ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ВЫБОР ОСНОВНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ 6
1.1 Характеристика цеха, описание технологического процесса работы
механизма 6
1.1.1 Характеристика цеха 6
1.1.2 Описание технологического процесса работы механизма 9
1.1.3 Описание функций струйно-реактивных турбин типа C540 18
1.2 Требования к системе автоматизации привода 23
1.2.1 Описание существующей системы автоматизации и элементов
управления установкой 23
1.3 Описание системы привода 57
1.4 Выбор основного силового оборудования 59
1.4.1 Состав силовой части преобразователя частоты 62
1.5 Защиты привода, расчет уставок защитных устройств 64
1.5.1 Виды аварийных ситуаций, способы их предотвращения 64
1.5.2 Защита электродвигателя привода турбин дробемета листа 64
2 РАЗРАБОТКА САУ 68
2.1 Разработка архитектуры системы автоматизации 68
2.2 Выбор контроллеров и датчиков технологических координат 70
2.3 Разработка схемы соединения элементов автоматизации 74
2.3.1 Соединение контроллера с преобразователем частоты 76
2.4 Разработка алгоритма управления и программного обеспечения
систем автоматизации 80
2.5 Управляющая программа 83
2.6 Разработка системы визуализации 90
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 99
ПРИЛОЖЕНИЕ А Схемы соединения элементов автоматизации 101
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 3D компоновка электрошкафа 101
С момента своего появления машиностроение является основой индустрии [1]. С развитием этой отрасли науки и улучшением технологий обработки металлов стала возможной первая промышленная революция, внедрившая механический труд вместо ручного. С дальнейшим развитием механизмов и открытием электричества появились электроприводы, позволившие осуществить поточное производство товаров.
Благодаря цифровой революции появились современные системы автоматизации, способные свести участие человека в производственных процессах к минимуму или вовсе исключить его. Объединение электромеханических приводов с этими системами, управляемыми программами через микроконтроллеры, является мехатронной системой.
В наши дни мехатронные системы широко применяются в промышленности, например, в системах обработки технологических заготовок.
Установка дробеметной очистки листа использует по 4 дробеметные турбины сверху и снизу обрабатываемого листа, очищая его от гряди, ржавчины, и т.д. Во время ожидания следующей заготовки турбины работают на холостом ходу, что приводит к расходу электроэнергии при отсутствии полезной работы .
Снижение затрат на производство - одна из жизненно важных задач любой компании. Одним из распространенных способов является повышение энергоэффективности агрегатов, например, путем исключения холостого хода.
Исключение холостого хода для агрегата можно добиться изменением системы автоматизации этого агрегата. Для этого изучается его технологический процесс и отмечается место в производственном цикле, где возможно сокращение потребления электроэнергии. После этого вырабатывается решение задачи энергосбережения на данном агрегате, на основе чего предъявляются требования к системам привода и автоматизации.
С учетом предъявленных требований выбирается система привода, из условий технологического процесса производится приблизительный расчет мощности и предварительный выбор двигателя.
На следующем этапе происходит выбор основного силового оборудования (преобразователь частоты) и защиты привода от аварийных режимов, разработка электротехнических схем и 3П-компоновки электрошкафа.
Далее происходит разработка архитектуры автоматизации для управления электроприводом, выбор управляющего контроллера и датчиков технологических координат для контроля необходимых параметров технологического процесса.
После этого проводится разработка алгоритма управления и программного обеспечения систем автоматизации, которые позволят добиться снижения потребления электроэнергии.
В заключительной части работы происходит разработка алгоритма управления и программного обеспечения систем автоматизации, которые позволят добиться снижения потребления электроэнергии. Также для визуализации процессов, происходящих в установке после проведенной модернизации разработан интерфейс на HMI-панели.
