Работа происходит в зоне производственного помещения, в которой находится: лабораторный стенд с аналого-цифровым преобразователем на основе промышленного микроконтроллера, робот-манипулятор МП-9С, станок с ЧПУ (числовым программируем устройством) для обработки изделия, рабочее место пользователя ЭВМ, шкаф для верхней одежды. Данное устройство состоит из набора микросхем помещенные на плату, с помощью разработанного устройства, осуществляется наглядная демонстрация работы аналого-цифрового преобразователя. Данная комната имеет размер: длина 6м, ширина 5м и высота 2,5м. В помещении находится два окна размером 4м2. Комната оборудована системой централизованного отопления.
5.2 Определение опасных и вредных производственных факторов, действующих в рабочей зоне производственного помещения
С целью выявления всех опасных и вредных производственных факторов в данном помещении проведем предварительный анализ безопасности объекта. Целью механической обработки является придание необходимой формы изделию, размеров и чистоты поверхности путём снятия припуска режущими инструментом. Следовательно, при механической обработке металлов на металлорежущих станках возникает ряд опасных и вредных производственных факторов. К основным опасным производственным факторам, которые возникают в производственного помещения, относятся:
а) движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования; передвигающиеся изделия, заготовки, материалы;
б) стружка обрабатываемых материалов (при обработке хрупких материалов, т. е. латуни, чугуна, бронзы, графита), стружка при этом разлетается на 3-5 м;
|
в) осколки инструментов или резцов, шлифовальных кругов;
г) высокая температура поверхности обрабатываемых деталей и
инструментов;
д) повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;
е) острые кромки, заусенцы, шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов, оборудования.
К основным вредным производственным факторам, которые возникают в производственного помещения, относятся:
а) повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны (из-за отсутствия нормальной вентиляции помещения);
б) повышенный уровень статического электричества (электризация отдельных частей механизма);
в) недостаточная освещенность рабочей зоны (недостаточное количество осветительных устройств);
г) повышенный уровень шума на рабочем месте (недостаточная звукоизоляция шумопроизводящих элементов механизмов);
д) физические перегрузки (большой вес изделий, сложность в установлении детали на станок);
е) монотонность труда (отсутствие небольших перерывов в работе);
5.3 Анализ возможных последствий воздействия негативных факторов, действующих в рабочей зоне производственного помещения
Наибольшую и встречающуюся чаще всего опасность из всех опасных вышеперечисленных факторов при механической обработке металлов представляют движущиеся механизмы, осколки инструментов или резцов и металлическая стружка. По статистике, наиболее распространенными у станочников являются механические травмы, а именно, травмы глаз от отлетающей стружки. Высокая температура поверхности обрабатываемых деталей и инструментов может стать причиной ожогов.
|
Повышенное значение напряжения в электрической цепи увеличивает опасность поражения человека электрическим током. Часто причиной травм различной степени тяжести становятся острые кромки на поверхностях заготовок, инструментов, оборудования. В качестве смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) в производственном помещении применяются: эмульсия, сульфофрезол, содовая вода и другие жидкости. Аэрозоли нефтяных масел, входящие в состав СОЖ, могут вызывать раздражение слизистых оболочек дыхательных путей. Патогенные микроорганизмы (бактерии, появляющиеся при работе с СОЖ, и продукты их жизнедеятельности), насекомые и животные (мыши, крысы, мухи, тараканы и др.), повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны могут вызвать заболевания различных систем организма человека. Физические перегрузки, возникающие при неправильной организации производственного процесса, монотонность труда (при выполнении одной и той же операции в течение продолжительного времени), перенапряжение анализаторов (перенапряжение зрения при недостаточном освещении, влияние шума на слуховые анализаторы), повышенный уровень статического электричества влияет на нарушение функционального состояния нервной и сердечнососудистой систем.
5.4 Разработка мероприятий по снижению возможного воздействия вредных и устранению опасных факторов
К основным мероприятиям, направленным на устранение опасных факторов можно отнести:
1. Проведение инструктажей по технике безопасности.
|
. Установка знаков, оповещающих об опасности.
. Использование рабочими защитных средств и приспособлений.
Мероприятия по снижению возможного воздействия вредных факторов:
а) основными видами средств коллективной защиты от воздействия электрического поля токов промышленной частоты являются экранирующие устройства - составная часть электрической установки, предназначенная для защиты персонала в открытых распределительных устройствах и на воздушных линиях электропередачи;
б) улучшение организации производственного процесса;
в) использование средств индивидуальной защиты.
