого α ÷ β , причому:
β 180r
= , (1.2)
π (R + r)
де: Кількість мірних стаканчиків у пристрої позначається як Z, радіус диска
розвантажувального механізму - як R, а радіус ролика приводу відкидного денця
мірного стаканчика - як r..
Винахід належить до категорії механізмів для упаковувальної техніки і
може знайти застосування на підприємствах харчової, фармацевтичної та інших
промислових секторах. Один з відомих варіантів цього винаходу - порційний
дозатор для розсипних матеріалів, який включає в себе бункер, дозуючий
порожнинний барабан із вікном та механізм приводу. Однак, ця конструкція має
свої недоліки, такі як обмежена продуктивність та неможливість точного
регулювання дози продукту.
Також існує дозатор для гранульованих і порошкоподібних продуктів, що
складається з бункера, ротора з круглою таблицею, циліндричної стінки з позами і
нерухомого циліндра. Але й ця конструкція має свої недоліки у вигляді
складності та неможливості точного регулювання дози продукту.
Пристрій для дозування дрібно-штучних сипких продуктів має схожі риси
з прототипом і включає в себе бункер, дисків з мірними стаканчиками та
розвантажувальний механізм у формі кулачка. Проте його недоліки включають
низьку продуктивність, неможливість регулювання дози продукту та складність
конструкції.
В основу даного винаходу покладено завдання поліпшення пристрою для
дозування сипких продуктів шляхом встановлення у розвантажувальному
механізмі двох кільцевих секторів рухомого підпружиненого прапорця. Це
спрямовано на збільшення продуктивності, спрощення конструкції, можливість
регулювання дози продукту та підвищення надійності механізму. Також пристрій
доповнений рухомим підпружиненим прапорцем.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 12
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Зв'язок між вказаними характеристиками та очікуваним результатом
ґрунтується наступним чином. Оскільки структурно передбачено функціонування
розвантажувального механізму у вигляді двох кільцевих секторів, кожен з яких
має відмінний центральний кут, то можна зазначити, що завдяки такому
виконанню механізму виявляється значне зростання продуктивності пристрою
для дозування. Це досягається через збільшення часу розвантаження мірних
стаканчиків. Крім того, забезпечення рухомого підпруженого прапорця дозволяє
підвищити надійність його роботи.
Пристрій для дозування сипких продуктів (див. рисунок 1.4) складається з
бункера 1, привідного валу 2, на якому встановлені верхній 3 та нижній 4 диски з
мірними стаканчиками 5 та 6. Нижній диск 4 опирається на розвантажувальний
механізм 7, який з'єднаний з нерухомою шліцьовою гільзою 8. На
розвантажувальному механізмі 7 встановлено черв'ячне колесо 9 з різьбою та
черв'як 10. Мірні стаканчики 6 мають відкидне дно 11, яке через ролик 12
пов'язане з розвантажувальним механізмом 7. У бункері 1 встановлено нерухому
вертикальну стінку 13, на верхньому дискові 3 механізму встановлено конічний
живильник 14, а між дисками 3 та 4 встановлено пружину 15. На
розвантажувальному пристрої встановлено рухомі сектори 16 та 17 з приводами
18 та підпружиненим прапорцем 19.
Принцип роботи пристрою наступний. Сипкий продукт подається в бункер
1. За допомогою конічного живильника 14 продукт потрапляє до мірних
стаканчиків 5 та 6 і заповнює їх продуктом. При обертанні привідного валу 2
обертаються диски 3 та 4 і переміщують заповнені стаканчики 5 і 6 в зону
розвантаження. При цьому відміряна доза продукту відокремлюється від основної
маси продукту в бункері за допомогою вертикальної стінки 13. Кут між двома
сусідніми стаканчиками, де z - кількість мірних стаканчиків в пристрої. Коли один
стаканчик знаходиться у позиції 1, то сусідній розташований в позиції 4. Під час
руху стаканчика від позиції 1 до позиції 2 спрацьовує привід 18 і сектор 16
опускається вниз. При цьому ролик 12 входить в паз розвантажувального
механізму 7. Сектор 16 повертається в початкове положення, відкривається
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 13
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

відкидне дно 11 і доза продукту висипається в ємність. Під час подальшого
обертання привідного валу 2 ролик 12 відтискає прапорець 19 і одночасно
відкидне дно 11 закривається за допомогою профільної поверхні, а ролик 12
продовжує рухатися по радіальній поверхні механізму 7.

Рисунок 1.4 – Пристрій для дозування сипких продуктів
Під час переміщення ролика №12 з позиції №2 на позицію №4 автоматично
опускаються сектори №16 і №17, і процес повторюється. Якщо контейнер для
упаковки продукції відсутній, сектори №16 і №17 залишаються у піднятому стані,
і відповідний контейнер не розвантажується, а ролик переміщується вздовж
зовнішніх радіальних поверхонь секторів №16 і №17, а також прапорця №19. У
випадку потреби в регулюванні дози через черв'ячок №10 крутиться черв'ячне
колесо №9, яке з'єднане з розвантажувальним механізмом №7 за допомогою
різьбового з'єднання. Оскільки черв'ячне колесо №9 зафіксоване від вісьового
зміщення відносно розвантажувального механізму №7, то під час обертання
колеса №9 механізм №7 переміщується вздовж шліцьової гільзи №8, одночасно
зсуваючи нижній диск №4 з вимірювальними контейнерами №6. Це призводить
до зміни об'єму продукту між контейнерами №5 та №6.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 14
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

2 Обґрунтування технічного завдання

Основні технічні характеристики дозатора приведені нижче:
Тип: напівавтоматичний, стаціонарний, підвісний.
Дозований продукт: сипкі продукти.
Межі дозування: мінімальна маса 5; максимальна маса 50 кг.
Межа допустимих відхилень маси дози від середнього значення*: в
діапазоні 5…10 кг включно (±0,375%); в діапазоні 10…15 кг включно, (±37,5 г)
в діапазоні 15…50 кг включно ( ±0.1%).
Межа допустимих відхилень середнього значення маси дози від
номінального значення (щодо значень в діапазонах, вказаних вище), не більше:
дискретність відліку і реєстрації 0.01 кг; час дозування не більше 8 секунд; повна
тривалість циклу дозування не більше 10 секунд.
Виробництво доз в час: номінальна – 360, максимальна – 500.
Привід заслонок – пневматичний; скид заслонки малого потоку –
електромеханічний; привід фіксації мішків - пневматичний; подача мішків в
пристрій захоплення – ручна; захват порожнього мішка – автоматичний; скид
наповненого мішка – автоматичний.
Електроживлення - мережа змінного струму (220+22/-33)В 50 Гц;
споживча потужність не більше 60 Вт; пневмомережа 0.4-0.8 МПа (Кг/см2);
забруднення повітря по ГОСТ 17433-80 не грубіше за 12 клас; затрати повітря при
тиску
0.4 МПа не більше 0.6 м3/час.
Габаритні розміри, мм, не більше:
довжина – 850; ширина 700; висота 600; масса не більше 70 кг;
наробіток на відмову не менше 500000 циклів; повний середній термін
служби не менше 10 років.
Примітка:
*Значения у відсотках від номінального значення маси дози.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 15
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

3 Розробка структурної та електричної принципової схеми

3.1 Розробка варіантів структурної схеми
Розберемося як працює сам пристрій
Для вимірювання ваги продукту, що дозується, використовується
тензометричний датчик (ДС), на якому підвішена горловина. Зважування
виконується шляхом визначення коду ваги N. Для цього проводиться
числоімпульсна інтеграція частотних сигналів силовимірювальних датчиків
протягом часу Tі (час вимірювання). В результаті виходить три числові коди.
Кожний з кодів масштабується з урахуванням коефіцієнта перетворення даного
датчика і часу Tі. Після масштабування коди підсумовуються. Отримана сума –
код ваги N.
Код початкової ваги Q це код ваги визначений для такого стану вагового
механізму коли вага зважувальної величини рівна нулю. Чисельне значення ваги
P визначається як різниця коду ваги і початкової ваги.
P = N - Q. (3.1)
Отриманий код обробляється згідно програмі керування. В результаті
обробки визначається код ваги, яка виводиться на індикатори і використовується
для керування заслонками і вузлом захоплення мішка.
Інформація про коефіцієнт перетворення силовимірювального датчика,
сумарного значення ваги продукту зберігається в енергозалежному ОЗУ. При
відключенні або зникненні мережного живлення ОЗУ автоматично переходить на
живлення від вбудованого джерела живлення, яке дозволяє берегти дані протягом
4 років (при перекладі пристроєм керування в режим мікро споживання термін
служби вбудованого джерела живлення збільшується удвічі).
Робота дозатора.
Початковий стан дозатора до подачі напруги – заслонка закрита, лапи
розжаті.
Після подачі напруги живлення (включений тумблер „Мережа”) пристрій
керування виходить в режим функціонування „Встановлення”.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 16
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

При натисненні клавіші „Брутто” відбувається перехід в режим дозування
„Брутто”. На індикаторі „ШТ” відображається символ режиму дозування „Брутто”
[ ], на індикаторі „kg” - значення раніше введеної ваги дози „Брутто”.
Натисненням клавіші „Скидання” пристрій керування переводиться в
режим функціонування „Встановлення”.
Дозатор переводиться в режим керування, ручним натисненням клавіші
„Режим”.
Натисненням клавіші „ ” подається команда на встановлення нуля.
По цій команді відбувається зважування горловини, і значення ваги
горловини заноситься в пам'ять пристроя керування як нульова вага.
Натисненням клавіші „Скидання” пристрій керування переводиться в
режим функціонування „Встановлення”, потім натисненням клавіші „Режим”
дозатор переводиться в режим керування „Автомат”.
Щоб почати процес дозування необхідно натискувати клавішу „ ” тобто
подати команду на встановлення нуля.
Встановлення нуля полягає у визначенні коду початкової ваги Q. При
визначенні коду початкової ваги Q час вимірювання Tі = 0,416секунд.
Програма оперує з двома видами кодів початкової ваги Q:
Qк - код початкової ваги, визначуваний по команді з клавіатури;
Qр - код початкової ваги, визначуваний по програмній команді.
При визначенні ваги використовуються середні значення вищенаведених
кодів.
Середні значення кодів початкової ваги Q -
к , Q -
р визначається з
відповідними постійними усереднюваннями τк , τр.
Коди Q - , Q -
к р мають різний пріоритет і приведені за старшинством.
Якщо відбувається визначення нового значення коду початкової ваги, то це
значення так само привласнюється кодам з молодшим пріоритетом.
Після визначення нового значення коду початкової ваги контролюється
його відхилення від коду із старшим пріоритетом.
Величина відхилення d0, що допускається .
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 17
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Якщо відхилення перевищує допуск, індикатор „Готовність” мигає до тих
пір, поки використовується це значення коду.
Після встановлення нуля гасне червоний індикатор і спалахує зелений на
пристрої індикації „Готовність”. Поява світлового сигналу „Готовність” дозволяє
подачу мішка на горловину.
Дозатор переходить в режим статичного зважування. На індикаторі „kg” в
другому - шостому розрядах відображається числове значення ваги з урахуванням
знака, в першому - символ режиму дозування [ ], який періодично зміняється
символом режиму керування [ ].
Подається для захоплення мішок. Мішок подається обома руками на
горловину. Краями мішка підіймаються вгору до упора важелі кінцевих
вимикачів. На індикаторі „kg” в четвертому - шостому розрядах відображається
мнемосхема стану кінцевих вимикачів.
При замкнутих лівому і правому вимикачах на пристрій живлення і ключів
подається команда на спрацьовування ключа пневморозподільника лап і
відбувається захоплення мішка. Якщо хоча б один з вимикачів не замкнувся, то
команда на захоплення мішка не видається.
Після спрацьовування лап контролюється вага горловини і стан кінцевих
вимикачів. Якщо обидва вимикачі розімкнулися, і вага горловини перевищила
порогове значення, то видається команда відкрити заслонки, відбувається
дозування „Грубо”.
При досягненні або перевищенні вагою продукту значення дози „Грубо”
заслонка прикривається.
Відбувається дозування дози „Точно”. По досягненні вагою продукту
значення дози заслонка закривається. Дозування припиняється.
В час і після закінчення дозування на індикаторі „kg” відображається
результат динамічного зважування, потім після паузи проводиться разове
контрольне зважування. На час паузи і зважування індикатор „kg” гасне, потім на
ньому відображається результат зважування.
Перевіряється результат дозування.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 18
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Якщо вага мішка знаходиться в межах норми, то відбувається скидання
мішка.
Якщо вага мішка відрізняється від дози „Брутто” на величину велику за
допуск, то дозатор переходить в режим керування „Ручний” і мішок залишається
висіти на горловині. Оператор повинен визначити причину відхилення і усунути її.
Пристрій керування контролює стан кінцевих вимикачів. Якщо вони
розімкнені, то подається команда на установку нуля і відбувається зважування
горловини.
Починається наступний цикл дозування.
У випадку якщо обидва вимикачі замкнуто у момент контролю або
замикаються під час зважування, то установка нуля відміняється і починається
дозування.
Якщо замкнути один з вимикачів, то встановлення нуля не проводиться і
на індикаторі „kg” відображається мнемосхема стану вимикачів. Відновлення
дозування відбувається при натисненні клавіші „ ”, перехід в режим
функціонування „Встановлення” – при натисненні клавіші „Скидання”.
Якщо відхилення отриманої нульової ваги від його контрольного значення
перевищує допустиме, то індикатори пристрою індикації „Готовність” починають
мигати. Необхідно провести встановлення нуля натисненням клавіші „ ”.
Розбіжність значень нульової ваги не накладає заборони на дозування.
Дозування проводиться і при миготливих індикаторах „Готовність”, але можливі
відхилення ваги.
Значення нульової ваги утримується в пам'яті пристрою керування
протягом 125 секунд. Якщо протягом цього часу не проводиться
дозування, то значення нульової ваги зтирається з пам'яті, зелений індикатор
гасне, спалахує червоний і пристрій керування переходить в режим
„Встановлення”.
Якщо протягом 125 секунд не проводилися активні дії, то пристрій
керування переходить в режим очікування. На індикаторах пристрою керування
висвітяться календар і годинник.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 19
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Процес дозування можна перервати шляхом натиснення на клавішу
„Режим” або кнопку „Стоп”.
При натисненні на клавішу „Режим” дозатор переводиться в режим
керування „Ручний”. При цьому за програмою знімаються сигнали утримання
пневморозподільника. Заслонка закривається, і дозування уривається.
При натисненні на кнопку „Стоп” пристрій керування також переводиться
в режим керування „Ручний”. При цьому незалежно від пристрою керування
прямою дією на ключі пристрою живлення і ключів знімаються сигнали
утримання пневморозподільника, відбувається закриття заслонки і переривання
дозування.
Відмінності режиму дозування „Нетто” від режиму дозування „Брутто” в
режимі керування „Автомат” полягають в наступному:
- спочатку подається мішок для захоплення;
- операція визначення нульової ваги проводиться після відпуску важелів
кінцевих вимикачів.
Режим керування „Автомат контроль”.
В режимі керування „Автомат контроль” („Брутто” або „Нетто”) після
закриття заслонки і індикації результату разового контролю ваги дозатор
переводиться в режим статичного зважування і на індикатор „kg” виводиться
значення ваги контрольованого мішка. Мішок утримується на горловині до
натиснення клавіші „ ”, після чого продовжується дозування в режимі
керування „Автомат”.
Дозатор переводиться з режиму керування „Автомат контроль” в режим
керування „Автомат” повторним натисненням клавіші „Контроль”.
Режим керування „Автомат ”.
За початок циклу приймається момент замикання кінцевих вимикачів. До
замикання виконується статичне зважування. Час вимірювання Tі = 0,416
секунд.
Якщо обидва кінцеві вимикачі замикаються, то:
- видається команда на закриття лап;
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 20
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

