Помощь студентам в учебе
Автоматизированная система учета готовой продукции
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ 9
1.1 Характеристика цеха, описание технологического процесса 9
1.2 Описание основного технологического оборудования и алгоритма
работы механизма 10
1.3 Цели и задачи автоматизации, требования к системе автоматизации .... 18
1.4 Обзор существующих вариантов автоматизации технологического
процесса 19
1.5 Разработка упрощенной функциональной схемы автоматизации 22
2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 24
2.1 Разработка архитектуры систем автоматизации 24
2.2 Выбор технических средств автоматизации 30
2.2.1 Оптические бесконтактные датчики 31
2.2.2 Емкостные бесконтактные датчики 32
2.2.3 Индуктивные бесконтактные датчики 33
2.2.4 Ультразвуковые бесконтактные датчики 34
2.2.5 Ультразвуковые бесконтактные датчики 35
2.2.6 Выбор удаленного блока ввода - вывода 40
2.2.7 Выбор блока питания, 44
2.2.8 Выбор SCADA - системы 44
2.2.9 Выбор средств связи 49
2.3 Разработка автоматизированного рабочего места 51
2.4 Разработка схем соединения элементов системы автоматизации 52
2.5 Разработка системы визуализации SCADA - системы 52
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 54
3.1 Краткая характеристика подразделения и выпускаемой продукции 54
3.2 Расчёт производственной программы цеха 54
3.3 Расчёт сметы капитальных затрат 56
3.4 Расчет РСЭО 57
3.4.1 Расчет РСЭО до внедрения проектируемых мероприятий 57
3.4.2. Расчет РСЭО после внедрения проектируемых мероприятий 60
3.5. Расчет окупаемости проекта 61
3.6. Составление сводной таблицы технико-экономических расчетов 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А 67
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 69
ПРИЛОЖЕНИЕ В 72
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ 9
1.1 Характеристика цеха, описание технологического процесса 9
1.2 Описание основного технологического оборудования и алгоритма
работы механизма 10
1.3 Цели и задачи автоматизации, требования к системе автоматизации .... 18
1.4 Обзор существующих вариантов автоматизации технологического
процесса 19
1.5 Разработка упрощенной функциональной схемы автоматизации 22
2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 24
2.1 Разработка архитектуры систем автоматизации 24
2.2 Выбор технических средств автоматизации 30
2.2.1 Оптические бесконтактные датчики 31
2.2.2 Емкостные бесконтактные датчики 32
2.2.3 Индуктивные бесконтактные датчики 33
2.2.4 Ультразвуковые бесконтактные датчики 34
2.2.5 Ультразвуковые бесконтактные датчики 35
2.2.6 Выбор удаленного блока ввода - вывода 40
2.2.7 Выбор блока питания, 44
2.2.8 Выбор SCADA - системы 44
2.2.9 Выбор средств связи 49
2.3 Разработка автоматизированного рабочего места 51
2.4 Разработка схем соединения элементов системы автоматизации 52
2.5 Разработка системы визуализации SCADA - системы 52
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 54
3.1 Краткая характеристика подразделения и выпускаемой продукции 54
3.2 Расчёт производственной программы цеха 54
3.3 Расчёт сметы капитальных затрат 56
3.4 Расчет РСЭО 57
3.4.1 Расчет РСЭО до внедрения проектируемых мероприятий 57
3.4.2. Расчет РСЭО после внедрения проектируемых мероприятий 60
3.5. Расчет окупаемости проекта 61
3.6. Составление сводной таблицы технико-экономических расчетов 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А 67
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 69
ПРИЛОЖЕНИЕ В 72
ООО «Детали машин» - микропредприятие, предоставляющее услуги: производство подшипников, зубчатых передач, элементов механических передач и приводов, обработка металлов и нанесение покрытий на металлы, производство станков, машин и оборудования для обработки металлов, и прочих твердых материалов, торговля автомобильными деталями, узлами и принадлежностями, торговля оптовая прочими машинами и оборудованием. Организация состоит в реестре субъектов малого и среднего предпринимательства с 01.08.2016 как микропредприятие.
