Система управления машины мойки анодных остатков
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 8
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ 9
1.1 Характеристика цеха, описание технологического процесса работы
механизма 9
1.2 Описание алгоритма работы механизма и основного
технологического оборудования 11
1.2.1 Описание основного оборудования 11
1.2.2 Краткое описание алгоритма работы МПА 21
1.3 Цель и задачи автоматизации, требования к системе автоматизации 25
1.4 Разработка архитектуры системы автоматизации 28
2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
УПРАВЛЕНИЯ 31
2.1 Разработка функциональных схем системы автоматизации 31
2.2 Выбор технических средств системы автоматизации 31
2.2.1 Индуктивный конечный выключатель TEKO 32
2.2.2 Магниточувствительный конечный выключатель TEKO 33
2.2.3 Оптический датчик Lanbao 33
2.2.4 Датчик уровня магниточувствительный DUG2-100-1 34
2.2.5 Датчик температуры ТСМУ 35
2.2.6 Датчик давления WIKA 36
2.2.7 Инкрементальный энкодер Omron 36
2.2.8 ПЛК CPU 1516F-3 PN/DP 37
2.2.9 Станция удаленного ввода/вывода IM 155-6PN HF 38
2.2.10Модуль дискретных входов DI 8x24VDC ST 39
2.2.11 Модуль дискретных выходов DQ 8x24VDC/0.5A ST 39
2.2.12Модуль аналоговых входов AI 2xU/I 2-,4-wire HF 40
2.2.13Модуль аналоговых выходов AQ 2xU/I HF 40
2.2.14Модуль высокоскоростного счетчика TM Count 1-24V 40
2.2.15Панель визуализации HMI KTP-1200 41
2.2.16Привод конвейера машины мойки АИР 71 В4 41
2.2.17Привод ж/д вагонеток машины мойки АМ 100 S4 42
2.2.18Привод насосной станции душевой установки 112 М2 43
2.2.19Преобразователь частоты VEDA VF 43
2.2.20Преобразователь частоты VF-101-P1K5 44
2.3 Разработка электрических схем соединения элементов системы
автоматизации 44
2.4 Разработка алгоритма управления системы автоматизации 45
2.4.1 Управление механизмом передачи подвесов 45
2.4.2 Управление механизмом разбора анода 50
2.4.3 Управление толкателем ж/д тележек 60
2.4.4 Управление главным конвейером МПА 64
2.4.5 Насосная станция МПА 66
2.5 Разработка программного обеспечения системы автоматизации 66
2.6 Разработка системы визуализации управления технологическим
процессом 75
2.6.1 Главный экран панели оператора 75
2.6.2 Экран комбинированной схемы душевой установки 76
2.6.3 Экран с толкателем ж/д тележек 78
2.6.4 Экран пневматической схемы транспортера подвесов 79
2.6.5 Экран гидравлической схемы механизма разборки и укладки
анодных остатков 80
2.6.6 Экран интерактивного управления механизмом разборки
анодных остатков 82
2.6.7 Экраны с таблицами сигналов механизмов МПА 83
2.7 Моделирование типовых технологических процессов 84
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАССЧЕТЫ 94
3.1 Экономическая суть проекта 94
3.2 Расчёт производственной программы цеха 94
3.2.1 Расчет фактического годового фонда рабочего времени 94
3.2.2 Расчет производительности оборудования 96
3.3 Расчет сметы капитальных затрат 96
3.3.1 Расчет себестоимости приобретенного оборудования 96
3.3.2 Затраты на монтаж оборудования и транспортные расходы ... 98
3.4 Расчет расходов на содержание и эксплуатацию приобретенного
оборудования 99
3.4.1 Расчет амортизационных отчислений 99
3.4.2 Расчет материальных затрат на электроэнергию 100
3.5 Расчет оплаты труда со страховыми взносами 101
3.6 Расчет прибыли и показателей рентабельности 104
3.7 Расчет срока окупаемости проекта 105
3.8 Составление сводной таблицы технико-экономических расчетов .. 107
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 110
ПРИЛОЖЕНИЯ 111
ПРИЛОЖЕНИЕ А 111
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 116
ПРИЛОЖЕНИЕ В 134
ВВЕДЕНИЕ 8
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ 9
1.1 Характеристика цеха, описание технологического процесса работы
механизма 9
1.2 Описание алгоритма работы механизма и основного
технологического оборудования 11
1.2.1 Описание основного оборудования 11
1.2.2 Краткое описание алгоритма работы МПА 21
1.3 Цель и задачи автоматизации, требования к системе автоматизации 25
1.4 Разработка архитектуры системы автоматизации 28
2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
УПРАВЛЕНИЯ 31
2.1 Разработка функциональных схем системы автоматизации 31
2.2 Выбор технических средств системы автоматизации 31
2.2.1 Индуктивный конечный выключатель TEKO 32
2.2.2 Магниточувствительный конечный выключатель TEKO 33
2.2.3 Оптический датчик Lanbao 33
2.2.4 Датчик уровня магниточувствительный DUG2-100-1 34
2.2.5 Датчик температуры ТСМУ 35
2.2.6 Датчик давления WIKA 36
