📄Работа №210102
Тема: Разработка системы автоматического управления магнитопорошкового дефектоскопа CRAFTEST MDS производства ООО НПХ “УСПС”
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
89 листов
Год:
2021
Просмотров:
33
4800
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ПОНЯТИЕ ДЕФЕКТОСКОПИИ И ЕЁ ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ 8
1.1 Понятие дефектоскопии 8
1.2 Ультразвуковой контроль 8
1.3 Общая информация о МПК 11
2 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МПК 13
2.1 Магнитные поля 13
2.2 Характеристика величины магнитного поля 14
2.3 Магнитные свойства веществ 15
2.4 Доменная структура ферромагнетиков 16
2.5 Поведение ферромагнетика в магнитном поле 19
2.6 Магнитная индукция поля соленоида и магнитная проницаемость
ферромагнетиков 20
2.7 Процесс образования индикаторного рисунка в районе дефекта при
проведении МПК 20
3 ПОНЯТИЯ МПК 22
3.1 Нормативная база МПК 22
3.2 Способы контроля 22
3.3 Магнитные индикаторы 23
3.4 Технологические операции магнитопорошкового контроля 24
4 ТРЕБОВАНИЕ К СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ 29
4.1 Цели создания системы автоматизации 29
4.2 Характеристики объекта автоматизации 29
4.3 Основные узлы дефектоскопа 31
4.4 Требования к структуре системы 36
5 ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОСКОПА 44
5.1 Требования к функциям системы управления 44
5.2 Требования к выбору технических средств 45
6 ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ 46
6.1 Силовые элементы электрической схемы 46
6.2 Выбор семейства программируемых логических контроллеров 48
6.3 Характеристики модульной системы ET 200SP 51
6.4 Характеристики блока CPU1510SP 53
6.5 Характеристики блока дискретных входов 55
6.6 Характеристики блока дискретных выходов 57
6.7 Характеристики блока релейных выходов 58
6.8 Характеристики блока аналоговых входов 60
6.9 Характеристики блока аналоговых выходов 62
7 РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 65
7.1 Конфигурирование аппаратной части средствами TIA Portal 65
7.2 Разработка алгоритма работы системы управления 66
7.3 Разработка системы визуализации 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 89
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ПОНЯТИЕ ДЕФЕКТОСКОПИИ И ЕЁ ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ 8
1.1 Понятие дефектоскопии 8
1.2 Ультразвуковой контроль 8
1.3 Общая информация о МПК 11
2 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МПК 13
2.1 Магнитные поля 13
2.2 Характеристика величины магнитного поля 14
2.3 Магнитные свойства веществ 15
2.4 Доменная структура ферромагнетиков 16
2.5 Поведение ферромагнетика в магнитном поле 19
2.6 Магнитная индукция поля соленоида и магнитная проницаемость
ферромагнетиков 20
2.7 Процесс образования индикаторного рисунка в районе дефекта при
проведении МПК 20
3 ПОНЯТИЯ МПК 22
3.1 Нормативная база МПК 22
3.2 Способы контроля 22
3.3 Магнитные индикаторы 23
3.4 Технологические операции магнитопорошкового контроля 24
4 ТРЕБОВАНИЕ К СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ 29
4.1 Цели создания системы автоматизации 29
4.2 Характеристики объекта автоматизации 29
4.3 Основные узлы дефектоскопа 31
4.4 Требования к структуре системы 36
5 ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОСКОПА 44
5.1 Требования к функциям системы управления 44
5.2 Требования к выбору технических средств 45
6 ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ 46
6.1 Силовые элементы электрической схемы 46
6.2 Выбор семейства программируемых логических контроллеров 48
6.3 Характеристики модульной системы ET 200SP 51
6.4 Характеристики блока CPU1510SP 53
6.5 Характеристики блока дискретных входов 55
6.6 Характеристики блока дискретных выходов 57
6.7 Характеристики блока релейных выходов 58
6.8 Характеристики блока аналоговых входов 60
6.9 Характеристики блока аналоговых выходов 62
7 РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 65
7.1 Конфигурирование аппаратной части средствами TIA Portal 65
7.2 Разработка алгоритма работы системы управления 66
7.3 Разработка системы визуализации 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 89
📖 Аннотация
В данной работе представлена разработка системы автоматического управления для стационарного магнитопорошкового дефектоскопа CRAFTEST MDS производства ООО НПХ “УСПС”. Актуальность исследования обусловлена возрастающими требованиями к качеству и безопасности продукции в критически важных отраслях, таких как нефтегазовая промышленность, атомная энергетика и аэрокосмическое машиностроение, где магнитопорошковый контроль является одним из ключевых неразрушающих методов благодаря своей доступности и высокой эффективности. Основным результатом работы является созданная архитектура системы управления на базе программируемого логического контроллера, которая реализует два основных режима: «Сервис» для настройки параметров и «Настройка» для подбора и сохранения режимов контроля под различные типы изделий, что обеспечивает стабильное получение четкого индикаторного рисунка дефектов. Научная значимость заключается в систематизации физических основ метода и алгоритмизации технологических операций, а практическая — в повышении точности, воспроизводимости и производительности контроля за счет автоматизации. Теоретической основой исследования послужили работы по физике магнитных явлений (Г.С. Ландсберг, Г.Я. Мякишев), а также специализированные труды по магнитопорошковой дефектоскопии (Г.С. Шелихов, Ю.А. Глазков) и соответствующие государственные стандарты.
