Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 7
1.1 Характеристика цеха. Описание технологического процесса работы 7
1.2 Характеристика и кинематическая схема проектируемого устройства 11
1.3 Требования к электроприводу и системе автоматизации 14
2 ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 15
2.1 Выбор системы привода 15
2.2 Нагрузочная диаграмма и тахограмма работы привода 16
2.3 Выбор силового оборудования 24
2.4 Защита электропривода, расчет уставок защитных устройств 30
2.5 Функциональная схема регулирования технологических координат 32
2.6 Разработка структурной схемы САР и моделирование типовых режимов
работы электропривода 33
2.7 Выбор основного оборудования пневмопривода 41
3 РАЗРАБОТКА САУ 48
3.1 Архитектура системы автоматизации агрегата 48
3.2 Выбор контроллеров и датчиков технологических координат 51
3.3 Разработка алгоритма управления САУ 56
4 РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 58
4.1 РСЭО до внедрения оборудования 58
4.2 Расчет сметы капитальных затрат 60
4.3 РСЭО для проектируемого агрегата 62
4.4 Срок окупаемости 65
4.5 Сводная таблица технико-экономических расчетов 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
Компания ООО «Ресурс» - это современная компания по переработке зерна и производитель качественных круп и зерновых хлопьев. Данная компания производит различные сорта круп в разных упаковках для розничной продажи. Для снижения затрат на производство ООО «Ресурс», как и многие современные компания, старается максимально автоматизировать производство, так как такое производство является более перспективным и конкурентоспособным на рынке товаров.
Основным начальным направлением считается подробный анализ технологического процесса, оборудования, уже установленного на производстве.
Последовательность этапов работы фасовочного цеха можно разделить на 4 стадии: фасовка крупы в варочные пакетики, упаковка пакетиков в крой-коробки, перемещение и упаковка крой-коробок в гофро-ящик, формирование паллет с готовой продукцией и их транспортировка.
В данной ВКР объектом проектирования станет этап упаковки крой-коробок в гофро-ящик, а именно заклейки гофро-ящиков скотчем, так как данный процесс на настоящий момент не полностью автоматизирован. Необходимо обеспечить непрерывное заклеивание гофро-ящиков с достаточными скоростью и надежностью. Оборудованием, способным заменить на данном этапе человеческий труд, мехатронная система автоматической заклейки гофрокоробов скотчем.
После подбора и проверки оборудования, нужно разработать систему автоматического управления технологическим процессом (АСУ ТП), которая и будет осуществлять процесс работы.
Далее необходимо провести экономическую оценку уместности использования устанавливаемого оборудования, рассчитать экономическую выгоду и срок окупаемости.
Процесс разработки управления электро- или пневмоприводами является одним из наиболее важных этапов при проектировании промышленных технологических процессов.
Для полной и правильной разработки устройства сначала был проведен обзор предприятия, проанализирован существующий технологический процесс. Было выявлено, что главной целью на предприятии является окончательная автоматизация линий, в которых еще присутствует ручной. Полностью автоматизированный процесс имеет гораздо меньшие затраты на производство продукции и содержание.
В качестве темы работы был выбран этап заклейки гофро-ящиков скотчем с ручным на настоящее время трудом. Благодаря анализу производства и процесса, разработанное устройство было специально спроектировано с учетом всех технологических требований, предъявляемых к нему.
Для удовлетворения требованиям, была разработана система автоматизации упаковки гофро-ящиков скотчем.
В ходе работы было рассчитано и выбрано основное оборудование для асинхронных электроприводов и для пневмосистемы. Силовое оборудование было проверено по нагреву и другим необходимым параметрам. Также в работе выбраны выключатели для защиты электроприводов от короткого замыкания и перегрузке по току.
Для защиты пневматического привода был выбран блок подготовки воздуха со всеми необходимыми функциями защиты.
Для проверки правильности выбранного метода регулирования, была построена математическая модель управления скоростью электродвигателя, рассчитаны все необходимые параметры для построения этой модели, смоделированы типовые режимы работы мотор-редуктора в программной среде Matlab Simulink. Для регулирования скорости была создана система подчиненного регулирования с регулятором скорости, имеющим пропорционально¬интегральный вид.
По полученным переходным и установившимся процессам, по диаграмме изменения моментов, было оценено качество регулирование и соответствие его требованиям.
Для осуществления системы автоматизации устройством, управлением всеми подчиненными устройствами и сбора информации, был подобран контроллер.
Также проработана взаимосвязь всех устройств в агрегате, интерфейсы их связи. Были подобраны фотоэлектрические датчики для обнаружения гофро- ящика, проверки срабатывания подгибателя и наличия скотча.
Для корректной работы и правильной последовательности действий был разработан алгоритм работы контроллера и всех подчиненных устройств.
Для обоснования внедренного оборудования были рассчитаны технико-экономические показатели. Они показывали разницу затрат предприятия при ручном труде до внедрения и автоматизированном производстве после него. Сумма капитальных вложений, которые необходимы для создания проектируемого агрегата, равна 858400 рублей. Эта сумма состоит затрат на приобретение необходимого оборудования, его транспортировку, установку и другие расходы.
При сравнении капитальных затрат с суммой заработных плат в год для работников, выполняющих заклейку гофро-ящиков, было выведено, что новое оборудование окупится в течении 5 месяцев. Из этого следует, что разработка такого агрегата для производства является экономически обоснованной.
