Автоматизація комплексу пакування на основі розумних програмованих реле

Загороднюк, Остап Вікторович

Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8623

Назва:	Автоматизація комплексу пакування на основі розумних програмованих реле
Автори:	Гальченко, Володимир Якович Загороднюк, Остап Вікторович
Дата публікації:	20-чер-2022
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу):	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8623
Розташовується у зібраннях:	151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології (Робототехнічні системи та автоматизація)

Файли цього матеріалу:

Файл	Опис	Розмір	Формат
КРБ Загороднюк О.pdf Restricted Access	КРБ Загороднюк О.	2 MB	Adobe PDF	Переглянути/Відкрити Запит копії

Показати повний опис матеріалу Перегляд статистики

Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.

Extracted text

Вступ

Автоматизація - один з напрямів науково-технічного прогресу,
спрямований на застосування саморегульованих технічних засобів, економіко-
математичних методів і систем керування, що звільняють людину від участі в
процесах отримання, перетворення, передачі і використання енергії, матеріалів
чи інформації, істотно зменшують міру цієї участі чи трудомісткість
виконуваних операцій.
Автоматизація, окрім об'єкта керування вимагає додаткового
застосування давачів (сенсорів), керуючих пристроїв (контролерів із засобами
вводу-виводу), виконавчих механізмів, та у переважній більшості базується на
основі використання електронної техніки та методів обчислень, що іноді
копіюють нервові і розумові функції людини.
Мета автоматизації — підвищення продуктивності праці, поліпшення
якості продукції, оптимізація управління, усунення людини від виробництв,
небезпечних для здоров'я. Вона, за винятком простих випадків, вимагає
комплексного, системного підходу до рішення задачі, тому конкретні
вирішення завдань засобами автоматизації, зазвичай називаються системами,
наприклад:
 система автоматичного керування (САК);
 автоматизована система управління (АСУ);
 система автоматизації проектних робіт (САПР);
 автоматизована система керування технологічним
процесом (АСК ТП).
Система автоматизації — інформаційно об'єднана сукупність
програмованих пристроїв автоматизованого та автоматичного контролю,
регулювання та управління.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
6
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Галузі, де автоматизація є актуальною: виробництво, гірнича
справа, машинобудування, хімічне виробництво, харчова промисловість,
енергетика, керування автомобільним, залізничним і повітряним транспортом.
Складовими елементами системи автоматизації є підсистеми:
- Технологічної та аварійної сигналізації.
- Автоматичного блокування і технологічного захисту.
- Аварійного керування.
- Реєстрації стану керованого процесу і дій оператора.
- Комунікації даних між пристроями системи та із зовнішніми
інформаційними системами.
Устаткування автоматизації характеризується п'ятьма основними
функціями, що відносяться до силової частини і системам управління. [1,
c.250], [2, c.168].
П’ять базованих функцій:
1) Постачання електроенергії.
Забезпечує розподіл електроенергії для силових споживачів і керуючих
пристроїв. Електропостачання повинно бути безперебійним. Захист повинен
здійснюватися відповідно до правил пристрою електроустановок і вимогами до
устаткування. Зазвичай для цього використовуються автоматичні вимикачі або
запобіжники.
2) Управління подачею живлення.
Засоби управління навантаженням, що приводяться в дію пристроєм
автоматизації. Це може бути або контактор, який використовується для прямого
пуску, або електронний блок (пристрій плавного пуску, перетворювач частоти)
для подачі живлення на двигун або нагрівальний елемент.
3) Діалог.
Для позначення зв'язку між людиною-оператором та обладнанням
зазвичай використовується термін: «Людино-машинний інтерфейс» (HMI
human - machine interface).
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
7
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Ця функція призначена для формування керуючих впливів і
відображення стану технологічного процесу. Управління виконується за
допомогою кнопок, клавіатур, сенсорних екранів, відображення інформації - на
світових індикаторах, за допомогою світлосигнальних колон і екранів.
4) Обробка даних.
Програмне забезпечення, невід'ємна частина обладнання автоматизації,
обробляє отримані від оператора команди і виміряні дані стану технологічного
процесу. Воно є «мозком» технологічного обладнання і управляє виконавчими
пристроями, посилаючи інформацію, коли і куди це необхідно.
Розробникам систем автоматизації надається широкий діапазон
можливостей вибору, від найпростіших пристроїв (таких, як набір кнопок,
безпосередньо керуючих контактором), до потужних програмованих логічних
контролерів, які підтримують зв'язок між пристроями автоматизації та
комп'ютерами. В даний час завдяки появі простих і недорогих електронних
пристроїв практично повністю зникли релейні системи управління.
5) Збір даних.
Для реалізації зворотного зв'язку в системі управління необхідне
отримання даних по технологічному процесу. Збір даних полягає в
відправленні цих даних в найпростіший пристрій управління або
програмований логічний контролер. Завдяки технічному прогресу більшість
фізичних величин в даний час можуть бути виявлені й виміряні.

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
8
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного
аналізу Інтернет пошуку

1.1 Пакувальник у коробки серії ACP-600
На рисунку 1.1 представлено зовнішній вигляд пакувальника серії АСР-
600.
Рисунок 1.1 – Пакувальник серії АСР-600

Пакувальник у коробки ACP-600 – це кінцеве рішення для пакування
снеків. Вона забезпечує високошвидкісну упаковку, а також складання та
герметизацію ящиків в одній гідравлічній системі.ACP-600 - це економічна
система, що легко інтегрується з обладнанням для контролю якості. У ньому
реалізовані найкращі розробки, що дозволяють підвищити ефективність лінії з
виробництва снеків відразу після встановлення.

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
9
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Основні характеристики
До 10 коробок за хвилину і 160 пакетів за хвилину.
Один з найкомпактніших пакувальників у коробки з представлених на
ринку.
Датчики автоматичного центрування, що перевіряють напрямок кожної
упаковки.
Інтегрований збирач коробок, який збирає та центрує коробки перед їх
наповненням відповідно до заданої схеми та розміру упаковки.

1.2 Пакувальник у коробки серії ACP-700
На рисунку 1.2 представлено зовнішній вигляд пакувальника серії АСР-
700.
Рисунок 1.2 – Пакувальник серії АСР-700

Пакувальник у коробки ACP-700 – це комплексне рішення для
виробників снеків. Воно дозволяє виконувати сортування, центрування
коробок, упаковку в коробки та їх запаювання за допомогою однієї машини.
Цей злагоджений працюючий механізмам на плавній конструкції ACP-
700 дозволяє упаковувати продукти швидше та ефективніше. Система
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
10
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

відрізняється компактністю та може бути легко інтегрована у вашу виробничу
лінію.

1.3 Система пакування Ishida
На рисунку 1.3 представлено зовнішній вигляд системи пакування
Ishida.
Рисунок 1.3 – Система пакування Ishida

Система захоплення та позиціонування Ishida (IPS) забирає з подачі
окремі запаяні лотки та пакує їх у коробки або євро ящики з потрібними для вас
параметрами.
Пакуйте свої лотки швидко та з будь-якими параметрами для відправки
підприємствам роздрібної торгівлі.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
11
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Систему можна адаптувати для подачі з трейсилера або термічного
формувальника з однією смугою, здвоєною смугою або двома смугами. IPS
обробляє кожен лоток окремо, формуючи стійкі конфігурації, які підходять для
розміру та форми ваших лотків.

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
12
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

2 Обґрунтування технічного завдання

Високий рівень автоматизації і велика ступінь застосування передових
технологій це не тільки запорука успіху та конкурентоспроможності фірми, а й
засіб виживання в умовах жорсткої конкуренції. Саме тому за основу реалізації
автоматизація комплексу пакування було обрано розумні програмовані реле.
Завдяки простоті реалізації програм релейної логіки, розумні реле можуть
задати не аби який високотехнологічний рівень автоматизації.
Для цієї роботи розумні програмовані реле було обрано для того щоб
показати простоту реалізації їх на прикладі гнучких виробничих систем, такої
як наприклад лінія пакування конвеєра.
Саме у цій роботі реле протиставляються як аналог автоматизації
замість мікроконтролерів, які у порівнянні з розумними програмованими реле є
більш складною в освоєнні системою, і потребують вивчення більш високих
рівнів програмування.
У дипломному проекті буде представлено гнучку виробничу лінію
автоматизовану за допомогою програмованого розумного реле «Zelio Logic»,
лінія розрахована на переміщення і пакування поліетиленових пакетів.
Головною ціллю дипломної роботи є ефективна автоматизація, і
оновлення комплексу пакування для можливості подальшої модернізації за
допомогою дискретних модулів розширення які є невід’ємною частиною
розширення виробництв, які використовують системи з підтримкою розумних
програмованих реле.
Основними вимогами до виробу є
- ефективне пакування поліетиленових пакетів з потужносними
вимогами виробництва.
Основні характеристики:
- Максимальна висота пакету: 200 мм;
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
13
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- Транспортери з плавними регулюваннями швидкості (7,5-30
м/хв);
- Можливість упаковки одиничних або кількох пачок разом;
- Використання плівки поліетиленової;
- Зниження витрат електроенергії;
- Підвищення автоматизації
- Відповідність європейським нормам.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
14
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

3 Розробка структурної та принципової схеми

3.1 Розробка структурної схеми
На рисунку 3.1 представлено структурну схему машини для групового
пакування пакетів

Рисунок 3.1 – Структурна схема машини для групового пакування
пакетів

Для реалізації проекту нам необхідно модульне імпульсне реле. За
допомогою нього буде виконуватись управління машиною. Модульне
імпульсне реле має 16 дискретних входів і 10 реле виходів.
Входів та виходів модульного імпульсного реле не достатньо для
реалізації проекту, тому необхідно додатково взяти дискретний модуль
розширення. Він має 6 дискретних входів і 4 реле виходи. В сумі цього
достатньо для реалізації проекту.
Для живлення реле потрібно 24В, тому необхідно встановити модульний
блок живлення для перетворення струму з трифазної мережі 380 В у 24В.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
15
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Так як управління буде автоматичним і ручним нам необхідно
встановити датчики, які будуть відслідковувати положення підйомників, лапи,
ряду та шару пакетів, на структурній схемі це блок датчиків. Ручне управління
буде виконуватись за допомогою кнопок – «Блок ручного управління».
Для управління двигунами які призводять в рух конвеєри 1 та 2
необхідний блок управління двигуном 1 та блок управління двигуном 2.
Рішення по управлінню двигунами можна вирішити одним із варіантів
приведених в розділі 1.2. на рисунках 1.4 – 1.6.
Так як необхідно управляти підйомниками розробляємо блок
електромагнітів.

