«Автоматизация процесса затаривания цинкового купороса в мягкие контейнеры»

Цель проекта: разработать автоматический сервис по затариванию цинкового купороса в мягкие контейнеры по средствам создания прототипа модели производственного процесса.

Данное техническое задание было нами получено в результате договора сотрудничества нашего лицея с Цинковым заводом.

Нами был изучен процесс получения сульфата цинка на конкретном производстве. Посетив производственный участок на «Цинковом заводе» нами была составлена непосредственная схема процесса затаривания сульфата цинка в тары.

Работая над проектом, сначала мы сконструировали и собрали вагонетку из конструктора lego EV3, усилив ее основание конструктором Метрикс. Параллельно мы занимались разработкой сервера на языке программирования python.

Далее мы установили электронные весы на вагонетку для измерения массы мешков с цинком. А также сконструировали заслонку, которая открывается и закрывается автоматически в зависимости от показания на весах. За основу выполнения данных действий был выбран микроконтроллер Esp NodeMcu который представляет собой плату для разработки на базе чипа ESP8266. Кроме того, плата поставляется с прошивкой NodeMCU, что позволяет программировать ее с помощью языка C++. Разработка программного кода велась в программе Visual Studio Code.

В нашем микроконтроллере встроен чип Wi-Fi. Передаваться значения с весов на сервер будут по технологии MQTT.

Для подключения весов мы использовали библиотеку HX711. Весы подключаются к плате HX711, а те в свою очередь к микроконтроллеру EspNodeMcu. Для подключения дисплея мы выбрали библиотеку TM1637. Для подключения сервопривода к микроконтроллеру EspNodeMcu нами использована библиотека Servo. С помощью нее можно заставить сервопривод вращать лопасть на заданное количество градусов (от 0 до 180), к которой будет прикручена заслонка.

Весь сервис, а именно интерфейс (область, с которой взаимодействует пользователь), сервер и каналы связи написаны на языке программирования python.

Разработка велась в PyCharm - IDE (Интегрированная среда разработки (англ. Integrated Development Environment) — система программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения.)

С помощью PyQt5 Designer - приложения, позволяющего графически настроить интерфейс, мы создал простой, но достаточно практичный дизайн. В поле, где написано «Масса мешка:», соответственно вводиться масса мешка. Позже нужно нажать кнопку «Начать», чтобы процесс загрузки цинкового купороса начался.

Чтобы создать и настроить правильно сервер, мы использовали framework django. В данном проекте, django принимает данные от интерфейса и отправляет их на блок управления заслонкой, открывая её, а также блок управления весами, постоянно отправляющий статус загруженности мешка с датчиков, и при достижении заданных кг, данные отправляются через сервер на блок управления заслонкой, который её закрывает.

Пользователи не могут видеть и взаимодействовать с сервером напрямую, для этого есть интерфейс. Для создания каналов связи, нами использована технология MQTT. В нашем случае, сервер является и подписчиком, и издателем, так же, как и NodeMCU(микроконтроллер).

Чтобы каждый раз не собирать работу вручную, используется технология контейнеризации Docker, позволяющая сохранять все настройки, и поднимать систему абсолютно на любом устройстве, где установлен Docker.

Таким образом, нам удалось автоматизировать процесс подачи сульфата цинка в мягкие контейнеры, следует подчеркнуть, что в настоящее время на производстве данный процесс происходит вручную.

Поставленная цель достигнута, задачи решены.