Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Описание технологического процесса

Плоскошлифовальный станок (рисунок 1.1) предназначен для шлифования плоских поверхностей.

В исходном положении стол 2 с магнитной плитой находится в положении П0, шлифовальная бабка 5 поднята и находится в положении ПБ0. Плоскость рабочей поверхности шлифовального круга 4 находится выше плоскости обрабатываемой поверхности заготовки.

Оператор устанавливает заготовку на магнитную плиту вручную, затем нажатием кнопки подает напряжение на магнитную плиту и одновременно запускается шлифовальный круг. Далее оператор подает команду на автоматическую работу станка. Формируется световая индикация «Работа». Стол движется из положения П0 в положение П1 по направляющим станины 1. При достижении стола положения П1, он прекращает поступательное движение, начинается вращение плиты с заготовкой и включается быстрый подвод шлифовальной бабки. При достижении шлифовального круга к положению ПБ1 происходит переключение подачи бабки с быстрого подвода на рабочую подачу. Снятие заданного слоя происходит от положения ПБ2. После снятия заданного слоя и достижения круга положения ПБ3 подача прекращается и идет обработка без подачи. По истечении времени на выхаживание включается вторая рабочая подача (медленнее первой). Снимается следующий заданный слой заготовки, достигается положение ПБ4, шлифовальная бабка останавливается и идет выхаживание. Затем бабка отводится на максимальной скорости в положение ПБ0. Одновременно с началом отвода бабки дается команда на отсчет времени, по истечении которого прекращается вращение стола и начинается его движение до крайнего левого положения П0. Далее формируется команда на размагничивание плиты и световой сигнал «Конец цикла». Оператор вручную снимает заготовку и устанавливает следующую.

В станке предусмотрено охлаждение жидкостью и очистка ее магнитным сепаратором. Помпа для подачи охлаждающей жидкости и сепаратор включаются при переходе бабки на движение с рабочей скоростью (положение ПБ1), при выхаживании и отключается после команды на отвод шлифовальной бабки. Во время работы помпы на щитке оператора высвечивается сигнал «Охлаждение вкл».

Требования к системе автоматизации:

- обеспечить автоматический режим работы станка;

- обеспечить ручной режим работы, при котором оператор управляет технологическим процессом. Ручной режим необходим и для контроля состояния станка в начале смены;

- обеспечить необходимую индикацию на пульте управления;

- обеспечить контроль наличия питания на двигателях, помпе, сепараторе, наличия охлаждающей жидкости.

Система управления должна иметь возможность переключения с автоматического на ручной режим работы, необходимый при наладке, ремонтах, устранений аварийных ситуаций.

Для проверки работоспособности системы автоматизации и управления технологическим процессом непосредственно оператором, необходимо предусмотреть ручной режим системы, который обеспечивает проверку исправности блока управления, СУД и узлов связи межу ними.

Работа станка разрешается только при наличии охлаждающей жидкости, наличия напряжения на двигателях, помпе, магнитном сепараторе. После внезапного кратковременного исчезновения питающего напряжения включение системы в работу вновь осуществляется оператором. Для экстренного отключения системы в аварийных ситуациях должен быть предусмотрен соответствующий аппарат.

шлифование автоматизация программный

Рисунок 1.1-Схема расположения оборудования станка

2. Разработка алгоритма работы системы автоматизации

Из описания технологического процесса и последовательности работы механизмов следует, что система автоматизации формирует выходные команды в автоматическом режиме: «Вправо», «Влево», «Вверх», «Вниз», «Вращение стола», «Быстро» - для подачи шлифовальной бабки, «Размагничивание»-снятие напряжения с электромагнита, «Помпа», «Сепаратор».

В рассматриваемой системе автоматизации можно выделить следующие функциональные узлы:

- пульт управления (ПУ);

- блок управления системы автоматизации (БУ);

- система управления двигателями (СУД);

- приводные двигатели стола и бабки (М);

- табло индикации (ТИ).

В системе управления предусматривается переключатель режимов на положения: «Ручной» - «Автоматический».

При постановке переключателя выбора режима работы в положение «Ручной», осуществляется перемещение стола влево, вправо, его вращение, а также движение бабки вверх или вниз при нажатии на соответствующий аппарат ручного управления.

