АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
2 ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР 10
3 АНАЛИЗ И ОПИСАНИЕ МЕХАТРОННОГО МОДУЛЯ ПРОКАТНОГО
СТАНА 11
3.1 Принцип работы и описание механизма прокатного стана с учётом
технологического процесса 11
3.2 Требования к главному электроприводу и приводу нажимного устройства . . 14
3.3 Начальные данные по прокатному стану 15
4 РАСЧЁТ И ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ
ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ 16
4.1 Расчёт мощности двигателя для прокатной клети 16
4.2 Расчёт мощности двигателя для нажимного устройства 25
4.3 Обоснование выбора системы электропривода 28
4.4 Выбор электродвигателя 29
4.5 Выбор редуктора 30
4.6 Приведение статических и инерционных моментов к валу двигателя 31
4.7 Приведение инерционных моментов и коэффициентов жёсткости к валу 33
4.8 Предварительная проверка двигателя по нагреву и производительности 34
4.9 Выбор преобразователя частоты 37
4.10 Тахограммы и нагрузочные диаграммы разработанной системы 40
4.11 Подбор системы защиты 41
5 АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО МЕХАТРОННОГО МОДУЛЯ44
5.1 Выбор программируемого логического контроллера 44
5.2 Выбор элементной базы 45
5.3 Разработка схем автоматизации и электрических принципиальных 47
6 МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПРОКАТНОГО СТАНА 51
6.1 Модель асинхронного электропривода 51
6.2 Настройка контура тока 54
6.3 Настройка контура скорости 55
6.4 Реализация моделей 56
7 РЕАЛИЗАЦИЯ 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А Электрическая принципиальная схема силового шкафа 68
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Электрическая принципиальная схема пульта управления ... 70
Предприятие НПИ «Учебная техника и технологии» производит учебную продукцию для вузов, техникумов, колледжей и учебных центров предприятий. В течении 10 последних лет было поставлено более 20 000 единиц учебной
продукции. В этом списке: учебные лаборатории, оборудование, комплекты и т.д. Важной задачей является создание учебного оборудования для большого спектра учебных направлений. Поэтому в представленной выпускной квалификационной работе мною был рассмотрен вопрос проектирования автоматизированной мехатронной системы прокатного стана, с нажимным устройством, которое приводится в движение шаговым электродвигателем.
В процессе разработки было выбрано силовое оборудование стана и построены нагрузочные диаграммы и тахограммы приводов. Осуществлён обоснованный выбор преобразователя частоты и дополнительного оборудования для автоматизации технологического процесса и защиты оборудования. Далее рассмотрен вопрос проектирования системы управления, который включает в себя выбор контроллеров и датчиков технологических параметров. Следующий этап - проектировка функциональных, принципиальных, электрических, кинематических и т.п. схемы, для создания прокатного стана. Необходимый этап для проверки системы - создание рабочей математической модели в программном пакете Matlab Simulink для основного силового привода, шагового и их систем управления. На заключительном этапе представлены все результаты исследовательской работы и техническая реализация данного проекта.
Решение поставленных задач приведёт нас к созданию нового учебного оборудования для таких направлений как, металлургия. Данный стенд будет отличным подспорьем для повышения качества усвоения материала студентами по дисциплине обработки металлов давлением.
В результате выполнения выпускной квалификационный работы была разработана мехатронная система прокатного стана ДУО-130 производства ООО НПИ «Учтех-Профи». Данный модуль совмещает в себе систему подчинённого регулирования главным приводом прокатной клети и систему по управлению нажимным устройством через систему МК-драйвер-ШД.
Для создания системы были разработаны электрические принципиальные, функциональные, кинематические схемы. Была рассчитана и собрана система ПЧ- АД с использованием скалярного управления. Составлена элементная база системы. Построены нагрузочные диаграммы и тахограммы. Разработана система автоматизации. И произведено моделирование системы в программном пакте Matlab Simulink.
Результаты моделирования подтвердили правильность спроектированной системы и её работоспособность. Технологическую задачу считаю выполненной.