2.2.7 Инкрементальный энкодер Omron 36
2.2.8 ПЛК CPU 1516F-3 PN/DP 37
2.2.9 Станция удаленного ввода/вывода IM 155-6PN HF 38
2.2.10Модуль дискретных входов DI 8x24VDC ST 39
2.2.11 Модуль дискретных выходов DQ 8x24VDC/0.5A ST 39
2.2.12Модуль аналоговых входов AI 2xU/I 2-,4-wire HF 40
2.2.13Модуль аналоговых выходов AQ 2xU/I HF 40
2.2.14Модуль высокоскоростного счетчика TM Count 1-24V 40
2.2.15Панель визуализации HMI KTP-1200 41
2.2.16Привод конвейера машины мойки АИР 71 В4 41
2.2.17Привод ж/д вагонеток машины мойки АМ 100 S4 42
2.2.18Привод насосной станции душевой установки 112 М2 43
2.2.19Преобразователь частоты VEDA VF 43
2.2.20Преобразователь частоты VF-101-P1K5 44
2.3 Разработка электрических схем соединения элементов системы
автоматизации 44
2.4 Разработка алгоритма управления системы автоматизации 45
2.4.1 Управление механизмом передачи подвесов 45
2.4.2 Управление механизмом разбора анода 50
2.4.3 Управление толкателем ж/д тележек 60
2.4.4 Управление главным конвейером МПА 64
2.4.5 Насосная станция МПА 66
2.5 Разработка программного обеспечения системы автоматизации 66
2.6 Разработка системы визуализации управления технологическим
процессом 75
2.6.1 Главный экран панели оператора 75
2.6.2 Экран комбинированной схемы душевой установки 76
2.6.3 Экран с толкателем ж/д тележек 78
2.6.4 Экран пневматической схемы транспортера подвесов 79
2.6.5 Экран гидравлической схемы механизма разборки и укладки
анодных остатков 80
2.6.6 Экран интерактивного управления механизмом разборки
анодных остатков 82
2.6.7 Экраны с таблицами сигналов механизмов МПА 83
2.7 Моделирование типовых технологических процессов 84
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАССЧЕТЫ 94
3.1 Экономическая суть проекта 94
3.2 Расчёт производственной программы цеха 94
3.2.1 Расчет фактического годового фонда рабочего времени 94
3.2.2 Расчет производительности оборудования 96
3.3 Расчет сметы капитальных затрат 96
3.3.1 Расчет себестоимости приобретенного оборудования 96
3.3.2 Затраты на монтаж оборудования и транспортные расходы ... 98
3.4 Расчет расходов на содержание и эксплуатацию приобретенного
оборудования 99
3.4.1 Расчет амортизационных отчислений 99
3.4.2 Расчет материальных затрат на электроэнергию 100
3.5 Расчет оплаты труда со страховыми взносами 101
3.6 Расчет прибыли и показателей рентабельности 104
3.7 Расчет срока окупаемости проекта 105
3.8 Составление сводной таблицы технико-экономических расчетов .. 107
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 110
ПРИЛОЖЕНИЯ 111
ПРИЛОЖЕНИЕ А 111
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 116
ПРИЛОЖЕНИЕ В 134
Медь является одним из широко применяемых в технике металлов. Поэтому задача повышения механических и эксплуатационных свойств материалов на основе меди является важной задачей. Наиболее перспективным направлением улучшения свойств таких материалов следует признать применение медных нанопорошков. Широкое применение нанопорошков меди для создания функциональных материалов является актуальной задачей в настоящее время. Известно, что малые добавки медных нанопорошков улучшают качество порошковых сталей и шинных резин. Нанопорошки меди могут улучшить процесс спекания в порошковой металлургии; они способны поддерживать высокую и стабильную проводимость и могут быть использованы для миниатюризации деталей в технике связи и электронике, в химической промышленности могут выступать в качестве катализаторов реакций, обеспечивать электропроводность и улучшать механические свойства полимеров и т.д. Для производства нанопорошков меди в настоящее время используют различные новые методы. В частности, метод электрического взрыва проводника (ЭВП), технология испарения-конденсации, золь-метод и т.д. Однако ведутся разработки по усовершенствованию традиционных методов получения металлических порошков, таких как химическое восстановление и электролитическое осаждение. Электролитический метод более дорог, чем восстановление, однако позволяет получать химически чистые порошки меди, которые имеют уникальные, стабильные свойства. Основным преимуществом данного метода является возможность регулирования свойств порошка путем варьирования параметров электролитического осаждения и состава электролита. Это позволяет влиять на структуру, размер, форму и химический состав порошков. В частности, введение в состав электролита химически- активных соединений позволяет получать более стабильные порошки с повышенными технологическими свойствами и требуемым размером частиц.