3.2 Розробка принципової схеми
Для виконання завдання нам необхідне модульне інтелектуальне реле та
дискретний модуль розширення. Дискретний модуль розширення беремо тому,
що входів та виходів реле не достатньо для реалізації проекту. На рисунку 3.2
представлена схема інтелектуального реле та дискретного модуля розширення.
На рисунку 3.2 представлено схему електричну принципову модульного
інтелектуального реле та дискретного модуля розширення.

Рисунок 3.2 – Схема електрична принципова модульного
інтелектуального реле та дискретного модуля розширення
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
16
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Для живлення реле необхідно 24В, тому використовуємо модульний
блок живлення.
На рисунку 3.3 представлено схему електричну принципову модульного
блоку живлення.

Рисунок 3.3 – Схема електрична принципова модульного блоку
живлення

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
17
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Управління буде як ручним так і автоматичним, тому розробляємо блок
ручного управління – кнопки керування, та блок датчиків, які будуть
відслідковувати положення підйомників, лапи, ряду та шару пакетів.
На рисунку 3.4 представлено схему електричну принципову датчиків
Рисунок 3.4 – Схема електрична принципова датчиків

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
18
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

На рисунку 3.5 представлено схему електричну принципову блоку
ручного управління

Рисунок 3.5 – Схема електрична принципова блоку ручного управління

Для управління підйомниками необхідно розробити блок
електромагнітів. Цей блок також включає в себе KВ1.1 та KВ2.1 для управління
двигунами.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
19
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Тобто при спрацюванні одного з електромагнітів він живить КМ1.1 чи
КМ2.1 які в свою чергу замикають відповідні контакти на блоці керування
двигунами. Блок електромагнітів представлений на рисунку 3.6.
На рисунку 3.6 представлено схему електричну принципову
електромагнітів

Рисунок 3.6 – Схема електрична принципова електромагнітів

YA1 - Лапу в робочу зону.
YA2 - Ряд вгору.
YA3 – Ряд вниз.
YA4 - Штовхач шару в робочу позицію.
YA5 – Штовхач шару в вихідну позицію.
YA6 – Лапу до конвеєра 2.
KВ1.1 – Пуск двигуна 1.
KВ2.1 – Пуск двигуна 2.
Конвеєри управляються двигунами М1 та М2.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
20
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

На рисунку 3.7 представлено схему електричну принципову двигунів М1
та М2

Рисунок 3.7 – Схема електрична принципова двигунів М1 та М2

3.2.1 Вибір модульного інтелектуального реле
На рисунку 3.2.8 представлено модульне інтелектуальне реле «SR3
B261BD».

Рисунок 3.2.8 – Модульне інтелектуальне реле SR3 B261BD 26вх/вих,
=24В
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
21
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

На лицьовій панелі модульних інтелектуальних реле Zelio Logic
розташовані:
1) Два висувних вушка для кріплення.
2) Дві клеми живлення.
3) Клеми для підключення входів.
4) ЖК-дисплей з підсвічуванням, 4 рядки по 18
символів.
5) Відсік для картриджа пам'яті або підключення до
комп'ютера або комунікаційному модемного інтерфейсу.
6) Кнопки для програмування і налаштування
параметрів
7) Клеми для підключення виходів.

Характеристика
1) Головне:
Сімейство продуктів: Zelio Logic;
Тип виробу або компонента: Модульне інтелектуальне реле;
Локальний дисплей: С;
[Us] номінальна напруга живлення: 24 В пост. струм;
Споживаний струм:
- 190мА (без розширення);
- 300мА (з розширеннями);
Номер дискретного входу: 16 відповідає вимогам EN / МЕК 61131-2 тип
1;
Тип дискретного входу: резистивні;
Струм дискретного входу: 4мА;
Кількість виходів: 10 реле вих..;
2) Додаткове:
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
22
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Кількість ліній схеми управління: 120 з сходовим програмуванням ≤ 200
з FBD програмуванням;
Час циклу: 6... 90ms;
Час підтримки: 10 років при 25°C;
Відхід годинника:
- 6 с / місяць при 25°C;
- 12 хвилин на рік при 0... 55°C;
Перевірки: (Завантаження) пам'яті програм при кожному включенні
живлення;
Межі напруги живлення: 19,2... 30В;
Потужність розсіювання, Вт:
- 6Вт (без розширення);
- 10Вт (з розширеннями);
Захист від включення зі зворотною полярністю: С;
Напруга дискретного входу: 24В пост. струм;
Частота рахунку: 1кГц для дискет. вх..;
Напруга стану " 1 " гарантовано:
- ≥ 15В для ланцюга дискретних входів I1... IA і IH... IR;
- ≥ 15В для IB... IG використовується як ланцюг дискретного
входу;
Напруга стану " 0 " гарантовано:
- ≤ 5В для IB... IG використовується як ланцюг дискретного входу;
- ≤ 5В для ланцюга дискретних входів I1... IA і IH... IR;
Поточний стан 1 гарантовано:
- ≥ 1,2мА для IB... IG використовується як ланцюг дискретного
входу;
- ≥ 2,2мА для ланцюга дискретних входів I1... IA і IH... IR;
Поточний стан 0 гарантовано:
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
23
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- < 0,5мА для IB... IG використовується як ланцюг дискретного
входу;
- < 0,75мА для ланцюга дискретних входів I1... IA і IH... IR;
Сумісність входу: 3 - провідн. безконтактні PNP датчики ( дискретний
вхід);
Номер аналогового входу: 6;
Тип аналогового входу: Загальний режим;
Діапазон аналогового входу:
- 0... +10В;
- 0... +24В;
Макс. допустима напруга: 30В (коло аналогового входу);
Дозвіл аналогового входу: 8біт;
Значення молодшого значущого біта: 39mВ (кола аналогового входу);
Час перетворення: Час циклу інтелектуального реле для кола
аналогового входу;
Помилка перетворення:
- + / - 5% при 25°C для кола аналогового входу;
- + / - 6,2% при 55°C для кола аналогового входу;
Повторюваність позиціонування: + / - 2 % при 55°C для кола
аналогового входу;
Робоча відстань: 10m між станціями, з екранованим кабелем ( датчик не
розв'язаний гальванічно ) для кола аналогового входу;
Вхідний опір:
- 7,4кОм (ланцюг дискретних входів I1... IA і IH... IR );
- 12кОм (там же.. І.Г. використовується як ланцюг дискретного
входу);
- 12кОм (там же.. І.Г. використовується як схема аналогового
входу);
Межі вхідної напруги:
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
24
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- 5.. 30В пост. потік ( релейний вихід );
- 24.. 250В пров. потік ( релейний вихід );
Вихід теплового потоку:
- 5 А для 2 виходів ( релейний вихід );
- 8 А для 8 виходів ( релейний вихід );
Електрична стійкість:
- 500000 циклів при 24В, 1,5А (DC -12) для релей. вих.. відповідає
вимогам EN / IEC 60947-5-1;
- 500000 циклів при 24В, 0,6А (DC -13) для релей. вих.. відповідає
вимогам EN / IEC 60947-5-1;
- 500000 циклів при 230В, 1,5А (АС -12) для релей. вих.. відповідає
вимогам EN / IEC 60947-5-1;
- 500000 циклів при 230В, 0,9А (АС -15) для релей. вих.. відповідає
вимогам EN / IEC 60947-5-1;
Комутаційна здатність, мА: ≥ 10мА при 12 В ( релейний вихід );
Робоча частота, Гц:
- 0,1Гц ( при Ie ) для рел. Вих..;
- 10Гц (режим Х.Х.) для рел. Вих..;
Механічна зносостійкість: 10000000 циклів ( релейний вихід );
Номінальна витримка імпульсної напруги: 4 кВ відповідає вимоги EN /
МЕК 60947-1 і EN / МЕК 60664-1;
Годинник: С;
Час відгуку:
- 5мс (із стану 0 в стан 1) для рел. Вих..;
- 10мс (із стану 1 в стан 0 ) для рел. Вих..;
Момент затягування: 0,5Нм;
Категорія перенавантаження: III відповідає вимоги EN / IEC 60664-1.
3) Навколишнє середовище:
Стійкість до короткочасних зникнень напруги живлення: ≤ 1ms;
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
25
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Сертифікати продуктів:
- C – Tick;
- CSA;
- GL;
- GOST;
- UL;
Стандарти що використовуються:
- EN / IEC 61000-4-11;
- EN / IEC 61000-4-12;
- EN / IEC 61000-4-3;
- EN / IEC 61000-4-5;
Ступінь захисту:
- IP IP20 ( клемний блок ) відповідає вимогам IEC 60529;
- IP40 ( передня панель ) відповідає вимогам IEC 60529;
Характеристики навколишнього середовища:
- Директива по ЕМС відповідає вимогам EN / МЕК 61131-2 зона B;
- Директива по ЕМС відповідає вимогам EN / IEC 61000-6-2;
- Директива по ЕМС відповідає вимогам EN / IEC 61000-6-3;
- Директива по ЕМС відповідає вимогам EN / IEC 61000-6-4;
- Електрообладнання низької напруги відповідає вимогам
EN / IEC 61131-2;
Перешкода випромінювана / наведена: Клас B відповідає вимогам EN
55022-11 група 1;
Ступінь забруднення: 2 відповідає вимогам EN / IEC 61131-2;
Робоча температура навколишнього повітря:
- -20... +40°C в не вентильованої оболонці відповідає вимогам
МЕК 60068-2-1 і МЕК 60068-2-2;
- -20... +55°C відповідає вимогам МЕК 60068-2-1 і МЕК 60068-2-2;
Температура навколишнього повітря для зберігання: -40... +70°C;
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
26
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Відносна вологість: 95% без попадання конденсату або крапель води.

3.2.2 Вибір дискретного модуля розширення
На рисунку 3.2.9 представлено дискретний модуль розширення вх./вих.

