ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКО ПРОЦЕССА ЦЕХА «ВЫСОТА
239» И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СВАРОЧНОЙ ГОЛОВКИ 7
1.1 Описание технологического процесса цеха 9
1.2 Описание технологического процесса четырехпроволочной установки для сварки внутренних швов под флюсом 13
2 ПРЕДЛАГАЕМЫЙ СПОСОБ МОДЕРНИЗАЦИИ УСТАНОВКИ
РЕГУЛИРОВКИ СВАРОЧНОЙ ГОЛОВКИ 21
3 АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗУЕМОГО ПРИВОДА И ТРЕБОВАНИЯ
ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ОБЪЕКТУ МОДЕРНИЗАЦИИ 23
4 ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ СВАРОЧНОЙ ШТАНГИ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 25
4.1 Расчет и построение нагрузочной диаграммы и тахограммы 25
4.2 Проверка основного силового оборудования 29
4.3 Пульт управления поста оператора 32
4.4 Защита привода, уставки защитных устройств 35
4.5 Защитные приспособления установки 38
4.6 Контроллер и датчики технологических координат 42
4.7 Разработка электротехнической документации 45
5 СТРУКТУРА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И АЛГОРИТМ
РАБОТЫ САР. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА САР 46
5.1 Разработка архитектуры системы автоматизации 46
5.2 Алгоритм работы САР 47
5.3 Функциональная схема системы автоматического регулирования 50
6 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ 52
6.1 Расчет и построение сар мехатронной системы до модернизации 52
6.2 Расчет контура управления положением 57
6.3 Блок формирования задания положения и корректировка
задания положения 61
6.4 Моделирование типовых режимов работы привода 67
7 РАЗРАБОТКА ЭКРАНОВ HMI-ПАНЕЛИ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕГУЛЯТОРА ПОЛОЖЕНИЯ В TIA PORTAL 75
7.1 Разработка экранов для hmi-панели 75
7.2 Программная реализация регулятора положения 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 81
ПРИЛОЖЕНИЕ А 82
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 94
ПРИЛОЖЕНИЕ В 99
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 102
Увеличение выпуска продукции и снижение ее себестоимости неизбежно связаны с автоматизацией производственных процессов. В последнее время возникла и бурно развивается во всем мире новая отрасль науки и техники - мехатроника, которая базируется на знаниях механики, электроники, современных методов компьютерного управления и обработки информации. Широкое применение мехатронных устройств в конструкциях машин дает ряд существенных преимуществ, к которым относятся:
-относительно низкая стоимость благодаря высокой степени интеграции, унификации и стандартизации элементов и интерфейсов;
-высокое качество реализации сложных и точных движений вследствие применения методов интеллектуального управления;
-высокая надежность, долговечность и помехозащищенность; конструктивная компактность;
Применение новых научно-технических наработок в трубной промышленности позволяет увеличить качество выпускаемой продукции, а так же повысить общий уровень производства
Для сварки труб большого диаметра используют технологию сварки под флюсом. Многопроволочная сварка внутреннего шва под флюсом позволяет увеличить скорость производства и качество шва, но также с этим связаны определенные технологические трудности. Сварка должна осуществляется на спуск, что в свою очередь приводит к необходимости слежения за положением сварочной штанги и величиной усилия прижатия сварочной головки к трубной заготовке. Для этого, в данной установке, применена система вертикального перемещения сварочной штанги.
Целью данной выпускной работы является модернизирование мехатронной системы вертикального перемещения штанги четырехпроволочной установки для сварки внутренних швов под флюсом.
В результате проделанной работы определены проблемы и особенности мехатронной системы вертикального перемещения штанги четырехпроволочной установки для сварки внутренних швов под флюсом цеха «Высота 239» ПАО ЧТПЗ, проведен анализ технологического процесса работы мехатронной системы вертикального перемещения сварочной штанги и выявлены недостатки в ее работе для последующей ее модернизации. Анализировано соответствующее оборудование и подобран датчик расстояния для реализации усовершенствованной САР. Данная система автоматического регулирования призвана увеличить производительность установки. Также выполнена разработка электротехнической документации в Eplan. Разработана система автоматического управления мехатронной системы вертикального перемещения сварочной штанги, определены контроллер и датчики технологических координат и разработана архитектура системы автоматизации.
Функциональная схема САР мехатронной системы вертикального перемещения сварочной штанги представлена на рисунке 3.1 настоящей работы. Согласно ей реализована на рисунке 5.1.4 настоящей работы структурная схема подчиненного регулирования скорости мехатронной системы вертикального перемещения сварочной штанги.
Моделирование отработки перемещений показало высокую точность работы как при малых так и при больших перемещениях, что гарантирует адекватную работу мехатронной системы вертикального перемещения сварочной штанги во всех режимах работы.