Улучшение условий труда на производстве в значительной степени зависит от правильной, научно-обоснованной организации и проведения мероприятий по оздоровлению воздушной среды. Оздоровление воздушной среды достигается снижением содержания в ней вредных веществ до безопасных значений (не превышающих величины ПДК на данное вещество), а также поддержанием требуемых параметров микроклимата в производственном помещении. Снизить содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны можно, используя технологические процессы и оборудование, при которых вредные либо не образуются, либо не попадают в воздух рабочей зоны. Работа производственного оборудования и многие производственные процессы сопровождаются выделением в окружающее воздушное пространство избытков тепла, влаги, вредных газов и паров, твёрдых и жидких частиц. Большое значение имеет надёжная герметизация оборудования, которая исключает попадание различных вредных веществ в воздух рабочей зоны или значительно снижает в нём концентрацию их. Для поддержания в воздухе безопасной концентрации вредных веществ используют различные системы вентиляции. В ряде случаев для защиты от воздействия вредных веществ, находящихся в воздухе рабочей зоны, рекомендуется использовать индивидуальные средства защиты работающих (респираторы, противогазы), однако следует учитывать, что при этом существенно снижается производительность труда персонала.
Вентиляция может быть приточной (воздух попадает в помещение), вытяжной (воздух удаляется из помещения). По месту действия вентиляция подразделяется на общеобменную и местную. Выбор системы вентиляции определяется назначением производственного помещения, характеристиками технологического процесса и производственного оборудования, видом и количеством вредных выделений, требованиями, предъявляемыми к системам вентиляции, объёмом производственного помещения, числом работающих людей и видом рабочих мест. В производственных помещениях используются следующие схемы организации воздухообмена: снизу вверх, сверху вниз, снизу вниз, сверху вверх и смешанные. Схема организации воздухообмена, способов подачи и забора воздуха выбирается на основании данных о количестве выделяющихся вредных веществ с учётом нормируемых параметров воздушной среды, а также объёмно-планировочных решений зданий и требований СНиП. Приточный воздух, как правило, подаётся непосредственно в помещения с постоянным пребыванием людей. В рабочую зону воздух подаётся наклонными вниз струями, выпускаемыми на высоте 2-4 м от пола; вертикальными струями, выпускаемыми с высоты 4-6 м; горизонтальными струями, поступающими непосредственно в рабочую зону. При назначенных избытках теплоты воздух подаётся в верхнюю зону струями, горизонтально направленными сверху вниз. В помещении с выделением пыли воздух, как правило, должен подаваться в верхнюю зону сверху вниз.
Удаление воздуха производится из зон, в которых он наиболее загрязнён или имеет наибольшую температуру. При выделении пыли и аэрозолей воздух удаляется из нижней зоны. В общем случае расчёт вентиляции состоит в определении типа вентиляции и расчёте (или подборе) вентиляционных устройств. Если в данном помещении выделение вредных веществ происходит в малых количествах, то величину количества воздуха, необходимо для борьбы с вредными выделениями, учитывать не будем, т.е. пренебрежём ею.
Выводы
Суть данного дипломного проекта заключается в том, чтобы создать программный продукта и устройство, лабораторный стенд с аналого-цифровым преобразователем на основе микроконтроллера для автоматизации технологического процесса и для уменьшения габаритов устройства. Главными условиями разработки новых проектов является выявление источников, которые наносят вред здоровью человека и устранение или ослабление их влияния на человека.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основной целью данной выпускной работы было создание лабораторного стенда для изучения работы аналого-цифрового преобразователя на основе промышленного микроконтроллера.
В пояснительной записке рассмотрены общие характеристики аналого-цифровых преобразователей, характеристики микроконтроллера. Также в записке приведены структурная и электрическая схемы разработанного устройства. Имеются методические рекомендации к лабораторной работе, созданной для изучения работы аналого-цифрового преобразователя. В приложениях описана программная часть работы. Приведен перечень элементов.
В результате данной проекта был выполнен следующий объем работ: разработана структурная схема устройства, разработана электрическая принципиальная схема устройства, запрограммирован микроконтроллер, составлена блок-схема программной части проекта, разработаны методические рекомендации к созданной лабораторной работе: “Изучение аналого-цифрового преобразователя”.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЦ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. В 3-х томах: Т. 2. Пер. с англ. - 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Мир, 1993. - 371 с. ISBN 5-03-002338-0.