Процесс производства различной продукции представляет собой полуавтоматический процесс, при котором задействованы оператор и станок с числовым программным управлением (ЧПУ). ЧПУ - это высокотехнологичное оборудование, в котором управление исполнительными устройствами (приводы) происходит в автоматическом режиме, путем написания программы оператором. Приводы, работающие по определенной программе, приводят в действие рабочие элементы машины. В зависимости от типа станка рабочие элементы варьируются. Это может быть сверло, шпиндель, пуансон и т.д. Парк станочного оборудования на рассматриваемом предприятии достаточно разнообразен: токарные, фрезерные, пило-отрезные, маркировочные, шлифовальные.
Каждое предприятие стремится к тому, чтобы полностью или частично автоматизировать производственный процесс. Такой вектор развития позволяет ускорить производство и снизить процент ошибок, что принесет большую прибыль. Комплексное автоматизированное производство - открывает новые перспективы роста для предприятия, но сделать это моментально, тем более уже на действующем предприятии - невозможно. Необходимо пошагово прорабатывать каждый этап производства, чтобы достичь автоматизации всего предприятия в целом. Автоматизированная система учета готовой продукции - это основополагающая часть модернизации производства, которая в дальнейшем открывает возможности последующего развития предприятия в данном направлении. Чтобы внедрить данную систему в производственный цикл, нет необходимости в больших вложениях, но та польза, что принесет система в дальнейшем, значительно ощутима. В настоящее время предприятии работает в полуавтоматическом режиме благодаря станкам с системой ЧПУ. Учет продукции ведется вручную. Каждый станок оснащен счетчиком, который ведет подсчет запущенных циклов, в том числе и циклов без изделия, например, для наладки машины или тестирования написанной программы. Оператор, произведя определенное количество изделий, основываясь на счетчике, вписывает в журнал полученное число. Такая система учета неэффективна по той причине, что сложно отследить реальное количество произведенной продукции. Оператор может вписать в журнал неправильные данные, что приведет к несоответствию ожидаемого количества продукции и произведенного, что в дальнейшем приведет к проблемам с реализацией продукции. Также, оператор может произвести непригодное для реализации изделие и для достижения поставленной цели, изготовить новое, что влечет за собой дополнительную статью расходов для предприятия, а кто именно из операторов это сделал не всегда возможно отследить.
Рассматриваемое предприятие в полной мере подходит для интегрирования автоматизированной системы учета готовой продукции по той причине, что технологический процесс полностью состоит из работы станков, оснащенных системой ЧПУ. Автоматизированная система учета готовой продукции дает значительные преимущества:
1. Процесс учета происходит в реальном времени и у предприятия всегда есть актуальная информация о наличии определенного изделия;
2. Интерфейс системы учета интуитивно понятен даже для работников без технического образования;
3. Руководство в полной мере может оценить качество работы каждого оператора;
4. Экономия ресурсов увеличивается, путем быстрого реагирования исходя из предоставленных данных и обращения к определенному оператору для выяснения причин.
Внедрение системы автоматизированного учета готовой продукции будет производится на станке «СТП - 220» с ЧПУ «Маяк - 622» и включает в себя: установку бесконтактного датчика непосредственно в токарный станок, установку удаленного блока, установку SCADA - системы, создание связи между станком и SCADA - системой
Технический контроль о наличии заготовки в станке будет осуществляться с помощью бесконтактного датчика. Контактный датчик, в свою очередь, будет выбран исходя из особенностей заготовок. В связи с тем, что рассматриваемый станок достаточно старой модели, для подключения датчика к программируемому контроллеру (ПЛК) необходимо дополнительно установить удаленный блок ввода- вывода сигналов, чтобы успешно интегрировать датчик. Так как, на существующем ПЛК отсутствует дискретный вход. В свою очередь удаленный блок возможно подключить только через промышленную сеть CAN, исходя из особенностей машины. Передача данных от ПЛК к ПК с установленной на нем SCADA - системой будет осуществляться по интерфейсу Ethernet, протоколу Modbus - TCP. Реализация бесконтактного датчика будет осуществлена таким образом, чтобы датчик реагировал исключительно на заготовку. Следовательно, после срабатывания концевого выключателя на закрытие защитного экрана, активируется бесконтактный датчик. Немаловажно отметить тот факт, что после интегрирования автоматизированной системы учета на базе токарного станка «СТП-220», по схожему алгоритму можно будет подключить все имеющиеся станки на производстве.