Рисунок 3.2.9 – Дискретний модуль розширення SR3 XT101BD

На лицьовій панелі модулів розширення входів / виходів розташовані:
1) Два висувних вушка для кріплення.
2) Клеми для підключення входів.
3) Клеми для підключення виходів.
4) Роз'єм для підключення до інтелектуального
реле Zelio Logic (живлення від інтелектуального реле Zelio Logic).
5) Напрямні штирі.
Характеристики
1) Головне:
Сімейство продуктів: Zelio Logic;
Тип виробу або компонента: Модуль розширення дискретного вв / вив.;
[Us] номінальна напруга живлення: 24В пост. Струм;
Кількість дискретних входів: 6 відповідає вимогам EN / МЕК 61131-2
тип 1;
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
27
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Напруга дискретного входу: 24В пост. Струм;
Струм дискретного входу: 4мА;
Вхідний імпеданс:
- 7,4kOm (кола дискретних входів I1... IA і IH... IR);
- 12kOm (IB... IG використовується як ланцюг дискретного входу);
Кількість виходів: 4 реле виходи.
2) Додаткове:
Кількість рядків у програмі або функціональних блоків: 120;
Час циклу: 6... 90 ms;
Термін резервного зберігання даних: 10 років при 25°C;
Похибка ходу годинника: 12 хвилин на рік при 0... 55°C;
Перевірки: (Завантаження) пам'яті програм при кожному включенні
живлення;
Межі напруги живлення: 19,2... 30В;
Захист від включення зі зворотним полярністю: С;
Тип дискретного входу: Резистивні;
Частота рахунки: 1kHz для дискет. Вх..;
Граничний рівень комутації напруги в стані 1:
- ≥ 15В для ланцюга дискретних входів I1... IA і IH... IR;
- ≥ 15В для IB... IG використовується як ланцюг дискретного
входу;
Граничний рівень комутації напруги в стані 0:
- ≤ 5В для IB... IG використовується як ланцюг дискретного входу;
- ≤ 5В для ланцюга дискретних входів I1... IA і IH... IR;
Граничний рівень комутації струму в стані 1:
- ≥ 1,2мА для IB... IG використовується як ланцюг дискретного
входу;
- ≥ 2,2мА для ланцюга дискретних входів I1... IA і IH... IR;
Граничний рівень комутації струму в стані 0:
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
28
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- < 0,5мА для IB... IG використовується як ланцюг дискретного
входу;
- < 0,75мА для ланцюга дискретних входів I1... IA і IH... IR;
Сумісність входу: 3 - провідн. безконтактні PNP датчики ( дискретний
вхід);
Межі вихідної напруги:
- + 5... + 30В пост. струм ( релейний вихід );
- 24... 250В пров. струм ( релейний вихід );
Тип контактів: Немає для релейний виходів;
Вихідний тепловий струм: 8A для всіх 4 виходів ( релейний вихід );
Електрична міцність:
- 500000 cycles при 24В, 1,5A (DC -12) для рел. Вих.. відповідає
вимогам EN / IEC 60947-5-1;
- 500000 cycles при 24В, 0,6A (DC -13) для рел. Вих. відповідає
вимогам EN / IEC 60947-5-1;
- 500000 cycles при 230В, 1,5A (AC -12) для рел. Вих. відповідає
вимогам EN / IEC 60947-5-1;
- 500000 cycles при 230В, 0,9A (AC -15) для рел. Вих. відповідає
вимогам EN / IEC 60947-5-1;
Комутаційна здатність, мА: ≥ 10мА при 12В ( релейний вихід );
Робоча частота, Гц:
- 0,1Hz ( при Ie ) для релейний вихід
- 10Hz (режим холостого ходу) для рел. Вих.;
Механічна зносостійкість: 10000000 cycles ( релейний вихід );
Час відгуку:
- 5 ms (з сост. 1 в сост. 0) для рел. Вих..;
- 10 ms (з сост. 0 в сост. 1) для рел. Вих..;
[Uimp] номінальне витримка імпульсної напруги: 4 KВ відповідає
вимогам EN / МЕК 60947-1 і EN / МЕК 60664-1;
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
29
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Тип підключення:
- Гвинтові затискачі, гнучкий кабелі з кабельним наконечником 1 x
0,25... 1 x 2,5мм ² / 24... 14 AWG;
- Гвинтові затискачі, гнучкий кабелі з кабельним наконечником 2 x
0,25... 2 x 0,75мм ² / 24... 18 AWG;
- Гвинтові затискачі, напівтвердий кабелі 1 x 0,2... 1 x 2,5мм ² / 25...
14 AWG;
- Гвинтові затискачі, суцільний кабелі 1 x 0,2... 1 x 2,5мм ² / 25... 14
AWG;
- Гвинтові затискачі, суцільний кабелі 2 x 0,2... 2 x 1,5мм ² / 24... 16
AWG;
Момент затягування: 0,5Н.м;
Категорія перенапруги: III відповідає вимогам EN / IEC 60664-1.
3) Навколишнє середовище:
- EN / IEC 61000-4-11;
- EN / IEC 61000-4-12;
- EN / IEC 61000-4-3;
- EN / IEC 61000-4-5;
Клас захисту:
- IP IP20 ( клемний блок) відповідає вимогам стандарту IEC 60529;
- IP40 ( передня панель) відповідає вимогам стандарту IEC 60529;
Характеристики навколишнього середовища:
- Директива по EMS відповідає вимоги EN / МЕК 61131-2 зона B;
- Директива по EMS відповідає вимоги EN / IEC 61000-6-2;
- Директива по EMS відповідає вимоги EN / IEC 61000-6-3;
- Директива по EMS відповідає вимоги EN / IEC 61000-6-4;
- Директива по низьковольтному устаткування відповідає вимоги
EN / IEC 61131-2;
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
30
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Перешкода випромінювана / наведено: Клас B відповідає вимогам EN
55022-11 група 1;
Ступінь забруднення: 2 відповідає вимогам EN / IEC 61131-2;
Температура навколишнього середовища при роботі:
- -20... +40°C в невентильованій оболонці відповідає вимогам МЕК
60068-2-1 і МЕК 60068-2-2;
- -20... +55 °C відповідає вимогам МЕК 60068-2-1 і МЕК 60068-2-2
Температура навколишнього середовища при зберіганні: -40... +70°C;
Відносна вологість: 95% без попадання конденсату або крапель води.

3.2.3 Вибір модульного блока живлення
Модульний блок живлення 24В 2.5A. Zelio Analog
Zelio Analog - Аналогові перетворювачі і передавачі для перетворення
сигналів датчиків або електричних вимірювань в аналогові електричні сигнали,
сумісні з обладнанням систем управління.
- Широкий діапазон температур
- Напруга: 24В (постійного струму)
- Діапазон виводу: 0... 10В / 0... 20мА / 4... 20мА
- Відповідність стандартам UL / CSA / GL / CE
Переваги:
Простота перетворення.
Аналогові перетворювачі і передавачі сімейства Zelio прості в установці,
завдяки заздалегідь виконаним з'єднанням з вводами і виводами. А завдяки
захисту виводів від інверсії полярності, короткого замикання і перенапруги, а
також за рахунок автоматичного виявлення розривів замкнутих ланцюгів,
рішення Zelio забезпечують ефективність роботи і надійність.
Застосування:
Промисловість і будівельна галузь: розподільне обладнання в простих
верстатах, управління технологічними процесами.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
31
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Пуск і контроль обладнання водоочистки.
На рисунку 3.2.10 представлено модульний блок живлення 24В 20А
«ABL4WSR24200».

Рисунок 3.2.10 – Модульний блок живлення ABL4WSR24200

1) Кріплення на DIN – рейку.
2) Вбудовані гвинтові клеми для приєднання вихідної напруги
постійного струму і контакту діагностики
3) Потенціометр регулювання вихідної напруги.
4) Світлодіодний індикатор (зелений) стан вихідної напруги.
5) Світлодіодний індикатор (червоний) перенавантаження вихідного
кола і аварійно-попереджувальної сигналізації.
6) Вбудовані гвинтові клеми для приєднання вхідної напруги
змінного струму
Опис
Тип джерела живлення:
- Імпульсний джерело живлення.
Вхідна напруга:
- 340... 550В
Вихідна напруга:
- 24В.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
32
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Номінальна потужність, Вт: 480Вт.
Клас захисту від ураження електричним струмом:
- Клас I відповідно до ВDE 0106-1
Електрична міцність ізоляції:
- 2000В між входом і землею;
- 500В між виходом і землею;
- 3000В між входом і виходом.

3.2.4 Опис роботи схеми пристрою
Схема отримує живлення від трифазної мережі 380В при вмиканні
вхідного автомату QF1 зображеного на рисунку 3.2.7. Для живлення
інтелектуального реле, дискретного модулю розширення необхідно 24В. Ця
умова виконується з допомогою модульного блоку живлення на рисунку 3.2.3.
При вмиканні вхідного автомату QF2 живиться інтелектуальне реле S1 та
дискретний модуль розширення S2. Далі вмикаємо реле. Для запуску машини в
автоматичному режимі переводимо тумблер SB1 «Ручний/автомат» та
натискаємо кнопку SB3 «Машина «пуск»» представлену на рисунку 3.2.5. І
якщо виконується умова, що піднімач ряду в вихідній позиції, штовхач шару в
вихідній позиції та лапа біля конвеєра 2 машина починає працювати. Далі
робота буде виконуватись згідно алгоритму роботи який представлений на
рисунку 9 додатку В – Спеціальний розділ.
Для того, щоб керувати процесом в ручному режимі переводимо
тумблер SB1 в ручний режим. Далі слід щоб піднімач ряду та штовхач шару
знаходилися в вихідному положенні, а лапа була в робочому положенні.
Для цього натискаємо кнопку SB5 «Ряд вниз», сигнал подається на
відповідний вхід інтелектуального реле клема І6 з виходу інтелектуального
реле сигнал передається на електромагніт YA3 (Рисунок 3.2.6) і піднімач ряду
опускається в вихідну позицію до спрацювання датчика SQ2 «Піднімач ряду в
вихідній позиції». Схема представлена на рисунку 3 додатку В. Далі натискаємо
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
33
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