При постановке переключателя выбора режима работы в положение «Автоматический» воздействие аппарата ручного управления не должно отражаться на работе привода.

В таблице 2.1 сведены все сигналы и команды, используемые в системе. В этой же таблице выражено соответствие действий сигналов и команд дискретным значениям этих переменных.

Таблица 2.1

Сигнал «Автомат» информирует оператора о возможности работы системы автоматизации в автоматическом режиме. Он возникает при постановке переключателя режима работы в положение «Авт», наличии сигналов о включенном питании станции управления двигателями Пс и датчиков технологической информации Пд, питания помпы Пп, питания сепаратора Пс, нахождении стола в положении П0, бабки в положении ПБ0. Возникает сигнал «Автомат» при нажатии замыкающей кнопки «Пуск» в автоматическом режиме работы и сохраняется до «Конца цикла». Снимается сигнал «Авт» также при установке переключателя режима работы в положение «Ручной», а также при обнулении дискретных сигналов блокировки и всех проверяемых источников питания.

Все перечисленные логические условия могут быть отражены при записи сигнала «Автомат» в виде логического уравнения вида:

Команда «Вправо» принимает единичное значение при единичном значении сигнала «Автомат», если стол находится в положении П0. Возникшая команда запоминается до положения П1:

Команда «Вращение» примет значение равное единице после прихода стола в положение П1 и обнулится через некоторое время после поднятия бабки:

Команда подачи бабки «Вниз» сформируется при нахождении стола в положении П1 при наличии сигнала «Автомат»:

Команда «Верх» подается на шлифовальную бабку в автоматическом режиме при достижении бабки положения ПБ4 , через отведенное время на выхаживание:

Команда «Быстро» формируется в автоматическом режиме при движении бабки вниз до положения ПБ1 и отводе бабки вверх:

Команда «Влево» формируется в автоматическом режиме по истечении некоторого времени после отвода бабки вверх :

Работа помпы и сепаратора осуществляется после перехода бабки на рабочую скорость, при выхаживании и отключается после команды «Вверх»:

Команда «Вр. Бабки» формируется в автоматическом режиме при первой подаче бабки вниз, запоминается и отключается при возвращении бабки в верхнее положении, то есть в начале движения бабки вверх:

Команда «Конец цикла» формируется в автоматическом режиме, при положении стола в П0, при наличии памяти о движении влево. Запоминается команда КЦ до нажатия кнопки «Пуск»:

Память о движении влево:

Сигнал «Авария» возникает тогда, когда нет сигналов готовности систем управления двигателями, выходе из строя датчиков, выходе из строя помпы и сепаратора. Сигнал запоминается до тех пор, пока не нажата кнопка «Сброс Аварии».

При возникновении режима «Авария» возникает звуковой сигнал, который длится в течении 30 секунд:

Сигнал «Ручной» соответствует ручному режиму работы. Возникает при наличии питания систем управления двигателями, питания датчиков, питания помпы и сепаратора, нажатии на кнопку «Руч» и сбрасывается автоматическим режимом работы.

Для диагностики исправности механизма в начале смены предусмотрен ручной режим. С учетом этого уравнения примут вид:

3. Выбор элементной базы автоматизации и преобразователей технологической информации

Характеристики промышленного контроллера OMRON SYSMAC CPM2A-30CDR представлены в таблице 3.1

Таблица 4.1 - Характеристики контроллера OMRON SYSMAC CPM2A-30CDR

В качестве панели оператора возьмем сенсорный монитор NT31C, который производится японской фирмой OMRON. Данная модель обладает большим цветным сенсорным экраном, собственной операционной системой, широкими возможностями программирования различных объектов, большим перечнем совместимых программируемых контроллеров, компактными размерами.

В таблице 4.2 представлены технические характеристики монитора NT31C.

Таблица 4.2 - Технические характеристики монитора NT31C

В качестве датчика информации о положениях стола и верхнего положения бабки выбраны индуктивные датчики бесконтактного типа ВКА6-31-Р-7-400-инд-3В. Основные технические характеристики датчика приведены в таблице 3. Электрическая схема подключения датчика к нагрузке показана на рисунке 4.1.

