Автоматизация газовой резки слябов
|
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 9
1.1 Технология газокислородной резки 9
1.2 Плазменная резка 10
1.3 Кислородно-флюсовая резка 10
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ
ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛА 14
2.1 Аппараты для газокислородной резки 14
2.2 Машины газовой резки блюмов и слябов 16
2.3 Аппараты для воздушно плазменной резки 20
2.4 Установка кислородно-флюсовой резки 22
3 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 26
3.1 Описание и техническая характеристика
существующего агрегата вторичной резки 26
3.2 Анализ недостатков и перспективы развития
агрегата газовой резки 28
4 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ - РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕЗКИ ЗАГОТОВОК 32
4.1 Автоматизация позиционирования кареток
газовых резаков 32
4.1.1 Разработка и описание структурной схемы
позиционирования каретки газового резака 32
4.1.2 Разработка и описание алгоритма
позиционирования каретки газового резака 33
4.2 Выбор и описание элементов автоматики 35
4.2.1 Выбор контроллера 35
4.2.2 Выбор энкодера 48
4.2.3 Привод каретки газового резака 53
4.2.4 Выбор оптических датчиков 55
4.3 Автоматизация станции вторичной резки 57
4.3.1 Разработка и описание структурной схемы
автоматизирования станции вторичной резки 57
4.3.2 Разработка и описание алгоритма работы
программы автоматизации станции вторичной резки 57
4.4 Выбор и описание элементов автоматики 63
4.4.1 Выбор конечных выключателей 63
4.4.2 Выбор датчиков давления 65
5 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 69
5.1 Эффективность автоматизированного комплекса 69
5.2 Определение экономической эффективности внедрения
автоматизированного комплекса 69
5.3 Расчёт суммы капитальных вложений по сравниваемым вариантам 70
5.4 Расчёт отдельных статей себестоимости 71
5.5 Обоснование экономической эффективности
внедрения автоматизированного комплекса 72
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 74
6.1 Обеспечение безопасных условий труда
на автоматизированном участке 74
6.1.1 Общая характеристика автоматизированного участка 74
6.1.2 Защита от шума и вибрации 74
6.1.3 Электромагнитные излучения 76
6.1.4 Организация освещения 77
6.1.5 Устройства сигнализации 78
6.1.6 Электробезопасность 78
6.1.7 Пожаровзрывобезопасность 79
6.2 Определение показателей тяжести и напряженности трудового процесса 80
6.2.1 Тяжесть труда 80
6.2.2 Напряженность труда 81
6.3 Мероприятия по уменьшению последствий землетрясений 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 87
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 9
1.1 Технология газокислородной резки 9
1.2 Плазменная резка 10
1.3 Кислородно-флюсовая резка 10
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ
ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛА 14
2.1 Аппараты для газокислородной резки 14
2.2 Машины газовой резки блюмов и слябов 16
2.3 Аппараты для воздушно плазменной резки 20
2.4 Установка кислородно-флюсовой резки 22
3 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 26
3.1 Описание и техническая характеристика
существующего агрегата вторичной резки 26
3.2 Анализ недостатков и перспективы развития
агрегата газовой резки 28
4 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ - РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕЗКИ ЗАГОТОВОК 32
4.1 Автоматизация позиционирования кареток
газовых резаков 32
4.1.1 Разработка и описание структурной схемы
позиционирования каретки газового резака 32
4.1.2 Разработка и описание алгоритма
позиционирования каретки газового резака 33
4.2 Выбор и описание элементов автоматики 35
4.2.1 Выбор контроллера 35
4.2.2 Выбор энкодера 48
4.2.3 Привод каретки газового резака 53
4.2.4 Выбор оптических датчиков 55
4.3 Автоматизация станции вторичной резки 57
4.3.1 Разработка и описание структурной схемы
автоматизирования станции вторичной резки 57
4.3.2 Разработка и описание алгоритма работы
программы автоматизации станции вторичной резки 57
4.4 Выбор и описание элементов автоматики 63
4.4.1 Выбор конечных выключателей 63
4.4.2 Выбор датчиков давления 65
5 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 69
5.1 Эффективность автоматизированного комплекса 69
5.2 Определение экономической эффективности внедрения
автоматизированного комплекса 69
5.3 Расчёт суммы капитальных вложений по сравниваемым вариантам 70
5.4 Расчёт отдельных статей себестоимости 71
5.5 Обоснование экономической эффективности
внедрения автоматизированного комплекса 72
6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 74
6.1 Обеспечение безопасных условий труда
на автоматизированном участке 74
6.1.1 Общая характеристика автоматизированного участка 74
6.1.2 Защита от шума и вибрации 74
6.1.3 Электромагнитные излучения 76
6.1.4 Организация освещения 77
6.1.5 Устройства сигнализации 78
6.1.6 Электробезопасность 78
6.1.7 Пожаровзрывобезопасность 79
6.2 Определение показателей тяжести и напряженности трудового процесса 80
6.2.1 Тяжесть труда 80
6.2.2 Напряженность труда 81
6.3 Мероприятия по уменьшению последствий землетрясений 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 87
Одной из главных задач любого производства является автоматизация технологических процессов. Это позволяет существенно поднять культуру производства, облегчить труд людей. Развитие науки и техники позволяет в наше время создать автоматизированные системы управления производством, автоматизированные системы управления технологическим процессом. Всему этому содействует широкое применение вычислительной техники, а также быстрое развитие робототехники.
