Введение
1 Общие сведения о станке ЗЛ722В 11
1.1 Общее устройство станка ЗЛ722В 11
1.2 Описание работы станка ЗЛ722В 21
2 Разработка системы управления шлифовальной установки 24
2.1 Разработка и описание принципиальной схемы 24
2.1.1 Выбор оборудования 34
2.1.1.1 Выбор частотного преобразователя 34
2.1.1.2 Выбор оптической линейки 36
2.1.1.3 Выбор контроллера 38
2.1.1.4 Выбор модулей расширения 45
2.1.1.5 Выбор сенсорной панели оператора 48
2.2 Разработка и описание монтажной схемы 72
3 Разработка программной части системы управления шлифовальной установки 76
3.1 Описание среды разработки программы CoDeSys 81
3.1.1 Описание рабочей среды программы 81
3.1.2 Языки программирования среды разработки 83
3.1.3 Программные компоненты проекта 88
3.1.4 Типы данных проекта 89
3.1.5 Установка связи с ПЛК 89
3.2 Листинг кода программы ПЛК 89
3.3 Листинг кода программы сенсорной панели 93
3.4 Окна сенсорной панели 99
4 Экономическая часть 109
4.1 Расчет стоимости разработки принципиальной и монтажной схем 109
4.2 Расчет стоимости работ по созданию алгоритма и программ
системы цифрового управления, обеспечивающей автоматизацию работы шлифовальной установки 109
4.3 Расчет стоимости покупки и доставки изделий 112
4.4 Расчет стоимости выполнения монтажных и пуско-наладочных работ 117
4.5 Эффективность внедрения 118
5 Экологическая часть 120
5.1 Охрана труда при работе на шлифовальном станке 120
5.1.1 Общие требования охраны труда 120
5.1.2 Требования охраны труда перед началом работы 124
5.1.3 Требования охраны труда во время работы 125
5.1.4 Требования охраны труда в аварийных ситуациях 126
5.1.5 Требования охраны труда по окончании работы 127
5.2 Охрана окружающей среды 128
5.3 Оценка объемов образования отходов при производстве 132
5.3.1 Расчёт нормативов образцов отходов 132
5.4 Правила экологической безопасности обращения с отработанными
ртуть содержащими изделиями и приборами 134
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 137
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 138
Приложение А 141
Купить

В наше время автоматизация производственных процессов - это главное направление, по которому развивается производство во всем мире. Исполнение физических, интеллектуальных функций, выполняемых ранее человеком, постепенно переходит к технике, которая сама выполняет технологические циклы и осуществляет контроль за ними.
Широкое применение средств автоматизации производственных процессов напрямую влияет на сокращение издержек и повышение качества продукции.
Исторически первыми автоматическими устройствами промышленного назначения были поплавковый регулятор (Рисунок 1) питания парового котла водой, который был разработан российским механиком Н. И. Ползуновым в 1756 г., а также регулятор скорости паровой машины, созданный англичанином Д. Уаттом в 1784 г.
Важный шаг в развитии автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП) был сделан в 1962 году, когда английская компания Imperial Chemical Industries представила идею прямого (непосредственного) цифрового управления (ПЦУ или НЦУ в русскоязычной технической литературе, Direct Digital Control - DDC в англоязычной литературе). Идея заключалась в том, что сигналы от датчиков вводились в ЭВМ, а управляющие сигналы, которые были сформированы компьютером, возвращались обратно непосредственно на исполнительные устройства. Из процесса управления убирались аналоговые регуляторы.
Дальнейший рост числа АСУ ТП с ПЦУ обусловлен переходом в шестидесятые годы на новую элементную базу ЭВМ. Сначала полупроводниковые транзисторы позволили на порядок снизить стоимость единицы вычислительной мощности компьютера и повысить его надежность, а затем интегральные микросхемы улучшили эти показатели еще на порядок. Главный недостаток систем с ПЦУ заключается в том, что отказ ЭВМ приводил к потере управления технологическим объектом. На смену централизованным системам управления пришли децентрализованные распределенные системы управления (Distributed Direct Digital Control - распределенное прямое цифровое управление).
Основными предпосылками создания распределенных децентрализованных систем управления стали создание локальных вычислительных сетей и разработка программируемого логического контроллера (Рисунок 2).
Программируемый логический контроллер (ПЛК) представляет собой микропроцессорное устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления, имеющий конечное количество входов и выходов, подключенных к ним датчиков, ключей, исполнительных механизмов к объекту управления, и предназначенное для работы в режимах реального времени.
В 1968 году группой инженеров компании General Motors был разработан первый ПЛК Modicon 084, имевший 4 кБ памяти.
ПЛК на основе микропроцессора был впервые создан в США в 1977 году компанией Allan Bradley Corporation на базе микропроцессора Intel 8080 с использованием дополнительных схем быстрого выполнения битовых логических операций.