. Жан М. Рабаи, Ананта Чандракасан, Боривож Николич Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования = Digital Integrated Circuits. - 2-е изд. - М.: Вильямс, 2007. - ISBN 0-13-090996-3
. Ханзел Г. Е. Справочник по расчету фильтров. США, 1969. / Пер. с англ., под ред. А. Е. Знаменского. М.: Сов. радио, 1974. - 288 с. УДК 621.372.541.061
. Бродин В. Б., Калинин А. В. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики. - М.: ЭКОМ, 2002. - ISBN 5-7163-0089-8
. Микушин А. Занимательно о микроконтроллерах. - М.: БХВ-Петербург, 2006. - ISBN 5-94157-571-8
. Фрунзе А. В. Микроконтроллеры? Это же просто! Т. 3. - М.: ООО «ИД СКИМЕН», 2003. - ISBN 5-94929-003-7
ПРИЛОЖЕНИЕ
Листинг программы
#include <mega8.h> // Подключение библиотек
#include <delay.h>
#include <stdio.h> //Библиотеки стандартных функций ввода/вывода
#include <delay.h> // Прерывания задержкиint adc_data; //переменная содержащая значение АЦПadc_rezult; //переменная содержащая результат преобразования АЦПadc_a;adc_b;adc_c;adc_d;[TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)
{ TCNT0=0x83; } // Инициализация таймера[ADC_INT] void adc_isr(void)
{adc_data=ADCH;} // Считывание результата преобразования с регистра ADCHindic_0(void); // отображение на индикаторе цифрindic_1(void);indic_2(void);indic_3(void);indic_4(void);indic_5(void);indic_6(void);indic_7(void);indic_8(void);indic_9(void);culc_rezult(int a); //пересчет данных полученных от АЦП в значение типа ХХХХ для удобства отображения.indic_out(int a,int b); // а- цифра, б-позицияinit_avr(void); //инициализация контроллераrazb_rezult(void); //разбивает результат на цифрыindic_vivod(void); //организовывает вывод числаmain(void) //функция содержит локальные переменные
{init_avr();}indic_0(void) //Описание функций для отображения на индикаторе цифр
{=1; //a=1; //b=1; //c=1; //d=1; //e=1; //f=0; //g=0; //h
}indic_1(void)
{=0; //a=1; //b=1; //c=0; //d=0; //e=0; //f=0; //g=0; //h
}indic_2(void)
{=1; //a=1; //b=0; //c=1; //d=1; //e=0; //f=1; //g=0; //h
}indic_3(void)
{=1; //a=1; //b=1; //c=1; //d=0; //e=0; //f=1; //g=0; //h
}indic_4(void)
{=0; //a=1; //b=1; //c=0; //d=0; //e=1; //f=1; //g=0; //h
}indic_5(void)
{=1; //a=0; //b=1; //c=1; //d=0; //e=1; //f=1; //g=0; //h
}indic_6(void)
{=1; //a=0; //b=1; //c=1; //d=1; //e=1; //f=1; //g=0; //h
}indic_7(void)
{=1; //a=1; //b=1; //c=0; //d=0; //e=0; //f=0; //g=0; //h
}indic_8(void)
{=1; //a=1; //b=1; //c=1; //d=1; //e=1; //f=1; //g=0; //h
}indic_9(void)
{=1; //a=1; //b=1; //c=1; //d=0; //e=1; //f=1; //g=0; //h
}culc_rezult(int a) //расчет значения с АЦП
{_rezult=(a*25-(a*25)%10)/10;
}indic_vivod(void) //организовывает вывод числа на семисегментных
{_out(adc_a,5);_out(adc_b,4);_out(adc_c,3);_out(adc_d,2);=1; // зажечь точку
}razb_rezult(void) //разбить результат на цифры
{_a=adc_rezult%10;_b=(adc_rezult-adc_a)%100/10;_c=(adc_rezult-adc_a-adc_b*10)%1000/100;
}indic_out(int a,int b) // а- цифра, б-позиция
{(b) {2: { PORTB.2=1; PORTB.3=0; PORTB.4=0;};3: { PORTB.2=0; PORTB.3=1; PORTB.4=0;};4: { PORTB.2=0; PORTB.3=0; PORTB.4=1;};
};(a) {0: indic_0();;1: indic_1();;2: indic_2();;3: indic_3();;4: indic_4();;5: indic_5();;6: indic_6();;7: indic_7();;8: indic_8();;9: indic_9();;
};
}init_avr(void)=0x00; // Настройка порта B=0x00;=0x00; // Настройка порта C=0x00;=0x00; // Настройка порта D=0x00;=0x03; // Настройка таймер-счетчика=0x83;=0x00;A=0x00; // Настройка таймер-счетчика1B=0x00;H=0x00;L=0x00;H=0x00;L=0x00;AH=0x00;AL=0x00;BH=0x00;BL=0x00;=0x00; // Настройка таймер-счетчика 2=0x00;=0x00;=0x00;=0x00; // Настройка прерываний=0x00;=0x01; // Настройка прерываний таймер-счетчика=0x00; // Настройка USART=0x08;=0x86;=0x00;=0x0C;=0x80; // Настройка аналогового компаратора=0x00;=ADC_VREF_TYPE & 0xff;=0x8E;=0; //выбор ножки ввода аналогового напряжение=1;=0;=0;=0;= 1; //включить АЦП_avr();
#asm("sei")=0xFF; //открытие портов для записи=0b00011100;(1)
{= 1; // ADSC(6-й бит) = 1 начать работу АЦП_data=ADCH; //чтение результата преобразования АЦП_rezult(adc_data); // подсчет результата преобразования_rezult(); //разбиение результата на цифры_vivod(); }; } //вывод результата на семисегментник