Предприятие «Детали машин» в полной мере заинтересовано в интегрировании автоматизированной системы учета готовой продукции в свой производственный процесс и предоставило всю необходимую для проектирования информацию.
Процесс производства различной продукции представляет собой полуавтоматический процесс, при котором задействованы оператор и станок с числовым программным управлением (ЧПУ). ЧПУ - это высокотехнологичное оборудование, в котором управление исполнительными устройствами (приводы) происходит в автоматическом режиме, путем написания программы оператором. Приводы, работающие по определенной программе, приводят в действие рабочие элементы машины. В зависимости от типа станка рабочие элементы варьируются. Это может быть сверло, шпиндель, пуансон и т.д. Парк станочного оборудования на рассматриваемом предприятии достаточно разнообразен: токарные, фрезерные, пило-отрезные, маркировочные, шлифовальные.
Каждое предприятие стремится к тому, чтобы полностью или частично автоматизировать производственный процесс. Такой вектор развития позволяет ускорить производство и снизить процент ошибок, что принесет большую прибыль. Комплексное автоматизированное производство - открывает новые перспективы роста для предприятия, но сделать это моментально, тем более уже на действующем предприятии - невозможно. Необходимо пошагово прорабатывать каждый этап производства, чтобы достичь автоматизации всего предприятия в целом. Автоматизированная система учета готовой продукции - это основополагающая часть модернизации производства, которая в дальнейшем открывает возможности последующего развития предприятия в данном направлении. Чтобы внедрить данную систему в производственный цикл, нет необходимости в больших вложениях, но та польза, что принесет система в дальнейшем, значительно ощутима. В настоящее время предприятии работает в полуавтоматическом режиме благодаря станкам с системой ЧПУ. Учет продукции ведется вручную. Каждый станок оснащен счетчиком, который ведет подсчет запущенных циклов, в том числе и циклов без изделия, например, для наладки машины или тестирования написанной программы. Оператор, произведя определенное количество изделий, основываясь на счетчике, вписывает в журнал полученное число. Такая система учета неэффективна по той причине, что сложно отследить реальное количество произведенной продукции. Оператор может вписать в журнал неправильные данные, что приведет к несоответствию ожидаемого количества продукции и произведенного, что в дальнейшем приведет к проблемам с реализацией продукции. Также, оператор может произвести непригодное для реализации изделие и для достижения поставленной цели, изготовить новое, что влечет за собой дополнительную статью расходов для предприятия, а кто именно из операторов это сделал не всегда возможно отследить.
Рассматриваемое предприятие в полной мере подходит для интегрирования автоматизированной системы учета готовой продукции по той причине, что технологический процесс полностью состоит из работы станков, оснащенных системой ЧПУ. Автоматизированная система учета готовой продукции дает значительные преимущества:
1. Процесс учета происходит в реальном времени и у предприятия всегда есть актуальная информация о наличии определенного изделия;
2. Интерфейс системы учета интуитивно понятен даже для работников без технического образования;
3. Руководство в полной мере может оценить качество работы каждого оператора;
4. Экономия ресурсов увеличивается, путем быстрого реагирования исходя из предоставленных данных и обращения к определенному оператору для выяснения причин.
