Файл: 1. 1 Обоснование необходимости разработки мехатронной системы.doc

Содержание

---

---

Введение

Интеллектуализация стала неизбежной тенденцией в развитии строительной техники. Запуск интеллектуального роботизированного экскаватора для совместной работы не только представляет собой последний результат в области взаимодействия человека и машины, но и является новым прорывом для их взаимодействия.

Экскаватор-робот с искусственным интеллектом призван повысить эффективность строительства и снизить риски при работе на опасных участках. Кроме того, применение машины в автоматическом режиме позволит снизить эксплуатационные затраты.

Тема дипломного проекта – монтаж, программирование и пуско-наладка мехатронной системы интеллектуального экскаватора.

Цель работы: описать монтаж, программирование и пуско-наладку мехатронной системы управления интеллектуальным экскаватором.

Задачи:

- описать технические характеристики интеллектуального экскаватора;

- объяснить функционирование мехатронной системы;

- обозначить управляющие элементы;

- подобрать элементы мехатронной системы;

- описать монтаж и пуско-наладочные работы.

- оценить экономическую эффективность системы

Актуальность работы: Добыча полезных ископаемых – приоритетная отрасль российской промышленности, являющаяся основой стабильности экономики страны. Развитие отрасли происходит под влиянием практических потребностей и совершенствования технологий.

Для эффективного освоения сырьевой базы страны требуется адекватная мехатронная техника, позволяющая решать задачу добычи полезных ископаемых при постепенном снижении непосредственного участия человека в технологическом процессе, одновременном повышении надежности техники и увеличении объемов добычи.

Повышение уровня автоматизации мехатронного комплекса карьерного экскаватора предполагает использование методов искусственного интеллекта и новых информационных технологий, что необходимо для интеграции мехатронного комплекса в единое информационное пространство горного предприятия. Специфические особенности открытых горных работ, такие как тяжелые условия эксплуатации карьерных машин, сложные климатические условия, передвижные линии электропитания и перемещение фронта работ, ограничивают

---

непосредственное использование технических решений, которые эффективно применяются в других областях техники.

Уникальность экскаваторной техники определяет необходимость специального индивидуального подхода к информатизации и интеллектуализации мехатронных комплексов горных машин.

Интеллектуальный экскаватор применяется в бесперебойных работах карьерного комплекса.

1. 
   Общая часть
   

1.1 Обоснование необходимости разработки мехатронной системы

Добыча полезных ископаемых – приоритетная отрасль российской промышленности, являющаяся основой стабильности экономики страны. Развитие отрасли происходит под влиянием практических потребностей и совершенствования технологий.

Для эффективного освоения сырьевой базы страны требуется адекватная мехатронная техника, позволяющая решать задачу добычи полезных ископаемых при постепенном снижении непосредственного участия человека в технологическом процессе, одновременном повышении надежности техники и увеличении объемов добычи.

К основным машинам, предназначенным для ведения открытых горных работ, относятся буровые станки, экскаваторы и транспортные машины, которые, с точки зрения мехатроники, представляют собой мехатронные комплексы.

В настоящей дипломной работе под мехатронным комплексом понимается совокупность мехатронных систем, направленная на решение единой задачи управления с учетом критериев эффективности и надежности.

Дальнейшее развитие карьерной техники связано с созданием интеллектуального горного производства, отличающегося высоким уровнем организации процессов управления, что обеспечивает повышение надежности и эффективности работы машин, повышение безопасности проведения горных работ, а также снижение влияния человеческого фактора и доли ручного труда вплоть до полной роботизации горной техники.

Повышение уровня автоматизации мехатронного комплекса карьерного экскаватора предполагает использование методов искусственного интеллекта и новых информационных технологий, что необходимо для интеграции мехатронного комплекса в единое информационное пространство горного предприятия. Специфические особенности открытых горных работ, такие как тяжелые условия эксплуатации карьерных машин, сложные климатические условия, передвижные линии электропитания и перемещение фронта работ, ограничивают непосредственное использование технических решений, которые эффективно применяются в других областях техники.

---

Уникальность экскаваторной техники определяет необходимость специального индивидуального подхода к информатизации и интеллектуализации мехатронных комплексов горных машин.

2. 
   Характеристика мехатронной системы
   

На рисунке 1 представлена схема современной телекоммуникационной системы карьерного экскаватора, оснащенного информационно-диагностической системой «ПУЛЬСАР-7».

В данной системе возможность удаленного доступа реализована двумя способами:

- с использованием проприетарного ПО «ПУЛЬСАР-7»;

- с использованием программного обеспечения Team Viewer.

• 
  Рисунок 1 - Структурная схема телекоммуникационной системы карьерного экскаватора, оснащенного информационно - диагностической системой ПУЛЬСАР-7
  
• 
  1 – спутник связи,
  
• 
  2,3 – спутниковые приемопередатчики,
  
• 
  4 – информационная панель,
  
• 
  5 – удаленный компьютер,
  
• 
  6,8 – шина данных,
  
• 
  7 – устройство сопряжения,
  
• 
  9 – экскаватор
  

Обработка данных осуществляется центральным компьютером NISE-3500-i5520M. Компьютер интеллектуального экскаватора используется для автоматизации и оптимизации процесса работы экскаватора. Он позволяет управлять работой машины с помощью специальных программ, которые учитывают геометрические параметры объекта, на котором проводятся работы, и позволяют максимально эффективно использовать ресурсы машины. Кроме того, компьютер интеллектуального экскаватора может использоваться для мониторинга и анализа производительности машины, что позволяет оптимизировать ее работу и увеличить производительность. Его характеристики представлены в таблице 1:
Таблица 1 – Основные характеристики центрального компьютера

Наименование	Показатель
Тип процессора	Intel Core i5 M
Тактовая частота процессора, ГГц	2,4
Системный чип	Intel QM57
Оперативная память	4 Гб, DDR3
Количество портов Gigabit Ethernet	2
Количество портов USB 2.0	6
Интерфейс подключения монитора	VGA, DVI
Интерфейс подключения клавиатуры и мыши	USB
Аудио входы и выходы	присутствуют
Интерфейс подключения жесткого диска	SATA 2
Возможность установки SSD диска	присутствует
Материал корпуса	металл
Способ охлаждения	пассивный
Электропитание	сеть постоянного тока
Напряжение питания, В	9…30

---