- відлічується пауза Тз.
Протягом цієї паузи лапи закриваються. По закінченню паузи Тз
зважується горловина.
Якщо вага горловини перевищує порогове значення d2:
- видається команда відкрити заслонки;
- гаситься індикатор „Готовність”.
Встановлюється режим дозування „Грубо”.
Час вимірювання Ті = 0,012секунд.
Починається рахунок числа кроків вимірювань режиму дозування “Грубо”.
В перебігу hг кроків вимірювань визначається тільки Pг, де Pг – чисельне
значення ваги в режимі дозування „Грубо”.
Починаючи з hг+1 вимірювання обчислюються наступні параметри
динамічного дозування:
P -
г , Vг, V -
г , Pег .
Для визначення P -
г для кроку h -
г середнє значення Pг для кроку h - 1
обчислюється.
Р − = P −V −
Г (h−1) U (h) Г ( j−1) ⋅ (∆ Г −1) , (3.2)
де: Pг(h) - значення ваги на кроці hг;
V -
г(j-1) - середнє значення швидкості на останньому вимірюванні режиму
„Грубо” попереднього циклу дозування.
Середнє значення швидкості V -
г для кроку h обчислюється:
V −
Г (h)= PГ (h) − PГ (h−1) , (3.3)
Контролюється умова:

РЕГ ≥ РС , (3.4)
якщо виконується, то лічильник числа мішків збільшується на одиницю.
Контролюється умова:
РЕГ ≥ DГ , (3.5)
якщо виконується, то:
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 21
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

- подається команда закрити заслонку „Грубо”;
- встановлюється режим дозування „Точно”.
Контролюється умова:
Р D
ЕГ ≥ , (3.6)
E
якщо виконується, то:
- подається команда на електромагніт на утримання заслонки „Точно”;
- відлічується пауза tН.
По закінченню паузи tН контролюється умова:
РЕГ ≥ DГ , (3.7)
Визначається сума числа кроків для яких виконується ця умова. Якщо на
черговому кроці умова не виконується, то ця сума зменшується на одиницю, за
умови, що одержуване в результаті значення не може бути негативним. Якщо
визначене таким чином число кроків досягає значення СnГ, то:
- подається команда закрити заслонку „Грубо”;

- значення V -
г на останньому циклі зважування обмежується в межах від
0,1 V -
г ПЗУ до 1,5 V -
г ПЗУ і зберігається до наступного циклу дозування;
- встановлюється режим дозування „Точно”.
Контроль вище перелічених умов виконується протягом всього циклу
дозування „Грубо” до виконання кожного з них.
Дозування „Точно”.
Час вимірювання Ті = 0,052секунд.
Починається рахунок числа кроків вимірювань режиму дозування
„Точно”.
В перебігу h кроків вимірювань визначається тільки P.
Після h вимірювань починаючи з h +1 кроку обчислюються наступні
параметри динамічного дозування : P -, V, V -, PЕ .
Для визначення Р -(h) середнє значення Р -(h-1) обчислюється:
Р −
(h−1) = P(h) −V −
( j−1) ⋅ (∆ −1) , (3.8)
де: Р(h) - значення ваги на кроці h;
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 22
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

V -
( j-1) - середнє значення швидкості на останньому вимірюванні режиму
„Точно” попереднього циклу дозування.
Середнє значення швидкості V - для кроку h обчислюється:
V −
(h) = P(h) − P(h−1) . (3.9)
З кроку h +2 перевіряється умова:
D − PE + Ad ≤ 0 . (3.10)
Визначається сума числа кроків для яких виконується ця умова. Якщо на
черговому кроці умова не виконується, то ця сума зменшується на одиницю, за
умови, що одержуване в результаті значення не може бути негативним. Якщо
визначене таким чином число кроків досягає значення Сn, обчислюється значення
паузи Td. По закінченню вимірювання відлічується пауза Td .
По закінченню паузи Td:
- видається команда закрити заслонку „Точно”;
- відображається значення Ре на протязі 0,4 секунди.
По закінченню індикації Ре:
- індикатор „kg” гаситься;
- відлічується пауза Т1.
По закінченню паузи Т1 виконується зважування тривалістю Ті = 0,416
секунд, результат зважування Рм .
По закінченню зважування Рм:
- обчислюється значення Dг;
- обчислюється значення Рмк;
- обчислюється значення З;
- перевіряються умови:
1Рмк − D1≥ d3 , (3.11)
1Рмк − D1≥ 0 . (3.12)
Якщо умова (3.11) виконується, то встановлюється режим керування
„Ручний” до подачі команди „Скидання”. Після команди „Скидання”
відновлюється режим керування „Автомат ”.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 23
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Якщо виконуються умови (3.11) і (3.12), то встановлюється Pq = 0.
Якщо умова (3.11) не виконується, то:
- значення ваги Рмк виводиться на індикацію;
- подається команда відкрити лапи;
- починається відлік паузи Т2.
По закінченню паузи Т2:
- визначається код початкової ваги Qр (Час вимірювання
Ті =0,416секунд).
- починається циклічний контроль стану кінцевих вимикачів.
Якщо один з них виявиться замкнутим, то:
- визначення коду початкової ваги Qр уривається;
- індицюється стан кінцевих вимикачів;
- контроль стану кінцевих вимикачів продовжується.
Якщо обидва замкнуті, то:
- індицюється значення Рмк;
- починається наступний цикл дозування, в обчисленнях використовується
значення коду Q-
рп з попереднього циклу дозування.
Якщо обидва розімкнені, то після паузи 0,4 секунди поновлюється
визначення коду початкової ваги Qр.
Після визначення Qр обчислюється значення Qрп.
Після обчислення Qрп:
- запалюється індикатор „Готовність”;
- виконуються періодичні статичні зважування;
- контролюються кінцеві вимикачі;
- починається відлік паузи Т7 в періодах статичного зважування. По
закінченню паузи Т7 припиняється індикація Рмк і відображаються результати
статичного зважування.
Якщо обидва кінцеві вимикачі замкнуто, то:
- контроль кінцевих вимикачів припиняється;
- починається наступний цикл дозування.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 24
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Режим „Автомат, Контроль”.
В режимі „Автомат, Контроль”, якщо умова 1Рмк − D1≥ d3 не виконується, то:
- виводиться на індикацію Рмк (команда відкрити лапи не подається);
- відраховується пауза Т2.
По закінченню паузи Т2:
- встановлюється режим статичного зважування, результат зважування Рк;
- індикатор „kg” гаситься.
Після першого періоду статичного зважування на індикаторі „kg”
відображаються значення Рк.
По команді „Скидання” з клавіатури:
- видається команда відкрити лапи;
- відлічується пауза Т4 = 0,5 секунд.
По закінченню паузи Т4 виконуються всі дії виконувані по закінченню
паузи Т2 в режимі „Автомат”.
Режим керування “Ручний”.
В режимі керування „Ручний” операція захоплення мішка проводиться як в
режимі функціонування пристрою керування „Встановлення” так і в режимі
визначення початкової ваги.
Операція визначення нульової ваги виконується тільки вручну (після
натиснення клавіші „ ”).
Якщо в режимі керування „Ручний” спочатку виконати операцію
захоплення мішка, а потім операцію визначення нульової ваги, то пристрій
керування перейде в режим „Таріровка”.
В кожному з режимів дозування („Брутто” або „Нетто”) всі операції
виконуються по командах оператора, але тільки в послідовності, відповідній
заданому режиму дозування. Клавішею „Пуск” подається команда на дозування і
проводиться відкриття заслонки потім, по досягненні дози „Грубо”, заслонка
прикривається, а досягши номінальної дози - закривається. Дозування
припиняється.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 25
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Мішок залишається в захопленому стані на горловині. Пристрій керування
переходить в режим статичного зважування. Для скидання мішка необхідно
натискувати клавішу „ ”.
Пристрій керування залишається в режимі статичного зважування. Для
перекладу пристрою керування в режим функціонування „Встановлення”
необхідно натискувати клавішу „Скидання”.
Дозування може бути перервано натисненням клавіші „Стоп”.
Дозування можна продовжити, натискуючи клавіші „Пуск” або „Точно”.
При натисненні клавіші „Пуск” заслонка відкривається, а при натисненні
клавіші „Точно” – відчиняється.
Приступимо до розробки структурної схеми. До складу вагодозуючої
установки входять наступні системи: система керування і система дозування.

3.2 Система керування
Система керування вагодозуючої установки (рисунок 3.1) виконує обробку
сигналів силовимірювальних датчиків, пропорційних вазі продукту, що дозується,
видачу управляючих сигналів на виконавчі механізми, відображення поточного
стану системи на індикаторах панелі керування, а також вторинне
електроживлення по ланцюгах дозатора.
Система керування складається з:
- пристрою керування;
- пристрою живлення і ключів;
- датчика силовимірювального.
Пристрій керування виконує обробку сигналів силовимірювальних
датчиків, видачу управляючих сигналів на виконавчі механізми, відображення
поточного стану дозатора на індикаторі.
Для оперативного завдання дози, коефіцієнтів перетворення датчиків,
проведення тарировки, введення тарировочной поправки, а також керування
дозатором в ручному режимі служить клавіатура (рисунок 3.2).
Пристрій керування складається з:
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 26
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

1. Панелі клавіатури (ПК);
2. Плата процесора і індикації (ППІ);
3. Плата пристрою звукового(УЗ);
4. Плата інтерфейсу(ПІ).

Рисунок 3.1 – Система керування дозатора: 1 – пристрій керування;
2 – пристрій живлення і ключів; 3 – джгут 1(системний); 4 – датчик
силовимірювальний; 5 – джгут 2; 6 – шнур 3 (живлення); 7 – дріт 4 (заземлення)
Порядок введення інформації в пристрій керування з клавіатури.
Клавіші клавіатури мають багатофункціональне призначення. В режимах
функціонування пристрою керування „Встановлення” і керування „Ручний”
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 27
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

клавіші є функціональними і задають відповідні режими функціонування і
керування.
На клавіатурі пристрою керування використовуються наступні умовні
позначення функцій і команд:
„ ”- перехід в режим „Встановлення тарировочного ваги”;

Рисунок 3.2 – Клавіатура пристрою керування
„Тарировка” – виконання операції тарировки;
„Брутто” – перехід в режим роботи ваги „Брутто”;
„ ” – введення значення ваги дози „Брутто”;
„Нетто” – перехід в режим роботи терезів „Нетто”;
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 28
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

„ Н ”- введення значення ваги дози “Нетто”;
„Поправка” – перехід в режим „Введення тарировочної поправки”;
„ ” - введення значення тарировочної поправки;
„Режим” – введення режиму керування;
„Коефіцієнт” - введення значень коефіцієнта силовимірювального датчика;
„Пуск ” – команда на повне відкриття заслонки;
„Точно”– команда на часткове відкриття заслонки для дозування”Точно”;
„Стоп”– команда на закриття заслонки;
„ ” – установка нуля, вихід з режиму „Встановлення”;
„ ” – команда на скидання мішка;
„Скидання” – вихід з режиму введення, вихід з режиму статичного
зважування.
Надалі по тексту, якщо приводиться функціональна назва або символ
клавіші, мається на увазі, що пристрій керування знаходиться в такому режимі
функціонування, коли при натисненні цієї клавіші виконується функція,
відповідна назві або символу. Якщо приводиться цифрова назва клавіші, то це
означає, що натиснення проводиться після перекладу пристроя керування в режим
введення числових значень.
При введенні значень ваги вводяться чотири знаки - два в цілій частині і
два в дробовій (десяткова кома фіксована, встановлюється після другого знака).
При введенні значень коефіцієнтів перетворення силовимірювальних
датчиків вводяться чотири знаки (десяткова кома не встановлюється).
Введення числового значення завершується натисненням клавіші
„Скидання”.
Клавіша „Рахунок” служить для циклічного висновку стану лічильників
мішків на індикатор „ШТ”. При тривалому (більше 2 секунд - 4 цикли) утриманні
клавіші в натискуючому стані в режимі функціонування пристрою керування
„Встановлення” відбувається обнуління змінного лічильника мішків.
Клавіша „Контроль” служить для:
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 29
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