Принципиальное отличие ПЛК от релейных схем заключается в том, что все его функции реализованы программно. На одном контроллере можно реализовать схему, эквивалентную тысячам элементов жесткой логики. При этом надежность работы схемы не зависит от ее сложности.
ПЛК в общем виде состоит из двух основных блоков: процессорного модуля и системы ввода/вывода внешних сигналов. Процессорный модуль управляет всей логикой работы ПЛК и делится на процессор и память.
Система ввода/вывода физически подключается полевым устройствам (реле - усилители, выключатели, пускатели, датчики и т.д.) и обеспечивает интерфейс между процессорным модулем и информационными (входами) и управляющими (выходами) каналами.
При работе процессор "считывает" входные данные с подключенных полевых устройств с помощью своих входных интерфейсов, и затем выполняет управляющую программу, которая загружена в память процессорного модуля. Программы обычно разрабатываются на языке релейной логики, который очень похож на схемы релейной автоматики, и должны быть загружены в память контроллера до начала его работы.
Наконец, на основании программы ПЛК "записывает" или обновляет управляющие выходы через выходные интерфейсы. Этот процесс, называемый циклом сканирования, постоянно выполняется в одной и той же последовательности без остановки и изменяется только тогда, когда вносятся изменения в управляющую программу.
Конструктивно ПЛК (Рисунок3,4)подразделяются на моноблочные, модульные и распределенные. Моноблочные имеют фиксированный набор входов выходов.
В распределенных системах модули или даже отдельные входа-выхода, образующие единую систему управления, могут быть разнесены на значительные расстояния.
ПЛК используются практически во всех сферах человеческой деятельности. Они находят применение в различных отраслях промышленности.
В области цветной и черной металлургии программируемые контроллеры применяются для управления транспортными операциями на коксовых батареях, загрузке доменных печей, для автоматизации литейных цехов. Их используют также для решения задач, которые связаны с анализом газов и с контролем качества.
В химической промышленности ПЛК используются для управления технологическими установками, устройствами дозирования и смешивания продуктов, очистки отходов химического производства, а также на установках по переработке пластмасс и некоторых агрегатах в производстве резины.
Нефтедобыча. Кроме областей применения, аналогичных предыдущей отрасли, ПЛК используется на перекачивающих и распределительных станциях, для управления работой и наблюдения за магистральными трубопроводами.
Транспортные и погрузочно-разгрузочные операции.
Программируемые контроллеры используются при сортировке посылок, почтовых отправлений, механизированном управлении складскими операциями, упаковке, конвейерной пересылке, комплектовании изделий на поддонах, в лифтовом хозяйстве, грузоподъемных механизмах и др.
Металлообработка и автомобильная промышленность. Это как раз те отрасли, где ПЛК нашли широкое применение. Их можно встретить на автоматических линиях и сборочных конвейерах, на стендах для испытания двигателей, а также на прессах, токарных автоматах, шлифовальных и агрегатных станках, сварочных установках, автоматических станках для разрезки.
Применение системы цифрового управления на данной установке позволяет производить более точную обработку деталей, повысить отказоустойчивость оборудования. Также позволяет оператору установки отслеживать и управлять ходом технологического процесса с помощью сенсорной панели системы цифрового управления.
Большое распространение ПЛК обуславливается рядом преимуществ. Основным из них является возможность одного небольшого электронного устройства заменить не одну сотню механических и электрических переключателей. Второе существенное преимущество - это возможность в любой момент перепрограммировать устройство, заменить его функции другими, без необходимости его удаления и установки нового. Именно это преимущество дает значительную прибыль в плане финансовых затрат.
Из других особенностей ПЛК можно отметить: небольшой размер; возможность быстро находить и ликвидировать ошибки в работе; возможность объединения в системы сетей; меньший расход электрической энергии. Все эти достоинства проявляются, если их сравнивать с непрограммируемыми контроллерами.
Использование ПЛК в системе позволяет говорить о высокой надежности последней. Кроме этого, такие устройства можно быстро заменить аналогичными, они легко могут выпускаться большими партиями. При использовании таких элементов управления значительно быстрее происходит первоначальная установка систем, настройка и изменение алгоритмов работы управления процессами происходит быстрее - возможно даже производить изменения «на лету», то есть при функционирующем в данный момент времени оборудовании.
Автоматизированные системы управления технологическими процессами объединяют различные объекты и устройства, локальные и удаленные, в единый комплекс и позволяют контролировать и программировать их работу, как в целом, так и по отдельности. Этим обеспечивается максимальная эффективность и безопасность производства, возможность оперативной наладки и переналадки, строгий учет и планирование показателей операционной деятельности, оптимизация бизнес¬процессов.
Благодаря автоматизации производственных процессов, в значительной степени повышается эффективность труда, заметно улучшается качество производимой продукции. Автоматизация производства делает процесс изготовления продукции более безопасным и комфортным для всех работников предприятия на каждом из его этапов.

Купить