📄Работа №211128
Тема: Автоматизированный электропривод дисковой пилорамы
Характеристики работы
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Электроэнергетика
Объем:
86 листов
Год:
2020
Просмотров:
36
4210
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
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 9
1.1 Описание рабочей машины 9
1.2 Требования предъявляемые к электроприводу дисковой пилорамы 11
1.3 Устройство и взаимодействие узлов дисковой пилорамы 12
1.4 Описание временной диаграммы работы дисковой пилорамы 14
1.5 Исходные данные для проектирования электропривода 15
2 РАСЧЕТ МОМЕНТОВ СТАТИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ И
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЕЙ 16
2.1 Нагрузочные диаграммы скорости рабочего органа 16
2.2 Нагрузочные диаграммы моментов рабочего органа 18
2.3 Расчёт мощности двигателя 22
3 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОГО
ЧИСЛА И ВЫБОР РЕДУКТОРА. ПРИВЕДЕНИЕ МОМЕНТОВ К ВАЛУ ДВИГАТЕЛЯ 27
3.1 Особенности выбора рода тока и типа электродвигателя 27
3.2 Предварительный выбор электродвигателя 28
3.3 Определение передаточного числа и предварительный выбор редуктора 32
3.4 Приведение статических моментов к валу двигателя 35
3.5 Расчёт приведённых моментов инерции 38
4 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПО
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И НАГРЕВУ 42
4.1 Предварительная проверка по производительности 42
4.2 Предварительная проверка по нагреву 45
5 ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ 47
6 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОПРИВОДА 52
6.1 Расчёт естественных характеристик 52
6.2 Расчёт искусственных характеристик, проходящих через заданные точки
53
6.3 Расчёт переходных характеристик 57
6.4 Интегральные показатели переходных процессов 58
6.4.1 Проверка на перегрузочную способность 58
6.4.2 Проверка по нагреву двигателя и преобразователя 58
6.4.3 Проверка по нагреву преобразователя частоты 60
6.4.4 Расчёт энергетических показателей электропривода 61
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 62
7.1 Описание технологического процесса 62
7.2 Составление списка сигналов системы автоматизации 63
7.3 Разработка алгоритма автоматизации управления механизмами объекта
66
7.4 Разработка функциональной схемы автоматизации 71
8 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 74
8.1 Выбор управляющего устройства 74
8.1.1 Выбор процесорного модуля 74
8.1.2 Выбор модулей ввода дискретных сигналов 76
8.1.3 Выбор модулей вывода дискретных сигналов 77
8.1.4 Выбор блока питания 78
8.2 Выбор датчиков конечной остановки, датчиков наличия бревна на
распиловочном столе 79
8.3 Выбор оптических датчиков наличия бревна на распиловочном столе . 80
8.4 Выбор сенсорного монитора 82
8.5 Выбор электромагнитного тормоза 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 87
ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ А 89
1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 9
1.1 Описание рабочей машины 9
1.2 Требования предъявляемые к электроприводу дисковой пилорамы 11
1.3 Устройство и взаимодействие узлов дисковой пилорамы 12
1.4 Описание временной диаграммы работы дисковой пилорамы 14
1.5 Исходные данные для проектирования электропривода 15
2 РАСЧЕТ МОМЕНТОВ СТАТИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ И
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЕЙ 16
2.1 Нагрузочные диаграммы скорости рабочего органа 16
2.2 Нагрузочные диаграммы моментов рабочего органа 18
2.3 Расчёт мощности двигателя 22
3 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОГО
ЧИСЛА И ВЫБОР РЕДУКТОРА. ПРИВЕДЕНИЕ МОМЕНТОВ К ВАЛУ ДВИГАТЕЛЯ 27
3.1 Особенности выбора рода тока и типа электродвигателя 27
3.2 Предварительный выбор электродвигателя 28
3.3 Определение передаточного числа и предварительный выбор редуктора 32
3.4 Приведение статических моментов к валу двигателя 35
3.5 Расчёт приведённых моментов инерции 38
4 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПО
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И НАГРЕВУ 42
4.1 Предварительная проверка по производительности 42
4.2 Предварительная проверка по нагреву 45
5 ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ 47
6 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОПРИВОДА 52
6.1 Расчёт естественных характеристик 52
6.2 Расчёт искусственных характеристик, проходящих через заданные точки
53
6.3 Расчёт переходных характеристик 57
6.4 Интегральные показатели переходных процессов 58
6.4.1 Проверка на перегрузочную способность 58
6.4.2 Проверка по нагреву двигателя и преобразователя 58
6.4.3 Проверка по нагреву преобразователя частоты 60
6.4.4 Расчёт энергетических показателей электропривода 61
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 62
7.1 Описание технологического процесса 62
7.2 Составление списка сигналов системы автоматизации 63
7.3 Разработка алгоритма автоматизации управления механизмами объекта
66
7.4 Разработка функциональной схемы автоматизации 71
8 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 74
8.1 Выбор управляющего устройства 74
8.1.1 Выбор процесорного модуля 74
8.1.2 Выбор модулей ввода дискретных сигналов 76
8.1.3 Выбор модулей вывода дискретных сигналов 77
8.1.4 Выбор блока питания 78