Внедрение системы автоматизированного учета готовой продукции будет производится на станке «СТП - 220» с ЧПУ «Маяк - 622» и включает в себя: установку бесконтактного датчика непосредственно в токарный станок, установку удаленного блока, установку SCADA - системы, создание связи между станком и SCADA - системой
Технический контроль о наличии заготовки в станке будет осуществляться с помощью бесконтактного датчика. Контактный датчик, в свою очередь, будет выбран исходя из особенностей заготовок. В связи с тем, что рассматриваемый станок достаточно старой модели, для подключения датчика к программируемому контроллеру (ПЛК) необходимо дополнительно установить удаленный блок ввода- вывода сигналов, чтобы успешно интегрировать датчик. Так как, на существующем ПЛК отсутствует дискретный вход. В свою очередь удаленный блок возможно подключить только через промышленную сеть CAN, исходя из особенностей машины. Передача данных от ПЛК к ПК с установленной на нем SCADA - системой будет осуществляться по интерфейсу Ethernet, протоколу Modbus - TCP. Реализация бесконтактного датчика будет осуществлена таким образом, чтобы датчик реагировал исключительно на заготовку. Следовательно, после срабатывания концевого выключателя на закрытие защитного экрана, активируется бесконтактный датчик. Немаловажно отметить тот факт, что после интегрирования автоматизированной системы учета на базе токарного станка «СТП-220», по схожему алгоритму можно будет подключить все имеющиеся станки на производстве.
Предприятие «Детали машин» в полной мере заинтересовано в интегрировании автоматизированной системы учета готовой продукции в свой производственный процесс и предоставило всю необходимую для проектирования информацию.
Таким образом, в ВКР были решены следующие задачи:
- проведён аналитический обзор объекта исследования и осуществлена постановка задач автоматизации;
- произведен необходимый подбор технологического оборудования;
- разработана визуализации интерфейса автоматизированной системы учета готовой продукции;
- разработана функциональная схема автоматизации, схема электрическая принципиальная;
Создание автоматизированной системы учета готовой продукции приводит к экономической выгоде в плане сокращения количества брака, что приводит к большему количеству продукции, пригодной для реализации.
Затраты необходимые для создания данной системы - не так значительны, если их сопоставлять с той выгодой, которая будет ощутима уже после первого месяца работы новой системы учета. В ходе данной работы был произведен расчет производственных затрат и срока окупаемости приобретенного оборудования и последующего его внедрения в механосборочном цехе микропредприятия ООО «Детали машин». Руководство предприятия приступило к первому этапу реализации - закупке оборудования для дальнейшего интегрирования автоматизированной системы учета готовой продукции в производственный процесс. Проект является экономически выгодным, а его внедрение - экономически оправданным, так как сумма, получаемая в результате экономии затрат на брак, перекрывает новые возникшие затраты на создание автоматизированной системы учета готовой продукции. Срок окупаемости составляет - 1 год и 8 месяцев, что является отличным результатом.
- проведён аналитический обзор объекта исследования и осуществлена постановка задач автоматизации;
- произведен необходимый подбор технологического оборудования;
- разработана визуализации интерфейса автоматизированной системы учета готовой продукции;
- разработана функциональная схема автоматизации, схема электрическая принципиальная;
Создание автоматизированной системы учета готовой продукции приводит к экономической выгоде в плане сокращения количества брака, что приводит к большему количеству продукции, пригодной для реализации.
Затраты необходимые для создания данной системы - не так значительны, если их сопоставлять с той выгодой, которая будет ощутима уже после первого месяца работы новой системы учета. В ходе данной работы был произведен расчет производственных затрат и срока окупаемости приобретенного оборудования и последующего его внедрения в механосборочном цехе микропредприятия ООО «Детали машин». Руководство предприятия приступило к первому этапу реализации - закупке оборудования для дальнейшего интегрирования автоматизированной системы учета готовой продукции в производственный процесс. Проект является экономически выгодным, а его внедрение - экономически оправданным, так как сумма, получаемая в результате экономии затрат на брак, перекрывает новые возникшие затраты на создание автоматизированной системы учета готовой продукции. Срок окупаемости составляет - 1 год и 8 месяцев, что является отличным результатом.