АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОКОВОК НА КОВОЧНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССАХ. АНАЛИЗ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕССОМ
1.1. Технология производства поковок 12
1.2 Анализ действующей системы управления ковочным прессом 18
2 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
2.1 Выбор промышленного контроллера 22
2.2 Выбор устройства распределенного ввода-вывода 25
2.3 Выбор КИП и исполнительных устройств 26
2.4 Выбор SCADA-системы и оборудования для ее размещения 31
3 РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ 37
3.1 Работа насосной маслостанции 41
3.2 Специфические функции системы 57
3.3 Управление столом 65
3.4 Управление процессом ковки 73
4 РАЗРАБОТКА АРМ ОПЕРАТОРА ПРЕССА ПА1301
4.1 Выбор оборудования для АРМ оператора пресса ПА1301,
организация обмена данными 90
4.2 Выбор среды разработки. Определение формата команд управления
и отображения результатов управления прессом 92
4.3 Разработка экранных форм 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 120
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 123
ПРИЛОЖЕНИЯ
Надёжность любого производства, любой металлической конструкции зависит от качества выполнения металлообработки. Одним из способов металлообработки является обработка металлов давлением. В процессе такой обработки форма металлической заготовки изменяется без нарушения её сплошности за счёт пластической деформации заготовки под действием приложенных внешних сил. Высокая производительность обработки давлением, малоотходность, низкая себестоимость и высокое качество продукции - те критерии, которые обеспечивают этому виду обработки металлов массовое применение в машиностроении. Так, обработке давлением подвергают около 90% всей выплавляемой стали и свыше 50% цветных металлов.
Одной из технологий обработки металлов давлением является ковка, позволяющая производить штучные изделия разнообразных форм, размеров, причем по форме и размерам поковки либо совсем не отличаются, либо незначительно отличающиеся от готовых деталей. По точности воспроизведения формы и размеров различают поковки годные, дефектные и окончательный брак. Окончательный брак направляется на переплавку, а дефектные поковки исправляются дополнительной лезвийной обработкой на металлорежущих станках[32]. Поэтому изготовление поковок повышенной точности позволяет сократить расходы на их производство благодаря устранению или сокращению объема последующей механической обработки. Это важно, поскольку стальные поковки применяются в различных отраслях промышленности. Так, в нефтехимической - это обечайки и патрубки, в энергетике - это заготовки для газовых турбин, роторов, валов генераторов и ветрогенераторов, гидровалов, в металлургии поковки применяют как опорные или рабочие валки, заготовки плит под штамповку, колонны прессов, трубные заготовки, валки, как холодной, так и горячей прокатки [23,79]. В горнодобывающей промышленности поковки применяют для валов, осей, шестерней, в судостроении для гребных, а также для промежуточных валов, в строительстве - это кованые прутки [75]...
1. Основными недостатками действующей системы управления прессом ПА1301 являются:
- значительный износ частей и механизмов гидравлического пресса;
- отсутствие защиты системы от гидравлических ударов, которые приводят к выходу из строя датчиков, к повреждению целостности трубопроводов и к деформациям рабочих цилиндров;
- низкое качество поковок (допуск в ковке 10 мм), поскольку система управления прессом разомкнутая;
- отсутствие возможности текущего контроля за процессом ковки, отсутствие возможности оперативной диагностики неисправностей;
- оператор (кузнец) в процессе управления находится в непосредственной близости к прессу и подвергается значительным тепловым и вибрационным перегрузкам, что вредит его здоровью и приводит к снижению качества работы.
2. Модернизация системы управления прессом ПА1301 должна обеспечить:
- защиту системы от гидроударов переходом от двухпозиционного управления клапанами (открыт/закрыт)гидроцилиндров стола и траверсы к пропорциональному закону управления, реализующему многопозиционное перемещение клапанов;
- сокращение допусков на поковки, увеличение производительности пресса посредством автоматизации управления подвижной траверсой и столом пресса (подъем и опускание с регулируемыми скоростями, а также остановка в заданном положении подвижной траверсы пресса; перемещение с регулируемыми скоростями в обоих направлениях и фиксация стола пресса), посредством реализации управляющего устройства на базе контроллера Siemens последнего поколения и разработки для него программного обеспечения ;
- возможность оперативной диагностики неисправностей пресса, улучшения условий труда оператора посредством создания закрытого пункта управления, оборудованного электронным комплексом АРМ с реализацией информирования оператора о текущем состоянии основных устройств гидросистемы пресса, об отдельных нарушениях в ее работе, с архивированием информационных, предупредительных и аварийных сообщений.
3. В качестве управляющего устройства модернизированной системы управления прессом ПА1301рекомендуется использование промышленного контроллера Siemens S7-1500 с CPU 1517-3 PN/DP по уровню производительность, из-за наличия естественного охлаждения, из-за повышенной степени защиты программы и данных и модульности.
3. В качестве устройства распределенного ввода-вывода выбрана промышленная станция ET-200SP, обеспечивающая требуемую скорость передачи данных промышленному контроллеру.
4. Для организации замкнутой системы управления перемещением траверсы и стола выбраны следующие датчики: для контроля ковочного размера и скорости прессования рекомендовано использование тросикового датчика типа CE-65-M SSI TR-VCE-TI-GB-0300 (фирма TR-electronic) в комплекте с тросиковым блоком SL3010; для определения усилия прессования, давления в масленых системах, давления в водяных системах рекомендованы датчики давления фирмы WIKA S10; для контроля положения пропорционального водяного клапана выбран датчик (BTL5-E10-M0050-K-K05 в комплекте с магнитом BTL-P-1013-4R) магнитострикционного типа фирмы BALLUFF MICROPULSE BTL5.
5. Для реализации вспомогательных контуров управления, обеспечивающих безопасность эксплуатации прессового оборудования выбраны: датчик текущей температуры поковки (стационарный пирометр частичного излучения Термоскоп-200-ВТ0-СР ТУ 4211-001-15061326- 2003фирмы ИНФРАТЕСТ), датчик текущей температуры масла (ТСМУ Метран-274), датчик уровня масла в баке (екостной датчик-реле уровня CSN EC48B8-43P-20-LZS4-P1фирмы ТЕКО), датчики конечных положений дискретных водяных клапанов (индуктивные конечные выключатели фирмы ТЕКО, тип ISN FS4A-31P-12-L), датчики уровня воды высокого и низкого давления (байпасные поплавковые колонки фирмы Kuebler)...
