Введение 13
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ 14
1 Техническое задание 15
1.1 Обзор литературы 15
1.2 Назначение станка для наплавки 15
1.3 Основные цели и задачи 15
2 Основная часть 17
2.1 Описание установки 17
2.2 Управление установкой 18
2.2.1 Управление подачей проволоки 21
2.2.2 Управление сварочным аппаратом 25
2.3 Выбор средств реализации системы управления 27
2.3.1 Выбор датчиков положения 27
2.3.2 Выбор контроллерного оборудования 30
2.3.2 Выбор преобразователя частоты 32
2.4 Разработка программного обеспечения 33
2.4.1 Автоматическое поддержание выбранного режима сварки 33
2.4.2 Настройка ПИ - регулятора напряжения 34
2.4.3 Направление вращения стола 36
2.4.4 Работа энкодера 37
2.4.5 Сетевой обмен данными 37
2.4.6 Создание визуализации на экране ПР200 39
2.4.7 Создание визуализации панели оператора 40
3 Электрическая принципиальная схема 43
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 45
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережений 45
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 45
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений 46
4.1.3 Технология QuaD 47
4.1.4 SWOT-анализ 48
4.2 Определение возможных альтернатив проведения научных
исследований 51
4.2.1 Цели и результаты проекта 51
4.3 Планирование научно-исследовательских работ 52
4.3.1 Структура работ в рамках научного исследования 52
4.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ 53
4.3.3 Разработка графика проведения научного исследования 54
4.3.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 57
4.3.4.1 Расчет материальных затрат НТИ 57
4.3.4.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) затрат 58
4.3.4.3 Основная заработная плата исполнителей темы 59
4.3.4.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 61
4.3.4.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) .. 62
4.3.4.6 Накладные расходы 62
4.3.4.7 Формирование бюджета затрат научно-технического проекта.... 63
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования.. 64
4.5 Выводы по разделу 67
5 Социальная ответственность 70
5.1 Введение 70
5.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 71
5.2.1 Правовые нормы 71
5.2.2 Эргономические требования к правильному расположению и
компоновке рабочей зоны 72
5.3 Производственная безопасность 73
5.3.1 Отсутствие и недостаток искусственной освещенности 74
5.3.2 Умственное перенапряжение, в том числе вызванное
информационной нагрузкой 75
5.3.3 Превышение уровня шума и другие его неблагоприятные
характеристики 76
5.3.4 Отклонение показателей микроклимата 77
5.3.5 Производственные факторы, связанные с электрическим током.... 78
5.4 Экологическая безопасность 79
5.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 80
5.6 Вывод по разделу 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 84
Приложение А (обязательное) Схема управления ДПТ 87
Приложение Б (обязательное) Электрическая схема шкафа 89
Приложение В (обязательное) Электрическая схема пульта 91
В России железнодорожный транспорт является одним из основных видов транспорта. Он занимает 50 % от всего грузооборота страны. Техническое состояние железнодорожной отрасли зависит от эффективности ремонта.
При эксплуатации вагонов неизбежно происходит износ различных деталей, так как находятся в условиях постоянного трения. Это может привести к большим трудностям при интенсивном использовании вагонов, и поэтому ремонт становится необходимостью.
Если количество вагонов постоянно увеличивается, то и количество вагонов, требующих ремонта и качества технического обслуживания тоже увеличивается.
Более экономичным способом восстановления деталей вагонов является наплавка. Она эффективна и не требует сложного технологического оборудования. Также, необходимость использования более эффективных и современных методов ремонта в железнодорожной отрасли становится все более актуальной. Таким образом, развитие новых методов и технологий в этой области является важной задачей, которая будет продолжать привлекать внимание профессионалов в будущем.
Объект исследования - станок наплавки центров и резьбовой части колёсных пар локомотивов.
По результатам работы было выполнено описание установки и описание процесса управления. Было приведено сравнение средств реализации системы управления, а конкретнее сравнение контроллерного оборудования, выбор пал на программируемое реле ОВЕН ПР200, сравнение датчиков положения, был выбран PS2-12M33-4N11-K производства Мега-К и сравнение преобразователей частоты, был выбран ProfiMaster PM150A-4T-0.7В.
Была разработана принципиальная электрическая схема системы.
Также, была разработана САР, предназначенная для поддержания выбранного режима сварки за счет регулирования скорости подачи проволоки.
Для управления подачей проволоки был использован двигатель постоянного тока (24в, 5А). Чтобы им управлять была реализована широтно-импульсная модуляция (ШИМ), выполнена плата методом лазерно-утюжной технологией.
Чтобы управлять напряжением сварочного выпрямителя ВДУ-506С с программируемого реле, была выполнена схема, на основе N-канального транзистора mosfet, принцип которой заключается в том, что открытие канала сток-исток начинается при подаче напряжения на затвор-исток с 2,6в, заканчивается при 3,6в, в этом промежутке, при увеличении напряжения увеличивается сопротивление. Для программирования ПР200 и ПР102 использована программная среда OWEN Logic.
Также, был разработан интерфейс визуализации путем на программирования панели оператора Weintek cMT2108x2 в среде программирования EasyBuilder Pro. Организован сетевой обмен данными между ПР200, ПР102, двумя ПЧ и панелью оператора по интерфейсу RS-485 c использованием протокола Modbus RTU.