📖 Введение
Производство продукции для нефтегазовой отрасли, военно-промышленного комплекса, атомной энергетики, потребности аэрокосмического производства и высокотехнологичного машиностроения, а также забота о высоком качестве выпускаемой продукции в других отраслях ставят задачу выборочного, а часто и стопроцентного контроля изделий. Контроль изделий, как правило, осуществляется силами заводских лабораторий и подразделениями отделов технического контроля. Среди различных методов контроля важное место занимает магнитопорошковая дефектоскопия. Этот метод популярен в силу доступности и высокой эффективности. Это делает продвижение на рынке оборудования для магнитопорошковой дефектоскопии актуальной задачей.
Объектом исследования выпускной квалификационной работы являются стационарная установка для проведения магнитопорошкового контроля, а предметом - возможность и способы разработки её системы автоматического управления.
Целью Выпускной квалификационной работы является разработка системы автоматического управления магнитопорошкового дефектоскопа CRAFTEST MDS производства ООО НПХ “УСПС”.
Для достижения этой цели необходимо решение следующих задач:
- изучение физических процессах, происходящих в процессе магнитопорошкового контроля;
- изучение технологических операций, выполняемых в процессе магнитопорошкового контроля, с точки зрения возможности и путей их автоматизации;
- изучение аппаратного устройства установки магнитопорошкового контроля;
- разделение оборудования дефектоскопа на подсистемы, их анализ с точки зрения построения системы автоматизации;
- разработка схемы функциональной структуры оборудования дефектоскопа;
- формирование требований к функциям системы автоматизации;
- выбор оборудования для системы автоматизации;
- разработка циклограмм работы установки в различных режимах;
- разработка программного обеспечения и экранов визуализации интерфейса оператора.
При работе над выпускной квалификационной работой использовались учебные пособия по физике, магнитопорошковой дефектоскопии, автоматизации технологических производственных процессов, государственные стандарты, регламентирующие процессы магнитопорошкового контроля, а также техническая документация и каталоги на используемое оборудование.
Предметом защиты являются принятые технические решения и программное обеспечение разработанное в процессе выполнения Выпускной квалификационной работы.
Структура выпускной квалификационной работы соответствует перечню задач, решенных в процессе работы над ней.
Объектом исследования выпускной квалификационной работы являются стационарная установка для проведения магнитопорошкового контроля, а предметом - возможность и способы разработки её системы автоматического управления.
Целью Выпускной квалификационной работы является разработка системы автоматического управления магнитопорошкового дефектоскопа CRAFTEST MDS производства ООО НПХ “УСПС”.
Для достижения этой цели необходимо решение следующих задач:
- изучение физических процессах, происходящих в процессе магнитопорошкового контроля;
- изучение технологических операций, выполняемых в процессе магнитопорошкового контроля, с точки зрения возможности и путей их автоматизации;
- изучение аппаратного устройства установки магнитопорошкового контроля;
- разделение оборудования дефектоскопа на подсистемы, их анализ с точки зрения построения системы автоматизации;
- разработка схемы функциональной структуры оборудования дефектоскопа;
- формирование требований к функциям системы автоматизации;
- выбор оборудования для системы автоматизации;
- разработка циклограмм работы установки в различных режимах;
- разработка программного обеспечения и экранов визуализации интерфейса оператора.