8.2 Выбор датчиков конечной остановки, датчиков наличия бревна на
распиловочном столе 79
8.3 Выбор оптических датчиков наличия бревна на распиловочном столе . 80
8.4 Выбор сенсорного монитора 82
8.5 Выбор электромагнитного тормоза 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 87
ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ А 89
📖 Аннотация
В данной бакалаврской работе разработана и рассчитана система автоматизированного электропривода дисковой пилорамы горизонтального распила, предназначенная для повышения эффективности первичной обработки древесины. Актуальность исследования обусловлена устойчивым спросом на пиломатериалы в строительстве и необходимостью модернизации деревообрабатывающего оборудования для повышения его производительности, точности и энергоэффективности. Основными результатами проекта являются комплексный расчет статических моментов и инерции, приведенных к валу двигателя, и последующий выбор силового оборудования: асинхронных двигателей 1LG4 220-8AB (18,5 кВт) и 1LA6 130-2AA (5,5 кВт), редуктора КЦ1-300, а также частотных преобразователей Siemens. Научная значимость заключается в методике проектирования и моделирования системы электропривода, включающей построение механических и переходных характеристик. Практическая ценность работы состоит в разработке полнофункциональной системы автоматизации на базе программируемого контроллера Simatic S7-300 с датчиками контроля, что обеспечивает автоматический цикл распила. Теоретической основой послужили труды Г.В. Никитенко по электроприводу, каталоги низковольтного оборудования Siemens, а также техническая документация на редукторы и деревообрабатывающее оборудование.
📖 Введение
В настоящее время, не смотря на широкий выбор строительных материалов таких как: железобетон, кирпич, газобетон и т.д., остаётся спрос на обработанную древесину разных пород, которая широко применяется в строительстве и различных видах производства. Вследствие чего возникает потребность в создании и усовершенствовании деревообрабатывающего оборудования, что бы получить качественно обработанную древесину. Это обуславливается ростом населения, которое с течением времени занимает все большую площадь земельных участков, что предполагает строительство новых жилых домов и хозяйственных сооружений в основном из древесины, так как этот материал является бюджетным и удобным в монтаже и что более важно при быстром демонтаже в отличие от железобетона и кирпича.
Видом первичного сырья в деревообработке в основном являются пиловочные круглые бревна от лесозаготовительных производств. Вторичным сырьём являются пиломатериалы, фанера, плиты, на базе которых выделяются мебельные производства, а также производства столярно строительных изделий.
На сегодняшний день существует множество деревообрабатывающего оборудования, в данной выпускной квалификационной работе будет разработана и рассчитана система автоматизированного электропривода дисковой пилорамы горизонтального распила брёвен.
Дисковая пилорама, как механизм, представляет из себя стационарный станок циклического действия, предназначенный для распила брёвен по горизонтали с жёстким прямолинейным направлением. Дисковая пилорама является сложным электромеханическим оборудованием, которая работает в автоматическом режиме согласно заданному алгоритму. Программа дисковой пилорамы обуславливается положением пильной тележки и загруженностью распиловочного стола, действиями оператора и жёстко регламентируется системой управления. Информация, которую получает система управления о положении пильной тележки и наличии бревна на распиловочном столе, а так же о ходе технологического процесса будет поступать с датчиков расположенных на определённых участках считывания.
Также в связи возникновения опасностей и возможными рисками при работе на данном механизме одним из важных факторов является обеспечение безопасности оператора станка и людей находящихся по близости во время работы механизма, для этого будут учтены возможности аварийных происшествий и различных инцидентов, например: разлёт осколков от пильных дисков, нахождение людей в зоне движение пильной тележки, сход бревна с распиловочного стола и другое.
Решения, которые обусловлены техническими и энергетическими с точки зрения реализации системы данного станка хорошо себя зарекомендовали, так как на практике всегда есть зависимость от потребления электроэнергии и не всегда имеется обученный квалифицированный персонал для работы на таком оборудование. При автоматизации станка получаем возможность минимизировать количество обслуживающего персонала и в разы снизить обучаемость работы на данном оборудовании, а благодаря разработанной системы управления экономно расходуется электроэнергия, что становится важно для частных потребителей данного станка.
Видом первичного сырья в деревообработке в основном являются пиловочные круглые бревна от лесозаготовительных производств. Вторичным сырьём являются пиломатериалы, фанера, плиты, на базе которых выделяются мебельные производства, а также производства столярно строительных изделий.
На сегодняшний день существует множество деревообрабатывающего оборудования, в данной выпускной квалификационной работе будет разработана и рассчитана система автоматизированного электропривода дисковой пилорамы горизонтального распила брёвен.