- циклічного переходу з режиму дозування „Автомат” в режим дозування
„Автомат контроль”;
- циклічного перебору свідчень дати і поточного часу при їх установці в
режимі функціонування пристрою керування „Очікування”.
Клавіша „ ”.
Перехід в режим „Введення значення тарировочної ваги”.
Клавіша „Тарировка”.
Видача команди на проведення тарировки вагового пристрою по
встановленій контрольній вазі.
Клавіша „Брутто ”.
Перехід в режим дозування „Брутто” і режим функціонування „Введення
значення дози” (брутто).
Клавіша „Нетто Н ”.
Перехід в режим дозування „Нетто” і режим функціонування „Введення
значення дози” (нетто).
Клавіша „Поправка ”.
Перехід в режим функціонування „Введення тарировочной поправки”.
Клавіша „Режим”.
Перехід з режиму керування „Автомат” в режим керування „Ручний” і
навпаки, причому при натисненні клавіші під час дозування в режимі керування
„Автомат”, закривається заслонка, і дозування уривається.
Клавіша „Коефіцієнт”.
Перехід в режим функціонування „Введення коефіцієнта
силовимірювального датчика”.
Клавіша „Пуск”.
Подача команди на повне відкриття заслонки і початок дозування.
Клавіша „Точно”.
Подача команди на часткове відкриття заслонки для дозування „Точно”.
Клавіша „Стоп”.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 30
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Подача команди на закриття заслонки і припинення дозування.
Клавіша „ Скидання”.
Подача команди на скидання мішка.
В режимах статичного зважування і введення числових значень переводить
пристрій керування в режим „Встановлення”.
Клавіша „±”.
Циклічна зміна знака тарировочної поправки, що вводиться.
При натисненні після клавіші „5” переводить пристрій керування з режиму
„Встановлення” в режим „Очікування”.
Клавіша „ ”.
Встановлення нуля вагового пристрою. Після натиснення цієї клавіші ПУ
проводить зважування горловини, приймає отриману величину за нульову вагу і
від нього починає зважування або дозування.
Після встановленні нуля пристрій керування переходить в режим
статичного зважування.
Клавіші „0”… „9”.
Введення відповідних цифр.
Клавіша „5” в режимі „Встановлення” проводить перехід в режим
„Корекція програмних коефіцієнтів”.
Кнопка „Стоп”.
Аварійна зупинка процессо дозування. Заслонки закриваються (мішок
залишається захопленим на горловині). Пристрій керування переходить в режим
керування „Ручний”.
Органи індикації і комутації плати процесора.
Індикатор „ШТ” служить для:
- індикації свідчень змінного лічильника (максимум 9999);
- індикації свідчень лічильника безперервного рахунку
(максимум 999999);
- індикації службових символів;
- індикації відхилення тарировочного коефіцієнта;
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 31
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

- індикації несправності силовимірювального датчика;
- індикації поточної дати.
Індикатор „kg” служить для:
- індикації режимів керування дозатором;
- індикації режимів дозування;
- індикації режимів функціонування пристрою керування;
- індикації поточного значення ваги;
- індикації числових значень, що вводяться;
- індикації несправності силовимірювального датчика;
- індикації стану кінцевих вимикачів;
- індикації поточного часу.

3.3 Система дозування
До складу системи дозування входять наступні вузли:
-вузол заслонок;
-вузол захоплення мішка;
-силовимірювальні датчики.
Вузол заслонок складається з приймача, на якому на одній вісі закріплені
заслонки великого і малого потоку продукту, пневмоциліндр заслонок,
електромагніт, пневморозподільник заслонок. Електромагніт кріпитися за
допомогою кронштейна. Вузол кріплення заслонки малого потоку закритий
кришкою. Вузол захоплення мішка складається з горловини, на якій закріплені
лапи і, пневморозподільник лап, кінцеві вимикачі з важелями. Пневмоциліндр
лап за допомогою тяги закріплений на лапах. Горловина підвішується на
приймач на трьох силовимірювальних датчиках. Переміщення горловини в
горизонтальній площині щодо приймача обмежується прискорювачами.
Пневмоциліндри і пневморозподільники зв'язані в єдину пневмосистему
(рисунок 3.3). В пневмосистему входять також демпфери і фільтр-регулятор
тиску. Фільтр-регулятор за допомогою кронштейна закріплений на платформі
приймача. На приймачі встановлений світловий ліхтар „Готовність”. Усередині
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 32
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

приймача встановлена заслонка обмеження потоку продукту, положення якої
фіксується регулювальним гвинтом. При загвинчуванні гвинта потік зменшується,
а час дозування збільшується, при вигвинчуванні – навпаки.
Всі електричні елементи пристрою дозуючого зв'язані між собою і
системою керування вагодозуючої установки за допомогою джгута .

9 8
3
6
4
9 8
7 2 1
5
1 1 9 8
2
1 0
1 1 6

Рисунок 3.3 – Пневматична схема пристрою дозуючого: 1 – фільтр-
регулятор тиску; 2 – колектор; 3 – електропневморозподільник дозування
„Точно” 4 – пневмоциліндр приводу заслонки; 5 – регулюючий дросель;
6 – демпфер; 7 – електропневморозподільник дозування „Грубо” 8 – глушник
10.Електропневморозподільник механізму привода лап ПРЛ. 11.Пневмоциліндр
привода лап.

Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 33
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

3.4 Розробка схеми електричної принципової
Конструктивно пристрій керування складається з плати процесора і
індикації (ППІ), панелі клавіатури (ПК), плати інтерфейсу пристрою керування
(ПІ) і плати пристрою звукового (УЗ), сполученої між собою джгутами. ППІ і ПІ
приєднані до роз'ємів, встановлених на корпусі пристрою керування.
Електрична схема пристрою керування виконана на базі однокристального
мікроконтролера D5, робоча частота якого забезпечується кварцовим резонатором
BQ1 і конденсаторами С4,C5.
B мікроконтролері порт Р0 реалізує мультиплексорну шину адреса - дані.
Порт Р0 формує молодші вісім розрядів – адреси і дані.
Порт Р2 формує старші вісім розрядів адреси.
Порт Р1 використовується для введення інформації від зовнішніх
пристроїв (в схемі використовується Р1.0 для введення інформації від
силовимірювального датчика через мікросхему D3).
Регістри D8, D9 посилюють адресну шину. Сигнал керування EZ
заземлений, і адресні сигнали передаються завжди на вихід мікросхем, оскільки
шина адреси однонаправлена.
Шина даних посилюється шинним формувачем D10.
Пам'ять програм утворена мікросхемою D11 (РПЗУ (32кбайт х 8) з
ультрафіолетовим стиранням), пам'ять даних - на мікросхемі D12. B мікросхемі
D12 реалізовані оперативно пристрій, що запам'ятовує, годинник, календар і
елемент живлення, який здійснює енергозалежну пам'ять даних і підтримує
роботу годинника при відключенні живлення сіті або „+5B”.
Для вибору мікросхеми служить дешифратор D14. Мікросхема D1,
транзистори VT1,VT2 призначені для скидання мікросхем D5,D7,D2,D13 в
початковий стан при включенні і відключенні джерела живлення або аварійному
відключенні мережної напруги.
Мікросхема D4 формує сигнали для закриття транзисторних ключів
VT6…VT8 пристрою живлення і ключів.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 34
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Програмований інтерфейс клавіатури і індикації D2 призначений для
реалізації обміну інформацією між мікроконтролером D5 і матрицею клавіш, а
також індикацією.
Керування роботою індикаторів забезпечують мікросхеми D2,D7 через
транзисторні ключі VT4...VT11 і VT13...VT24.
Програмований інтерфейс D13 використовується для реалізації програмно
керованого обміну (уведення-виведення) між D5 і зовнішніми пристроями
(кінцевими вимикачами, пневморозподільниками і індикатором „Готовність”).
Оптопара VT3 служить для гальванічної розв'язки при включенні кінцевих
вимикачів.
Пристрій звуковий призначений для звукової реєстрації натиснення
клавіші і є генератором, зібраним на мікросхемах D1 і D2. Виконавчий пристрій -
звуковий перетворювач BQ2.
Інтерфейс пристрою керування призначений для створення локальної сіті.
На ПІ змонтований мікроконтролер D1 і інтерфейс D2 (RS-485). Робоча
частота мікроконтролера D1 задається кварцовим резонатором BQ1 і
конденсаторами С1 і С2 .
Напруга живлення 220В 50Гц з роз'єму Х1 через запобіжник F1 і тумблер
S1 подається на фільтр, що складається з конденсаторів С1 і С2 і дроселя L1.
Стабілізоване джерело +5B1 містить запобіжник FU5, випрямляч VD7,
фільтри на конденсаторах С4-1, С4-2, С9, С13, С18, стабілізатор DА4.
Стабілізоване джерело +5B2 містить запобіжник FU4, випрямляч VD6,
фільтри на конденсаторах С3, С8, С12, С17, стабілізатор DА3.
Стабілізоване джерело +15B містить запобіжник FU3, випрямляч VD5,
фільтруючі конденсатори С2, С7, С11, С16, стабілізатор DА2.
Стабілізоване джерело +24B містить запобіжник FU2, випрямляч на діодах
VD1... VD4, фільтруючі конденсатори С1, С6, С10, С15, стабілізатор DА1.
Схема, що виробляє сигнал перезапуску для пристрою керування
випрямляч VD17 і оптопару VT10.
На ключі подаються сигнали з пристрою керування:
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 35
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

- на закриття заслінки вивантаження;
- на відкриття заслінки завантаження;
Ключі мають гальванічну розв'язку на оптопарах VT1...VT4, які
управляються по ланцюгах резисторів R1...R4. Вихідний сигнал оптопари
посилюється одним з відповідних транзисторів VT6...VT9.
В пристрої живлення і ключів є два ланцюги захисту.
Перший ланцюг захисту відключає пневморозподільник заслонок при
виході з ладу транзистора VT6 або оптопари VT1. Вона складається з реле К1,
діодів VD8, VD9 і резистора R16. Елементи VD8, VD9, K1, R16 дозволяють
подачу напруги на пневморозподільник заслонок.
Другий ланцюг захисту забезпечує блокування відкриття заслонки
завантаження за відсутності сигналу на закриття заслонки вивантаження і
складається з транзистора VT5 і резисторів R5, R6 і R11. Транзистор VT5
відкриває транзистор VT6, якщо відкритий транзистор VT7.
Включення пристроя живлення і ключів проводиться тумблером S1 і
відображається світлодіодами VD13 (+24В), VD14 (+15В), VD15 (+5В1) і VD16
(+5В2).

Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 36
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

4 Розрахунок основних елементів схеми електричної принципової

4.1 Розрахунок блоку живлення
Виходячи з аналізу схеми визначаємо потужності вторинних обмоток
трансформатора TV1 : (враховуючи 10-15% запас).
Pi =U i ⋅ I i . (4.1)
Обмотка 3-4 : U3-4 = 30В; I3-4= 1,5А:
P3−4 =U 3−4 ⋅ I3−4 = 30B×1,5A = 45Вт.
Обмотка 5-6 : U5-6 = 18В; I5-6= 1А:
P5−6 =U 5−6 ⋅ I5−6 =18B×1A =18Вт.
Обмотка 7-8 : U7-8 = 8В; I7-8= 0,8А:
P7−8 =U 7−8 ⋅ I 7−8 = 8B × 0,8A = 6,4Вт.
Обмотка 9-10 : U9-10 = 8В; I9-10= 1А:
P9−10 =U 9−10 ⋅ I9−10 = 8B×1A = 8Вт.
Сумарна потужність вторинних обмоток трансформатора TV1 складає:
PΣ = P3−4 + P5−6 + P7−8 + P9−10 = 45 +18 + 6,4 + 8 ≅ 77Вт.
Вибираємо трансформатор типу ТПН-1 потужністю 100 В·А, який має
вторинні обмотки з параметрами, що задовольняють вище розрахованим умовам.
Для випрямлення змінних напруг вторинних обмоток трансформатора
використаємо мостові однофазні схеми випрямлячів, як такі які забезпечують
високі показники, щодо використання потужності трансформатора, та є
двоперіодними, що пом`якшує вимоги до конденсаторів згладжувальних фільтрів.
Напругу на випрямну схему будемо подавати через запобіжники: F2-3,2А;
F3-0,6А; F4-1А; F5-2,2А.
Для випрямлення напруги з обмотки 3-4 трансформатори TV1 обираємо
дискретні діоди типу КД213А, які мають такі основні параметри :
КД213А:
- максимально допустимий постійний прямий струм, А - 10;
- максимально допустима постійна зворотна напруга, В - 200;
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 37
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

- постійна пряма напруга, В - ≤1.
Виходячи з приведених параметрів робимо висновок, що діоди вибрані
правильно.
Для випрямлення напруг з обмоток 5-6; 7-8; 9-10; трансформатора TV1
обираємо випрямну збірки типу КЦ405А, що містить чотири діоди, що з`єднані в
мостову схему випрямлення.
Діодна збірка має такі параметри:
- максимально – допустимий постійний прямий струм, А - 1;
- максимально допустима постійна зворотна напруга, В - 250;
- постійна напруга на одному діоді збірки,в - 1.
Дані параметри дають змогу використати збірку в розраховуваній
схемі.
Для згладжування пульсацій випрямленої напруги, на виходах випрямних
схем вмикаємо електролітичні конденсатори.
Використаємо формулу:
Сmin = H / rK ПО , (4.2)
де: Сmin - ємність, мкФ;
r – опір (активний) фази випрямляча;
r = rтр + rпр - для мостової схеми;
rтр - опір обмотки трансформатора, rтр ≈ 1 Ом для всіх обмоток
TV1;
rпр – прямий опір діода;
rпр ≈ Uпр / 3 · Iср. (4.3)
Uпр ≈ 1В; Iср – середнє значення випрямленого струму,
rпр ≈ 1 / 3 · 1 = 0,33 Ом;
Кпо – коефіцієнт пульсацій (як правило достатнім є значення
Кпо ≈ 0,1).