кнопку SB7 «Штовхач шару в вихідну позицію», сигнал подається на
відповідний вхід інтелектуального реле, клема ІВ з виходу інтелектуального
реле сигнал передається на електромагніт YA5 (Рисунок 3.2.6) і штовхач шару
переміщується в вихідну позицію до спрацювання датчика SQ5 «Штовхач шару
в вихідній позиції». Схема представлена на рисунку 5 додатку В.
Далі натискаємо кнопку SB10 «Лапу в робочу зону», сигнал подається
на відповідний вхід інтелектуального реле, клема ІК з виходу інтелектуального
реле сигнал передається на електромагніт YA1 (Рисунок 3.2.6) і лапа
переміщується в робочу позицію до спрацювання датчика SQ10 «Лапа в
робочій зоні». Схема представлена на рисунку 4 додатку В.
Після цього натискаємо кнопку SB4 «Конвеєр 1 «Пуск», з виходу
інтелектуального реле сигнал подається на KВ1.1 який в свою чергу замикає
відповідний йому контакт KВ1.1, при цьому КМ1.1 отримує живлення і замикає
свої контакти КМ1.1. Якщо вхідний автомат QF3 ввімкнений і при умові, якщо
замкнутий датчик SQ2 «Піднімач ряду в вихідній позиції» конвеєр 1 з тарою на
ньому починає рух. Рух триватиме до спрацювання датчика SQ1, який зупинить
конвеєр. Схема представлена на рисунку 1 додатку В.
Далі натискаємо кнопку SB6 «Ряд вгору», сигнал подається на
відповідний вхід інтелектуального реле, клема І8 з виходу інтелектуального
реле сигнал передається на електромагніт YA2 (Рисунок 3.2.6) і піднімач ряду
переміщується в робочу зону до спрацювання датчика SQ3 «Піднімач ряду в
робочій позиції». Схема представлена на рисунку 2 додатку В.
Далі натискаємо кнопку SB5 «Ряд вниз» і виконуємо описану вище дію,
піднімач ряду опускається вниз. Як тільки шар пакетів буде сформований
натискаємо кнопку SB8 «Штовхач шару в робочу позицію», сигнал подається
на відповідний вхід інтелектуального реле, клема ІD з виходу інтелектуального
реле сигнал передається на електромагніт YA4 (Рисунок 3.2.6) і штовхач шару
переміщується в робочу позицію, задвигаючи шар пакетів в коробку до
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
34
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

спрацювання датчика SQ6 «Штовхач шару в робочій позиції». Схема
представлена на рисунку 6 додатку В.
Далі виконуємо дію приведену вище повертаємо штовхач в вихідну
позицію.
Коли коробка буде заповнена натискаємо кнопку SB9 «Лапу до конвеєра
2, сигнал подається на відповідний вхід інтелектуального реле, клема ІG з
виходу інтелектуального реле сигнал передається на електромагніт YA6
(Рисунок 3.2.6) і лапа опускається в робочу позицію, до конвеєра 2 до
спрацювання датчика SQ8 «Лапа біля конвеєра 2». Схема представлена на
рисунку 7 додатку В.
Далі натискаємо кнопку SB11 «Конвеєр 2 «Пуск» » з виходу
інтелектуального реле сигнал подається на KВ2.1 який в свою чергу замикає
відповідний йому контакт KВ2.1, при цьому КМ2.1 отримує живлення і замикає
свої контакти КМ2.1. Якщо вхідний автомат QF4 ввімкнений і при умові, якщо
замкнутий датчик SQ8 «Лапа біля конвеєра 2» конвеєр 2 з коробкою на ньому
починає рух. Рух триватиме доки не спрацює датчик SQ9 «Тара на конвеєрі».
Схема приведена на рисунку 8 додатку В.

3.2.5 Вибір кнопок пуску та зупинки
Кнопка пуску XB4-BA4322
Номінальна напруга ізоляції 600В (ступінь забруднення: 3) відповідно
до EN / IEC 60947-1.
На рисунку 3.2.11 представлено кнопку XB4-BA4322

Рисунок 3.2.11 – Кнопка XB4-BA4322

Кнопка аварійної зупинки XB413T845
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
35
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Номінальна напруга ізоляції 600В (ступінь забруднення: 3) відповідно
до EN / IEC 60947-1.
На рисунку 3.2.11 представлено кнопку XB4BT845

Рисунок 3.2.12– Кнопка XB4BT845

Тумблер ТВ1-1
Перемикачі перекидні ТВ1-1, ТВ1-2, ТВ1-4 типу «Тумблер» призначені
для роботи в електричних колах постійного і змінного струму в
радіоелектронній апаратурі.
Виготовляються під все кліматичне виконанні, для помірного і
холодного клімату, є виробами ручного управління і призначені для об'ємного
монтажу.
При необхідності комплектуються протектором.
Електрична міцність ізоляції - 1100В.
Під всі інші кнопки вибираємо Кнопки КПМ8-2.
Електромагніти ЄМ 19-03 24В.
Номінальна напруга живлення 12В або 24В. Межі зміни напруги
живлення від 0,9 до 1,25 номінальної напруги. Напруга спрацювання не менше
21,6 В. Напруга відпускання не менше 8В.
Реле:
- 842-1С-C 24В
- РЭП-34-40-11 380В
Проміжні реле серії РЕП-34 застосовуються в колах змінного струму
номінальною напругою до 660В частоти 50 (60) Гц і постійного струму
номінальною напругою до 220В.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
36
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Реле можуть застосовуватися в якості магнітного пускача для
управління малопотужними двигунами змінного струму. Реле, що
комплектуються обмежувачами перенапруг, придатні для роботи в системах
управління із застосуванням мікропроцесорної техніки.
Теплове реле обираємо ТРН-100.
Датчики ВК 200
Кінцеві вимикачі серії ВК 200 призначені для застосування в
електричних колах управління, сигналізації та контролю відносного положення
рухливих частин механізму в просторі.
- Номінальна робоча напруга змінного струму частоти 50Гц, В -
220, 380, 660.
- Номінальна робоча напруга постійного струму, В - 110, 220, 440.
Номінальна напруга ізоляції, В – 660.

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
37
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

4 Розрахунок основних елементів приладу

4.1 Розрахунок струму для споживачів електроенергії
Двигун АИР 63 В2 - Потужність 0,55кВт; Частота обертання 3000об/хв.;
Вага 6,6кг.
Розшифрування маркування:
- АИР – спеціалізована серія асинхронного двигуна;
- 63 – висота валу від станини до центру осі двигуна, мм;
- 63 – довжина ротора (валу);
- 2 – кількість полюсів.
Номінальний струм для споживачів електроенергії Iном, А, знаходимо за
формулою:

����
Iном =
√3 • ��ном • ������ ��

де Pn - Потужність споживача електроенергії, Вт;
Un - напруга мережі, В;
Cosψ- приймаємо 0.45.
За формулою (1) розраховуємо:

550
Iном = = 24,34 А ;
√3 • 380 •0,45

При виборі автоматичних вимикачів повинні дотримуватися такі умови:
- Номінальний струм автомата не повинен бути менше
розрахункового.
-
Iном.авт ≥ Iрозрах

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
38
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

де Iном.авт. – номінальний струм автоматичного вимикача.
Для вирішення завдання нами обрано автомат серії АП-50 у якого
номінальний струм автомата – 50 А.

4.2 Розрахунок основних параметрів стрічкового конвеєра
При проектуванні основні параметри стрічкового конвеєра визначаються
вихідними даними: призначення, характеристика вантажу, що транспортується,
продуктивність, відомості про умови роботи(режим роботи), схема
транспортування вантажу з усіма необхідними розмірами. Стрічкові конвеєри
загального призначення, що використовуються в хімічній та харчовій
промисловості, здебільшого працюють у легкому та середньому режимах
експлуатації.
Продуктивність конвеєра (Q) залежить від погонного навантаження
вантажу, що транспортується і виражається в одиницях обсягу (qоб, л/м), маси
(qгр, кг/м) або ваги (qв, н/м) і швидкості (V)

U = 3,6qобV м3/ч, (4.2.1)

Q = 3,6qгрV т/ч, (4.2.2)

Q = 3,6qвV Н/м. (4.2.3)

Для штучних вантажів:

(4.2.4)

t - крок встановлення вантажу, м.
Продуктивність:
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
39
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

(4.2.4)
…(4.2.6)

Аналізуючи формули продуктивності конвеєра, ясно одне, що
збільшенням швидкості та погонної маси вантажу, що транспортується зростає
продуктивність. Зазначимо, що за заданої продуктивності конвеєр можна
спроектувати декількома конструктивними варіантами. Однак із них необхідно
вибрати оптимальний, який характеризується найменшим критерієм
споживаного енергетичного показника. Виходячи з цього, складно вибрати
швидкість транспортування вантажу: дрібний, середній, великий; різної
абразивності, щільності, ширини стрічки, діаметра приводного барабана, тим
паче відомого на цьому етапі проектування. Відомо, що величина швидкості
при одній і тій же продуктивності може змінюватись назад пропорційно
квадратичній залежності ширини стрічки конвеєра. При збільшення ширини
стрічки збільшується погонне навантаження вантажу, а це призводить до
збільшення моменту на барабані, але меншою мірою, ніж зменшиться
швидкість. Можна припустити, що зрештою ресурс споживаної енергії
конвеєром зменшиться. Треба також мати на увазі, що з збільшенням ширини
стрічки підвищується її стійкість та центрування. Во багато в чому вибір
швидкості залежить від діаметра барабана, тому бажано приймати їх
оптимальні розміри, від яких залежить ресурс працездатності конвеєрної
стрічки. Виходячи з міркувань, можна зробити висновок, що всі кінематичні та
конструктивні параметри вузлів конвеєра зав'язані між собою. У зв'язку з цим
проектування проводять у два етапи: 1) попередній, коли вибирають технічні
дані із довідкової літератури та на підставі результатів розрахунків; 2)
уточнений, коли виробляють розрахунок міцності, аналізують результат і
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
40
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

приймають остаточні конструктивні рішення. Відповідно до ГОСТ 22644-77
швидкість стрічки V (м/с) має вибиратися з наступного ряду: 0,25; 0,315; 0,4;
0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3. Відхилення швидкостей
допускається не більше +10%. Короткі конвеєри повинні мати меншу
швидкість, ніж довгі та магістральні, для яких доцільно застосування
підвищених швидкостей. У харчовій промисловості, де конвеєри
використовуються не тільки для транспортування вантажу, але і для виконання
технологічних операцій, швидкість може бути меншою за 0,25 м/с.
Зі сказаного вище можна зробити висновок, що на швидкість
транспортування вантажу впливають багато факторів, тому теоретично важко
визначити оптимальну швидкість. Однак для хімічних та природних матеріалів
у конвеєрах найбільші допустимі швидкості стрічки не повинні перевищувати
при транспортуванні вантажу: дрібного, зернистого – (2–2,5) м/с, середньо- та
великогабаритного – (1,5–2) м/с, пилоподібний, порошкоподібний, легкий – (1-
1,5) м/с. Для харчової промисловості рекомендуються швидкості
транспортування не більше: зернові матеріали – (1,5–3) м/с, коренеплоди, овочі,
фрукти – (0,75–1,5) м/с, технологічні конвеєри - (0,1-0,25) м / с. Для
транспортування штучних вантажів у м'якій упаковці швидкість (0,8-1) м/с,
мішки з мінеральним добривом, зерном, борошном, піском (0,5-1) м/с, ящиках,
бустерах (0,4-0,8) м/с. При виборі швидкості необхідно використовувати
конструктивні рішення для підвищення продуктивності конвеєра. Наприклад,
застосування стрічки з гофрованими бортами при одній і тій же швидкості
збільшує продуктивність конвеєра в 15-25 разів.

