ВВЕДЕНИЕ 6
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ВКР 7
1.1 Содержание поставленной задачи 7
1.2 Требования, предъявляемые к системе управления 7
2 ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 9
2.1 Анализ оборудования различных фирм производителей 9
2.2 Состав оборудования, подлежащего модернизации 11
2.3 Источник питания 11
2.4 Контроллер управления Siemens S7-300 11
2.5 Преобразователь частоты Siemens Micromaster 440 15
2.6 Панель системы человеко - машинного интерфейса 17
2.7 Реле аварийного отключения 18
2.8 Вспомогательное оборудование 19
3 ПРОГРАМИРОВАНИЕ КОНТРОЛЛЕРА УПРАВЛЕНИЯ 21
3.1 Характеристики контроллера 21
3.2 Принцип работы контроллера 25
3.3 Обзор программы Tia Portal v14 SP1 27
3.4 Обзор программирования ПЛК S7-300 27
4 ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ 48
4.1 Оптимизация выбора преобразователя частоты 48
4.2 Характеристики преобразователя частоты 48
4.3 Принцип работы преобразователя 54
4.4 Параметрирование преобразователя 58
4.5 Структура телеграммы управления 68
4.6 Обзор программы Simotion Scout для настройки и контроля 72
5 ПРОГРАММИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКО-МАШИННОГО
ИНТЕРФЕЙСА 77
5.1 Характеристики панели визуализации 77
5.2 Обзор программирования экранов 80
5.3 Обзор условий оповещения об аварийных ситуациях 88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 90
ПРИЛОЖЕНИЕ А Функциональная схема оборудования 91
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Структурная схема системы автоматизации 93
ПРИЛОЖЕНИЕ В Интерфейсная схема системы управления 95
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Электропривод станка № 1. Схема электрическая принципиальная 97
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Электропривод станка № 2. Схема электрическая принципиальная 99
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Контур аварийного отключения. Схема электрическая принципиальная 101
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Плата управления приводом №1. Схема электрическая принципиальная 103
ПРИЛОЖЕНИЕ З Плата управления приводом №2. Схема электрическая принципиальная 105
ПРИЛОЖЕНИЕ И Компоновка электрошкафа ШСУ2 107
ПРИЛОЖЕНИЕ К Компоновка электрошкафа 3ШР 109
ПРИЛОЖЕНИЕ Л Эскиз компановки электрошкафа ШСУ2 111
ПРИЛОЖЕНИЕ М Эскиз компановки электрошкафа 3ШР 113
В настоящее время со стремительным развитием техники на производстве той или иной продукции применяются системы автоматизации для осуществления более рационального использования трудовых ресурсов. С внедрением подобных систем повышается производительность труда и сокращаются затраты на выполнение различных трудоемких операций. Для реализации таких систем на рынке предложено множество узлов оборудования разных фирм - изготовителей, как зарубежных, так и отечественных. На производстве очень хорошо зарекомендовали себя фирмы, производящие оборудование для систем автоматизации Siemens, Omron.
В данном работе рассматривается модернизация системы управления станком снятия усиления шва.
Модернизация системы включает в себя установку и программирование частотных преобразователей Siemens Micromaster 440, установку и программирование панели системы человеко - машинного интерфейса HMI MP277, замену контура аварийного отключения, собранного на стандартных реле, на контур с установкой реле безопасности Siemens Sirius 3SK1121-1CB42, а также написание и отладку алгоритма программы управления механизмами для контроллера Siemens S7-300.
Преобразователи частоты предназначены для питания асинхронных двигателей главных приводов и управляются по сети обмена данными Profibus. Система человеко - машинного интерфейса подразумевает установку панели визуализации технологического процесса для общего контроля и ускорения диагностики в случае неисправности.
В основной части работы представлены подробные примеры по настройке и программированию оборудования для модернизации.
В данном дипломном проекте была разработана модернизация системы управления станком снятия усиления внутреннего шва, находящегося на участке отделки стана 530 - 820 трубоэлектросварочного цеха №6.
Аппаратная составляющая проекта состоит из: программируемый логический контроллер Siemens S7 - 300, частотный преобразователь Siemens Micromaster 440 в количестве 2 устройств для двигателей главных приводов обоих станков, панель системы человеко - машинного интерфейса МР 277 10" для отображения технологического процесса. Также была составлена принципиальная электрическая схема внедрения преобразователей и панели визуализации.
Приведены технические характеристики предлагаемого для модернизации оборудования, приведены примеры программирования устройств и диаграммы настройки параметров преобразователей.
Предлагаемая модернизация подразумевает под собой ускорение диагностики отказов оборудования, и как следствие, снижение времени простоев в непрерывном цикле изготовления труб большого диаметра, что негативно сказывается на выполнении заказов в срок. За счет внедрения системы человеко - машинного интерфейса происходит анализ состояния дискретных сигналов на экранах панели визуализации технологического процесса и чтение сообщений об аварийных ситуациях в диалоговом окне панели. Внедрение частотных преобразователей для питания двигателей главных приводов позволит реализовать более расширенную защиту в виду большей функциональности. Помимо этого, рассматриваемая схема контура аварийного отключения, собранного на реле безопасности Siemens Sirius 3SK1121-1CB42 с функцией безопасного отключения не только имеющихся механизмов, но и предлагаемых для установки преобразователей частоты, путем разъединения цепи питания катушки контактора, позволит реализовать более корректный процесс аварийного останова с учетом требований безопасности для работающего и обслуживающего персонала.
