ВВЕДЕНИЕ 6
1 Анализ процессов сварки и вентиляции на аргонодуговом участке 8
1.1 Описание процесса аргонодуговой сварки 8
1.2 Безопасность труда на сварочном участке 11
1.3 Обзор участка аргонодуговой сварки 19
1.4 Существующие решения по обустройству вентиляции на
участке аргонодуговой сварки 22
1.5 Обзор элементов системы управления 30
1.6 Предмет, цель и задачи исследования 53
2 Конфигурация системы автоматического управления вытяжной вентиляцией
на участке аргонодуговой сварки 55
2.1 Выбор исполнительных механизмов 55
2.2 Выбор частотного преобразователя 62
2.3 Выбор контроллера 66
2.4 Выбор датчиков-газоанализаторов 76
2.5 Выбор панели управления 79
2.6 Выбор модулей 80
2.7 Выбор блока питания 85
2.8 Выбор автоматических выключателей 87
3 Проектирование системы автоматического управления вытяжной
вентиляцией на контроллере SIMENS 92
3.1 Конфигурирование программной части 92
3.2 Формирование логики управления системой 97
3.3 Проектирование панели оператора 107
4 Руководство оператора 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 111
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 112
ПРИЛОЖЕНИЕ А 116
Постоянное расширение сферы автоматизации является одной из главных особенностей промышленности.
Особое внимание уделяется вопросам промышленной экологии и безопасности труда производства. При проектировании современной технологии, оборудования и конструкций необходимо научно обосновано подходить к разработке безопасности и безвредности работ.
Аргонная сварка — один из наиболее востребованных видов современной сварки. Чаще всего, данную технологию используют применительно к алюминию, а также изделий из него. Кроме того, аргонодуговая сварка используется для цветных металлов, легированной стали и сплавов. Другое название такого типа сварки - «Ручная дуговая сварка в инертном газе вольфрамовым электродом».
Основное отличие сварки с аргоном от обычного электродного метода заключается в том, что работы проводятся с использованием защитного облака создаваемого с помощью аргона. При этом температура в столбе дуги достигает 2000°C, что позволяет использование вольфрамовой неплавящейся проволоки в качестве основного расходного материала.
При этом, процессы сварки требуют высокой организации уровня охраны труда в связи с большим количеством вредных факторов. Высокая температура сварочной дуги способствует интенсивному окислению и испарению металла, флюса, защитного газа, легирующих элементов. Окисляясь кислородом воздуха, эти пары образуют мелкодисперсную пыль, а возникающие при сварке и тепловой резке конвективные потоки уносят газы и пыль вверх, приводя к большой запыленности и загазованности производственных помещений.
Одним из эффективных решений данной проблемы является построение автоматических систем вентиляции, управляемых промышленными контроллерами общего назначения.
Значение вентиляции для улучшения условий труда очень велико в машиностроительной и других отраслях промышленности. Без вентиляции во многих случаях работа вообще производиться не может. Вентиляционная техника получила исключительно большое развитие. Техника и теория вентиляции производственных помещений стоит в настоящее время на уровне крупнейших достижений промышленности и науки. Примером могут служить передовые аэродинамические исследования, на основании которых созданы серии различных вентиляторов, удовлетворяющие высоким требованиям, предъявляемым вентиляционной техникой. Сложная проблема вентиляции горячих цехов разрешена наиболее экономичным и эффективным способом, путем устройства аэрации помещений цехов, воздушных душей на рабочих местах и в местах кратковременного отдыха рабочих.
С помощью вентиляции решается важная задача гигиены труда - поддержание воздушной среды помещения в состоянии, благоприятном для самочувствия, работоспособности и здоровья человека. Гигиенические требования к воздуху помещений в основном сводятся к созданию определенных метеорологических условий - температуры, влажности и скорости движения воздуха. Содержание посторонних примесей в воздухе не должно превосходить установленных законодательством предельно допустимых концентраций.
Сварочный цех считается, пожалуй, одним из самых неблагоприятным мест для рабочей деятельности человека ввиду того, что во время технологического процесса выбрасывается огромное количество вредностей. Сварочные работы провоцируют насыщение окружающего воздуха фтористыми соединениями, окисями озона, азота и оксидами углерода, провоцирующими развитие опасных (т. н. «профессиональных») заболеваний и несущих вред окружающей среде. Именно поэтому грамотно спроектированная и сбалансированная система вентиляции сварочного цеха является приоритетной задачей.
Получены следующие выводы и результаты:
Проведенный теоретико-информационный анализ предметной области, обзор программ-аналогов, литературных источников и научных трудов по теме исследования позволил установить, что для обеспечения безопасности труда на участке аргонодуговой сварки необходимо наличие вытяжной системы. При этом рационально использование автоматической системы на базе ПЛК SI- MENS в качестве расширения текущей системы автоматизации производства. Таким образом, разработку системы управления вытяжной вентиляцией на участке аргонодуговой сварки следует считать актуальной.
Реализованы схемы и процедур автоматизации системы управления вытяжной вентиляцией на основе микроконтроллеров, представленные в виде схем алгоритмов и UML-диаграмм.
Разработаны архитектура и логика системы управления вытяжной вентиляцией, представленные в виде FBD-схем и STL-текста.