Применение современных средств и систем автоматизации позволяет решать задачи:
- вести процесс с производительностью, максимально достижимой для данных производительных сил, автоматически учитывая непрерывные изменения технологических параметров;
- управлять процессом, постоянно учитывая динамику производственного плана для номенклатуры выпускаемой продукции путем оперативной перестройки режимов технологического оборудования
- автоматически управлять процессом в условиях вредных и опасных для здоровья человека.
Решение поставленной задачи возможно, если имеются следующие предпосылки:
- наблюдаемость основных технологических параметров производственного процесса (возможность прямых или косвенных измерений всех параметров, характеризующих состояние процесса);
- возможность получения технико-экономического, социального или иного эффекта;
- наличие необходимого технического обеспечения разрабатываемой автоматизированной системы технологического процесса (АСУТП).
Внедрение систем автоматизации направлено на повышение эффективности производственных процессов. Основными источниками внедрения систем автоматизации (СА) является:
- повышение культуры производства, качества продукции и эффективности использования технологического оборудования;
- повышение производительности труда при выполнении технологических операций, резкое сокращение ошибок и брака, стабилизация технологического процесса, сокращение числа работающих;
- сокращение потерь рабочего времени на участках и технологических линиях, увеличение оперативности управления производственным процессом со стороны персонала и увеличение качества управления.
Металлургические заводы нашей страны оснащены и оснащаются новым высокопроизводительным оборудованием и средствами комплексной механизации и автоматизации основных производственных процессов.
Комплексная автоматизация процесса способна не только обеспечить дальнейшее увеличение производительности труда (как за счет сокращения численности персонала, так и за счет увеличения производительности и стабильности работы оборудования)но и сократить число брака. Значительный экономический эффект может быть получен именно от уменьшения числа, брака увеличения производительности и сокращения количества производственных рабочих.
Автоматизация резки металла в условиях непрерывной разливки является важным условием высокой производительности и стабильности работы. Высокая производительность отливки слябов требует высокую производительность резки. В данный момент вторичная резка слябов (резка на мерные величины для проката) не автоматизирована, вторичную резку производит оператор. Так же установка резаков осуществляется в ручную в зависимости от требуемых величин сляба. В связи с этим возникают проблемы с затрачиваемым временем и точностью установки. Как результат погрешностей установки- большое количество обрези в ЛПЦ-1, или наоборот недокат слитка до нужной длинны и срыв отгрузки покупателю. А так же затрачивается много времени на переустановку резаков, в результате чего снижается производительность. Автоматизация процесса вторичной резки решает эти проблемы. Так же качественно улучшаются условия труда рабочих, и сокращается численность персонала.
Исходя из вышеизложенного, можно считать задачу создания автоматизированной системы позиционирования резаков актуальной.
Применение современных средств и систем автоматизации позволяет решать задачи:
- вести процесс с производительностью, максимально достижимой для данных производительных сил, автоматически учитывая непрерывные изменения технологических параметров;
- управлять процессом, постоянно учитывая динамику производственного плана для номенклатуры выпускаемой продукции путем оперативной перестройки режимов технологического оборудования
- автоматически управлять процессом в условиях вредных и опасных для здоровья человека.