В данной работе была рассмотрен такой объект управления как машина промывки анодных остатков, используемая как промежуточный участок на производстве. Функция которого, это удаление сернокислотных отложений с отработанных анодов после процесса электролиза.
В первой главе настоящей ВКР были рассмотрены цех, в котором находится рассматриваемый объект управления и его технологический процесс, приведена технологическая схема. Далее проведено описание технологического оборудования и каждого узла рассматриваемой линии. Приведен краткий алгоритм функционирования линии. Составлена архитектура разрабатываемой системы автоматизации.
Во второй главе производилась разработка системы автоматизации. Были составлены функциональная и принципиальная схемы автоматизации, на которых отражено основное оборудование системы автоматизации. Проведен подбор необходимых технических средств автоматизации. Далее был разработан подробный алгоритм функционирования объекта. Алгоритм описывает отдельные узлы рассматриваемого объекта автоматизации, а также отдельные ее элементы. После разработки алгоритма была рассмотрена проблема тестирования программы управления, в результате чего было принято решение по разработке модели объекта управления. После разработки модели объекта была разработана управляющая программа для контроллера.
Для того чтобы процессом можно было управлять, была разработана система визуализации для сенсорной панели оператора. Данная система содержит в себе экраны с мнемосхемами, позволяющие контролировать ход технологического процесса, а также производить ручное управление каждым исполнительным устройством системы.
После разработки программного обеспечения контроллера и панели визуализации было проведено моделирование типового технологического процесса. Сняты графики изменения технологических параметром и циклограммы всех узлов механизма, которым можно сделать вывод об работоспособности разработанного программного обеспечения контроллера.
В третьей главе были рассмотрены технико-экономические показатели рассматриваемого объекта. Был составлен эффективный фонд рабочего времени работы линии. Была рассчитана смета капитальных затрат необходимых для покупки нового оборудования, и проведению монтажностроительных работ. Далее определено количество работников, необходимое для функционирования линии, определены фонд заработной платы основных работников, а также сумма страховых отчислений. Были рассчитаны расходы на содержание оборудования. После были определены такие экономические показатели, как: показатель окупаемости, чистый дисконтированный доход, индекс доходности и дисконтированы срок окупаемости.
В первой главе настоящей ВКР были рассмотрены цех, в котором находится рассматриваемый объект управления и его технологический процесс, приведена технологическая схема. Далее проведено описание технологического оборудования и каждого узла рассматриваемой линии. Приведен краткий алгоритм функционирования линии. Составлена архитектура разрабатываемой системы автоматизации.
Во второй главе производилась разработка системы автоматизации. Были составлены функциональная и принципиальная схемы автоматизации, на которых отражено основное оборудование системы автоматизации. Проведен подбор необходимых технических средств автоматизации. Далее был разработан подробный алгоритм функционирования объекта. Алгоритм описывает отдельные узлы рассматриваемого объекта автоматизации, а также отдельные ее элементы. После разработки алгоритма была рассмотрена проблема тестирования программы управления, в результате чего было принято решение по разработке модели объекта управления. После разработки модели объекта была разработана управляющая программа для контроллера.
Для того чтобы процессом можно было управлять, была разработана система визуализации для сенсорной панели оператора. Данная система содержит в себе экраны с мнемосхемами, позволяющие контролировать ход технологического процесса, а также производить ручное управление каждым исполнительным устройством системы.
После разработки программного обеспечения контроллера и панели визуализации было проведено моделирование типового технологического процесса. Сняты графики изменения технологических параметром и циклограммы всех узлов механизма, которым можно сделать вывод об работоспособности разработанного программного обеспечения контроллера.
В третьей главе были рассмотрены технико-экономические показатели рассматриваемого объекта. Был составлен эффективный фонд рабочего времени работы линии. Была рассчитана смета капитальных затрат необходимых для покупки нового оборудования, и проведению монтажностроительных работ. Далее определено количество работников, необходимое для функционирования линии, определены фонд заработной платы основных работников, а также сумма страховых отчислений. Были рассчитаны расходы на содержание оборудования. После были определены такие экономические показатели, как: показатель окупаемости, чистый дисконтированный доход, индекс доходности и дисконтированы срок окупаемости.