Розраховуємо коефіцієнт Н (рисунок 4.1):
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 38
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Н, О м м к Ф
14 0 0
12 0 0
10 0 0
80 0
60 0
4 0 0
20 0
А
0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1. 2 1 . 4 1 . 6

Рисунок 4.1 – Графік по якому розраховуємо коефіцієнт Н
Для струму 1,0 - 1,4 А коефіцієнт Н ≈ 1200 – 1400.
Розраховуємо ємності конденсаторів:
Сmin ≈ 1300 = 1220мкФ.
1+ 0,33 ⋅ 2 ⋅0,1
Обираємо конденсатори:
С1 : К50 – 35 – 2200,0 × 63В;
С2 : К50 – 35 – 2200,0 × 63В;
С3 : К50 – 35 – 4700,0 × 25В;
С4 : К50 – 35 – 10000,0 × 25В;
С6 : К50 – 35 – 2200,0 × 63В.
Паралельно згладжуючим конденсатором вмикаємо керамічні (плівкові)
конденсатори для фільтрування короткоімпульсних перешкод та інших
високочастотних завад, так як електролітичні конденсатори великої ємності, як
відомо, мають частоту власного (послідовного) резонансу порядка 2 – 5 кГц в
залежності від величини ємності, конденсатори ж керамічні чи плівкові мають
резонанс кілька десятків кГц, або вище, тому вони ефективно фільтрують
вищевказані перешкоди.
Обираємо конденсатори:
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 39
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

С 10 : К73 – 17 – 0,022 × 63В;
С 7 : К73 – 17 – 0,022 × 33В;
С 8 : К73 – 17 – 0,022 × 63В;
С 9 : К73 – 17 – 0,022 × 25В.
Для стабілізації рівня постійної напруги обираємо інтегральні
стабілізатори з вмонтованими захистами від перевищення струму, тепловим
захистом, вони також мають великий коефіцієнт стабілізації та зручні у
використанні.
Для стабілізації напруги 24В обираємо інтегральний стабілізатор типу 7824
– високоякісний стабілізатор з вихідним струмом до 1,5А; для стабілізації напруги
15В вибираємо стабілізатор – 7815 з вихідним струмом до 1,5А; для стабілізації
напруги 5В вибираємо стабілізатор – 7805 зі струмом до 3А.
Входи і виходи всіх інтегральних стабілізаторів зашунтовані
конденсаторами згідно до вимог використання стабілізаторів вказаних типів.
Для світлової індикації використані випромінюючі діоди типу
АЛ 307 Б, які мають прямий склад напруги 2 – 3 В та струм від 2 – 20 мА в
залежності від яскравості світловипромінювання. Для розрахунку опорів
баластних резисторів задаємося струмом через світлодіоди рівним 7 мА тоді
опори резисторів:
U
Ri = Ri , (4.4)
I Ri
де: U R28 – спад напруги на резисторі R28;
U R28 = 24 −U ПРvd13 = 24 − 3 = 21В.
I R28 – струм через R28, що дорівнює струму через світлодіод, тобто:
I −3
R28 = 7мА = 7 ⋅10 А , тоді:
21
R28 = 7 ⋅10−3 ≅ 3 ⋅103 Ом.
Обираємо резистор з номінальним опором 2,7 кОм.
Потужність розсіювання на резисторі складає:
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 40
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

PRi = (I Ri )
2 ⋅ Ri , (4.5)
P = (I )2 ⋅ R28 = (7 ⋅10−3 )2
R28 R28 ⋅ 2700 = 0,132Вт .
Остаточно обираємо:
R28 – МЛТ – 0,25 Вт × 2,7 кОм.
Аналогічно розраховуємо резистори R29, R22, R30:
R29 = U R29 = 12
−3 = 1,7кОм,
I R29 7 ⋅10
PR29 = (I )2 ⋅ R29 = (7 ⋅10−3
R29 )2 ⋅1700 = 0,08Вт.
Обираємо: R29 – МЛТ – 0,25 Вт × 1,7 кОм.
R22 = U R22 = 3 =
−3 430Ом,
I R22 7 ⋅10
PR22 = (I R22 )2 ⋅ R22 = (7 ⋅10−3 )2 ⋅ 430 = 0,02Вт.
Обираємо: R22 – МЛТ – 0,25 Вт × 470 Ом.
R30 = U R30 = 3 = 430Ом,
I R 30 7 ⋅10−3

P = (I )2 ⋅ R30 = (7 ⋅10−3 )2
R30 R30 ⋅ 430 = 0,02Вт.
Обираємо: R30 – МЛТ – 0,25 Вт × 470 Ом.

4.2 Розрахунок ключових схем на оптопарах VT2 типу АОТ101АС
Світлодіодні оптрони мають такі параметри:
число каналів - 2;
напруга ізоляції максимальна - 1500В;
опір ізоляції - 100Г Ом;
вхідний струм максимальний - 20 мА;
вхідна напруга максимальна - 1,6В;
напруга комутації - 15В;
вхідний струм - 5 мА.
Розраховуємо резистори R7, R8 (рисунок 4.2):

Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 41
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

+2 4 B
R7 R8
1 2 3 4
V T 2
8 7 6 5

Рисунок 4.2 – Ключова схема на оптопарі VT2 типу АОТ101АС

Задамося вхідним струмом світлодіода оптопари рівним 9 мА
( при максимальному 20 мА ), тоді:

R7 = U ВХ −U ПРVT 2 , (4.6)
IVT 2
де: Uвх – напруга на контакті 5 роз`єму ХР.1.2.
Uвх = +24В;
UПРvt2 – прямий спад напруги на світлодіоді, який дорівнює ≈ 1,5В;
Ivt2 – вхідний струм оптрона; Ivt2 = 9мА.
24 −1,5
R7 = 9 ⋅10−3 = 2500Ом,
PR7 = I 2 ⋅ R7 = (9 ⋅10−3
vt 2 )2 ⋅ 2500 = 0,203Вт.
Обираємо : R7 – МЛТ – 0,25Вт × 2,4 кОм.
Аналогічно розраховуємо опір резистора R8:
R8= 24 −1,5 =
−3 2500Ом,
9 ⋅10
тоді:
2 −3 2
PR8 = I vt 2 ⋅ R8 = (9 ⋅10 ) ⋅ 2500 = 0,203Вт.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 42
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Обираємо: R7 – МЛТ – 0,25Вт × 2,4 кОм.

4.3 Розрахунок транзисторного каскаду на транзисторі VТ1
Для забезпечення нормальної роботи мікросхеми D1, що має виходи з
відкритим колектором необхідно на вихід мікросхеми увімкнути резистор R4 опір
якого може знаходитися в межах 10-100кОм.
Обираємо резистор R4 : МЛТ – 0,25Вт х 75 кОм.
Для інверсії напруги ( логічного рівня ) використаємо транзистор КТ315Б
(рисунок 6.3) який має такі параметри:
структура: n – p – n;
потужність колектора максимальна – 0,15Вт;
струм колектора максимальний – 0,1 А;
напруга колектора максимальна – 25 В;
максимальний коефіцієнт передачі струму колектора,
h21 Emax - 120
мінімальний коефіцієнт передачі струму колектора,
h21 Emin - 30
+ 5 B
R 4 R 6
VT 1
K T 3 1 5 Б
R 5

Рисунок 4.3 – Транзисторний каскад на транзисторі VT1 типу КТ315Б
Задамося струмом колектора транзистора VТ1: Iкvt1 = 5 · 10-5 А, так як
споживання потужності в колі навантаження VТ1 практично нульове.
Розрахуємо R6:
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 43
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

R6 = U вх −U КЕvt1нас , (4.7)
I Кvt1
де: Uвх – вхідна напруга; Uвх = 5В;

Uке vt1нас – напруга насичення транзистора VT1, що складає 0,1 – 0,2В;
тоді:
R6 = U вх − 0,2 = 5− 0,2 = 96000Ом.
I Кvt1 5 ⋅10−5
Потужність розсіювання на R6:
2
PR6 = I R6 · R6 , (4.8)
оскільки IR6 ≈ IVT1 тоді:
−5 2
PR6 = (10 ⋅5) ⋅96000 ≅ 0,02Вт.
Обираємо: R6 – МЛТ – 0,125Вт – 100кОм.
Розрахуємо струм бази VТ1 (мінімальний).
I
I = kvt1
бvt1 , (4.9)
min h21E
за h21E – візьмемо його мінімальне значення : h21E = 30, тоді:
−5 −6
I 5 ⋅10
= = 1,6 ⋅10 A = 1,6мкА
бvt1 .
min 30
Для забезпечення режиму роботи транзистора близького до насичення
задамося струмом бази, що рівний близько:
34I = 34 ⋅1,6 ⋅10−6 −6
Бvt1msn = 5,5 ⋅10 A = 55мкА.
Розрахуємо сумарний опір R4 + R5:
R4 + R5= U вх −U БЕvt1 , (4.10)
I Бvt1
де: Uвх = вхідна напруга, Uвх = 5В;
UБЕvt1 – напруга між базою та емітером транзистора VТ1, приймемо UБЕvt1 =
0,5В; тоді:
R4 + R5= 5 − 0,5 ≈82000Ом = 82кОм,
5,5 ⋅10−5
так як R4 = 75кОм, то:
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 44
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

R5 = (R4 + R5) − R4 = 90000 − 82000 = 8000Ом.
Обираємо: МЛТ – 0,125Вт = 6,8кОм.

4.4 Розрахуємо ключовий каскад блоку U1 на транзисторах VТ1
Дані ключі живлять сегменти світлодіодних індикаторів HG1 ÷ HG6.
Індикатори виконані по схемі зі спільним анодом, таким чином кожен ключ блоку
U1 – 8 (рисунок 6.4), підключає один з катодів світлових сегментів до загальної
шини. Задамося складом напруги на сегменті індикатора 2 В.
Оскільки для індикації використовується динамічний режим то для
забезпечення достатньої яскравості свічення необхідно вибрати струм через
індикатори близький до максимального, обираємо струм 160 мА. Спад напруги
на дільниці колектор – емітер VТ1 блоку U1 становить 0,2В.
Далі розглянемо ключові каскади на транзисторах VТ1 блоків U9 – U20,
що живлять анодні кола даних індикаторів.
U9 - R 2 +5 B
U9 - V T 1
U9 - R 3
KT 5 0 2

Рисунок 4.4 – Ключовий каскад блоку U1 на транзисторах VT1
Спад напруги на ділянці колектор – емітер VТ1 блоку U9 складає 0,2 В.
Маємо послідовно увімкнені ділянки колектор – емітер транзистора VТ1 блоку
U9, далі резистор R3 далі один із сегментів індикаторів, далі резистор R2 блоку
U1, далі ділянка колектор – емітер транзистора VТ1 блоку U1; тоді за ІІ – законом
Кірхгофа отримаємо:
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 45
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

U ВХ =U КЕvt1бл.u9 +U R3u9 +U HG +U R2u1 +U КЕvt1бл.u9 , (4.11)
далі:
5 = 0,2 +U R3U 9 + 2 +U R2U1 + 0,2 , нехай
R3 =R2, тоді UR3 = UR2 , отже:

5 = 0,2 + 2U R2 + 2 + 0,2 = 2,4 + 2U R2 ,
2U R2 = 5 − 2,4 = 2,6 .
Отже: UR2u1 = 1,3В; UR3u9 = 1,3В.
Струм через усі елементи з`єднання складає: 0,16А.
Розрахуємо резистори R2 і R3 відповідно блоків U1 і U9:
R2 = U R2U1 = 1,3 = 8,125Ом .
0,16 0,16
Потужність R2:
2 2
РR2 = I R2 ⋅ R2 = (0,16) ⋅8,125 = 0,21 Вт.

Аналогічно: R3 = U R3U 9 = 1,3 = 8,125Ом ,
0,16 0,16
РR3 = I 2
R3 ⋅ R3 = (0,16)2 ⋅8,125 = 0,21Вт .
Обираємо R2 і R3 блоків U1 і U9: МЛТ – 0,25Вт – 8,2 Ом.
Розрахуємо резистори R1U1 базових кіл транзисторів VT1U1:
струм в колі бази повинен бути:
I
I Кvt1u1
Бvt1 ≥ . (4.12)
h21E min
Обираємо транзистор n – p – n структури типу КТ3102 А з основними
параметрами:
PК max = 0,25Вт;
IК max = 0,2А;
UКЕ max = 50В;
h21Е min/max = 100/250.
Тоді :
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 46
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

I 0,16
Бvt1 ≥ = 0,0016A =1,6мА .
100
Так як з виходу мікросхеми Р2 виходить рівень логічної одиниці +5В, то на
резисторі R1 блоку U1 буде спадати напруга близько 4,5 В:
Нехай R1 = 1кОм, тоді
I R1u1 = I БVT !u1 , (4.13)
значить:
I UR1 4,5
R1u1 = = = 4,5мА ,
R1 1000
що задовольняє умові I Бvt1 ≥ 1,6мА , тоді, 4,5 > 1,6 отже резистор вибрали
вірно.
Знаходимо потужність розсіювання R1U1:
Р 2
R1 = IR1 ⋅R1= (4,5 ⋅10−3)2 ⋅1000 = 0,025Вт.
Остаточно обираємо тип резистора:

R1U1 - МЛТ – 0,125Вт – 1кОм.
Вибираємо транзистор блоку U9 структури p – n – p типу КТ502А з
параметрами:
PК max = 0,35Вт;
IК max = 150мА;
UКЕ max = 25В;
h21Е min/max = 40/120.
Струм бази цього транзистора повинен бути:
I IКvt1u9 0,16
Бvt1u9 ≥ = = 0,004А = 4мА.
h21E min 40
Оскільки з виходу мікросхеми D7 виходить ТТЛ рівень „нуля” близький
до 0В, то:
R1 U
= ВХ −UБЕvt1
U 9 . (4.14)
IR1u9
Нехай R1 = 560 Ом, тоді:
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 47
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

I U
= ВХ −UБЕvt1 5− 0,5
R1U 9 = = 8 ⋅10−3 A = 8mA..
R1U 9 560
Оскільки I R1u9 = I БVT1u9 , то вищенаведена умова виконується, значить
резистор вибраний вірно.
Знаходимо потужність розсіювання R1U9:
P 2
R1u9 = IR1 ⋅R1= (0,008)2 ⋅560 = 0,036Вт.
Остаточно обираємо:
R1U9 – МЛТ – 0,125Вт – 560 Ом.