4.3 Розрахунок тягового зусилля на приводному барабані
Розрахунок тягового зусилля є основним, т.к. в результаті визначаються
натяги стрічки в розрахункових точках контуру конвеєра, навантаження на
вузли. Для даного розрахунку необхідно знати погонні маси (кг/м) вантажу, що
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
41
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

транспортується – qгр, стрічки – qл, що підтримують роликів на робочій – qрр і
холостий – qрх гілках стрічки:

(4.3.1)

4.3.2)

1.12 – середнє значення маси 1 м2 стрічки, кг;
В – ширина стрічки, м;
δ – товщина стрічки, мм.
Товщина стрічки визначається за формулою

(4.3.3)

а - Товщина однієї прокладки, мм;
i – кількість прокладок;
δр , δх – товщина обкладки, відповідно для робочої та холостої сторін
стрічки, мм.
Погонна маса опорних роликів визначається

(4.3.4)
mp – маса ролика що вибираєтеся з табл., кг;
lp – крок установки роликів приймається, м.

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
42
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

(4.3.5)

4.4 Розрахунок надійності комплексу
Мікропроцесорні системи вимірювання лінійних розмірів ока, як і будь-
які інші вимірювальні системи чи пристрої не позбавлені такого
розповсюдженого недоліку як похибка вимірювання.
Похибки присутні при будь-яких вимірюваннях і відрізняються лише
своєю величиною. Створення ідеального вимірювального пристрою є
неможливим оскільки неможливо врахувати всі фактори, які впливають на її
появу. Це і недосконалість технологій виробництва, неідеальна чистота
матеріалів з яких виготовляють ті чи інші сенсори. Існують 2 фактори, які
знаходяться в протидії один одному. Чим вища точність вимірювання приладу,
тим вища його ціна і навпаки, прилад який має низьку точність вимірювання
буде дешевим.
На даному етапі розвитку науки, техніки та технології ще неможливо
створити дешевий і в той же час високоточний прилад, похибка вимірювання
якого була б близька до нуля. Але наука не стоїть на місці, постійно
з’являються нові способи та методи, які дозволяють підвищити точність
вимірювань і зменшити витрати на проведення цих вимірювань. Добре сприяє
цьому інтегральна технологія виконання електронних схем – інтегральні
мікросхеми. Інтегральні мікросхеми цифрові та аналогові дозволяють
створювати вимірювальні пристрої які дешевші і мають вищу точність обробки
вимірюваної інформації.
Також одним з базових понять при визначенні якості системи є її
надійність. Під надійністю розуміють властивість пристрою виконувати задані
функції, зберігаючи свої експлуатаційні показники в заданих межах протягом
потрібного проміжку часу або потрібного напрацювання при дотриманні
режимів експлуатації, правил технічного обслуговування, зберігання та
транспортування. Надійність – це складне комплексне поняття, за допомогою
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
43
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

якого оцінюють такі важливі характеристики пристроїв, як роботоздатність,
довговічність, безвідмовність, ремонтопридатність, відновлюваність та ін.
Надійність є однієї зі складових якості виробу. Вона характеризує
властивість виробу виконувати задані функції, зберігаючи в часі значення
встановлених експлуатаційних показників у необхідних межах, що
відповідають заданим режимам і умовам використання, технічного
обслуговування, ремонтів, збереження і транспортування. Як комплексна
властивість, надійність, у залежності від призначення об'єкта й умов його
експлуатації може включати наступні складові: безвідмовність, довговічність,
живучість і ремонтопридатність.
Кількісною характеристикою одного чи декількох властивостей
надійності є показники безвідмовності, довговічності, ремонтопридатності,
живучості і комплексні показники.
Показники безвідмовності - імовірність безвідмовної роботи P(t),
інтенсивність відмов (t), середній наробіток до відмов,  - відсотковий
наробіток до відмов, середній наробіток до відмов, параметр потоку відмов.
Імовірність безвідмовної роботи P(t) - імовірність того, що в межах
заданого наробітку t0 відмов не виникає чи, що параметри не будуть виходити
за межі заданих допусків протягом необхідного інтервалу часу в умовах
експлуатації:

P(t0) = 1 - F(t0), (4.1)

де F(t0) - функція розподілу наробітку до відмов.
Оцінка показника P(t0) характеризує частку працездатних виробів у
момент часу t0:

P(t0) = 1 – Ni / N, (4.2)

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
44
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

де t0 - час іспиту;
m - число інтервалів часу t, через які контролювалася працездатність, m
= t0/t;
NІ - число виробів, що відмовили на і-ом інтервалі часу;
N - загальне число випробуваних виробів.
Інтенсивність відмов (t) визначають як умовну щільність імовірності
виникнення відмов невідновленого об'єкта для розглянутого моменту часу за
умови, що до цього часу відмов не виникло:

(t) = f(t) / P(t). (4.3)

Приблизно (t) = N* / N ∙ t. де N* - число виробів, що відмовили при
іспитах протягом інтервалу часу t; N - число виробів, працездатних до початку
іспитів.
Функції P(t), F(t), (t) взаємозалежні, тому для їхнього визначення
досить знати тільки одну. На практиці перевагу віддають інтенсивності відмов,
тому що її простіше визначити експериментально.
Для більшості об'єктів (деталей, виробів) залежність P(t) можна
зобразити кривої [8], що має три ділянки: 0 < t < t1; t1 < t < t2; t > t2.
Перша ділянка називається періодом чи приробляння періодом ранніх
відмов. Поява відмов у цьому періоді звичайно викликано конструктивними чи
виробничими дефектами.
Друга ділянка постійної інтенсивності (t) = const характеризує
нормальну експлуатацію, на цій ділянці:

P(t) = exp(-  ∙ t). (4.4)

Третя ділянка t - t2 називається періодом відмов зносу.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
45
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Середній наробіток до відмов tСР визначається як математичне чекання
наробітку до першого відмов. Розрахунок надійності будемо виробляється для
другої ділянки.
Середній час безвідмовної роботи визначається по формулі:

TСР = 1 / . (4.5)

Інтенсивність відмов усієї системи визначається зі співвідношення:

 = . (4.6)

Для систем, елементи яких працюють в умовах сталості інтенсивності
відмов, імовірність безвідмовної роботи може бути визначена по формулі:

P = n
i=1 П Pi = exp(- t ∙ i) = exp(- ∙ t). (4.7)

Як видно з приведених залежностей надійність визначається
інтенсивністю відмов i окремих елементів системи й у період її нормальної
експлуатації.
Вихідні дані і результати розрахунків приведені в додатку Д.

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
46
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

5 Спеціальний розділ

5.1 Програмування інтерфейсу роботи реле
Програмування здійснюється на базі універсальних мов програмування,
що значно спрощує роботу як фахівців з налагодження систем автоматизації,
так і інженерів - електриків.
Програмування може здійснюватися:
- автономно за допомогою клавіш інтелектуального реле Zelio
Logic ( мова сходових діаграм LADDER );
- на комп'ютері за допомогою інструментальної системи
програмування " Zelio Soft 2".
Програмування з комп'ютера можна здійснювати як на мові сходових
діаграм LADDER, так і мовою функціональних блок- схем ( FBD ).
Управління підсвічуванням вбудованого РК- дисплея здійснюється
однією з 6 програмуючих клавіш, розташованих на інтелектуальному реле Zelio
Logic, або програмується за допомогою системи програмування "Zelio
Soft 2" (приклад застосування: починає блимати при виявленні
несправності).
Тривалість автономної роботи годинника реального часу від літієвої
батареї - 10 років.
Резервне копіювання даних (попередньо заданих і поточних значень)
здійснюється під флеш- пам'ять EEPROM ( тривалість збереження даних - 10
років).
Система Zelio Soft 2
Інструментальна система програмування "Zelio Soft 2" призначена для:
- програмування мовою (LADDER) або мовою функціональних
блок-схем (FBD);
- моделювання, моніторингу та контролю;
- завантаження і скачування програм;
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
47
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

- видачі персоналізованих файлів;
- автоматичної компіляції програм;
- надання контекстної довідкової інформації.
Перевірка програми
Передбачено два режими перевірки написаних програм:
1) У режимі моделювання, передбаченому в інструментальній
системі "Zelio Soft 2", можна перевірити роботу програми без безпосередньої
участі реле Zelio Logic, тобто:
- задіяти дискретні входи
- вивести на монітор стан виходів
- змінювати напругу аналогових входів
- задіяти клавіші на лицьовій панелі
- змоделювати роботу прикладної програми в реальному або
прискореному масштабі часу
- динамічно виділяти червоним кольором різні активні елементи
програми
2) У режимі моніторингу, передбаченому в системі "Zelio Soft 2",
можна перевірити виконання програми інтелектуальним реле на практиці,
тобто:
- відображати роботу програми в режимі реального часу
- примусово управляти входами, виходами, поточними значеннями
функціональних блоків
- встановлювати час
- перемикатися з режиму зупинки ( STOP ) в режим роботи ( RUN )
і навпаки.
У режимі симуляції або моніторингу у вікні диспетчерського управління
можна відстежувати стан входів / виходів інтелектуального реле в середовищі
прикладної програми (у вигляді діаграми або картинки).

