Проекты участников финального этапа НТТМ-2017

← К списку проектов

Проект
Бесконтактный модуль безопасности
НТТМ-2017-0543 | Категория I

Автор:

Баранов Иван Константинович

Сузоков Александр Андреевич

Научный руководитель:
Савельева Юлия Владимировна, Бакуло Станислав Анатольевич, Спрут Александр Алексеевич
Организация:
ГБУ ДО Санкт-Петербургский центр детского (юношеского) технического творчества,
Санкт-Петербург
Цель работы
Цель: разработка модуля безопасности на основе обычного дискретного бесконтактного датчика.

Задачи:
1. Разработка системы независимого питания.
2. Разработать систему звуковой и визуальной индикации.
3. Разработка модульного корпуса с возможностью комбинирования модулей.

В результате данной работы должен был получиться энергонезависимый, эргономичный модуль, который срабатывает на наличие в «рабочей зоне» посторонних предметов, людей. Модуль должен легко монтироваться на различные поверхности, легко соединяться с модулями своего кластера (например, модуль доп. питания, модуль управления, модуль регистрации данных, модуль пассивного контроля). Обеспечивать соответствие стандарту безопасности ГОСТ Р 51334, ГОСТ 12.2.062-81, EN 953, EN 294, ГОСТ Р ИСО 12100-1-2007, ГОСТ Р ИСО 12100-2-2007, ГОСТ Р ИСО 13849-1-2003, ISO 13855, ISO 13849, ISO 12100,EN 349.
Обзор предметной области
Современные производства сложны и требуют новый, высокий уровень безопасности различного оборудования. С каждым годом требования к безопасности промышленных систем усложняются, появляются новые стандарты безопасности.
Технический прогресс значительно облегчил существование человека во всех сферах его деятельности. Современная техника, использование электроэнергии, применение сложных технологий и новых материалов — всем этим сегодня отличается любое производство.

Деятельность в области промышленной безопасности:
1) К видам деятельности в области промышленной безопасности относятся: проектирование, строительство, эксплуатация, реконструкция, капитальный ремонт, консервация и ликвидация опасного производственного объекта;
2) изготовление, монтаж, наладка, обслуживание и ремонт технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте;
3) проведение экспертизы промышленной безопасности;
4) подготовка и переподготовка работников опасного производственного объекта в необразовательных учреждениях.
В данной работе сделан первый шаг в направлении безопасности и автоматизации «все в одном»: Все задачи безопасности промышленного оборудования можно будет сделать с помощью одной и той же модульной системы по автоматизации и обеспечению безопасности.
Описание результатов проекта
1 часть: Разработка модульного корпуса.
Модульный корпус датчика необходимо было выполнить в минимальных габаритах, исходя из размеров электротехнической системы. Для дальнейшего создания системы датчиков, в корпусе должны были учитываться возможности жесткого крепления корпусов между собой и крепления каждого корпуса к рабочей поверхности.

Работка корпуса проводилась в 3 этапа:
1. Создание эскиза корпуса на бумаге.
2. Создание 3D модели корпуса.
3. Печать модели на 3D принтере.

Для создания 3D модели использовалась программа CreoParametric. Это система автоматизированного проектирования (САПР) для разработки изделий любой сложности. Служит для создания трехмерных представлений конструкций, при этом обычно используется твердотельное моделирование.

Модульный корпус имеет габариты 40 х 100 х 30 мм. Толщина стенок 5 мм.
Для удобства использования (эксплуатации) корпус разделен на две отсека. Отсек №1 размещает в себе электротехническую систему, отсек №2 – элемент питания электротехнической системы. Лицевая сторона снабжена прозрачной панелью.

Печать модели выполнена на 3D принтере EngineerV2 по технологии послойного наплавления с использованием АBS-пластика. Этот материал представляет собой техническую термопластическую смолу. Материал ударопрочный, есть сведения, что он может быть повторно переработан.

Технические характеристики печати:
• Температура плавления материала 230-260oC.
• Температура «стола» принтера 110oC.
• Плотность заполнения стенок – 50%.
Финальная обработка изделия проводилась акриловой краской.

2 часть: Разработка электротехнической схемы

Разработка электротехнической схемы проводилась в 4 этапа:
 Разработка структурной схемы
 Подбор платы и исполнительный элементов
 Сборка системы
 Тестирование
За основу модуля безопасности взята схема ЛМ1-940. Данная схема выбрана из-за своей простоты и надежности в работе.
Подбор компонентов:
- 4 резистора и 1 переменный резистор
- 1 конденсатор на 10 фарат и 16 вольт
- 1 керамический транзистор и 1 биполярный транзистор
- 2 ИК датчика
- 1 фото резистор.

3 часть: Тестирование
Разработанный модуль безопасности был протестирован в 2 этапа:
1. Система безопасности на универсальной мобильной платформе УМП-2. (Мехатроника в СПбЦД(Ю)ТТ)
2. Производственная линия в лаборатории электротехники СПбЦД(Ю)ТТ.

Следующий планируемый этап тестирования: на системе безопасности машины BladeSplit-1206(на базе НТЦ «Синергия»)
Описание применимости
Целевое техническое задание на разработку данного изделие сформировано объединением «Промышленная робототехника и мехатроника» для реализации «системы безопасности» на универсальной мобильной платформе УМП-2.
Так же данное изделие планируется использовать на ограждениях ООО «НТЦ «Синергия» для обеспечения безопасности машины «BladeSplit-1206». Опираясь на полученные результаты будет сформирована полимодульная система безопасности ЦИК-СА-1.
Дальнейшее развитие проекта
1. Добавление звукового модуля 2. Возможность подключения системы управления и других модулей 3. Уменьшение габаритов и веса 4. Разработка более надежного крепления 5. Добавление дополнительных входов-выходов для подключения аналогичных модулей 6. Добавить настройку диапазона срабатывания 7. Обеспечить повторяемость системы

Информация предоставлена участником конкурса. Организаторы конкурса не несут ответственности за содержание информации о проекте.

← К списку проектов




Список всех проектов финального этапа с датами защиты

 

© Всероссийский конкурс научно-технического творчества молодежи НТТМ

E-mail: info@konkurs-nttm.ru