Проектирование информационно-измерительной системы контроля оборудования для создания микроклимата в производственных помещениях

Цель проекта — повышение стабильности поддержания параметров микроклимата за счет оперативного опроса датчиков, установленных в приточно-вытяжную систему, в любой выбранный момент времени.

Назначение разработанных средств — усовершенствование существующих приточно-вытяжных систем для поддержания микроклимата.

Область применения — производственные предприятия.

Структура работы – работа состоит из ведения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений.

В работе рассмотрены известные системы обеспечения параметров микроклимата в производственных помещениях. Показана возможность применения систем приточно-вытяжной вентиляции для поддержания стабильности параметров микроклимата в помещениях, где не требуется прецизионного задания этих параметров.

Предложена модификация схемы приточно-вытяжной вентиляции, заключающаяся в расположении воздухозаборных устройств непосредственно над заданным участком производственного помещения.

Предложено применить оперативный опроса датчиков, установленных в воздуховодах приточно-вытяжной системы, в любой выбранный момент времени. Это обеспечивает возможность предварительного расчёта характеристик микроклимата для обслуживаемого участка и за счет этого существенное сокращение времени на регулировку приточно-вытяжной системы. Кроме этого появляется возможность архивации всех полученных данных с приточно-вытяжной системы для последующего анализа её работы.

Актуальность темы. Большое влияние на организм человека и на качество готовой продукции оказывает микроклимат производственных помещений. Под микроклиматом производственных помещений подразумевается совокупность физических факторов производственной среды (температура, влажность, подвижность воздуха и тепловое излучение от окружающих поверхностей), оказывающих влияние на тепловое состояние организма. На состояние производственного микроклимата могут оказывать влияние характер технологического процесса, условия воздухообмена в помещении, метеорологические условия внешней среды, период года, суток. Производственный микроклимат отличается большой вариабельностью составляющих его факторов и различным сочетанием их уровней.

Высокая температура способствует быстрому утомлению работника, может привести к перегреву, тепловому удару и даже при длительном воздействии к профзаболеванию. Наоборот, низкая температура может стать причиной простудного заболевания или обморожения, т.к. может вызывать местное или общее охлаждение организма.

Высокая относительная влажность при высокой температуре способствует перегреву организма. При низкой температуре – усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведет к переохлаждению организма. Низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей работника.

Движение воздуха, измеренное в метрах в секунду, создается в результате разности температур в смежных участках помещения, проникновения в помещение холодных потоков воздуха извне при работе вентиляционной системы и др., может обуславливаться особенностями технологического процесса, перемещения машин, агрегатов, людей. Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно при низких. На многих предприятиях по технологическому процессу требуется «обеспыливание» помещений. Например, при покраске изделий пыль может вызвать такой дефект как «зернистость». С устранением этого дефекта справляется микроклимат.

Сегодня для обеспечения работы систем микроклимата используется множество разнообразных подсистем инженерного оборудования, которые, в свою очередь, характеризуются достаточно большим набором технологических параметров и сигналов управления, требующих круглосуточного контроля. Все эти подсистемы в совокупности образуют систему управления климатической установкой. 

В большинстве предприятий используются два вида систем микроклимата: с ручной регулировкой и автоматической. Каждый вид имеет свои преимущества и недостатки. Для системы микроклимата с ручной настройки основными плюсом является низкая цена, минусом длительное время регулировки, а для системы с автоматической настройкой наоборот быстрая настройка, но высокая цена. Не каждое предприятие способно приобрести дорогостоящую систему микроклимата с автоматической регулировкой. Достаточно долгая настройка микроклимата может негативно сказаться на здоровье сотрудников цеха. Основное время настройки системы составляет:

1. Снятие замеров текущих параметров микроклимата с использованием стандартных ручных приборов измерения.

2. Инженерный расчет необходимых для каждого участка цеха индивидуальных климатических характеристик (температура, влажность, скорость потока воздуха в вентиляционных магистралях).

Решением данной проблемы является разработка информационно-измерительной системы контроля параметров микроклимата производственных помещений, которая значительно сократит время регулировки системы и значительно снизит риск возникновения заболеваний у работников.

В частности, такая задача актуальна для инструментального цеха АО «Рязанский Радиозавод».

Целью выпускной квалификационной работы является повышение стабильности поддержания параметров микроклимата за счет оперативного опроса датчиков, установленных в приточно-вытяжную систему, в любой выбранный момент времени.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи.

1. Показать возможность и целесообразность использования информационно-измерительной системы в составе существующей системы приточно-вытяжной вентиляции для повышения оперативности регулирования микроклимата в производственных помещениях цеха.

