Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ НА ОАО «ЧТПЗ» 11
1.1 Описание производственного цикла 11
1.2 Принцип работы комплекса сдачи труб КСТ-1 13
2. АНАЛИЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДУЙСТВУЮЩЕГО КСТ-1 14
2.1 Измеритель длины труб ИДТ-4 15
2.2 Весы статического взвешивания ВТТ-3 16
2.3 Клеймовочно-маркировочный комплекс КМК-7 17
2.3.1 Устройство и принцип работы блока ударников БУ0323 18
2.3.2 Устройство и принцип работы блока форсунок БФ044.1 19
3. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ НА МОДЕРНИЗАЦИЮ
СЕСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КСТ-1 23
4. МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КСТ-1
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДСТВ АВТОМАТИКИ ФИРМЫ SIEMENS 25
4.1 Выбор программируемого логического контроллера 25
4.2 Выбор блока питания 29
4.3 Выбор модулей входов/выходов 31
4.4 Разработка алгоритма управления КСТ-1 для ПЛК 32
4.5 Разработка программы управления КСТ-1 для ПЛК S7-300 35
4.5.1 Описание языка Step 7 35
4.5.2 Описание программной среды Simatic Manager 36
4.5.3 Реализация алгоритма на языке Simatic Step 7 39
5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТКИ 43
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
7. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 46
ПРИЛОЖЕНИЯ
8. ПРИЛОЖЕНИЕ А 48
9. ПРИЛОЖЕНИЕ Б
В настоящее время перед каждым современным предприятием остро стоит проблема конкуренции. Для повышения конкурентоспособности продукции необходимо решить проблему повышения эффективности производства. Последнее обеспечивается не только за счет технической модернизации, но и за счет совершенствования механизмов управления предприятием посредством, например, организации оперативного и точного контроля над хранением, транспортировкой и реализацией товаров. Без получения достоверной информации о передвижении товара с конвейера до склада, о его продаже, невозможно обеспечить эффективную ежедневную работу предприятия (подготовку документов, повышение точности расчетов, управление движением товаров, управление производственными запасами и выпуском продукции и т.д.), невозможно высококачественное обслуживание партнеров по бизнесу.
Основным механизмом повышения достоверности информации о каждой единице продукции, находящейся в производственном цикле, является система промышленной маркировки продукта, включающая в себя оборудование, предназначенное для получения конечной информации о продукте (например, о весе изделия) и непосредственно оборудование для маркировки. Достоверность и своевременное получение информации о продукте позволяет предприятию уверенно рассчитывать на успех в своей сфере деятельности, имея перспективы дальнейшего развития бизнеса.
В каждой отрасли промышленности существуют стандарты, устанавливающие требования- к маркировке продукции. Не исключение - трубопрокатное производство.
Одной из крупнейших отечественных компаний-производителей трубной продукции является промышленная группа ЧТПЗ. Базовым предприятием трубного дивизиона группы «ЧТПЗ» является ОАО «Челябинский трубопрокатный завод»", который производит продукцию для российских и мировых компаний топливноэнергетического комплекса: трубы, соединительные детали трубопроводов (СДТ), а также трубопроводную арматуру (ТПА). Маркировка труб осуществляется двумя способами:
1. Сопроводительным ярлыком.
2. Нанесением несмываемой краски по трафарету и клеймением внешней поверхности.
Маркировочная надпись может содержать любые данные, оговоренные требованием заказа, за исключением товарного знака предприятия-изготовителя, и может наноситься как с одного конца трубы, так и по всей длине.
Маркировка СДТ наносится вручную, краской, при помощи штампов на установке ударным способом или вручную при помощи шрифтов.
Маркировка продукции ТПА выполняется на лицевой стороне корпуса литьем или ударным способом, а также на фирменной табличке из нержавеющей стали.
Для маркировки труб, СДТ, ТПА крупные промышленные предприятия используют автоматизированные маркировочные комплексы.
Маркировочный комплекс входит в состав комплекса сдачи труб (КСТ-1), предназначенного для выполнения следующих операций: измерение веса, измерение длины и нанесения надписей на наружной поверхности труб типоразмеров. КСТ-1 трубопрокатного цеха №1 состоит из следующего оборудования:
• весы тензометрические трубные для статического взвешивания ВТТ-3, предназначенные для поштучного взвешивания труб в технологическом потоке;
• измеритель длины труб ИДТ-4, предназначенный для измерения длины труб и выдачи информации в систему управления клеймовочной машиной;
• клеймовочно-маркировочная машина.
Весы состоят из основания, на котором установлены 2 гидроцилиндра подъема платформы и 4 тензодатчика. Аналоговые сигналы с датчиков через соединительную коробку поступают на весовой терминал и далее в компьютер.
Измеритель длины труб состоит из двух частей: левой и правой. В состав каждой из них входит электромеханическая тележка, управляемая компьютером через усилители, расположенные в шкафах управления на колоннах фермы. На левой тележке расположен лазерный дальномер, а на правой тележке расположен экран для приема луча лазера.
...
В данной работе 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) комплекса сдачи труб (КСТ-1) показал, что требуется модернизация СУ в части обновления элементной базы системы (ЭВМ промышленного исполнения) на базе средств автоматики фирмы Siemens, что также требует разработки и реализации алгоритма работы контроллера, причем от алгоритма требуется сохранение последней успешной стадии работы комплекса и данных с датчиков измерителя длины (ИДТ-4) и весового терминала (ВТТ-3).
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 SI- MATICS-300 с центральным процессором 315-2 PN/DP.
3. Разработан и реализован в среде SIMATIC Manager алгоритм работы ПЛК S7-300 на языке Simatic Step 7, обеспечивающий управление ИДТ-4 и ВТТ-3, а также сохранение информации о последней успешной стадии работы комплекса и данных, полученных с датчиков ИДТ-4 и ВТТ-3. Это дает возможности в случае аварии продолжать работу с последней успешной стадии.
4. Модернизация СУ позволяет снизить среднее время простоя оборудования, время восстановления, тем самым увеличить время безотказной работы, что обеспечивает увеличение коэффициента технического использования комплекса на 9,2%.
