Автоматизація системи електричного опалення бульдозерної дільниці гірничо-транспортного цеху №2

Abstract

Об’єктом дослідження кваліфікаційної роботи є система автоматизації електричного опалення за допомогою мікроконтролера Arduino UNO, плати розширення, 16-канального релейного модулю, LED-дисплею, пристрій вводу, та GSM GPRS модуля Предметом дослідження є виробниче приміщення бульдозерної дільниці гірничо-транспортного цеху №2, гірничо-збагачувального комбінату, м. Кривий Ріг Було запропоновано впровадити в виробничому приміщені бульдозерної дільниці гірничо-транспортного цеху №2 новітнє та сучасне електроопалення за допомогою вуглецевого волокна, Arduino UNO, плати розширення, 16-канального релейного модулю, LED-дисплею, пристрій вводу, та GSM GPRS модуля. Основний наголос був на тому, щоб мінімізувати витрати на впровадження та обслуговування системи автоматизації і нагрівальних елементів, що дозволить впровадити запропонований проект у будь-яких виробничих приміщеннях при мінімальних витратах. Було зроблено розрахунок потужності нагрівальних елементів з карбонового кабелю, побудовані схеми розташування та підключення нагрівальних елементів, схему підключення елементів управління, побудовано схему АСУТП, алгоритм роботи системи, зроблено обґрунтування неефективності існуючих електронагрівачів, що використовуються у виробничих приміщеннях підприємства. Також при масовому втіленні проекту було розглянуто можливість використання верхнього рівня автоматизації за допомогою технології Node-RED, яка дозволить здійснювати диспетчеризацію всіх контролерів, моніторинг основних температурних параметрів, та віддалене керування кожним контролером Arduino. Результатом цієї кваліфікаційної роботи стане покращення умов праці робітників промислових приміщень гірничо-транспортного цеху у холодні пори року, за рахунок ефективності запропонованої системи автоматизованого електроопалення опалення, та економія витрат на опаленні за рахунок використання сучасного карбонового нагрівального кабелю з низьким енергоспоживанням і неможливість перевитрати електроенергії при потеплінні за допомогою автоматизації опалення.

The object of the qualification work is the automation system of electric heating using Arduino UNO microcontroller, expansion board, 16-channel relay module, LED display, input device, and GSM GPRS module. The subject of the study is the production premises of the bulldozer section of Mining and Transport Workshop No. 2, Mining and Processing Plant in Kryvyi Rih. The proposal involves implementing modern and advanced electric heating using carbon fiber, Arduino UNO, expansion board, 16-channel relay module, LED display, input device, and GSM GPRS module in the production premises of the bulldozer section. The emphasis was placed on minimizing costs for the implementation and maintenance of the automation system and heating elements, allowing the proposed project to be implemented in any production premises with minimal expenses. Power calculations for carbon cable heating elements were made, layouts and connections of heating elements, control element connection schemes were constructed, an automated process control system (APCS) scheme was developed, the system's operation algorithm was defined, and the inefficiency of existing electric heaters used in the company's production premises was justified. In addition, for mass implementation, the possibility of using top-level automation through Node-RED technology was considered, allowing for controller dispatching, monitoring of key temperature parameters, and remote control of each Arduino controller. The outcome of this qualification work will be the improvement of working conditions for workers in the industrial premises of the mining and transport workshop during the cold seasons through the efficiency of the proposed automated heating system, and savings on heating costs due to the use of modern low-energy consumption carbon heating cable and the impossibility of overconsumption of electricity during warm periods through heating automation.