Разработка платы управления программно-технического комплекса для оценки качества льна

Разработка платы управления программно-технического комплекса для оценки качества льна

В современном мире большинство производств автоматизированы. Введение автоматизации на производстве позволяет значительно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции. Обработка льна - сложный технологический процесс. Это обусловлено весьма высокими требованиями, предъявляемыми рынком к качеству продукции. Именно поэтому, по мнению экспертов, наиболее перспективными и востребованными являются экспресс-методы оценки материала, позволяющие быстро и точно оценить технологические параметры слоя стеблей льна.

На первых этапах оценки наиболее точными для отбора лучших растений являются анатомические и морфологические методы анализа, но их комплексное применение осложнено высокой трудоемкостью. Причем во избежание резкого ухудшения как качества самой оценки, так и последующего прогнозирования свойств разных сортов льна, пренебрегать некоторыми параметрами не представляется возможным. [1]

Решение данной проблемы видится во внедрении автоматизированных систем, которые позволят достаточно быстро осуществлять оценку показателей льна и прогнозировать его технологическую ценность. Таким образом, работы, направленные на обоснование и разработку автоматизированных методов комплексной оценки параметров льняных стеблей, являются актуальными. Однако создание подобных комплексов является довольно сложным процессом, поэтому в настоящее время для решения подобных задач используются специализированные системы проектирования устройств на базе печатных плат, позволяющие ускорить и упростить процессы, связанные с разработкой данного вида устройств. [3]

Целью данной работы является разработка платы управления для прототипа максимально дешевого, простого в изготовлении и настройке конкуретноспобного устройства для автоматизированной оценки стеблевого слоя льна.

В ответ на спрос продукции на базе печатных плат потребовались современные средства для проектирования их структуры. Поэтому с появлением вычислительной техники появилась задача создать систему, позволяющую произвести не только разработку структуры печатной платы, но смоделировать процессы, происходящие в ней. Кроме того, современные системы позволяют производить автоматическое размещение компонентов и печатных проводников на плате.

Рис.1 Структурная схема проектируемого устройства

Для проектирования печатной платы была выбрана система DipTrace, благодаря ее простоте, наличию русификации, невысокой стоимости и наличию бесплатной версии, а также своевременной поддержке современной компонентной базы. Прежде чем приступить к разработке платы, рассмотрим описание работы устройства. Для этого обратимся к его структурной схеме (рис.1).

Принцип работы заключается в следующем:

Рис.2 Разработанная печатная плата в интерфейсе модуля PCB

При помощи дальномеров определяется разница в уровнях текущего слоя льна, что позволяет определять уровень, 3 блока «фотодиод-3 светодиода» позволяют получить RGB-диаграмму, выполнить распознавание образов и колористическую оценку подаваемого материала на базе полученных данных и оценить качество льна. Распознавание происходит, в частности, по т.н. «контрольным точкам», позволяющим однозначно характеризовать объект[2]. Использование цифрового датчика температуры и влажности также позволяет в режиме реального времени оценить температуру и влаж-ность сырья. На основании всех полученных данных на дисплей выводится рекомендательная информация по управлению технологическим процессом. Также, планируется непосредственная автоматизация станков льнообработки благодаря наличию 8 свободных цифровых выходов на плате, способных формировать управляющий сигнал.[3]

Подготовку, установку, пайку интегральных микросхем, микросборок и других элементов на печатную плату, а также влагозащиту их в составе печатных узлов необ-ходимо производить с учетом требований технических условий на элементы, ГОСТ 11.073.063-81, ГОСТ 11.074.011-79, ГОСТ 11. 336.907.0-79, ГОСТ 11.070.069-81.

На основе рассмотренных конструктивных требований и ограничений была разработана топология печатной платы в модуле PCB системы DipTrace. Результат выполненной работы отображен на рис.2.

Результатом выполнения работы является спроектированная печатная плата для прототипа устройства на базе микроконтроллера Arduino, позволяющего в автоматическом режиме анализировать поток льна и управлять технологическим процессом. Данная работа является актуальной, поскольку представляет собой компактное и недорогое устройство для выполнения поставленных задач.

ЛИТЕРАТУРА

«Автоматизация оценки технологической ценности льна по морфологическим признакам» - Болонкин В. А., Федосова Н. М., Вихарев С. М.; ЛЕН-2008 - Кострома: КГТУ,

2008.

«Распознавание образов» - Улыбышев С.К., Дроздов В.Г., Сборник научных трудов военной академии РХБЗ им. С.К. Тимошенко, Кострома, 2013

«Программно-технический комплекс для автоматизированной оценки качества льна» - Улыбышев С.К., электронное периодическое издание «Педагогический мир», pedmir.ru/75912, 2014

УДК 621.18.05: 681.536

Количество показов: 888