📄Работа №196666

Тема: Модернизация системы управления приводом оправки стана холодной прокатки труб

Характеристики работы

Тип работы Дипломные работы, ВКР
Экономика
Предмет Экономика
📄
Объем: 70 листов
📅
Год: 2016
👁️
Просмотров: 50
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.

📋 Содержание

Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 7
1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНЫХ
КОНИЧЕСКИХ ТРУБ НА ПАО «ЧТПЗ» 11
1.1. Описание технологического процесса 11
1.2. Общее устройство и назначение механизма стана ХПТ-450 11
1.3. Автоматизированная СУ станом холодной прокатки 14
1.4. Анализ действующей СУ приводом перемещения оправки стана
холодной прокатки 17
Выводы по главе 1 20
2. РАЗРАБОТА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ НА МОДЕРНИЗАЦИЮ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОПРАВКИ
СТАНА ХПТ - 450 22
3. МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОПРАВКИ СТАНА ХПТ-450 24
3.1. Принципиальная схема модернизированной СУ приводом
перемещения оправки 24
3.2. Выбор оборудования 25
3.2.1. Выбор программируемого логического контроллера 25
3.2.2. Выбор датчика угловой скорости 32
3.2.3. Выбор блока питания 36
3.3. Разработка программы управления приводом перемещения оправки
стана ХПТ-450 38
3.3.1. Разработка алгоритма управлением приводом оправки для ПЛК
S7-300 40
3.3.2. Программирование ПЛК в пакете SIMATIC Manager 43
3.3.2.1. Интерфейс рабочего окна SIMATIC Manager 43
3.3.2.2. Команды и символы используемые в SIMATIC Manager 45
3.3.2.3. Создание проекта в SIMATIC Manager 48
3.3.2.4. Реализация алгоритма на языке Simatic Step 7 50
Выводы по главе 3 52
4. Оценка эффективности модернизации системы 53
Выводы по главе 4 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 56
ПРИЛОЖЕНИЕ А 58
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 62

📖 Аннотация

В данной дипломной работе решается задача модернизации системы управления приводом перемещения оправки стана холодной прокатки труб ХПТ-450 на ПАО «ЧТПЗ». Актуальность исследования обусловлена возрастающими требованиями к точности и качеству тонкостенных труб специального назначения для авиационно-космической, атомной и других высокотехнологичных отраслей, что требует повышения надежности и функциональности автоматизированных систем управления технологическим процессом. Основными результатами работы являются: проведенный анализ действующей системы, выявивший необходимость обновления элементной базы; обоснованный выбор современного программируемого логического контроллера Siemens SIMATIC S7-300 и инкрементального энкодера Omron E6B2-CWZ6C; а также разработка и программная реализация в среде SIMATIC Manager нового алгоритма управления, обеспечивающего точное позиционирование оправки и сохранение параметров прокатки для минимизации потерь при авариях. Научная значимость заключается в разработке методики модернизации систем управления для металлургического оборудования, а практическая — в конкретном инженерном решении, внедрение которого позволит повысить надежность и точность процесса холодной прокатки, сократив время простоя оборудования. Теоретической основой исследования послужили работы таких авторов, как М.И. Гриншпун, рассматривающий основы процессов холодной прокатки труб, В.М. Вальков по автоматизированным системам управления, а также Г.К. Гудвин и И.М. Макаров в области проектирования и теории автоматического управления.

📖 Введение

На рынке потребления трубной продукции особое место занимают тру­бы специального назначения. К ним относятся трубы из металлов со специ­альными свойствами, с повышенными требованиями по точности обработки, в большинстве своем тонкостенные. Основными потребителями подобных труб являются предприятия авиационно-космической (трубопроводы гидрав­лической аппаратуры и топливных систем летательных аппаратов), атомной (тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы), трубы систем водоснабжения 1-го и 2-го контуров), химической (коррозионностойкие трубы химических произ­водств), энергетической (трубы систем охлаждения генераторов, трубы паро­вых котлов и т.д.) и автомобильной (трубки тормозных магистралей и топли­вопроводы) отраслей промышленности. В связи с интенсивным развитием этих отраслей, являющихся "локомотивами" прогресса, потребность в трубах год от года возрастает. Соответственно прогнозируется и рост производства труб, составной частью которого является производство холоднокатаных труб.
Основным способом изготовления труб данного класса является про­катка на станах периодической холодной прокатки труб с клетями валкового (станы ХПТ) и роликового (станы ХПТР) типов.
Стан холодной прокатки труб ХПТ-450 является станом крупного ти­поразмера и предназначен для холодной прокатки труб с постоянной и пере­менной толщиной стенки, диаметром готовых труб от 150 до 450 мм из горя­чекатаных, прессованных или сварных заготовок в холодном состоянии угле­родистых и легированных сталей, а также из цветных металлов и их сплавов. На стане ХПТ-450П2 Челябинского трубопрокатного завода производят тру­бы - лонжероны для сверхтяжелого вертолета МИ-26.
Холодная прокатка труб заключается в том, что на коническую оправку надевают цилиндрическую заготовку и обжимают валками. При каждом двойном ходе клети происходит подача трубы в область прокатки и поворот трубы и оправки для устранения дефектов. Подачу и поворот трубы осу­ществляет группа поворотно-подающих механизмов. Для перемещения оправки служит электропривод перемещения оправки. Система управления перемещением оправки предназначена для стабилизации величины переме­щения оправки за цикл. При прокатке труб с переменной толщиной стенки задание перемещения оправки должно точно отрабатываться, иначе получит­ся труба с дефектами и ее придется дорабатывать в ручную либо прокатывать заново.
Минусы действующей системы управления приводом перемещения оправки стана холодной прокатки:
• морально и физически устаревшая элементная база, в результате чего ремонт системы затруднен отсутствием элементов (их уже не впускают); мо­лодым специалистам нецелесообразно разбираться в старой схемотехнике;
• частые аварии в системе, сопровождающиеся потерей (не сохране­нием) информации о параметрах прокатки, что приводит к необходимости после устранения аварийной ситуации начинать прокатку трубы заново. Иначе говоря, пока не реализована возможность при повторной прокатке начинать ровно с того места, где остановились.
Повторная прокатка нежелательна по двум причинам:
1. Снижение качества выпускаемой продукции.
2. Снижение производительности стана.
...

