Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 8
1.1 Описание работы сталкивателя слябов 8
1.2 Исходные данные для проектирования 9
2 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 11
2.1 Расчет нагрузочных диаграмм скорости и моментов рабочего органа 11
2.2 Предварительный расчет мощности электродвигателя 21
2.3 Предварительный выбор электродвигателя и редуктора 23
2.4 Приведение статических моментов и моментов инерции 26
2.5 Предварительная проверка двигателя 36
2.5.1 Проверка двигателя по производительности 36
2.5.2 Проверка двигателя по нагреву 39
3 ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И РАСЧЕТ
ХАРАКТЕРИСТИК 42
3.1 Выбор системы управления электродвигателем 42
3.2 Выбор преобразователя частоты 44
3.3 Выбор сетевого дросселя 46
3.4 Выбор радиочастотного фильтра 48
3.5 Выбор тормозного резистора 48
3.6 Разработка принципиальной силовой электрической схемы 50
3.7 Расчет статических характеристик 52
3.8 Расчет динамических характеристик 55
4 АВТОМАТИЗАЦИЯ МЕХАНИЗМА 60
4.1 Описание технологического процесса 60
4.2 Основные сигналы системы 62
4.3 Логические уравнения 66
Разработка функциональной схемы системы автоматизации 70
4.5 Выбор элементной базы и преобразователей технологической
информации системы 73
4.5.1 Выбор электродвигателей и преобразователей частоты 73
4.5.2 Выбор датчиков 75
4.5.3 Выбор программируемого контроллера 81
4.5.4 Выбор источника питания 85
4.6 Разработка принципиальной электрической схемы системы
автоматизации 86
4.7 Разработка программного обеспечения 87
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 94
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А 96
Современное металлургическое производство, а также его электрифицированное механическое оборудование требует все более автоматизированных систем управления, которые могут без особого участия человека, управлять технологическим процессом. Данные автоматизированные комплексы позволяют, в первую очередь, привести к минимуму деятельность человека в процессе производства, что поможет благоприятно сказаться на здоровье самого человека во вредных или опасных условиях труда. Такие системы также оказывают не только благоприятные условия для работы человека, а также для самих механизмов. В условиях, когда механизмами управляет не человек, а программа практически исключается человеческий фактор, который оказывает существенное влияние как на само производство, так и на производительность объектов производства.
Тип электропривода определяется, в основном конструктивными и кинематическими особенностями рабочего органа механизма, который в последующем выбирается из существующих или разрабатывается по полученным данным исполняющего механизма. Также и имеет место и обратное влияние, когда механизм проектируют под заданный электропривод. Соотношение последних сказывается, в лучшую сторону, на статические и динамические качества, а также на экономическую часть механизма таких как: обслуживание, выдаваемую производительность, потребление электроэнергии и др.
Внедрение автоматизированных систем в электропривод сталкивателя слябов и механизмов его участка позволит оптимизировать рабочий процесс и уменьшить роль оператора в технологическом процессе.
В данной квалификационной работе был произведен расчет электропривода сталкивателя слябов и спроектирована система автоматизации участка, в который вошли: электропривод сталкивателя слябов, электропривод подъемного стола и электропривод рольганга.
Расчет мощности двигателя производился методом среднеквадратичного момента. Рассчитаны динамические и статические моменты, в результате выбран асинхронный двигатель 7FMTКH160S8. Для управления этим двигателем выбран частотный преобразователь фирмы INSTART, серии FCI - FCI-G11/P15- 4BF. Построены нагрузочные диаграммы, статические и динамические характеристики.
При разработке алгоритма автоматизации была описана последовательность работы механизмов и составлены логические уравнения всей системы. На основании описания технологического процесса был разработан пульт управления системой и составлена функциональная схема с расположением основных элементов системы.
Исходя из технологии работы механизмов был произведен выбор основного оборудования: два асинхронных двигателя для управления рольгангом и подъемным столом, преобразователи частоты фирмы INSTART, датчики контроля положения механизмов и наличия слябов, в качестве блока управления был выбран программируемый логический контроллер ПЛК110 с модулем ввода и вывода дискретных сигналов, блок питания для питания низковольтных элементов.
На основе алгоритма работы системы автоматизации была написана программа в программном обеспечение Codesys 2.3.
Согласно функциональной схеме была создана электрическая принципиальная схема.