4.5 Оцінка надійності
Номенклатура показників надійності згідно ГОСТ 23 642-79 повинні
вибиратися в залежності від слідуючих критеріїв:
- класу виробу;
- часового режиму експлуатації;
- послідовної відмови (група надійності);
- принципу відгородження тривалості використання.
Розробляємий вироб „Дозатор сипучих продуктів” згідно з ГОСТ 23 642-
79 – виріб ремонтуємий, експлуатується до граничного стану. В залежності від
конкретних умов може експлуатуватися в прериваючому регулярному або
випадковому режимах. Домінуючим фактором при оцінці наслідків відмови
являється наявність відмови.
З ГОСТ 23 642-79 виходить, що показниками надійності повинні бути:
Т0 – середній наробіток на відмову;
Тр – середній ресурс до списання.
Середній наробіток на відмову визначається за формулою:
T 1
0 = (4.15)
λ
де λ – інтенсивність відмов яка визначається за формулою:
N
λ =∑ni⋅ ⋅ λi (4.16)
i=1
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 48
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

де λi - інтенсивність відмов i -го елемента;
ni - кількість елементів.
Зробимо розрахунок інтенсивності відмов таблицею.
Таблиця 4.1 – Розрахунок інтенсивності відмов
№ п/п Найменування Кількість 6 6
елементів елементів λі ∙10 ni ∙λi ∙10
1 Оптопара 1 0,4 0,4
2 Індикатор
цифровий 6 0,8 4,8
3 Стабілітрон 1 0,2 0,2
4 Розетка 1 0,75 0,75
5 Кварцовий
резонатор 1 0,3 0,3
6 Конденсатори 18 1,6 28,8
7 Резистори 79 2,2 158,4
8 Діоди 4 0,2 0,8

9 Транзистори 21 0,3 6,3
10 Мікросхеми 15 0,4 6
Всього: 206,75
Тобто λ = 206,75 ∙ 10-6
Тоді T 1
0 = 206,75 ⋅10−6 = 4836(год.)
Значить, приймаємо:
середній наробіток на відмову (Т0), не менше 10000 годин.
середній ресурс до списання (Тр), не менше 5000 годин.

Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 49
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

5 Технологічний розділ

5.1 Використання друкованих плат
В значній мірі техніко-економічні показники і якість виготовленої
продукції залежать від підготовки виробництва, найважливішою складовою якої є
проектування технологічних процесів.
Підвищення кількості механізованих і автоматизованих знарядь
виробництва і їх безперервне вдосконалення підвищувало вимоги до
технологічного проектування і стало основою створення правил і методик
розробки технологічних процесів. На початку 80-х років була створена Єдина
Система Технологічної Документації (ЄСТД) і Єдина Система Підготовки
Виробництва (ЄСПВ). В теперішній час технологічне проектування – це
комплексна система взаємодії систем і розмірів, що обумовлюють створення
високоякісної технологічної документації на основі широкого використання
стандартних технологічних рішень.
Використання друкованих плат (ДП) у приладобудуванні, обчислювальній
техніці і автоматиці забезпечує заміну значної частини ручних операцій
машинними операціями, що допускають використання напівавтоматичних і
автоматичних установок, автоматичних поточних ліній і автоматизованих засобів
контролю.
Друкований монтаж дозволяє скоротити матеріальні і трудові затрати, що
пов’язані з використанням у великих кількостях конструктивних і з’єднувальних
деталей, а також значно скоротити об’єм контрольно-випробувальних операцій.

5.2 Класифікація методів конструювання та виготовлення друкованих
плат
При конструюванні приладів на ДП використовуються наступні методи:
Моносхемний використається для нескладних пристроїв. У цьому випадку
вся електрична схема розташовується на одній ДП. Моносхемний метод має
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 50
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

обмежене застосування, тому що дуже складні ДП незручні при налагодженні й
ремонті даних приладів.
Схемно-вузловий метод застосовують при використанні масової й серійної
апаратури. При цьому методі частина електричної схеми, що має чіткі вхідні й
вихідні ланцюги розташовується на окремій ДП. Ремонтна здатність таких
виробів більша. Недолік− складність системи сполучних проводів, які з'єднують
окремі ПП.
Функціонально-вузловий метод застосовують в пристроях з
використанням мікроелектронних елементів. При цьому використають
багатошарові друковані плати (БДП), що поєднують у єдину конструкцію кілька
шарів друкованих провідників, які розділені шарами діелектрика.
Методи виготовлення одно- і двосторонніх ДП, гнучких ДП і гнучких
друкованих кабелів класифікують за принципом провідного малюнка й способу
формування зображення малюнка ДП.
Відомі наступні методи одержання провідного малюнка ДП:
1. Хімічного травлення (хімічний), що полягає у вибірковому травленні
ділянок провідної фольги або іншого провідного матеріалу нанесеного на
поверхню заготовки ДП;
2. Механічного видалення пробільних ділянок заготовки ДП, які мають
рельєфну поверхню із провідним малюнком в основі плати;
3. Гравірування (фрезерування) лакованої заготовки ДП;
4. Адитивний, що ґрунтується в осадженні на спеціальну підготовлену
поверхню основи ДП металевого провідного покриття за рахунок хімічного
відновлення металу з розчину солі;
5. Напівадитивний (електрохімічний), якщо провідний малюнок виходить
за рахунок гальванічного нарощування нижнього шару металу на діелектричній
основі, металізована хімічним методом;
6. Переносу, якщо провідний малюнок одержують на тимчасовій основі,
наприклад, з нержавіючої сталі будь-яким методом, при цьому друковані
провідники спочатку формуються електрохімічним методом, потім основу із
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 51
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

провідниками притискають до покритого клеєм діелектричної основи. Під тиском
і підігріві друковані провідники переносять на діелектричну основу;
7. Впалювання струмопровідних паст у термостійку основу, при цьому на
поверхні, наприклад, керамічної плати, наносять пасти або фарби, які вміщають
вуглекисле срібло, потім їх піддають термічному опаленню при температурі
більше 600 ºС. У результаті срібло відновлюється, що утворює друковані
провідники, які мають велике зчеплення з основою;
8. Вакуумної металізації або катодного розпилення, якщо провідна плівка
осаджується на діелектричній основі в умовах вакууму шляхом впливу
електричного поля;
9. Шоопірування, це розпилення в повітрі інертних часточок
розплавленого металу, які осаджуються на основу ПП;
10. Штампування, струмопровідний малюнок наноситься на діелектричну
основу механічним способом, тобто вирубка рельєфним штампом фольги з
одночасним врізанням крайок металу в основу;
11. Металізації за допомогою металевих порошків;
12. Комбіновані, що представляють об'єднання вище перерахованих
методів, наприклад, хімічного й електрохімічного методу.
Провідний малюнок ДП можна одержати й іншими методами, зокрема, за
допомогою електрохімічної й електрофізичної обробки лакованої основи, шляхом
вибуху металевого дроту або нанесенням металевих порошків на поверхню
вибуховою хвилею в спеціальних пристроях.
У виробництві ДП широко застосовують наступні способи формування
малюнка:
1. Фотографічний, використання різних видів активних випромінювань для
експонування світлочутливих матеріалів нанесених, на основу ПП;
2. Офсетний (друкований) - виготовлення офсетних форм і друкування за
їхньою допомогою позитивного й негативного зображення малюнка на заготовці
ДП;
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 52
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

3. Сіткографічний (трафаретного або сітчастого друку) - використання для
друку позитивного або негативного зображення малюнка ДП сітчастого
трафарету;
4. Тиснення (пресування) - створення рельєфної поверхні основи ДП із
утопленого у неї провідного малюнка.
5. Штампування, вирубування малюнка друкованих провідників з листів
фольги спеціальним штампом;
6. Ксерографічний - проектування позитивного або негативного
зображення малюнка ДП на пластину з напівпровідниковим шаром, зарядженим
до певного потенціалу; сховане зображення при цьому електростатично
проявляється за допомогою заряджених пігментних порошків, переносяться на
основу ДП за допомогою проміжної підкладки й паяються;
7. Гравірування (фрезерування) - одержання малюнка друкованих
провідників фрезеруванням між ними канавок на поверхні фольгованих заготовок
за допомогою пристрою, що стежить за координатами;
8. Малювання - одержання позитивного або негативного зображення
малюнка ДП у ручну за допомогою кисті, плакатного пера, трафарету та інше.

5.3 Норми й вимоги до конструювання друкованих плат
Конструювання ДП складається з наступних основних етапів:
1. Вивчення технічного завдання на розробку приладу;
2. Визначення конфігурації й габаритних розмірів ДП;
3. Визначення раціонального взаєморозташування електрорадіоелементів
на ДП;
4. Трасування з'єднань плати;
5. Перевірка провідного малюнка ДП;
6. Розробка конструкторської документації відповідно до вимог Єдиної
системи конструкторської документації (ЄСКД) і зазначених вище нормативних
документів.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 53
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Провідний малюнок ПП, розроблений у результаті трасування з'єднань,
повинен задовольняти наступним вимогам: відповідати принциповій електричній
схемі; всім конструктивним, технологічним й електричним вимогам;
забезпечувати нормальну роботу схеми при відповідних умовах експлуатації й
зручність збірно-монтажних і регулюючих робіт.
Друковані плати по щільності провідного малюнка діляться на чотири
класи:
1. Перший характеризується найменшою щільністю провідного малюнка;
2. Другий і третій - підвищеною щільністю;
3. Четвертий - найбільшою щільністю.
При наявності елементів провідного малюнка різних класів плат необхідно
відносити до більш вищого класу. Для ОДП і ДДП, виготовлених хімічним
методом, четвертий клас щільності не застосовують. Для будь-яких плат
переважним є перший клас щільності провідного малюнка, третій клас не
рекомендується використати на платах з розмірами більше 240Х240 мм, а
четвертий клас - на платах з розмірами більше 170Х170мм.
Вимоги до основних розмірів. Застосування плат більших розмірів і
складної геометричної форми не рекомендується у зв'язку з маленькою
механічною міцністю, складності обробки й головним чином у зв’язку з
виникненням значного жолоблення, які виникають у процесі технологічного
циклу виготовлення.
Основні розміри й крок координатної сітки повинні відповідати ГОСТ
10317: крок координатної сітки 2,5; 1,25; 0,5 мм; розмір кожної сторони
друкованої плати повинен бути кратної 2,5 при довжині до 100 мм, 5 при довжині
до 350 мм, 10 при довжині більше 350мм. Максимальний розмір кожної зі сторін
повинен бути не більше 470 мм, а допуски на лінійні розміри сторін вибирають
згідно СТ СЕВ 144. Співвідношення лінійних розмірів кожної зі сторін не
повинне бути 3:1. Відхилення від прямокутності ДП не повинне бути більше 0,2
мм на 100 мм довжини.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 54
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Товщина ОДП визначається товщиною обраного матеріалу. Рекомендуємі
товщини плат 0,8; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 мм. Граничні відхилення від сумарної товщини
ОДП визначається допуском на товщину матеріалу плати й допуском на товщину
гальванічного покриття, а граничне відхилення на товщину ГПП визначається
допуском на товщину матеріалу.
Вимоги до розташування розмірів отворів. Центри всіх отворів на
друкованій платі, що враховують кріплення, повинні розташовуватися у вузлах
координатної сітки. Центри отворів, призначені для багатовивідних елементів
(мікросхеми, реле, і т.п. які з конструктивних особливостей не попадають у вузли
координатної сітки) розташовуються відповідно до розмірів, які зазначені в
нормативній документації на ці елементи (ГОСТ, ТУ, креслення та інше). Центр
отвору, прийнятий за основний, повинен розташовуватися у вузлі сітки, інші
отвори для цього елемента повинні по можливості розташовуватися на
вертикальних або горизонтальних лініях координатної сітки.
Розміри й конфігурацію кріпильних й інших конструктивних і
технологічних отворів необхідно вибирати за ДСТ 11287 залежно від вимог до
конструкції й технології виготовлення виробу. Центри цих отворів також по
можливості необхідно розташовувати у вузлах координатної сітки.
Шорсткість поверхонь монтажних не металізованих отворів і торців ПП
повинна відповідати ГОСТ 2789 Rz ≤ 80, а для металізованих поверхонь Rz≤40.
Металізовані отвори необхідно виготовляти без зенкерування.
Розміри контактних площадок вибирають із урахуванням механічних
навантажень і маси елементів, які встановлюються на ПП. Оскільки існують
обмеження по масі елементів, які встановлюються на ПП, то в більшості випадків
необхідна віброізоляція.
При збільшенні контактної площадки збільшується якість паяних з'єднань,
зменшується можливість їхнього відриву від основи плати як при виробництві,
так і при експлуатації (сила зчеплення фольги з основою 25-30 кг/див2).
Вимоги до розмірів і розташування провідників. Важливим параметром
для друкованого провідника є його ширина, що залежить від припустимої
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 55
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

щільності струму, припустимої температури нагрівання при максимально
припустимому току навантаження, від товщини шару фольги, роздільну здатність
технологічного оснащення.
Внаслідок того, що друковані провідники мають добрий тепловий контакт
із середовищем і діелектричною основою, вони витримують значну більшу
щільність струму в порівнянні із про’ємними провідниками. Наприклад, щільність
струму миттєвого згоряння для друкованого провідника, отриманого травленням,
становить 60 А/мм2, а для про’ємного мідного провідника - 15 А/мм2. Для
найпоширеніших у промисловості фольгованих діелектриків товщина фольги
становить 35 й 50 мкм. При розрахунку відстані між провідниками необхідно
враховувати припустиму напруженість поля, що рівняється 1кВ/мм.
Для застереження утворення залишків припою, рекомендується по
можливості витримувати зазор 1-1,5 мм між провідниками, а також між
провідником і контактною площадкою.
При конструюванні ДП можливо використати навісні перемички у випадку
неможливості реалізації зв'язку схеми друкованих провідників, але кількість цих
перемичок не повинне перебільшувати 5% від числа зв'язків. Дозволяється
застосування об'ємних екранованих провідників.