Таблица 4.3 - Характеристики датчика ВКА6-31-Р-7-400-инд-3В

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4.1 - Схема подключения датчика ВК17-31-Р-25-400-инд-3В

Выбор электродвигателей

По заданной мощности механизмов были выбраны асинхронные электродвигатели фирмы АИР. Основные характеристики данных двигателей приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Основные характеристики двигателей

Для управления асинхронными двигателями выбираем преобразователи частоты фирмы «Веспер». Для двигателей мощностью 0, 55 кВт и 0, 75 кВт берем преобразователи Е2-8300-001Н, для двигателей мощностью 1,5 кВт берем преобразователи Е2-8300-002Н.

Характеристики преобразователей представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Характеристики преобразователей частоты

Схема подключения преобразователей показана на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Схема подключения преобразователей частоты типа Е2-8300-001Н и Е2-8300-002Н фирмы «Веспер».

Для включения питания всей системы автоматизации и аварийного ее отключения используется силовой контактор на переменное напряжение 380В и рассчитанный на полный ток нагрузки всех потребителей системы.

4. Разработка функциональной схемы автоматизации

На основе описания технологического процесса, алгоритма работы автоматизируемого объекта была составлена функциональная схема.

Рисунок 3.1 - Функциональная схема объекта автоматизации

Следует пояснить сокращения, принятые в функциональной схеме объекта:

П0,П1- датчики положения стола;

ПБ1- датчик положения бабки;

ПАК- прибор активного контроля;

СУД1…4 - системы управления двигателями;

М1…М4 - двигатели.

Входные и выходные сигналы описаны в главе 2, элементная база подробнее описана в главе 4.

На основе функциональной схемы составим виды экранов для сенсорного монитора.

Начальное меню содержит кнопки переключения режима. Кнопка «AUTO» соответствует автоматическому режиму, а кнопка «HAND» соответствует ручному режиму.

Рисунок 3.2 - Начальное меню сенсорного монитора

Если оператор выберет автоматический режим работы, то экран изменит свой вид (рисунок 3.3).Необходимо сначала нажать кнопку «AUTO» для формирования автоматического режима и блокирования ручного. В данном режиме кнопка «START» соответствует команде «Пуск». При ее нажатии формируется автоматический режим работы. Для прекращения работы имеется кнопка «STOP». В станке предусмотрены помпа для охлаждающей жидкости и сепаратор. Во время их работы горят соответственно лампы «POMP» и «SEPARATOR». Лампа «END» соответствует сигнализации об окончании цикла «КЦ».Имеется сигнализация аварии «ACCIDENT», кнопка сброса аварии «RESET» Для возврата в исходное меню необходимо нажать кнопку «MENU».

Рисунок 3.3 -Вид экрана в автоматическом режиме

При переходе в ручной режим появляется экран, который показан на рисунке 3.4. Сначала нужно нажать кнопку «HAND» для формирования ручного режима и блокирования автоматического. Также имеются кнопки движения стола влево и вправо «LEFT» и «RIGHT» соответственно, движения бабки вверх и вниз «UP» и «DOWN», вращения стола «TABLE», вращения бабки «WHEELHEAD», сигнализационные лампы работы помпы и сепаратора «POMP» и «SEPARATOR», сигнализация аварии «ACCIDENT», кнопка сброса аварии «RESET».. Для возврата в исходное меню необходимо нажать кнопку «MENU».

Рисунок 3.4 - Вид экрана в ручном режиме

5. Разработка программного обеспечения системы автоматизации

Создание программы реализуется при помощи программного обеспечения CX-Programmer

В таблице 5.1 представлена адресация команд и сигналов для контроллера OMRON SYSMAC CPM2A-30CDR..

Таблица 5.1 - Адресация команд и сигналов

Листинг программы на языке лестничных диаграмм приведен на рисунках 5.1-5.7

Рисунок 5.1 - Программа на языке лестничных диаграмм

Рисунок 5.2 - Программа на языке лестничных диаграмм

Рисунок 5.3 - Программа на языке лестничных диаграмм

Рисунок 5.4 - Программа на языке лестничных диаграмм

Рисунок 5.5 - Программа на языке лестничных диаграмм

Рисунок 5.6 - Программа на языке лестничных диаграмм

Рисунок 5.7 - Программа на языке лестничных диаграмм

Размещено на Allbest.ru