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
48
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Зв’язок:
Для забезпечення зв'язку з іншим високотехнологічним обладнанням
інтелектуальні реле Zelio
Logic оснащені інтерфейсами зв'язку декількох типів.
1) Компактні і модульні інтелектуальні реле мають:
- 1 послідовний порт RS 232 для підключення до комп'ютера,
відсік картриджа пам'яті або комунікаційний модемний інтерфейс.
2) Модульні реле Zelio Logic разом з одним з комунікаційних
модулів розширення мають:
- 1 послідовний порт RS 485 Modbus на комунікаційному модулі
SR3 MBU01BD,
- 1 порт Ethernet 10 / 100 base T з підтримкою протоколу Modbus
TCP на комунікаційному модулі SR3 NET01BD.
Наявність трьох вищевказаних портів дозволяє компактним і модульним
інтелектуальним реле Zelio Logic використовувати три протоколи зв'язку:
1) Програмування;
2) Modbus;
3) Ethernet.
Протокол програмування
I. З’єднання по кабелю.
1- Комп’ютер, з якого відбувається програмування;
2- USB-кабель (SR2 USB01);
3- Реле Zelio Logic.

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
49
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

На рисунку 5.1 представлено з’єднання інтелектуального реле Zelio
Logic по кабелю

Рисунок 5.1 – З’єднання інтелектуального реле Zelio Logic по кабелю

II. Безпровідне з’єднання.
4- Комп'ютер, з якого здійснюється програмування, що підтримує
технологію Bluetooth (або обладнаний адаптером Bluetooth ВW3 A8115);
5- Інтерфейс Bluetooth (SR2 BTC01) для інтелектуальних реле Zelio
Logic;
6- Компактне або модульне інтелектуальне реле Zelio Logic.
На рисунку 5.2 представлено безпровідне з’єднання інтелектуального
реле Zelio Logic

Рисунок 5.2 – Безпровідне з’єднання інтелектуального реле Zelio Logic
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
50
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

III. Модемне з’єднання.
7- Комп'ютер, з якого здійснюється програмування;
8- З'єднувальний кабель модемного інтерфейсу, що входить в
комплект поставки SR2 COM01;
9- Модем передачі / прийому даних SR2 MOD01 або SR2 MOD02;
10- Телефон або радіозв'язок;
11- Комунікаційний інтерфейс SR2 COM01;
12- Компактне або модульне інтелектуальне реле Zelio Logic.
На рисунку 5.3 представлено модемне з’єднання інтелектуального реле
Zelio Logic

Рисунок 5.3 – Модемне з’єднання інтелектуального реле Zelio Logic

5.2 Техніко-економічне обґрунтування дослідження
В даному розділі проводиться техніко-економічне обґрунтування
економічного ефекту від впровадження комплексу для пакування пакетів в
виробничий процес і термін окупності додаткових капіталовкладень
Розрахунок прямих витрат на виготовлення комплексу для пакування.
В залежності від способу включення в собівартість окремих видів
продукції, витрати поділяються на прямі та непрямі. Під прямими витратами
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
51
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

розуміють витрати, які можуть бути безпосередньо включені в їх собівартість.
Під непрямими витратами розуміють витрати на утримання та експлуатацію
обладнання, цехові витрати та інше. Прямі витрати включають:
1) заробітну плату робітників з відрахуванням;
2) вартість палива та електроенергії на технологічні цілі;
3) вартість матеріалів та комплектуючих;
4) вартість допоміжних матеріалів, що використовуються;
5) витрати на освоєння та підготовку виробництва;
6) відшкодування зносу інструментів та пристроїв спеціального
призначення;
Розраховуємо вартість матеріалів, запасних частин, комплектуючих які
витрачаються на виготовлення пристрою.

Таблиця 5.1 - Розрахунок вартості матеріалів, запасних частин,
комплектуючих матеріалів, грн.
№ Перелік Один. Кільк. Обсяг Кільк. Заг. Ціна, Вартість
елементів і виміру на робіт роб. кільк. грн ,
матеріалів один. грн
робіт
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 Модульни шт 1 1 1 1 2812,50 2812,50
й блок
живлення
24В 20А
«ABL4WS
R24200».
2 Модульне шт 1 1 1 1 3578,72 3578,72
інтелектуа
льне реле
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
52
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

SR3
B261BD
26вх/вих.=
24В
3 Дискретни шт 1 1 1 1 1432,85 1432,85
й модуль
розширенн
я SR3
XT101BD
4 Вхідний шт 5 1 1 5 97 485
автомат
АП-50
5 Кнопка шт 1 1 1 1 125 125
пуску
XB4-
BA4322
6 Кнопка шт 1 1 1 1 340 340
аварійної
зупинки
XB4BT845
7 Тумблер шт 1 1 1 1 22 22
ТВ1-1
8 Кнопки шт 9 1 1 9 0,40 0,40
КПМ8-2
9 Електрома шт 6 1 1 6 785 4710
гніти ЄМ
19-03 24В
10 Реле 842- шт 2 1 1 2 33,58 67,16
1С-C 24 В
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
53
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

11 Реле РЭП- шт 2 1 1 2 79,80 159,60
34-40-
11 380 В
12 Теплове шт 2 1 1 2 25,5 51
реле ТРН-
100
13 Двигун шт 2 1 1 2 570 1140
АИР 63 В2
14 Датчики шт 10 1 1 10 110 1100
ВК 200
15 Олово кг 0,15 1 1 0,15 80 12
16 Каніфоль кг 0,08 1 1 0,08 22 1,76
17 Мідний л 1 1
0,2 0,20 15 3
купорос
18 Спирт л 0,02 1 1 0,02 60 1,20
Всього: 16 042,9

Загальна вартість матеріалів, запасних частин, комплектуючих складає
16042,19 грн.

5.3 Аналіз умов праці інженера-проектувальника при роботі в
технічній лабораторії
В даній роботі проводиться розробка проекту автоматизації комплексу
пакування, що передбачає проведення складних системних розрахунків
складових системи. Подібні роботи неможливо провести без застосування
сучасної комп’ютерної техніки. Робота інженера-проектувальника з
комп’ютером пов’язана з довготривалим сидінням на одному місці майже
нерухомо перед монітором комп’ютера.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
54
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Для ефективної організації роботи спеціаліста у приміщенні технічної
лабораторії необхідно проаналізувати всі прямі та побічні фактори впливу
навколишнього середовища на працівників. За рівнем фізичних навантажень ця
робота відноситься до категорії Іа.
Кімната лабораторії розрахована на 4 постійних робочих місця.
Лабораторія має такі розміри : довжина 6 м , ширина 5 м , висота 3,5 м. Площа
кімнати складає 30 м2, об’єм – 105 м3. Це складає 7,5 м2 площі та 35 м3 об’єму
на одне постійне робоче місце, що відповідає вимогам ДБН В.2.2.28-2010
«Адміністративні та побутові будівлі».
Можливість людини орієнтуватися у просторі, здійснювати фізіологічні
функції, виконувати різні види робіт залежить від виду і якості освітлення
навколишнього середовища.
До освітлення на робочому місці ставляться певні гігієнічні вимоги.
Освітлення повинно бути рівномірним і достатнім для швидкого й легкого
розрізнення об’єктів, забезпечувати деяку контрастність між об’єктом і фоном.
Джерело світла не повинно засліплювати людину і створювати відблисків на
об’єкті, що розглядається.
Раціональне освітлення робочих місць і приміщень створює у
працівників певний психологічний тонус, попереджує зорову і загальну втому,
сприяє високопродуктивній праці. Недостатня освітленість робочих місць може
бути непрямою причиною нещасних випадків на виробництві.
Лабораторія являє собою приміщення з однобічним природним
освітленням, північно-західною орієнтацією вікон. Природне освітлення
здійснюється через вікна. Розміри двох вікон приміщення однакові і
становлять 1,402,0 м. Робочі столи розташовані так, що вікна знаходяться
збоку робочих місць. Вікна обладнані шторками, які розсіюють світло. При
цьому у полі зору працюючого забезпечується оптимальне співвідношення
яскравості робочих та навколишніх поверхонь.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
55
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Найменшим об’єктом розрізнення виступає «крапка» тексту на фоні
монітора (в текстових редакторах та математичних прикладних програмах це
текст чорного кольору і білий колір робочого поля). Найменший об’єкт
розрізнення – 0,25 мм, що відповідає дуже високому ступеню точності зорової
праці. Розряд зорової праці – II, підрозряд – г. Контраст об’єкту розрізнення з
фоном - великий.
Згідно з ДБН В.2.5-28-2018 нормування природного освітлення
проводиться за допомогою коефіцієнта природної освітленості (КПО),
вираженого в відсотках, який для даного типу зорової праці складає 1,5%.
Фактичне значення КПО знаходиться в межах 32-38%. Отже, рівень
природного освітлення є достатнім.
Для темного часу доби передбачене штучне освітлення. При штучному
освітленні нормується величина освітленості в люксах (Лк), яка вибирається в
залежності від характеристик зорової праці з урахуванням найменшого розміру
об'єкта розрізнення, фону, контрасту об'єкта розрізнення з фоном.
Лабораторія обладнана шістьма світильниками типу ЛСП 02В-2×40,
розташованими безпосередньо над робочими місцями на стелі приміщення.
Кожний світильник має дві люмінесцентні лампи денного світла. Для даного
типу зорової праці необхідна величина штучного загального освітлення
складає 300 Лк.
Фактичне значення даного параметра складає більше 330 Лк. Отже
рівень штучного освітлення на робочому місці є достатнім відповідно до
ДБН В.2.5-28-2018 «Природне і штучне освітлення».
В кімнаті в холодний період року функціонує система централізованого
водяного опалення, яка відповідає ДБН В.2.5.67-2013 «Опалення, вентиляція та
кондиціювання». Система опалення складається з двох 10-ти секційних
чавунних радіаторів типу М-140-АО, встановлених під кожним вікном.
Важливе значення мають фактори мікроклімату в робочому приміщенні,
так як вони безпосередньо впливають на здоров’я та самопочуття працівника.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
56
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Згідно з ДСН 3.3.6.042-99 нормативні значення основних факторів
мікроклімату наступні:
1. Температури повітря:
 в теплий період року – 23 - 25 °С (допустима – 20 - 28 °С). ;
 в холодний період року – 22 - 24 °С (допустима – 21 - 25 °С).
2. Вологість повітря:
 в теплий період року – 40 - 60 %;
 в холодний період року – 40 - 60 %.
3. Швидкість руху повітря:
 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) .
Фактичні значення даних параметрів мають такі значення:
1. Температури повітря в теплий період року становить – 25 - 27 °С,
в холодний період року – 20 - 23 °С .
2. Вологість повітря має різні значення але знаходиться в
допустимих межах – 40 - 60 %.
3. Швидкість руху повітря як в теплий так і в холодний період року
не перевищує 0,1 м/с.
Таким чином, параметри повітря як в теплий так і в холодний період
року задовольняють прийнятим стандартам і нормам, тому немає необхідності
встановлення системи кондиціювання.
В даному приміщенні передбачена неорганізована природна вентиляція.
Повітря просочується через нещільності у вікнах та дверях. Також здійснюється
провітрювання приміщення при відкриванні вікон та кватирок.
З вище наведених значень параметрів мікроклімату в робочому
приміщенні можна зазначити, що система опалення, яка застосовується,
повністю забезпечує належні умови праці (температуру повітря) в холодний
період року.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
57
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Інженер-проектувальник проводить велику кількість часу поряд із
системним блоком комп’ютера, в якому вентилятор охолодження створює
шум. Це також являється важливим фактором виробничого середовища.
Додатковий рівень шуму створює принтер, який знаходиться в дальньому
кутку кімнати.
Згідно з ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми рівнів шуму на робочих
місцях» нормативне значення еквівалентного рівня шуму при даному
видові діяльності та типу робочого місця складає 50 дБА. Рівень шуму на
робочих місцях в даному приміщенні становить 35-37 дБ, що не перевищує
норми.
Відповідно до ДСН 3.3.6.096-2002 напруженість ЕМП у діапазоні частот
60кГц-3МГц на робочих місцях персоналу протягом робочого дня не повинна
перевищувати 50 В/м. Фактичне значення даного параметра складає менше 0,1
В/м. Отже, рівень електромагнітного випромінювання знаходиться в межах
норми.
Умови праці спеціаліста при роботі з комп'ютером визначаються
характеристиками устаткування, якістю робочих матеріалів у робочій зоні,
конструкцією робочих меблів та її розмірними характеристиками. Робоче місце
співробітника є постійним і складається зі столу, на якому установлений
персональний комп'ютер, та спеціального м’якого стільця. Монітор розміщені
так, щоб відстань від очей користувача до екрану складала не менше 70 cм, кут
о
огляду 30 . Руки користувача розташовуються на робочому столі в
горизонтальному положенні. Ширина столу 1,2 м, усі предмети, що знаходяться
на ньому розташовані на відстані не більш 75 см від працівника, отже вони
знаходяться в робочій зоні. Висота столу 74 см. Параметри робочого місця
відповідають ДСТУ 8604:2015 «Дизайн і ергономіка. Робоче місце для
виконання робіт у положенні сидячи. Загальні ергономічні вимоги».
З точки зору психологічного навантаження доцільно віднести роботу
інженера до роботи з великим обсягом інформації та великою розумовою
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
58
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