Дисковая пилорама, как механизм, представляет из себя стационарный станок циклического действия, предназначенный для распила брёвен по горизонтали с жёстким прямолинейным направлением. Дисковая пилорама является сложным электромеханическим оборудованием, которая работает в автоматическом режиме согласно заданному алгоритму. Программа дисковой пилорамы обуславливается положением пильной тележки и загруженностью распиловочного стола, действиями оператора и жёстко регламентируется системой управления. Информация, которую получает система управления о положении пильной тележки и наличии бревна на распиловочном столе, а так же о ходе технологического процесса будет поступать с датчиков расположенных на определённых участках считывания.
Также в связи возникновения опасностей и возможными рисками при работе на данном механизме одним из важных факторов является обеспечение безопасности оператора станка и людей находящихся по близости во время работы механизма, для этого будут учтены возможности аварийных происшествий и различных инцидентов, например: разлёт осколков от пильных дисков, нахождение людей в зоне движение пильной тележки, сход бревна с распиловочного стола и другое.
Решения, которые обусловлены техническими и энергетическими с точки зрения реализации системы данного станка хорошо себя зарекомендовали, так как на практике всегда есть зависимость от потребления электроэнергии и не всегда имеется обученный квалифицированный персонал для работы на таком оборудование. При автоматизации станка получаем возможность минимизировать количество обслуживающего персонала и в разы снизить обучаемость работы на данном оборудовании, а благодаря разработанной системы управления экономно расходуется электроэнергия, что становится важно для частных потребителей данного станка.
✅ Заключение
В данной выпускной квалификационной работе была разработана система автоматизированного электропривода дисковой пилорамы. В ходе работы были выполнены следующие задачи: рассчитаны моменты статических сопротивлений и выполнен предварительный расчёт мощности двигателей.
По результатам предварительного расчёта мощности были выбраны асинхронные двигатели марок 1LG4 220-8AB мощностью 18,5 кВт и 1LA6 130-2AA мощностью 5,5 кВт, так же был выбран для электропривода пильной тележки коническо-цилиндрический редуктор КЦ1-300, с передаточный числом 10.
Были приведены статические моменты и моменты инерции к валу двигателя, выполнена предварительная проверка электродвигателя по нагреву и производительности.
Выбраны преобразователи частоты марок Simens 6SE6430-2AD31-1CA0 и 6SE6430-2AD32-2DA0.
Построены естественные и статические характеристики двигателя, а также характеристики переходных процессов.
Разработана система автоматизации, составлена кинематическая схема с расположением датчиков, составлен перечень входных и выходных сигналов системы автоматизации, составлены логические уравнения, разработана функциональная и принципиальная схема с перечнем элементов.
Произведён выбор элементной базы автоматизации: в качестве блока управления выбран программируемый логический контроллер Simatic S7-300 с блоками ввода и вывода дискретных сигналов, для контроля наличия бревна на распиловочном столе и ограничения передвижения пильной тележки, были выбраны герконовые датчики ZAA177CAA2 ДГНО-5.1 OTIS, для контроля наличия бревна на распиловочном столе выбраны оптические датчик ДВТ- 2СЛ, для контроля препятствия в дверях кабины выбран оптические датчики BOS 18M-PS-1PD-E4-C-03, для обеспечения питания датчиков и программируемого логического контролера выбран блок питания PS307/5 6ES7 307-1EA00-0AA0 с выходным напряжением в 24 В и мощностью 138 Вт. Для торможение пильной тележки был выбран электромагнитный тормоз колодочного типа ТКГ-200 на основании моментов рассчитанных ранее.
По результатам предварительного расчёта мощности были выбраны асинхронные двигатели марок 1LG4 220-8AB мощностью 18,5 кВт и 1LA6 130-2AA мощностью 5,5 кВт, так же был выбран для электропривода пильной тележки коническо-цилиндрический редуктор КЦ1-300, с передаточный числом 10.
Были приведены статические моменты и моменты инерции к валу двигателя, выполнена предварительная проверка электродвигателя по нагреву и производительности.
Выбраны преобразователи частоты марок Simens 6SE6430-2AD31-1CA0 и 6SE6430-2AD32-2DA0.
Построены естественные и статические характеристики двигателя, а также характеристики переходных процессов.
Разработана система автоматизации, составлена кинематическая схема с расположением датчиков, составлен перечень входных и выходных сигналов системы автоматизации, составлены логические уравнения, разработана функциональная и принципиальная схема с перечнем элементов.
Произведён выбор элементной базы автоматизации: в качестве блока управления выбран программируемый логический контроллер Simatic S7-300 с блоками ввода и вывода дискретных сигналов, для контроля наличия бревна на распиловочном столе и ограничения передвижения пильной тележки, были выбраны герконовые датчики ZAA177CAA2 ДГНО-5.1 OTIS, для контроля наличия бревна на распиловочном столе выбраны оптические датчик ДВТ- 2СЛ, для контроля препятствия в дверях кабины выбран оптические датчики BOS 18M-PS-1PD-E4-C-03, для обеспечения питания датчиков и программируемого логического контролера выбран блок питания PS307/5 6ES7 307-1EA00-0AA0 с выходным напряжением в 24 В и мощностью 138 Вт. Для торможение пильной тележки был выбран электромагнитный тормоз колодочного типа ТКГ-200 на основании моментов рассчитанных ранее.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.