5.4 Вибір матеріалу та розрахунок розмірів заготовки
Матеріали, що використовуються в якості основи для друкованих плат,
повинні мати сукупність певних якостей. До їх числа відносять високі
електроізоляційні якості, достатня механічна міцність та ін. Всі ці якості повинні
бути стабільними при дії агресивного середовища і змінних кліматичних умовах.
Крім того, матеріал плати повинен забезпечувати її добре зчеплення з
струмопровідним покриттям , мінімальне короблення в процесі виробництва та
експлуатації. Якщо плати виготовляються з листових матеріалів, то останні
повинні допускати можливість обробки різанням і штампуванням.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 56
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

В якості матеріалів основ друкованих плат використовують фенопласти,
листові електротехнічні і листові фольговані матеріали, кераміку і гнучку
фторопластову плівку.
Згідно завдання і технічним вимогам, обираємо для заготовки матеріал
фольгований склотекстоліт марки СФ2 – 35 – 1,5 (ГОСТ 10316 – 91). Його основні
властивості: шаруватий пресований пластик, виготовлений з склотканини (ГОСТ
8481-61), просочений модифікованою фенолальдегідною смолою, і облицьований
з обох сторін красно-мідною фольгою у вигляді листів товщиною 0,8 – 3 мм і
розміром не менше 400×600 мм. Робоча температура від − 60° до + 80°С.
Матеріал штампується і піддається механічній обробці  розпилюванню,
свердлінню, точінню, фрезуванню, а також паянню при монтажі.
На основі всіх цих якостей обираємо саме цей матеріал для виготовлення
друкованої приладу вторинного сигналізатора полум’я.
Основні показники фольгованого склотекстоліту СФ2 – 35 – 1,5:
– щільність 1,9 ÷ 2,9 г/см3;
– межа міцності на розтягування 2000 кгс/см2;
– водопоглинення (не більше) 3 %;
– питомий поверхневий електричний опір 1012 Ом;
– питомий об’ємний електричний опір 1013 Ом ∙ см;
– тангенс кута діелектричних втрат при частоті 106 Гц не більше 0,045;
– діелектрична проникливість при частоті 106 Гц не більше 6.
Так як фольгований склотекстоліт СФ2 – 35 – 1,5 – це шаруватий матеріал,
то він по самій своїй природі відносно чуттєвий до проникнення вологи.
Волога проникає в матеріал головним чином через торцеві частини листа.
Однак, якщо поверхня основи має механічне або хімічне пошкодження, абсорбція
може відбуватися і через поверхню. Тому для зменшення впливу вологи на
роботу друкованої схеми і надання друкованому вузлу більшої міцності
рекомендується друковані вузли покривати захисними шарами лаку.
Для нашої друкованої плати будемо використовувати лак марки УР 231
(ОСТ 4.ГО.028.001). Він використовується для захисту друкованих плат з метою
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 57
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

збільшення їх вологостійкості і при роботі при температурі навколишнього
середовища до +50 °С. Добрі захисні якості забезпечує п’ятишарове покриття цим
лаком при загальній товщині його в 140 мкм.
Заготовку варто одержувати вирубкою або відрізанням на роликових чи
гельотинових ножицях. Стандарт нормує ширину технологічного поля для ОДП і
ДДП до 10 мм, для БДП – 30 мм.
Розміри заготовки Аз (Вз) визначаються за формулою:
Аз = Аn+2∙Н, (5.1)
де An (Вn) - довжина (ширина) оброблюваної ДП згідно робочого
креслення, мм;
Н - ширина технологічного поля, мм.
Довжина та ширина оброблюваної ДП згідно робочого креслення
Аn = 120мм, Вn = 233 мм, а ширина технологічного поля Н = 10 мм:
Аз = 107,5 + 2∙10 = 127,5 мм,
Bз = 90 + 2∙10 = 110 мм.

5.5 Розрахунок параметрів електричних з'єднань друкованих плат
Розрахунок друкованого монтажу складається із трьох етапів: розрахунок
по постійному й змінному струмі й конструктивно – технологічного.
1. Вибираємо хімічний метод виготовлення і клас 3-й точності ДП,
виходячи з технологічних можливостей виробництва
2. Визначаємо мінімальну ширину друкованого провідника по постійному
струму для ланцюгів живлення й заземлення:
I
b = max
min j ⋅ t , (5.2)
доп
де Imax − максимально постійний струм, що протікає в провідниках (визначається з
аналізу електричної схеми й елементної бази ДП);
jдоп − допустима щільність струму, вибирається залежно від методу
виготовлення;
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 58
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

t − товщина провідника, мм.
b 0,05
min = = 0,07
20 ⋅ 0,035 .
3. Визначення мінімальної ширини провідника, мм, виходячи із
припустимого спадання напруги на ньому:
b ρ ⋅ Imax ⋅ l min = U ⋅ t , (5.3)
доп
де ρ − питомий об'ємний опір; l − довжина провідника, м (виходячи з розмірів ДП
і загальної кількості друкованих провідників); Uдоп − допустиме спадання
напруги, визначається з аналізу електричної схеми. Допустиме спадання напруги
на провідниках не повинне перевищувати 5% від напруги живлення мікросхем і
не більше запасу поміхостійкості мікросхем.
b 0,05 ⋅ 0,05 ⋅ 0,07
min = = 0,11
0,45 ⋅ 0,035 .
4. Визначаємо мінімальне значення діаметрів монтажних отворів d:
d = dЕ + ∆dН.В.  + r, (5.4)
де dЕ − максимальний діаметр виводу електрорадіоелемента (ЕРЕ), що
встановлюється;
∆dН.В. − нижнє відхилення від номінального діаметра отвору;
r - різниця між мінімальним діаметром отвору й максимальним діаметром
виводу ЭРЭ (вибирається в границях 0,1..0,4 мм). Розрахункове значення d
зводять до переважного ряду отворів, мм: 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,9; 1,0; 1,1; 1,3; 1,5;
1,6; 1,7; 1,8; 2,0; 2,1; 2,2; 2,4; 2,5; 2,6; 2,7; 2,8; 3,0.
d = 0,6 + 0,01 + 0,3 ≈ 0,8.
5. Розраховуємо діаметри контактних площадок.
Мінімальний діаметр контактних площадок для ОПП і внутрішніх шарів
БПП, виготовлених хімічним методом:
Dmin = D1min + 1,5 hФ, (5.5)
де hФ − товщина фольги, мм;
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 59
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

D1min− мінімальний ефективний діаметр площадки, мм;
D1min = 2 (b + dmax/2 + δd + δp), (5.6)
де b − відстань від краю просвердленого отвору до краю контактної
площадки, мм;
dmax − максимальний діаметр просвердленого отвору, мм;
δd й δp −допуски на розташування отворів і контактних площадок.
D1min = 2 (0,6 + 0,9/2 + 0,07) = 1,12;
Dmin = 1,12 + 1,5 · 0,035 = 1,17.
Максимальний діаметр контактної площадки
Dmax = Dmin + (0,02...0,06) (5.7)
Dmax = 1,17 + (0,02...0,06) = 1,2

5.6 Виготовлення фотошаблонів та вимоги до них
Для виготовлення нашої друкованої плати використовуємо
електрохімічний метод.
Виготовлення друкованих плат при сучасних засобах їх виробництва
починається з виготовлення чорно-білого оригіналу. Як правило, оригінал
представляє собою креслення, на якому металізовані ділянки зачорнюються.
Підготовлене креслення потім фотографують, отримуючи фотооригінал на
скляній фотопластині чи плівці. Копії з такого оригінала можна отримати одним з
наступних засобів:
1) засіб виготовлення друкованої схеми безпосередньо з негативу;
2) трафаретний друк;
3) засіб виготовлення матриць для штампування і тиснення.
Для виготовлення нашої друкованої плати використовуємо засіб
виготовлення друкованої схеми безпосередньо з негатива. При використанні
цього метода фотомеханічного травлення негатив можна використовувати таким,
яким він отримується після процесу фіксажу. У випадку необхідності можуть
бути виготовлені копії негативу.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 60
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Звичайний метод креслення друкованих схем – графічне втілення
оригіналу чи фото оригіналу друкованої схеми за допомогою універсальних
пристроїв креслення і матеріалів.
Окрім звичайного метода креслення друкованих схем існують і інші:
1) метод креслення друкованих схем з використанням спеціальних
інструментів для креслення;
2) метод креслення друкованих схем з використанням набору шаблонів чи
трафаретів;
3) метод креслення друкованих схем за допомогою координатографа;
4) метод виконання креслень друкованих схем з використанням
спеціальних штампів;
5) метод виконання оригіналів друкованих схем за допомогою непрозорої
липкої стрічки;
6) метод виконання оригіналів друкованих плат за допомогою механічного
скребка.
Більш вірогідний у нашому випадку є метод креслення друкованих схем з
використанням спеціальних інструментів, так як цей метод дає можливість
скоротити час креслення контурів провідників і монтажних отворів, або зменшити
час їх заливки тушшю.
Використовуються такі інструменти, як: здвоєні олівцеві і тушеві циркулі і
рейсфедери, металічні і металевоскляні трубочки спеціальних видів і плакатні
пера.
Для креслення і заливки криволінійних провідників, а також плавних
переходів ці інструменти використовують разом з лекалами.
Виготовлення первинного і робочого фотошаблонів.
Первинний фотошаблон отримують хімічною обробкою експонованих
фотопластинок, проконтролювавши наперед температуру робочих розчинів
термометром. Відлік часу обробки проводять за секундоміром.
Для виготовлення робочого фотошаблону використовують первинний
фотошаблон. Робочий фотошаблон отримують копіюванням первинного
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 61
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

фотошаблону на контактно-копіювальному верстаті та подальшій хімічній
обробці матеріалу. Перед копіюванням первинний фотошаблон необхідно
протерти з боку підложки серветкою, змоченою в етиловому спирті для видалення
пилу, бруду, жирових плям. Скло контактно-копіювального верстата необхідно
протерти антистатичною серветкою. Копіювання, а також освітлення для
копіювання та обробки пластин і фототехнічної плівки виконуються за
допомогою фото ліхтаря з червоним світлофільтром. Діазографічні плівки
копіюють і обробляють при звичайному освітленні, не допускаючи освітлення
матеріалу сонячними променями або ультрафіолетовим випромінюванням. При
копіюванні первинний фотошаблон і матеріал прикладають один до одного й
переносять до контактно-копіювального верстата, причому емульсійний шар
первинного фотошаблону і світлочутливий шар матеріалу повинні безпосередньо
стикуватись.
Експонування проводять через первинний фотошаблон на світлочутливий
матеріал. Виготовлення робочого фотошаблону на фототехнічній плівці ФТ-41П
здійснюється шляхом експонування на контактно-копіювальному верстаті
точковим джерелом білого світла та хімічної обробки експонованого матеріалу.
Виготовлення робочого діапозитива на діазографічній плівці ТМ
здійснюється так. Після експонування діазографічна плівка обробляється у
проявному пристрої у парах аміаку до максимального насичення кольору фото
зображення.
Типовий технологічний процес виготовлення фотошаблонів
1. Проявлення.
2. Промивання у проточній воді.
3. Зупинка проявлення.
4. Відбілювання.
5. Засвічування.
6. Промивання у непроточній воді.
7. Промивання у проточній воді.
8. Освітлення.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 62
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

9. Промивання у проточній воді.
10. Проявлення.
11. Промивання у проточній воді.
12. Фіксування.
13. Промивання у непроточній воді.
14. Ослаблення (при необхідності, для виведення загальної вуалі).
15. Промивання у проточній воді.
Загальні технічні вимоги до фотошаблонів.
Фотографічне зображення у межах поля друкованої плати повинно бути
різким, чітким, без розмитостей і ореолів.
Фотошаблон повинен мати два або більше реперних знаки, які
використовуються для пробивки отворів у робочих фотошаблонах.
Несумісність двох робочих фотошаблонів однієї плати неповинна
перебільшувати 0,24 мм для плат Ι класу і 0,14 мм для плат ΙΙ класу.
Щілина між елементами провідникового рисунка фотошаблона повинна
бути не менше 0,325 мм.
Первинний фотошаблон отримують на розкреслювальному
автоматизованому пристрої методом розкреслювання.
Відхилення центрів контактних площинок від вузлів координатної сітки
становлять:
- для первинних фотошаблонів ± 0,10 мм плат класу Ι; ± 0,05 мм плат
класу ΙΙ;
- для робочих фотошаблонів ± 0,12 мм плат класу Ι; ± 0,07 мм плат
класу ΙΙ.
Фотошаблон виготовляється залежно від щільності провідникового
рисунка одноразовим, подвійним або триразовим викреслюванням, тобто
провідникові пробні рисунки плати викреслюються на фотопапері, а контрольний
рисунок плати – на фотопластинці або фототехнічній плівці.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 63
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Пробиття фіксуючих отворів здійснюється на спеціальному пристрої, який
має два орієнтуючих знаки, рознесених на відстань, що дорівнює відстані між
реперними знаками фотошаблону. Фотошаблон розміщують у пристрої для
пробиття. Здійснюють вакуумний притиск фотошаблону і пробивають отвори,
натискуючи пуансон пристрою.
Оскільки фотошаблон має лінійні деформації, зумовлені частковим
роздубленням фотографічної емульсії під час фотохімічної обробки, зміною
температури та вологості у приміщенні, то відстань між реперними знаками може
не співпадати з відстанню між орієнтуючими знаками пристрою. У такому разі їх
осереднюють. Для цього горизонтальні штрихи реперних і установлюючи знаків
зміщують, а відстань між прямовисними штрихами вирівнюють між собою
зрушенням фотошаблону.
Для формування елементів друкованого монтажу використовуються
магазин масок, що включає N масок – світлових плям.
Геометричні розміри масок для розкреслювання провідникового рисунка
повинні враховувати технологічні припуски й допуски, що забезпечують
виготовлення друкованих плат на конкретному виробництві
(ОСТ 16 0.868.052-83).