активністю. Однотипність даних на екрані та очікування закінчення
розрахунків може привести до додаткового виснаження, швидкого стомлення,
значного зниження працездатності.
При великому рівні психологічних навантажень спеціаліст змушений
довгий час перебувати у нерухомому стані, практично без фізичних
навантажень, що негативно відображається на фізичному стані та вимагає
додаткових вольових зусиль, які виснажують людину.
Електропроводка в досліджуваному приміщенні прихованого типу, що
захищає працюючих в аудиторії від дотику до оголених проводів напругою 220
В при механічному руйнуванні проводки. Приміщення відноситься до 3 типу:
приміщення без підвищеної небезпеки, відповідно ПУЕ-17, оскільки в
приміщенні немає таких небезпечних факторів як: високої відносної вологості
повітря (перевищення 75% протягом тривалого часу); високої температури
повітря (більше 350С протягом тривалого часу); струмопровідного пилу;
струмопровідної підлоги; хімічно активного середовища. Обладнання,
встановлене в приміщенні живиться напругою 220 В і споживає потужність
менше ніж 2000 Вт. Системний блок ПК, має металевий корпус, тому згідно
ДСТУ Б В.2.5-82:2016 ці корпуси під'єднано до загальної системи захисного
заземлення.
З працівниками установи регулярно проводиться інструктаж з техніки
безпеки, який складений з врахуванням вимог необхідних нормативних
документів з гігієни праці та техніки безпеки.
Приміщення лабораторії відноситься до приміщень з категорією
пожежобезпеки типу В (горючі та важкогорючі рідини, тверді горючі та
важкогорючі речовини і матеріали (в тому числі пил та волокна), речовини та
матеріали, здатні при взаємодії з водою, киснем повітря або одне з одним
горіти, за умови, що приміщення, в яких вони знаходяться (використовуються),
не належать до категорії А та Б) згідно з ДСТУ Б.В.1.1-36:2016, оскільки в
приміщенні існують дерев'яні меблі, велика кількість паперу та інші матеріали.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
59
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Існуючі в установі інструкції на випадок пожежі складенні відповідно до
НАПБ А.01.001-2014 «Правила пожежної безпеки України».
План евакуації розміщений на стіні з вільним доступом до нього.
Приміщення обладнане вуглекислотним вогнегасником ВВК-3.5, який
закріплено в місці вільного доступу у випадку виникнення пожежі (відповідно
до «Правил експлуатації та типових норм належності вогнегасників»).
Важливою обставиною є те, що в приміщенні не встановлено систему
пожежної сигналізації відповідно ДБН В.2.5.56-2014. Для подальшої безпечної
праці в приміщенні лабораторії необхідно обов’язково провести розрахунок і
встановити сучасну систему пожежної сигналізації.
Система пожежної сигналізації призначена для своєчасного виявлення
місця загорання й формування керуючих сигналів для систем оповіщення про
пожежу й автоматичне пожежогасіння.
Вітчизняні нормативні документи по пожежній безпеці суворо
регламентують перелік будинків і споруд, що підлягають оснащенню
автоматичною пожежною сигналізацією (ДБН В.2.5.56-2014). У цей час весь
перелік організаційно-технічних заходів на об'єкті під час пожежі має одну
головну мету - порятунок життя людей. Тому на перше місце виходять
завдання раннього виявлення загорання й оповіщення персоналу.
Основні функції пожежної сигналізації забезпечуються різними
технічними засобами. Для виявлення пожежі служать оповіщувачі, для обробки
й протоколювання інформації й формування керуючих сигналів тривоги -
приймально-контрольні пристрої й периферійні пристрої.
В приміщенні лабораторії пропонується встановити адресно-аналогові
оповісники пожежні димові Aritech серії 2000, які призначені для роботи в
складі пожежної сигналізації й виявлення пожежі й задимлення приміщення на
ранній стадії. Кожен оповісник пожежний димовий Aritech може контролювати
площу до 100 кв. м і встановлюється на висоті до 12 м.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
60
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

На рисунку 5.4 представлено адресно-аналоговий димовий датчик
пожежної сигналізації Aritech серії DP2000

Рисунок 5.4 – Адресно-аналоговий димовий датчик пожежної
сигналізації Aritech серії DP2000

За принципом дії оповісник пожежний димовий являє собою граничний
датчик диму з чутливістю, що налаштовується, функціонування якого
засноване на оптичному контролі щільності навколишнього середовища. З
певною частотою оповісник порівнює амплітуди імпульсів відбитого від часток
диму інфрачервоного випромінювання, які формуються електричною схемою
оповісника, із заданим граничним значенням. Для цього в оптичній камері
пожежного оповісника під певним кутом встановлюються інфрачервоний
світлодіод і фотоприймач. У черговому режимі роботи оповісника
інфрачервоне випромінювання від світлодіода не попадає на фотоприймач.
Однак при потраплянні в оптичну камеру диму, його частки розсіюють
інфрачервоне випромінювання, і воно досягає фотоприймача. При потоці
відбитого світла вище встановленої величини оповісник пожежний димовий
формує сигнал пожежної тривоги. Цей сигнал передається на приймально-
контрольний пристрій FP2000, який формує керуючі сигнали для запуску
системи оповіщення.
Для призначення унікальної адреси оповісник пожежний димовий має
два кругових перемикачі, розташованих на його корпусі. При надходженні від
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
61
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

одного з оповісників сигналу тривоги або повідомлення про необхідність
чищення димової камери на дисплеї контрольно-приймального приладу FP2000
відображається адреса димового оповісника, по якому легко визначити зону
загоряння або місцезнаходження пожежного оповісника, що вимагає очищення.
Оповісник має змінну оптичну камеру, що дозволяє, у випадку
забруднення проводити регламентне обслуговування кожного оповісника
безпосередньо на місцях установки, не відправляючи на станцію
техобслуговування. Якщо система пожежної сигналізації повідомляє, що
оповісник вимагає очищення, для цього досить зняти корпус оповісника,
вийняти стару димову камеру, продути основу оповісника струменем повітря і
встановити нову камеру. Після цього оповісник пожежний димовий потребує
тільки перевірки чутливості.
Для того щоб переконатися, що надходження диму в оптичну камеру
оповісника не обмежене й викликає спрацьовування оповісника, а також
включення сигналу тривоги, всі оповісники пожежні димові тестують з
періодичністю раз на рік або частіше. Для тестування оповісників
використовується аерозольний балон зі штучним димом. Струмінь диму
направляється на оповісник і по згенерованому оповісником сигналу тривоги
можна судити про його працездатність. При тестуванні необхідно строго
слідувати інструкції, щоб не пошкодити пожежний оповісник і не змінити його
настройки.
Також оповісник пожежний димовий може бути оснащений
однорозрядним 7-сегментним дисплеєм. Якщо піднести магніт до вбудованого
в димовий оповісник геркону, то на дисплеї відобразиться адреса оповісника й
поточний стан навколишнього повітря.
У керуючому програмному забезпеченні пожежної сигналізації Aritech
використані алгоритми компенсації забруднення оповісників і призначення їм
різних рівнів чутливості залежно від часу доби (день/ніч) і характерного для
приміщення рівня задимленості.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
62
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Компенсація забруднення оповісника здійснюється автоматично, по мірі
нагромадження пилу в оптичній камері. Фотоприймач, яким оснащений
оповісник пожежний димовий, генерує сигнал більш високого рівня. Програма
компенсації забруднення пожежного оповісника визначає нові граничні
значення, що відповідають сигналу тривоги й несправності. Коли концентрація
пилу в оптичній камері досягає граничного значення для заданого рівня
чутливості, система пожежної сигналізації інформує оператора про те, що
оповісник пожежний димовий вимагає очищення або заміни димової камери.
Всі оповісники пожежні димові здійснюють обмін даними з адресно-
аналоговою панеллю FP2000 відповідно до індустріального протоколу SIA. Цей
протокол забезпечує цілісність і безпомилковість роботи системи пожежної
сигналізації за рахунок різноманітності циклів магістралі й перевірки помилок
за допомогою контрольних сум. При цьому швидкість обміну даними між
димовим оповісником й адресно-аналоговою панеллю не знижується.
Адресний прилад приймально-контрольний FP2000 з торгівельною
маркою Aritech призначений для створення гнучкої програмованої системи
пожежної сигналізації для будинків різного призначення й будь-якої площі.
На рисунку 5.5 представлено приймально-контрольний пристрій Aritech
FP2000
Рисунок 5.5 – Приймально-контрольний пристрій Aritech FP2000