При работе над выпускной квалификационной работой использовались учебные пособия по физике, магнитопорошковой дефектоскопии, автоматизации технологических производственных процессов, государственные стандарты, регламентирующие процессы магнитопорошкового контроля, а также техническая документация и каталоги на используемое оборудование.
Предметом защиты являются принятые технические решения и программное обеспечение разработанное в процессе выполнения Выпускной квалификационной работы.
Структура выпускной квалификационной работы соответствует перечню задач, решенных в процессе работы над ней.
✅ Заключение
В процессе выполнения Выпускной квалификационной работы последовательно решались задачи, обозначенные в разделе “Введение”.
Понимание физических процессов, происходящих во время магнитопорошкового контроля важно для составления алгоритмов работы дефектоскопа, разработки циклограмм работы установки в автоматическом режиме. Это позволяет получать четкий и устойчивый индикаторный рисунок частичек магнитного индикатора на контролируемом изделии. При решении этой задачи использовались учебники по физике [2-3] и учебная литература по магнитопорошковой дефектоскопии [1,4,5].
Изучение технологических операций, выполняемых в процессе магнитопорошкового контроля позволило определить режимы работы установки стационарного дефектоскопа. В режиме “Сервис” происходит отработка параметров регуляторов, ограничение минимальных и максимальных значений регулируемых параметров и уставок, настройка текущих настроек панели оператора. В режиме “Настройка” происходит подбор режимов магнитопорошкового контроля, их опробование и сохранение подобранных режимов для различных контролируемых изделий в памяти программируемого логического контроллера. При решении этой задачи использовались государственные стандарты по проведению магнитопорошкового контроля [6] и учебная литература по магнитопорошковой дефектоскопии [1,4,5].
В процессе изучения аппаратного устройства установки магнитопорошкового контроля использовалось техническое задание технологического отдела ООО НПХ “УСПС”, а также документация предоставленная конструкторским бюро ООО НПХ “УСПС”. Результаты работы над этой задачей отражены в пояснительной записке Выпускной квалификационной работы в разделе 4.
Решение задачи по изучению аппаратного устройства установки позволило перейти к следующим задачам - разделение оборудования дефектоскопа на подсистемы, их анализ с точки зрения построения системы автоматизации и разработке схемы функциональной структуры оборудования дефектоскопа. Было выделено четыре основные подсистемы: контур циркулярного намагничивания, контур продольного намагничивания, система подачи суспензии, система фиксации изделия. Для каждой подсистемы была разработана структурная схема, показаны необходимые для её функционирования входные и выходные сигналы программируемого логического контроллера.
После этого была разработана схема функциональной структуры магнитопорошкового дефектоскопа, отражающая четыре основные подсистемы, вспомогательные подсистемы (освещение и вытяжная вентиляция рабочей зоны), органы управления, расположенные на шкафу управления и непосредственно в рабочей зона оператора. На этом этапе были составлен предварительный список входных и выходных сигналов контроллера.
При выборе оборудования учитывались требования функциональности, надежности, доступности на рынке, учитывалось соотношение цена/качество. При выборе производителя программируемых контроллеров, также учитывался опыт доступных специалистов, что окончательно определило выбор в пользу контроллеров SIMATIC компании SIEMENS. При выборе серии контроллеров оценивались производительность и объём памяти блоков CPU, их функциональные возможности, габаритные размеры, удобство монтажа, параметры модулей ввода вывода и их надежность. В результате анализа были выбраны серия распределенной периферии 200SP укомплектованная процессорным блоком, специально разработанным для этой серии. После разработки электрической принципиальной схемы установки список входных и выходных сигналов контроллера был уточнен окончательно.
Затем были разработаны циклограммы работы установки в различных режимах, что позволило перейти к разработке программного обеспечения и экраны визуализации интерфейса оператора.
Разработка проводилась в среде TIA Portal. Основные результаты конфигурации аппаратной части, разработки программного обеспечения и интерфейса оператора представлены в пояснительной записке Выпускной квалификационной работы.