5.7 Технічне нормування
Норму Тшт на операцію визначають по формулі:
Тшт = Топ (1+к/100), (5.2)
де Toп - оперативний час;
к - коефіцієнт часу на організаційно технічне обслуговування робочого місця, в
%.
Розрахунок Топ наведений у таблиці 5.1

Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 64
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Таблиця 5.1 – Технічне нормування часу виконання операцій
N, п/п Найменування операції Час, хв.
1 2 3
1. Обезжирення плати 0,11
2. Декатування в пристрої 0,066
3. Нанесення світлочутливого шару 0,38
4. Експонування 0,67
5. Проявлення зображення 0,16
6. Фарбування зображення 0,10
7. Дублення хімічне 0,10
8. Зняття залишків світлочутливого шару 0,19
9. Ретушування зображення 2
10. Витирання плати 0,14
11. Травлення в пазах барабана 0,15
12. Видалення ретуші 0,11

13. Видалення копіювального шару 0,25
14. Нанесення лаку зануренням 0,12
15. Обезжирення плати 0,11
16. Обробка у розчині двопористого сплаву 0,25
17. Активування 0,25
18. Хімічне міднення 0,62
19. Нейтралізація 0,066
20. Термічна шихтовка 0,08
21. Маркування ракелем 0.24
22. Обезжирення у віброустановці 0,09
23. Нанесення флюсу 0,12
24. Промивка (10 разів) 0,9
25. Сушка (7 разів) 0,82
26. Контроль (3 рази) 0,12
Тшт = 8,742 хв.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 65
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Вибір і розрахунок коефіцієнта часу на організаційно-технічне
обслуговування робочого місця наведений у таблиці 5.2.
Таблиця 5.2 – Коефіцієнт часу на організаційно-технічне обслуговування
робочого місця
Найменування елементів витрат робочого часу - до % від Топ
Розкладка, регулювання, п ромивання інструментів і 0, 6
пристосування на початку, протягом і наприкінці зміни.
Підготовка матеріалу протягом зміни. 0,4
Збирання робочого місця протягом робочого дня й після 1
закінчення зміни
В ідпочинок й особисті потреби 4,8
усього 6,8
З урахуванням фізичної зарядки (одна перерва на 10 хв) 2, 5
На знаходження дефектів і ремонт 10
Усього 9, 3

5.8 Контроль
Контроль друкованих плат до установки радіоелементів необхідний і
визначається кількома факторами: достатньо більшим відсотком технологічного
браку друкованих плат після завершення гальванічних операцій по травленню
фольги і металізації отворів і механічних операцій по обрізці контуру;
пресуванню (для багатошарових плат) і склеюванню шарів; збільшенням
працемісткості виявлення дефектів друкованого монтажу у змонтованих
функціональних вузлах; наявність відходу запаяних електрорадіоелементів при
виправленні знайдених дефектів монтажу; наявністю виходів з ладу
електрорадіоелементів при підключенні до електроживлення функціональних
вузлів з прихованими дефектами друкованого монтажу.
Незважаючи на різноманітність друкованих плат і функціональних вузлів
можна виділити три основні групи задач контролю друкованих плат:
1) контроль друкованих з’єднань;
2) статистичний контроль змонтованих функціональних вузлів у
робочому стані на відповідність технічним вимогам;
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 66
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

3) оцінка функціональної придатності вузла.
Перелічені задачі контролю переслідують наступні цілі: виявлення явних і
прихованих дефектів в друкованому монтажі до передачі плат під установку
електрорадіоелементів, виявлення хибно встановлених ЕРЕ, явних і прихованих
дефектів в запаяних ЕРЕ, перевірка карт режимів ЕРЕ.
Технічні вимоги для контролю друкованих плат:
1. Перевірку габаритних розмірів друкованих плат використовують
вимірювальну лінійку, або штангенциркуль. Складний профіль плати перевіряють
шаблоном;
2. Розміри монтажних і отворів, що підлягають металізації, перевіряють
за допомогою калібрів-пробок. При необхідності користуються мікроскопом;
3. Перевірку кількості і розташування отворів на відповідність
кресленню проводимо за допомогою трафарету-плати. В якості трафарету-плати
використовують плату з просвердленими і перевіреними на відповідність
кресленню отворами. Плату, що контролюється, суміщають з трафаретом-платою
по фіксуючим отворам і проводять контроль візуально.
4. Відсутність обривів ланцюгів і замикань між ланцюгами перевіряють
на установці автоматичного контролю друкованих плат.
Найпростішою задачею контролю якості друкованих плат є виявлення
обривів друкованих провідників і замикань між друкованими провідниками.
Критерії якості для оцінки плат, що контролюються. Опір ланцюга, що
контролюється, Rц не більше R1 і опір ізоляції Rи між ланцюгами не менше R2. В
залежності від призначення плати критерії R1 і R2 задаються для всіх ланцюгів
конкретного типу плат.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 67
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

6 Спеціальний розділ

6.1 Економічне обґрунтування розробки
Зважаючи на потреби сучасного виробництва та комерційних підприємств
у точному, ефективному та економічно вигідному дозуванні сипучих матеріалів,
напівавтоматичний дозатор є невід'ємною частиною оптимізації процесів
виробництва. Розглянемо детальніше, чому його використання має економічний
сенс:
1. оптимізація матеріалів та зниження витрат : ручне дозування сипучих
матеріалів часто супроводжується неточностями і перевитратою.
Напівавтоматичний дозатор забезпечує точне, контрольоване дозування, що
уникне втрат і допоможе ефективно використовувати сировину. Зниження втрат і
перевитрат веде до значної економії для підприємства.
2. підвищення продуктивності : автоматизовані процеси дозволяють
прискорити та оптимізувати виробничі процеси. Напівавтоматичний дозатор
забезпечує швидке і безперервне дозування, що підвищує загальну
продуктивність лінії виробництва. Більша кількість продукції, яку можна
виготовити за одиницю часу, призводить до збільшення обсягів продажу та
прибутку.
3. мінімізація відходів та покращення якості продукції : точне дозування
сипучих матеріалів дозволяє уникнути відходів через недостатню або надмірну
кількість сировини, яка використовується. Крім того, стабільність процесу
дозування позитивно позначається на якості виготовленої продукції, що сприяє
підвищенню задоволеності клієнтів та зниженню витрат на повернення товару
через дефекти.
4. зниження витрат на працю : впровадження автоматизованого дозування
сипучих матеріалів дозволяє зменшити залежність від ручного працюючого
персоналу. Це може зменшити витрати на зарплату та навчання персоналу, а
також ризик помилок через людський фактор.

Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 68
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Отже, впровадження напівавтоматичного дозатора сипучих продуктів не
лише забезпечує оптимальне використання ресурсів та покращення
продуктивності виробництва, але й сприяє зменшенню витрат та підвищенню
якості продукції, що робить його важливим елементом стратегії економічного
розвитку підприємства.

6.2 Охорона праці
Аналіз шкідливих та небезпечних факторів, які можуть впливати на
працівника експериментальної лабораторії
В даному розділі бакалаврської роботи розглядаються можливі шкідливі та
небезпечні фактори, які можуть впливати на проектувальника, що знаходиться в
експериментальній лабораторії і працює з комп’ютером.
В роботі розробляється проект дозатора сипучих продуктів. Саме тому, під
час процесу проектування виникає потреба у застосуванні персонального
комп’ютера, як невід’ємної складової для обрахунку і аналізу складних формул і
алгоритмів в даній роботі.
Робота за комп’ютером в свою чергу призводить до необхідності
тривалого споглядання за даними на моніторі, оскільки потрібно моделювати
поставлені задачі, сприймати отримані результати і правильно виконувати роботу.
З цих причин виникає гостра потреба в гігієнічній, раціональній та безпечній
організації праці інженера-проектувальника під час роботи з комп’ютерною
технікою. І для того щоб запобігти негативному впливові на працівника потрібно
звернути особливу увагу на фактори виробничого середовища, які безпосередньо
та побічно впливають на працюючого.
За рівнем фізичних навантажень робота за комп’ютером класифікується як
легка фізична робота (категорія І) – робота з витратою 120 – 150 ккал/год –
категорія І а.
В лабораторії розташовані три робочих місця обладнані для розташування
на них комп’ютерів. Перед працівниками розміщені 22″ рідинно-кристалічні
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 69
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

монітори, відстань від очей до монітора становить близько 70 см, кут зору 30˚ у
вертикальній та горизонтальній площині.
Розміри лабораторного приміщення становлять: довжина 6 м, ширина 4 м,
висота від підлоги до стелі 3 метри, загальна площа аудиторії 24 м2, площа, яка
припадає на одну людину становить 8 м2. Об’єм приміщення складає: 72 м3, об’єм
який припадає на одну людину становить 24 м3. Розміри приміщення
відповідають вимогам ДБН В.2.2.28-2010.
Серед багатьох чинників зовнішнього середовища, що впливають на
організм людини під час праці, світло займає одне з перших місць. Світло має
властивість не лише впливати на органи зору, а й на організм в цілому, тому при
діяльності втомлюваність очей залежить в основному від характеристик зорової
праці. При роботі з комп’ютером використовувалося приміщення з однобічним
природним освітленням, з південно-східною орієнтацією віконного отвору. Розмір
вікна приміщення становить 2×1,5 м. Робочі столи працівників розміщені так, що
природне світло освітлює їх з лівої сторони. Вікно завішене шторками, які
запобігають виникненню відблисків, затемнених плям на моніторах при
попаданні прямого світла.
Важливе значення мають параметри мікроклімату в приміщенні, оскільки
безпосередньо впливають на роботу та здоров’я співробітника. Згідно ДСН
3.3.6.042–99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень» нормативні
значення основних факторів мікроклімату наступні:
1) Температура повітря:
- в теплий період року 22-28 ˚С допустима (оптимальна 23-25 ˚С);
- в холодний період року 21-25 ˚С допустима (оптимальна 22-24 ˚С);
2) Вологість повітря:
- в теплий період року 40-60 %;
- в холодний період року 40-60 %;
3) Швидкість руху:
- в теплий період року – 0,1 м/с (допустима – 0,1...0,2 м/с);
- в холодний період року – 0,1 м/с (допустима – менше 0,1 м/с).
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 70
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Фактичні значення даних параметрів становлять відповідно:
1) Температура повітря:
- в теплий період року 30-31 ˚С;
- в холодний період року 23-24 ˚С;
2) Вологість повітря:
- в теплий період року 50-52 %;
- в холодний період року 55-57 %;
3) Швидкість руху повітря:
- в теплий період року – 0,1 м/с;
- в холодний період року – 0,1м/с.
З вище наведених факторів мікроклімату можна зробити висновок, що
швидкість і вологість повітря знаходяться в нормі згідно ДСН 3.3.6.042-99, крім
температури повітря в теплий період року. Тому, рекомендовано встановити
систему кондиціювання повітря для підтримання температури повітря в теплий
період року в межах норми.
Також важливе значення має вплив на працюючих шуму, який випромінює
обладнання лабораторії. Персональні комп’ютери, які встановлені на робочих
місцях, створюють на робочих місцях працюючих шум, рівень якого досягає 40-
50 дБА. Згідно ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми виробничого шуму,
ультразвуку та інфразвуку» цей рівень повністю відповідає нормативному рівню
який становить 50 дБА. Тому, фактичне значення шуму не перевищує допустиме,
а отже негативно не впливає на працівників.
Основними джерелами електромагнітного поля на робочих місцях є
монітори комп’ютерів, а також системні блоки. Найбільше впливає
електромагнітне поле на органи зі слабкою терморегуляцією, що мають
недостатню кількість кровоносних судин або слабкий кровообіг. До таких органів
відносяться: головний мозок, око (кришталик), шлунок, сечовий міхур і т.п.
Функціональні зміни виявляються в передчасній стомленості, млявості,
головному болі. При систематичному опроміненні спостерігається зміна
кров'яного тиску (гіпертонія, гіпотонія), уповільнення пульсу, трофічні явища
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 71
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