Прилад приймально-контрольний пожежний FP2000 підтримує адресно-
аналогові пожежні датчики серій Aritech й Apollo, а також передбачає
підключення безадресних датчиків.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
63
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Європейська норма E54, якій відповідає прилад FP2000, вимагає, щоб
коротке замикання або розрив у шлейфі не могли вплинути на роботу більш ніж
32 пожежних оповісників. Тому при підключенні до приладу шлейфів, до
складу яких входить більше 32 пожежних оповісників, через кожні 32
оповісника варто встановлювати модуль ізоляції коротких замикань.

Таблиця 5.5 - Основні технічні характеристики оповісника пожежного
димового серії 2000
Параметри Значення
Максимальна контрольована площа: 100 кв. м
Максимальна відстань між будь-якою
6 м
точкою поверхні й оповісником:
Максимальна висота стелі: 12 м
Робоча напруга: 17 – 28 В пост. струму
Споживання струму
у стані спокою при 24 В: < 150 мкА
Світлодіод: 2 мА,
у стані тривоги при 24 В:
7-сегментний дисплей: 2 мА
Індикація тривоги: Червоний світлодіод
Струм, доступний для зовнішньої індикації: 4 мА
Вологість: 0 – 95%, без конденсату
Ступінь захищеності: Стандарт IP43
Розміри оповісника: діаметр 100 мм, висота 50 мм
Температура зберігання: -30 – +85°С
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
64
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Робоча температура: -20 – + 70°С (без зледеніння)
Модель
Найменування Базова основа
оповісника
оповісник пожежний димовий з одним
DP2051 індикаційним світлодіодом без драйвера DB2001(U)
виносних світлодіодів
оповісник пожежний димовий з
індикаційним світлодіодом,
DP2071 DB2002(U)
однорозрядним 7-сегментним дисплеєм і
драйвером виносних світлодіодів
оповісник пожежний димовий із двома
DP2061 DB2002(U)
індикаційними світлодіодами

На рисунку 5.6 представлено структурну схема системи пожежної
сигналізації
Рисунок 5.6 – Структурна схема системи пожежної сигналізації

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
65
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Також для запобігання впливу системних несправностей на роботу
системи пожежної сигналізації норма E54 рекомендує, щоб один приймально-
контрольний прилад здійснював моніторинг не більше 512 пожежних
оповісників й адресних пристроїв.
Після монтажу устаткування системи пожежної сигналізації прилад
може бути запущений у режимі самотестування й самонастроювання, після
чого система встає на охорону об'єкта й готова до роботи. У процесі роботи
прилад приймально-контрольний може виводити на екран поточну інформацію
про стан кожного з підключених пожежних оповісників із вказівкою його
адреси. Всі події, що відбуваються в системі пожежної сигналізації,
реєструються у файлі звітів.
Прилад приймально-контрольний FP2000 обладнаний програмними
засобами захисту системи пожежної сигналізації від фіктивних тривог.
Програмне забезпечення приладу дозволяє настроювати рівень чутливості
підключених до приладу адресно-аналогових пожежних оповісників, а також
міняти рівень їх чутливості залежно від часу доби, що особливо важливо для
виробничих приміщень, де денний рівень запиленості повітря й температури
значно відрізняється від нічного.
При роботі з оптичними димовими оповісниками прилад приймально-
контрольний дозволяє також враховувати поступове забруднення змінної
димової камери кожного оповісника. У процесі їх роботи програмне
забезпечення приймально-контрольного пристрою визначає опорний рівень
сигналу (фоновий сигнал) і при його зростанні встановлює новий поріг
спрацьовування. Коли значення фонового сигналу досягає максимально
припустимого рівня, приймально-контрольний прилад сповіщає оператора
системи пожежної сигналізації про необхідність очищення або заміни
пожежного оповісника.
На передній панелі приладу розташований рідкокристалічний дисплей
на 80 символів і мембранна клавіатура. На дисплеї приладу відображається
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
66
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

інформація про адресу й поточний стан пожежних оповісників (поточне
значення величини сигналу; поточне тестове значення; середнє, найбільше й
найменше значення величини сигналу; якість зв'язку з пожежним оповісником і
ступінь його забруднення) або іншого підключеного устаткування.
Всі приєднані до приймально-контрольного приладу оповісники
групуються по зонах. Індикація стану кожної виділеної зони (несправність /
тривога) здійснюється парою світлодіодів, розташованих на передній панелі
приймально-контрольного приладу Aritech.
В розробленій системі пожежної сигналізації використано оповісник
пожежний димовий з індикаційним світлодіодом, однорозрядним 7-сегментним
дисплеєм і драйвером виносних світлодіодів Aritech DP2071. Його основні
технічні характеристики наведені в таблиці 9.1. Він дозволяє контролювати
приміщення площею до 100 м2, що дозволяє використати один оповісник, для
забезпечення більшої надійності оповіщення застосуємо два оповісника.
Оповісник підключається до шлейфу приймально-контрольного приладу
Aritech FP2864, який знаходиться на першому поверсі будівлі.

Таблиця 5.7 - Основні технічні характеристики приладу приймально-
контрольного FP2000
Модель приладу: FP2864
Число шлейфів, що
підключають 2 - 8
до приладу
Число зон,
16 - 64
контрольованих приладом
Максимальна кількість
8
шлейфів типу А:
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
67
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Адресних пристроїв на
128
шлейф:
Адресних пристроїв на
1024
прилад:
Струм перевантаження
>500 мА
шлейфа:
Номінальне навантаження
До 100 мА
шлейфа:
Стандартні виходи: OUT 1 – OUT 4
OUT 5 – OUT 8 (максимальний
Програмовані виходи: струм реле 2А при 24 В, максимальне
навантаження 50 Вт або 250 ВА)
- Несправності мережного
живлення;
- Від'єднання акумуляторів;
Контроль можливих
- Розрядки акумуляторів;
несправностей:
- Повного відключення
розрядженого
акумулятора.
- Мережевого живлення - 2 А;
Запобіжники: - Додаткового виходу - 5 А;
- Акумуляторів - 5 А.
Максимальний струм
1 А
входу:
Максимальні коливання ± 300 мВ
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
68
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

вихідної напруги:
Нормальний режим:
Максимальне
200 ВА
навантаження:
Сумарний вихідний струм: 4 А
Струм, доступний для
0,15 А
додаткових пристроїв:
Режим тривоги:
Максимальне
200 ВА
навантаження:
Сумарний вихідний струм
4 А
(27,6 В):
Струм, доступний для
3 А
додаткових пристроїв:
230 В зм. струму (± 15%);
50 Гц (± 10%); 200 ВА
Живлення:
21-28 В пост. струму ;
24 В (резервний акумулятор)
Захист корпусу: IP54
Робоча температура: -5°С – +40°С
Температура зберігання: -20°С – +60°С

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
69
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Висновки

Завдання полягало в автоматизації комплексу для пакування на основі
розумних програмованих реле. Програмоване реле – це різновид ПЛК –
програмованих логічних контролерів. Для реалізації проекту я обрав модульне
інтелектуальне реле Zelio Ligic від компанії Schneider Electric SR3 B261BD.
Для збільшення входів та виходів додатково обрав дискретний модуль
розширення SR3 XT101BD . Програма була написана в середовищі
програмування Zelio Soft 2. При написанні програми я використав мову
програмування FBD – це графічна мова програмування. Середовище
програмування Zelio Soft 2 також підтримує мову програмування Ladder – мова
релейно-контактної логіки.
Першим етапом була розробка схеми розміщення електричного
обладнання та схеми електричної принципової, на якій зображено
програмоване реле, дискретний модуль розширення, модульний блок живлення
ABL4 WSR24200, кнопки ручного управління, кінцеві вимикачі,
електромагніти для управління підйомником, штовхачем та лапою, та блок
управління двигунами. Відповідно до них було розроблено алгоритм роботи -
граф, по якому в кінцевому етапі була написана програма. Програма містить 2
режими роботи – ручний та автомат.

Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
70
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Список використаної літератури

1. Іванов А. О. Теорія автоматичного керування: Підручник. —
Дніпропетровськ: Національний гірничий університет. — 2003. — 250 с.
2. Папушин Ю. Л., Білецький В. С. Основи автоматизації гірничого
виробництва. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2007. — 168 с.
3. Логічні модулі Zelio Logic.
4. Розрахунки та проектування транспортних засобів безперервної
дії /В.А. Будишевський, А.І. Баришев, Н.А. Скляров, А.А. Суліма, О.М. Ткачук.
Донецьк: Норд-Прес, 2005. - 689 с.
5. Ромакін, Н.Є. Машини безперервного транспорту: навч. посіб. /
Н.Є. Ромакін. -К.: Академія, 2008. - 432 с.
6. Кожушко, Г.Г. Розрахунок та проектування стрічкових конвеєрів:
навчально-методичний посібник/Г.Г. Кожушко, О.О. Лукашук. - Ун-та, 2016. -
232 с.
Арк.
СКРС83.022.103.001ПЗ
71
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата

Репозиторій ЧДТУ