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

В данном дипломном проекте решалась задача модернизации системы управления на базе контроллера SIMATIC S7-300 фирмы Siemens. В ходе проведенных исследований были получены следующие результаты:
1. Анализ действующей на ПАО «ЧТПЗ» системы управления (СУ) приводом перемещения оправки (в составе АСУ станом ХПТ-450) показал, что требуется модернизация СУ в части обновления элементной базы систе­мы (контроллера и энкодера) на базе средств автоматики фирмы Siemensи Omron, что также требует разработки и реализации алгоритма работы кон­троллера, причем от алгоритма требуется сохранение параметров прокатки.
2. В рамках модернизации СУ по критериям объем рабочей памяти - не менее 384 Кб; времени выполнения логических операций - не более 5 мкс; кол-во дискретных/аналоговых каналов - не менее 1024; выбран контроллер Siemens SIMATICS-300 с центральным процессором 315-2 PN/DP.
3. По критерию точности измерения углового перемещения вала двига­теля привода перемещения оправки - не более .... выбран инкрементальный энкодер Omron E6B2-CWZ6C с разрешением - 1000 импульсов/оборот; макс. допустимой скоростью вращения - 6000 об/мин.
4. Разработан и реализован в среде SIMATIC Manager алгоритм работы ПЛК S7-300 на языке LAD, обеспечивающий управление приводом переме­щения оправки, а также сохранение информации о перемещении оправки, что дает возможности в случае аварии продолжать прокатку точно с того ме­ста, где остановились.
5. Модернизация СУ позволяет снизить среднее время простоя обору­дования на 30%, повысить кол-во выпускаемой продукции на 12%, увеличить производительности труда на 35%.
Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

1 Вальков, В.М. Автоматизированные системы управления технологи­ческими процессами / В.М. Вальков, В.Е.Вершин - Л.: Политехника, 1991. - 269с.
2 ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). Единая система программной до­кументации.
3 Гриншпун, М.И. Станы холодной прокатки труб / М.И. Гриншпун, В.И. Соколовский - М.: Машиностроение, 1967. - 239 с.
4 Гудвин, Г.К. Проектирование систем управления / Г.К. Гудвин, С.Ф. Гребе, М.Э. Сальгадо - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. - 911 с.
5 Кофф, З.А. Холодная прокатка труб / З.А.Кофф, П.М. Соловейчик, - В.А. Алешин, М.И. Гриншпун. - Свердловск: Металлургиздат, 1962. - 431 с.
6 Коликов, А.П. Машины и агрегаты трубного производства / А.П. Ко­ликов, В.П. Романенко - М.: МИСИС, 1998. - 536 с.
7 Макаров, И. М. Линейные автоматические системы / И. М. Макаров, Б. М. Менский. - 2-е изд. - М.: Машиностроение 1982. - 504 с.
8 Матюхин, В.И. Управление механическими системами / В.И. Матю­хин. - Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 318 с.
9 Осада, Я.Е. Освоение стана холодной прокатки труб ХПТ-450 / Оса­да Я.Е., Ю.А. Медников, И.И. Сергеев // Сталь. - 1980. - №4, - С. 315-317.
10 Остроухов, В.В. Математическая модель силового модуля системы перемещения оправки стана ХПТ-450П2 / В.В. Остроухов // Вестник Южно­Уральского государственного университета. Серия «Компьютерные техноло­гии, управление, радиоэлектроника». - 2007. - Вып. 5. - №7(79). - С. 34-40.
11 Подлесный, С. А. Устройства приема и обработки сигналов / С. А Подлесный, Ф. В. Зандер. - Красноярск: Сибирский федеральный универси­тет, 2011. - 352 с.
12 Певзнер, Л. Д. Теория систем управления / Л. Д. Певзнер . - Москва: Московский государственный горный университет, 2002. - 469 с. 13 Программирование контроллеров Siemens и автоматизация произ­водства. - http: //www.step7-pro.ru/
14 Справочник по электрическим машинам: справочник: в 2 т. / под ред. И.П. Копылова, Б.К. Клокова, - М.: Энергоатомиздат, 1989. - Т. 1. - 688 с.
15 Технология производства холоднодеформированных труб. - http://newsdiscover.net/news/read/Tehnologija proizvodstva holodnodeformirova nnyh trub.html
16 Усынин, Ю.С. Теория автоматического управления: учеб. Пособие для вузов / Ю.С. Усынин. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. - 176 с.
... всего 20 источников

🖼 Скриншоты

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.
Предоставляемые услуги, в том числе данные, файлы и прочие материалы, подготовленные в результате оказания услуги, помогают разобраться в теме и собрать нужную информацию, но не заменяют готовое решение.
Укажите ник или номер. После оформления заказа откройте бота @workspayservice_bot для подтверждения. Это нужно для отправки вам уведомлений.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