Тема: Автоматизированная система регулирования температуры на участке нанесения керамических покрытий

АО СКБ «Турбина» занимается исследованием и реализацией малогабаритных газотурбинных двигателей (ГТД) и газотурбинных энергетических установок (ГТА) мощностью до 45 кВт.
Предприятие ведёт полный цикл работ по своей специализации - научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию новых изделий и их модернизацию, серийное производство изделий собственной разработки, их ремонт и гарантийное обслуживание [1].
Главной особенностью производства АО СКБ «Турбина» является наличие таких технологически сложных изделий как цельнолитые детали типа соплового аппарата, диффузора, колеса турбины, а также такие сложные детали как крыльчатка, ротор турбины, высокоточные шестерни, корпусные детали и прецизионные детали.
В производстве таких технологически сложных изделий большую роль играет участок изготовления керамических покрытий.
В ходе реконструкции и технического перевооружения производства был спроектирован и построен новый участок изготовления керамических покрытий для литья по выплавляемым моделям на роботизированной линии фирмы «SHELL-O-MATIC».
Роботизированные комплексы комплектуются роботом-манипулятором фирмы «SHELL-O-MATIC» с 5-ю степенями свободы, либо имеющий 6 степеней свободы роботом компании «ABB Robotics».
Комплексы оснащаются баками для суспензии, которые включают в себя: электропривод для вращения и автоматическую систему охлаждения.
Для обсыпки керамических форм используется: пескосыпы с псевдокипящем слоем и дождевые пескосыпы барабанного типа.
Данный комплекс реализует способ изготовления керамических оболочек по выплавляемым моделям [2]. Данный способ заключается в многократном поочередном окунании модельного блока в огнеупорную суспензию и последующую обсыпку зернистым материалом. Каждый слой проходит естественную сушку. В зависимости от типа модельного блока наносят различное количество слоев. Полученная с оптимальной толщиной керамическая оболочка обладает достаточной прочностью для выплавки модельного состава в бойлерклаве. Последним этапом при производстве керамических оболочек является процесс обжига, выполняющий удаление остатков восковой модели, а также удаление остатков влаги.
Технические требования для естественной сушки
Естественная сушка должна проходить при температуре 22±2 и влажности воздуха 40-60%.
Данные условия выполняет приточно-вентиляционная система, обеспечивающая непрерывное круглосуточное поддержание климатических установок.
Приточно-вентиляционная система состояла из:
- приточный и вытяжной вентилятор;
- воздушные клапаны с электроприводами;
- воздушные фильтры;
- водяной калорифер;
- гликолевый воздухоохладитель;
- сотовый увлажнитель;
- датчики перепада давления, температуры и влажности.
В данную систему планируется внедрить электрический калорифер, для регулирования температуры на участке в летний период времени. Автоматизация системы регулирования температуры на участке изготовления керамических покрытий планируется выполнить на базе оборудования ОВЕН.
Оборудование ОВЕН выбрано по нескольким причинам:
1. Комплексный подход к автоматизации;
2. Бесплатное программное обеспечение;..


Купить

В процессе выполнения выпускной квалификационной работы разработана система автоматического регулирования температуры на участке нанесения керамических покрытий предприятия АО ОКБ «Турбина».
Объектом исследования являлась система автоматического регулирования температуры на участке нанесения керамических покрытий.
Целью работы являлась разработка системы автоматического регулирования температуры на основе оборудования ОВЕН.
В ходе исследования был проведен анализ литературы с целью изучения структуры и технических требований к системе вентиляции, основных принципов построения систем автоматического регулирования, а также способов настройки регуляторов. Разработана структурная схема и математическая модель системы автоматического регулирования температуры на участке нанесения керамических покрытий. Для получения заданных характеристик переходного процесса выбран ПИД-регулятор и рассчитаны его оптимальные параметры. В данном случае получились следующие значения: Кр = 3500; ^ = 0,2; Кд = 750.
Для реализации автоматической системы регулирования температуры выбраны средства автоматизации производителя ОВЕН:
- датчик температуры: ОВЕН ДТС3015-50М.В2.200;
- модуль аналогового ввода: ОВЕН МВ110-224.2АС;
- устройство управления: ОВЕН ПЛК 100-220 Р.М;
- устройство контроля и защиты: ОВЕН БСФ-ДЗ-1,2.
Написана программа, обеспечивающая обмен данными между ПЛК и датчиком температуры, автоматическое регулирование температуры на основе ПИД-регулирования и ШИМ.
До внедрения системы, температура на участке в летний период времени зависела от тепловых пушек, расположенных непосредственно внутри помещения. Для того чтобы минимизировать брак продукции, необходимо соблюдать температурный режим от +20 °С до + 24 °С. При высокой влажности, температура на участке опускалась ниже +13 °С, из-за наличия в рассматриваемой системе модуля гликолевого охладителя. Такая температура негативно влияет на огнеупорную суспензию.
После внедрения системы автоматического регулирования температуры на участке нанесения керамических покрытий стабилизировался микроклимат в нужных технологических пределах.
Таким образом, можно сделать вывод, что выполненная работа соответствует поставленному заданию.


Купить