Решение поставленной задачи возможно, если имеются следующие предпосылки:
- наблюдаемость основных технологических параметров производственного процесса (возможность прямых или косвенных измерений всех параметров, характеризующих состояние процесса);
- возможность получения технико-экономического, социального или иного эффекта;
- наличие необходимого технического обеспечения разрабатываемой автоматизированной системы технологического процесса (АСУТП).
Внедрение систем автоматизации направлено на повышение эффективности производственных процессов. Основными источниками внедрения систем автоматизации (СА) является:
- повышение культуры производства, качества продукции и эффективности использования технологического оборудования;
- повышение производительности труда при выполнении технологических операций, резкое сокращение ошибок и брака, стабилизация технологического процесса, сокращение числа работающих;
- сокращение потерь рабочего времени на участках и технологических линиях, увеличение оперативности управления производственным процессом со стороны персонала и увеличение качества управления.
Металлургические заводы нашей страны оснащены и оснащаются новым высокопроизводительным оборудованием и средствами комплексной механизации и автоматизации основных производственных процессов.
Комплексная автоматизация процесса способна не только обеспечить дальнейшее увеличение производительности труда (как за счет сокращения численности персонала, так и за счет увеличения производительности и стабильности работы оборудования)но и сократить число брака. Значительный экономический эффект может быть получен именно от уменьшения числа, брака увеличения производительности и сокращения количества производственных рабочих.
Автоматизация резки металла в условиях непрерывной разливки является важным условием высокой производительности и стабильности работы. Высокая производительность отливки слябов требует высокую производительность резки. В данный момент вторичная резка слябов (резка на мерные величины для проката) не автоматизирована, вторичную резку производит оператор. Так же установка резаков осуществляется в ручную в зависимости от требуемых величин сляба. В связи с этим возникают проблемы с затрачиваемым временем и точностью установки. Как результат погрешностей установки- большое количество обрези в ЛПЦ-1, или наоборот недокат слитка до нужной длинны и срыв отгрузки покупателю. А так же затрачивается много времени на переустановку резаков, в результате чего снижается производительность. Автоматизация процесса вторичной резки решает эти проблемы. Так же качественно улучшаются условия труда рабочих, и сокращается численность персонала.
Исходя из вышеизложенного, можно считать задачу создания автоматизированной системы позиционирования резаков актуальной.
В дипломном проекте разработана автоматизированная система управления процессом вторичной резки заготовок. Были рассмотрены следующие вопросы:
- разработка структурной схемы позиционирования каретки газового резака;
- разработка алгоритма программы позиционирования каретки газового резака;
- разработка структурной схемы автоматизации станции вторичной резки;
- разработка алгоритма программы автоматизации станции вторичной резки;
- выбор элементов систем;
В организационно-экономическом разделе проекта был определен годовой экономический эффект, который составил 49078 тыс. рублей.
В разделе безопасности жизнедеятельности были проработаны вопросы, отражающие комплекс организационных, технических, санитарно-гигиенических мероприятий, обеспечивающих создание благоприятных условий труда при обслуживании автоматизированной системы управления вторичной резкой заготовок, были определены показатели тяжести и напряженности трудового процесса оператора машины вторичной резки заготовок и рассмотрены мероприятия по уменьшению последствий землетрясений.
- разработка структурной схемы позиционирования каретки газового резака;
- разработка алгоритма программы позиционирования каретки газового резака;
- разработка структурной схемы автоматизации станции вторичной резки;
- разработка алгоритма программы автоматизации станции вторичной резки;
- выбор элементов систем;
В организационно-экономическом разделе проекта был определен годовой экономический эффект, который составил 49078 тыс. рублей.
В разделе безопасности жизнедеятельности были проработаны вопросы, отражающие комплекс организационных, технических, санитарно-гигиенических мероприятий, обеспечивающих создание благоприятных условий труда при обслуживании автоматизированной системы управления вторичной резкой заготовок, были определены показатели тяжести и напряженности трудового процесса оператора машины вторичной резки заготовок и рассмотрены мероприятия по уменьшению последствий землетрясений.