2. Разработать алгоритмы обмена информацией между удаленными датчиками и диспетчерским пунктом.

3. Разработать процедуру расчета параметров воздействия на регулирующие элементы системы микроклимата.

4. Провести экспериментальную проверку возможности реализации результатов теоретических исследований.

Решение этих задач позволит получить:

1. Значительную экономию денежных средств по сравнению центральными промышленными кондиционерами, т.к. не требуется закупка дорогостоящих систем, а обслуживание предложенной системы не дороже существующей.

2. Существенное сокращение времени на регулировку приточно-вытяжной системы за счет оперативного опроса датчиков и предварительно рассчитанных характеристик микроклимата для инструментального участка.

3. Возможность архивации всех полученных данных с приточно-вытяжной системы для последующего анализа её работы.

Методы исследования

Для решения поставленных задач в работе использовались методы математического моделирования, схемотехнического моделирования, натурного моделирования.

Научная новизна

В выпускной квалификационной работе получены следующие новые научные результаты:

1. Обоснована возможность применения информационно измерительной системы в составе приточно-вытяжной вентиляционной системы для ускоренного регулирования микроклимата в производственных помещениях цеха.

2. Разработаны алгоритмы обмена информацией между удаленными датчиками и диспетчерским пунктом.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Структурная схема информационно-измерительной системы в составе приточно-вытяжной системы с датчиками измерения микроклимата производственного помещения.

2. Процедура расчёта параметров микроклимата инструментального участка АО «Рязанский Радиозавод».

3. Алгоритмы обмена информацией между удаленными датчиками и диспетчерским пунктом.

4. Результаты экспериментальной проверки предложенных решений.

Практическая значимость работы

При практическом применении предложенных решений обеспечивается повышение эффективности работы приточно-вытяжной вентиляции по поддержанию заданных параметров микроклимата, высокая информативность и простота в управлении климатической системы, удобство в обслуживании при финансовой экономии на монтаже и изготовлении воздушных магистралей.

Разработанные рекомендации позволят настроить работу микроклимата производственного цеха более тонко и за короткий промежуток времени.

Циклический опрос и опрос по необходимости датчиков, характеризующие параметры приточно-вытяжной системы, которые позволят вовремя среагировать и направить управляющие воздействия на исполнительные устройства для регулировки микроклимата помещения

В состав работы входит только интерфейс / скриншоты проектируемого программного обеспечения без исходников. Фактическая разработка программного кода ПО не требовалась / не связана с темой

Таким образом, в работе решены следующие задачи:

1. Разработана структурная схема приточно-вытяжной системы с датчиками измерения микроклимата производственного помещения.

2. Рассчитаны параметры микроклимата инструментального участка АО «Рязанский Радиозавод».

3. Разработаны алгоритмы обмена информацией между удаленными датчиками и диспетчерским пунктом.

4. Проведена экспериментальная проверка предложенных решений.

Решение поставленных задач обеспечило достижение цели работы, что позволило добиться:

1. Значительное сокращения времени регулировки приточно-вытяжной вентиляционной системы (до 4 часов на расчёт необходимых параметров и их замеров учитывая 8 часовую рабочую смену).

2. Существенная экономия по сравнению с импортными системами центрального кондиционирования (до 1,5 млн.руб.).

3. Архивацию всех данных с датчиков измерения полученных за рабочую смену, необходимых для анализа работы системы, что обеспечит возможность составить определенный порядок воздействий на вентиляционное оборудование на долгий период времени.

1. Г.В.Нимич В.А.Михайлов Современные системы вентиляции и кондиционирования воздуха – «IbIk» – 626 с.

2. Шишов О.В. Современные технологии промышленной автоматизации. – Изд-во Мордов, ун-та – 250с.

3. Левин С. Технология ОРС в системах безопасности, журнал «Технология защиты», №5.

4. А.С. Морозов конспект лекций по дисциплине «АСУ непрерывными технологическими процессами» РГРТУ – 257 с.

5. Новые информационные технологии в научных исследованиях НИТ –. – Рязань: «Рязанский государственный радиотехнический университет» -407 с.

16. Евразийский научный журнал №10 – Санкт – Петербург: «Редакция евразийского научного журнала» – 173 с.

7. Евразийский научный журнал №11 – Санкт – Петербург: «Редакция евразийского научного журнала» – 226 с.

…

Представленный выше пример готовой работы бесплатно позволяет ознакомиться с ключевыми аспектами написания курсовых, дипломных работ и ВКР, а также магистерских диссертаций. Стоимость и возможность получения доступа к полной версии данной готовой работы по запросу:

- Онлайн-ответ "Узнать стоимость готовой работы"

- Мессенджеры WhatsApp, Telegram