В результате работы над Выпускной квалификационной работой поставленные задачи были решены, цели, определенные руководителем работы - достигнуты.
В качестве путей дальнейшего развития установки дефектоскопа и его системы автоматического управления можно предложить:
- проработку критериев парольного доступа пользователей с различными полномочиями и их реализацию на панели оператора;
- замену ручной подачи правой консоли на подачу с помощью электропривода и реализацию этой задачи в автоматической системе управления дефектоскопа.
Понимание физических процессов, происходящих во время магнитопорошкового контроля важно для составления алгоритмов работы дефектоскопа, разработки циклограмм работы установки в автоматическом режиме. Это позволяет получать четкий и устойчивый индикаторный рисунок частичек магнитного индикатора на контролируемом изделии. При решении этой задачи использовались учебники по физике [2-3] и учебная литература по магнитопорошковой дефектоскопии [1,4,5].
Изучение технологических операций, выполняемых в процессе магнитопорошкового контроля позволило определить режимы работы установки стационарного дефектоскопа. В режиме “Сервис” происходит отработка параметров регуляторов, ограничение минимальных и максимальных значений регулируемых параметров и уставок, настройка текущих настроек панели оператора. В режиме “Настройка” происходит подбор режимов магнитопорошкового контроля, их опробование и сохранение подобранных режимов для различных контролируемых изделий в памяти программируемого логического контроллера. При решении этой задачи использовались государственные стандарты по проведению магнитопорошкового контроля [6] и учебная литература по магнитопорошковой дефектоскопии [1,4,5].
В процессе изучения аппаратного устройства установки магнитопорошкового контроля использовалось техническое задание технологического отдела ООО НПХ “УСПС”, а также документация предоставленная конструкторским бюро ООО НПХ “УСПС”. Результаты работы над этой задачей отражены в пояснительной записке Выпускной квалификационной работы в разделе 4.
Решение задачи по изучению аппаратного устройства установки позволило перейти к следующим задачам - разделение оборудования дефектоскопа на подсистемы, их анализ с точки зрения построения системы автоматизации и разработке схемы функциональной структуры оборудования дефектоскопа. Было выделено четыре основные подсистемы: контур циркулярного намагничивания, контур продольного намагничивания, система подачи суспензии, система фиксации изделия. Для каждой подсистемы была разработана структурная схема, показаны необходимые для её функционирования входные и выходные сигналы программируемого логического контроллера.
После этого была разработана схема функциональной структуры магнитопорошкового дефектоскопа, отражающая четыре основные подсистемы, вспомогательные подсистемы (освещение и вытяжная вентиляция рабочей зоны), органы управления, расположенные на шкафу управления и непосредственно в рабочей зона оператора. На этом этапе были составлен предварительный список входных и выходных сигналов контроллера.
При выборе оборудования учитывались требования функциональности, надежности, доступности на рынке, учитывалось соотношение цена/качество. При выборе производителя программируемых контроллеров, также учитывался опыт доступных специалистов, что окончательно определило выбор в пользу контроллеров SIMATIC компании SIEMENS. При выборе серии контроллеров оценивались производительность и объём памяти блоков CPU, их функциональные возможности, габаритные размеры, удобство монтажа, параметры модулей ввода вывода и их надежность. В результате анализа были выбраны серия распределенной периферии 200SP укомплектованная процессорным блоком, специально разработанным для этой серии. После разработки электрической принципиальной схемы установки список входных и выходных сигналов контроллера был уточнен окончательно.
Затем были разработаны циклограммы работы установки в различных режимах, что позволило перейти к разработке программного обеспечения и экраны визуализации интерфейса оператора.
Разработка проводилась в среде TIA Portal. Основные результаты конфигурации аппаратной части, разработки программного обеспечения и интерфейса оператора представлены в пояснительной записке Выпускной квалификационной работы.
В результате работы над Выпускной квалификационной работой поставленные задачи были решены, цели, определенные руководителем работы - достигнуты.
В качестве путей дальнейшего развития установки дефектоскопа и его системы автоматического управления можно предложить:
- проработку критериев парольного доступа пользователей с различными полномочиями и их реализацию на панели оператора;
- замену ручной подачи правой консоли на подачу с помощью электропривода и реализацию этой задачи в автоматической системе управления дефектоскопа.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.