(випадіння волосся, ламкість нігтів, лущення шкірного покриву). Величина
напруженості, що живить комп’ютерне обладнання 220 В, і споживана потужність
менше ніж 3000 Вт, що не перевищує нормативне значення, визначене в ДСН 198
«Державні санітарні норми і правила при виконанні робіт в невимкнених
електроустановках напругою до 750 кВ включно» та ДСН 239-96 «Державні
санітарні норми і правила захисту населення від впливу електромагнітних
випромінювань».
Під час роботи працівник в більшості випадків працює з даними, які
виводяться програмним забезпеченням, з результатами розрахунків на екрані
монітора. Тому недостатня освітленість буде негативно впливати не тільки на сам
процес роботи, а й на організм працівника в цілому. Найменша розрізненість
об’єкту (в даному випадку об’єктом розрізнення і фоном є: текст на моніторі та
власне фон монітора, текст на аркуші паперу та аркуш, букви на клавіатурі і
клавіатура) складає від 0,15 до 0,3 мм, це відповідає високій точності зорової
праці. Розряд зорової праці – ІІ, підрозряд – Г. Контраст відмінності об’єкту з
фоном - великий.
Згідно з нормами освітлення ДБН В.2.5.28–2018 «Природне і штучне
освітлення» коефіцієнт природного освітлення (КПО) для даного типу зорової
праці дорівнює 1,5%. Робоче місце розташоване на відстані 1м від вікна і в цій
точці значення КПО становить 22-27 %. Отже, рівень природного освітлення є
достатнім.
Для темного і світлого часу доби в приміщені передбачене штучне
освітлення. Нормативне значення штучного загального освітлення (лк)
вибирається в залежності від характеристик зорової праці з урахуванням
найменшого розміру об’єкту розрізнення, фону, контрасту об’єкта.
Кімната обладнана трьома світильниками, кожний з яких має дві
люмінесцентні лампи денного світла типу 1x36 Вт TL/TLD. Для даного типу
зорової праці нормативне значення штучного загального освітлення складає 300
лк. Фактичне значення даного параметра складає 415-420 лк. Отже, рівень
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 72
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

штучного освітлення на робочому місці є достатнім відповідно ДБН В.2.5.28-
2018.
Електропроводка в даному приміщенні прихованого типу, що забезпечує
захист працюючих в аудиторії від доторкання до оголених проводів. Приміщення
лабораторії відноситься до приміщень без підвищеної небезпеки ураження
працівників електричним струмом. Обладнання встановлене в приміщенні
живиться напругою 220 В і споживає потужність менше ніж 3000 Вт. Деяке
обладнання, зокрема системний блок персонального комп’ютера, має металевий
корпус, тому згідно з ДСТУ Б В.2.5-82:2016 «Захисні заходи електробезпеки в
електроустановках будинків і споруд» в лабораторії передбачена система
захисного заземлення.
Інструктаж з техніки електробезпеки складений згідно НАОП 1.1.10-4.09-
87 «Програми навчання безпеки праці робітників, до професій яких
пред'являються підвищені вимоги з техніки безпеки». Вступний інструктаж
проводиться з усіма працівниками, які щойно прийняті на роботу (постійну або
тимчасову) незалежно від їх освіти, стажу роботи за цією професією або посади.
Первинний інструктаж проводиться на робочому місці до початку роботи на
робочому місці. Інструктаж проводить інженер по техніці безпеки, відповідно до
НПАОП 0.00-4.12-05 «Типове положення про порядок проведення навчання і
перевірки знань з питань охорони праці».
Лабораторія за вибухопожежонебезпекою відноситься до приміщень типу
В, згідно з ДСТУ Б В.1.1-38:2016. В даній лабораторії забезпечуються необхідні
заходи щодо протидії виникнення пожежно-небезпечних ситуацій згідно з НАПБ
А.01.001-2014 «Правила пожежної безпеки в Україні»:
- будівельні конструкції необхідного ступеня вогнестійкості. Стіни
виготовлені з цегли, оштукатурені та пофарбовані водоемульсійною фарбою.
Стеля виготовлена методом перекриття приміщення залізобетонними плитами, а
підлога з кахельної плитки. Всі матеріали застосовані для будівництва та
оздоблення лабораторії пройшли перевірку і були дозволенні органами
державного санітарно-епідеміологічного нагляду;
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 73
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

- приміщення обладнане порошковим вогнегасником ВП-5, який
знаходиться на стіні біля дверей з вільним доступом до нього;
- план евакуації розміщений на стіні з вільним доступом до неї (ДБН
В.1.1.7-2016). Для попередження пожежі в лабораторії використовується
електрична пожежна сигналізація Polon Alfa DOR 4046 променевого типу та
теплові датчики типу (ИПД-1) у кількості 4 шт (ДБН В.2.5.56-2014).
Інструкції на випадок пожежі складенні відповідно до НАПБ А.01.001-
2014 «Правила пожежної безпеки в Україні».
Отже, після проведення детального аналізу та опису виробничого
приміщення і робочого місця, можу зробити висновок, що всі фактори
лабораторії, окрім температури повітря в теплий період року, що перевищує
норми відповідно до ДСН 3.3.6.042-99, відповідають своїм нормативним
значенням. Тому, пропонується встановити в приміщенні систему
кондиціонування повітря.

Розробка системи кондиціювання повітря лабораторії
Щоб правильно підібрати кондиціонер для будь-якого приміщення або
офісу, потрібно для початку визначитися: який тип кондиціонерів необхідний.
Саме від цього залежить комфорт у приміщенні, в даному випадку в
експериментальній лабораторії. Щоб визначитися з вибором, важливо розуміти
призначення кожного виду кондиціонерів. Розглянемо коротко основні види
систем кондиціонування.
Настінні кондиціонери. Це найпоширеніший тип, також мають назву
«спліт-системи», «мультиспліт-системи». Вони мають найбільші функціональні
можливості і оснащені різними антибактеріальними фільтрами, працюють
практично безшумно, збагачують повітря киснем або озоном і т.п. Настінні
системи представлені багатьма виробниками, зокрема, кондиціонери мультіспліти
Panasonic, LG, Toshiba, General Climate та інші.
Мають доцільність у виборі, якщо досить часто знаходитися і працювати в
одному приміщенні. Особливий інтерес представляє спліт-система для осіб
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 74
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

хворих на алергію, бронхо-легеневі захворювання, застуду. У такому випадку
настінні кондиціонери допоможуть для профілактики цих хвороб і зміцнять
здоров'я за рахунок чистого і корисного повітря в будинку. Призначені для
приміщень невеликого обсягу, у перерахунку на площу приблизно від 15 до 100
м2. Можливість їх застосування обмежується практично лише потужністю та
умовами для установки. Всі ці характеристики свідчать про те, що даний тип
кондиціонерів являється оптимальним рішенням для створення комфортного
середовища у лабораторії.
Мобільні кондиціонери. Цей вид кондиціонера не вимагає монтажу, тому
його можна порекомендувати орендарям приміщень і офісів. Мобільна система
просто ставиться на підлогу і працює від мережі. Такі кондиціонери зазвичай
мають потужність до 5,5 кВт і дуже зручні у випадках, коли потрібно швидко
охолодити приміщення (у літню спеку). Купувати мобільний кондиціонер має
сенс і в тому випадку, коли необхідно переїжджати на інше місце проживання або
роботи, а кондиціонер треба брати з собою.
Канальні кондиціонери. Цей вид кондиціонерів практично непомітний в
приміщенні: він роздає повітря за системою повітроводів, а в кімнаті
розташовуються лише кілька отворів. Канальні кондиціонери можуть домішувати
свіже повітря з вулиці або просто забирати, кондиціонувати і роздавати його по
системах вентиляції.
Віконні кондиціонери. Це найбільш економний вид кондиціонерів і
одночасно найбільш шумний. Вони врізаються у вікно і не вимагають особливих
навичок для установки, при цьому віконні кондиціонери Samsung, Lg, Toshiba
дуже надійні і довговічні, хоча й забирають сонячне світло в приміщенні. Такий
вид кондиціонерів оптимальний, якщо вас не турбує зайва шумність в офісі або
будинку. До того ж, можна ці кондиціонери недорого купити і експлуатувати так
само довго, як і інші види систем охолодження.
Касетні кондиціонери. Такий кондиціонер ідеально підходить, якщо у
будинку або офісі є підвісна стеля. Касетні системи вбудовуються в клітинку
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 75
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

стелі і зовні видно тільки декоративні грати. Для даних кондиціонерів важливо
враховувати висоту підвісного покриття – але вони монтуються не в кожну стелю.
Підлогово-стельовий кондиціонер. Для нього, навпаки, підвісна стеля
буде тільки заважати. Підлогово-стельові кондиціонери Panasonic, LG або інші
бренди нагадують за будовою настінні, але кріпляться до стелі або
встановлюються біля стіни і мають велику потужність (розраховані на
приміщення приблизно 150 м2).
Колонні кондиціонери. Мають саму велику потужність і можуть
обігрівати або охолоджувати приміщення до 300 м2 . Вони вбудовуються в холи
готелів, ресторанів, супермаркетів і направляють в зал потужний потік повітря.
Розрахунок системи кондиціонування повітря проводиться для теплого
періоду року на охолодження. Розрахунок необхідно провести для приміщення з
розмірами: довжина 6 м, ширина 4 м, висота 3 м, і наступними кліматичними
умовами: температура повітря в середині приміщення 31 ºС, вологість повітря
50%, кількість працюючих - 2 особи, категорія робіт - легка, швидкість руху
повітря не більше 0,1 м/с. Максимальна температура зовнішнього повітря 35 ºС.
Теплонадходження в приміщення
Теплонадходження від сонячної радіації через вікно:
Q1 = SВ ⋅QВ , (6.1)
де S 2
В = 2· 1,5 = 3,0 - площа вікна, м ,
QВ - теплонадходження через вікно (південно-східна орієнтація) - 440
Вт/м2,
Q1 = SВ ⋅QВ = 2 ⋅1,5 ⋅440 =1320(Вт).
Теплонадходження через зовнішню стіну:
Q2 = (S − SВ )⋅QC , (6.2)
Q2 = (4 ⋅3 − 2 ⋅1,5)⋅58 = 522 (Вт).
де S - площа конструкції (зовнішньої стіни), м2,
SВ - площа вікна, м2,
Qc - теплонадходження від стіни (південно-східна орієнтація) - 58 Вт/м2.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 76
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Теплонадходження від штучного освітлення:
Q N ⋅ (n ⋅ P)
3 = ,
k (6.3)
де k - коефіцієнт для люмінесцентних ламп,
N - кількість світильників,
n - кількість ламп,
P - потужність лампи,
Q 3 ⋅ (2 ⋅36) 216
3 = = =186(Вт).
1,16 1,16
Оскільки теплонадходження від штучного освітлення нижчі за
теплонадходження від сонячної радіації, то ми їх не враховуємо.
Теплоємність повітря:
Q4 = (V −VМ )⋅k, (6.4)
де V - об’єм приміщення, м3,
Vм - об’єм, який займають меблі, м3,
k - на 1 м3 - 6 Вт,
Q4 = (6 ⋅ 4 ⋅3 − 6 ⋅1⋅3)⋅ 6 = 324 (Вт).
Теплонадходження від людей:
Q5 =130 ⋅3 = 390 (Вт).
Теплонадходження від техніки:
Комп’ютери (2 шт) – Q6 = 2∙400 = 800 Вт
Лазерний принтер (1 шт) – Q7 = 350 Вт
Загальне теплонадходження:

(6.5)
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 77
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Для підтримки оптимальної температури необхідний кондиціонер
потужністю не менше 3,7 кВт. Згідно отриманих за розрахунками даних обираємо
кондиціонер HITACHI RAS-14CH9.

Рисунок 6.1 - Кондиціонер HITACHI RAS-14CH9

Загальні характеристики кондиціонеру HITACHI RAS-14CH9
1. Тип - настінна спліт-система;
2. Робоча площа - 36 м2;
3. Максимальна довжина комунікацій -15 м;
4. Основні режими: охолодження / обігрів;
5. Максимальний повітряний потік – 10,5 куб. м/хв.;
6. Потужність в режимі охолодження - 3700 Вт;
7. Потужність в режимі обігріву - 4100 Вт;
8. Електрична потужність при обігріві - 1160 Вт;
9. Електрична потужність при охолодженні - 1210 Вт.
Керування
1. Пульт дистанційного керування;
2. Таймер включення/вимкнення.
Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 78
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Габарити
1. Габаритні розміри внутрішнього блоку (ШхВхГ): 78x28x22 см;
2. Габаритні розміри зовнішнього блоку (ШхВхГ): 75x57x28 см.
Загальне
1. Рівень шуму внутрішнього блока (хв/макс) - 28 дБ / 42 дБ;
2. Тип холодоагенту - R 22;
3. Фаза – однофазний;
4. Фільтри тонкого очищення повітря;
5. Регулювання швидкості повертання вентилятора (три швидкості).

Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 79
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

Висновок

У дипломному проекті було виконане поставлене завдання: був
розроблений дозатор для дозування сипких продуктів, зокрема цукру – піску.
Завдяки використанню нових оригінальних ідей і рішень, застосованих при
розробці дозатора. При роботі з ним можна вести безперервний облік і індикацію
числа мішків; облік і індикацію числа мішків, отдозованих із заданого моменту
часу; діагностику роботи кінцевих вимикачів; діагностику роботи
силовимірювальних датчиків; збереження в пам'яті системи керування інформації
про установку грубої і точної доз, значення коефіцієнтів перетворення
силовимірювальних датчиків, кількості циклів дозування, режимі дозування і
поточному часі при відключенні електроживлення.
Дозатор завдяки застосуванню мікропроцесорної техніки простий у
використанні, має зручну для зчитування цифрову індикацію й дозволяє
підключення його до ЕОМ для обробки й накопичування результатів дозування.
Дозатор має три режими дозування: автоматичний, ручний і автоматичний
з контролем ваги.

Арк

РС-203ск.024.415.001ПЗ 80
Зм. Арк № докум. Підпис Дата

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets