Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ 6
1.1 Описание и назначение 6
1.2 Классификация 7
1.3 Тип электропривода 11
1.4 Расчет моментов рольганга 11
1.5 Исходные данные для проектирования 14
2 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 16
2.1 Нагрузочные диаграммы скорости рабочего органа 16
2.2 Расчет мощности двигателя 24
2.3 Выбор типа электродвигателя 25
2.4 Приведение моментов к валу двигателя 26
2.5 Предварительная проверка двигателя 32
3 ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 37
3.1 Выбор преобразователя частоты 37
3.2 Выбор дополнительных элементов электропривода 38
3.2.2 Выбор сетевого дросселя 38
3.2.3 Выбор выходного дросселя 39
3.2.4 Выбор ЭМС фильтра 40
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ - ДВИГАТЕЛЬ 41
4.1 Расчет статических характеристик 41
4.1.1 Расчёт естественных характеристик электродвигателя 41
4.1.2 Расчет параметров схем включения, обеспечивающих работу
двигателя в заданных точках 42
4.2 Расчет переходных процессов 45
4.3 Интегральные показатели переходных процессов 49
4.3.1 Проверка на перегрузочную способность 49
4.3.2 Проверка по производительности 50
4.3.3 Проверка по нагреву двигателя 51
4.3.4 Проверка по нагреву преобразователя 52
4.3.5 Энергетические показатели 53
5 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 54
5.1 Описание автоматизации механизма 54
5.2 Алгоритм системы автоматизации 55
5.3 Разработка функциональной схемы системы автоматизации 59
6 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 61
6.1 Выбор электродвигателей 61
6.1.1 Выбор электродвигателей отводящих рольгангов 61
6.1.2 Выбор электродвигателя ножниц 61
6.2 Выбор преобразователя частоты 62
6.2.1 Выбор преобразователя частоты для отводящего рольганга 62
6.2.2 Выбор преобразователя частоты для ножниц 62
6.3 Выбор программируемого логического контроллера 63
6.4 Выбор дополнительных элементов автоматизации 64
6.4.1 Выбор датчиков 64
6.4.2 Выбор блока питания 65
7 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ 67
8 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 76
ПРИЛОЖЕНИЯ 78
ПРИЛОЖЕНИЕ А 78
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 80
В настоящее время существует большая потребность в изготовлении различных предметов из металлических заготовок. И немаловажную роль в данном производстве принадлежит рольгангам, а именно рольгангам перед ножницами.
Рольганг перед ножницами - это электромеханическая система, предназначенная для транспортирования заготовок к ножницам для резки и для транспортировки их через ножницы после резки.
Рольганг играет важную роль в процессе производства, позволяя получить высококачественный продукт и уменьшить затраты на производство благодаря его высокой эффективности.
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка и исследование систем электропривода рольгангов перед ножницами металлообрабатывающего производства.
В данной выпускной квалификационной работе был спроектирован автоматизированный электропривод системы рольгангов.
Исходя из исходных данных для проектирования был произведен расчет мощности электродвигателя. И был выбран мотор-редуктор F77 В132М4 мощностью 7,5 кВт. После выбора мотор-редуктора было произведено приведение статических моментов и моментов инерции. И была проведена предварительная проверка по производительности и по нагреву.
Исходя из выбранного мотор-редуктора был подобран преобразователь частоты фирмы Shneider Electric ATV71HD11N4 мощностью 11 кВт с возможностью позиционирования. И для данного преобразователя были выбраны дополнительные элементы.
При помощи готовой программы haradkz.m были построены естественные и искусственные механические и электромеханические характеристики. И при помощи готовой программы zipchad.m были построены переходные характеристики системы.
По интегральным показателям, снятым вместе с переходными характеристиками, были проведены проверки выбранного оборудования, которые данные проверки прошли успешно.
Исходя из описания автоматизации системы были составлены входные и выходные сигналы, а также были составлены логические уравнения.
Далее была составлена функциональная схема, по которой уже были выбраны элементы автоматизации. Были выбраны двигатели и преобразователи частоты для отводящих рольгангов, которые совпадают с выбранными ранее. И был выбран асинхронных двигатель с короткозамкнутым ротором серии АИР АИР112М4 мощностью 5,5 кВт и преобразователь частоты фирмы Shneider Electric ATV71HU55N мощностью 5,5 кВт для ножниц. В качестве устройства управления был выбран программируемый контроллер TM241CE40T, а в качестве панели управления была выбрана сенсорная панель оператора HMIGXU3512. И в качестве датчиков положения заготовки был выбран оптический датчик G18-3B2NA. Также для питания всей системы автоматизации был выбран блок питания PS-65-24.
Исходя из выбранных элементов автоматизации была спроектирована схема электрическая принципиальная.
И в конце было разработано программное обеспечение для данной системы автоматизации.
