Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1 В данном курсовом проекте разработана система автоматизации подачи заготовок на стан проката через методическую печь

1.2 Система автоматизации обеспечивает работу в автоматическом и ручном режимах

2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМАМИ ОБЪЕКТА

2.1 По условию поставленной задачи на проектирование система автоматизации подачи заготовок в методическую печь должна обеспечивать работу в двух режимах: ручном и автоматическом

2.2 Кроме команд на исполнительные механизмы необходимо задействовать выходные сигналы на индикацию и сигнализацию состояния системы, для удобства эксплуатации и устранения неполадок в системе

2.3 Для управления механизмами в ручном режиме, для пуска и останова системы в автоматическом режиме, введен пульт управления

2.4 Для автоматизации работы системы необходимо иметь информацию о состоянии производственного объекта

2.5 В таблице 1 сведены все сигналы и команды, используемые в системе автоматизации

3. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

4. РАЗБОРКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время вопрос об автоматизации систем стоит на очень высоком уровне, то есть его решают большинство производителей различных товаров. Это связано в первую очередь с экономическим эффектом роста производительности и качества выпускаемого товара. За рубежом системы автоматизации применяются довольно широко и производятся на высоких технологиях. В нашей стране системы автоматизации производятся не в такой количестве, которое необходимо для реализации всех потребностей производства. Поэтому зачастую используют зарубежные, наиболее доступные системы автоматизации.

В данном курсовом проекте используется одна из известных разработок контроллер D0-06DD1 серии DL06 фирмы «Direct Logic», для автоматизации подачи заготовок в методическую печь. Это позволяет повысить производительность цеха за счет снижения времени на затраты по работе системы.

В системе применяются бесконтактные магнитные датчики типа FE8-K-24-250-инд, фотоэлектрические датчики типа ВО 8Р4-31-10-250-инд-ЗВ. Для приводов применяем асинхронные двигатели. Для обеспечения питания датчиков применен блок питания постоянного тока с выходным напряжением 24В. Для обеспечения питания электродвигателя рольганга применяется преобразователь частоты.

Остальные приводы переменного тока с к/з ротором прямого включения. В системе также предусмотрено выявление аварийной ситуации с последующей световой индикацией и звуковым сигналом.

Также система позволяет упростить работу оператора, сократить время на поиски неисправностей и сокращения обслуживающего персонала. Это достигается за счет использования программируемого контроллера DL06 и работоспособности системы без участия оператора.

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1 В данном курсовом проекте разработана система автоматизации подачи заготовок на стан проката через методическую печь

В методической печи 1 (рисунок 1) осуществляется нагрев заготовок 2 постоянных геометрических размеров до температуры прокатки.

В исходном состоянии толкатель 6 находится в крайнем правом положении, заслонка 3 переднего окна закрыта, отсутствует заготовка 4 перед печью.

Подающий рольганг 5 включается при появлении на нем заготовки, транспортирует ее до приемного окна печи и останавливается. При поступлении сигнала на выдачу заготовки из печи открывается заслонка переднего окна, включается в работу толкатель 6, который сталкивает заготовку с рольганга и подаёт ее в печь, передвигая при этом все нагреваемые заготовки 2. В режиме работы с полной загрузкой печи толкатель должен проделать путь, достаточный для помещения очередной заготовки в рабочей зоне печи.

Рисунок 1 - Схема расположения механизмов района методической печи

При этом крайняя заготовка выталкивается из нее, открывая заслонку заднего окна печи своим весом. Нагретая заготовка скатывается на отводящий рольганг, заслонка закрывается, а толкатель отходит в исходное положение. После выхода толкателя из печи закрывается заслонка переднего окна. Толкатель возвращается в исходное положение.

Толкатель приводится в движение электродвигателем 9 мощностью 3 кВт через редуктор 8 и реечную шестерню 7.

Для привода механизмов рольганга и заслонки требуются электродвигатели мощностью соответственно 1,5 и 1,0 кВт. Темп работы - одна заготовка в минуту.

1.2 Система автоматизации обеспечивает работу в автоматическом и ручном режимах

Оператор ключом выбирает режим управления. При установки ключа в положении «0» работа невозможна ни в одном из режимов. Ключь выбора режима управления является ключ-биркой которая даёт право на управление механизмами подачи заготовок.

При работе в ручном режиме имеется возможность подачи звукового предупредительного сигнала. Управление приводами осуществляется кнопочными станциями, выполненными по схеме без «подхвата».

В автоматическом режиме обеспечивается сигнализация готовности на пульте управления. При нажатии кнопки ПУСК подаётся предупредительный звуковой сигнал продолжительностью 10с., после чего на пульт оператора выдаётся сигнал работы в автоматическом режиме. При возникновении аварии на пульт управления подаётся световой сигнал «АВАРИЯ» и звуковой сигнал продолжительностью 10с. Сброс сигнала аварии производится кнопкой сброс аварии (СбАв).

Для защиты ремонтного и обслуживающего персонала предусмотрена блокировка защитного ограждения.

2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМАМИ ОБЪЕКТА

2.1 По условию поставленной задачи на проектирование система автоматизации подачи заготовок в методическую печь должна обеспечивать работу в двух режимах: ручном и автоматическом

Из представленного описания процесса и последовательности работы механизмов следует, что система автоматизации должна формировать следующие выходные команды:

РВ - включения двигателя рольганга вперед;

РВМ - включения двигателя рольганга вперед медленно;

РНМ - включения двигателя рольганга назад медленно;

ТВ - включения двигателя толкателя вперёд;

ТН - включения двигателя толкателя назад;

ЗВ - включения двигателя заслонка вверх;

ЗН - включения двигателя заслонка вниз;

Для всех приводов будем использовать асинхронные реверсивные двигатели.

2.2 Кроме команд на исполнительные механизмы необходимо задействовать выходные сигналы на индикацию и сигнализацию состояния системы, для удобства эксплуатации и устранения неполадок в системе

На пульт оператора будут выводится следующие сигналы:

ГОТ - сигнал готовности;

АВАР - сигнал аварии;

ГПР - сигнал готовности привода рольганга;

ГПТ - сигнал готовности привода толкателя;

ГПЗ - сигнал готовности привода заслонки;

РАВТ - сигнал работы в автоматическом режиме;

РРУЧ - сигнал работы в ручном режиме;

ЗВА - Звуковой сигнал аварии;

СВА - Световой сигнал аварии

В районе работы механизмов:

ЗВП - Звуковой предупредительный сигнал подаваемый перед пуском механизмов;

2.3 Для управления механизмами в ручном режиме, для пуска и останова системы в автоматическом режиме, введен пульт управления

С него оператор осуществляет работу в ручном режиме и может задавать следующие входные сигналы:

ПАвт - пуск автоматического режима работы;

СбАв - сброс аварии;

РА - ручной или автоматический режим;

РВр - включения двигателя рольганга вперед ручное;

РВМр - включения двигателя рольганга вперед медленно ручное;

РНМр - включения двигателя рольганга назад медленно ручное;

ТВр - включения двигателя толкателя вперёд ручное;

ТНр - включения двигателя толкателя назад ручное;

ЗВр - Заслонка вверх ручное;

ЗНр - Заслонка вниз ручное;

ЗВПр - Звуковой предупредительный сигнал подаваемый перед пуском механизмов;

В качестве приборов ручного управления используются кнопочные станции.

СТОПА - Стоп автоматический режим;

СВЗ - Сигнал выдачи заготовки

2.4 Для автоматизации работы системы необходимо иметь информацию о состоянии производственного объекта

Поэтому необходимо иметь датчики, расположение которых показано на рис 2:

Рисунок 2 - Функциональная схема работы механизма подачи заготовок

М1 - Двигатель рольганга;

М2 - Двигатель толкателя;

М3 - Двигатель заслонки;

П0 - Датчик появления заготовки;

П1 - Датчик приближения заготовки (переход на пониженную скорость);

П2, П3 - Датчики положения заготовки;

КЗ, ТП, КП - Датчики положения толкателя ( Крайнее заднее, Промежуточное, Крайнее переднее);

З - Датчик закрытия заслонки;

О - Датчик открытия заслонки;

ВЗ - Датчик вываливания заготовки;

КВ1, КВ2, КВ3 - Концевые выключатели ограждения рабочих органов;

Концевые выключатели ограждения рабочих органов соединяются последовательно, поэтому их все можно заменить одним входным сигналом.

КВ = КВ1* КВ2* КВ3.

ПИТд - Питание датчиков;

2.5 В таблице 1 сведены все сигналы и команды, используемые в системе автоматизации

Таблица I - Сигналы и команды, используемые в системе автоматизации

№ п.п	Наименование сигнала или команды	Обозначение	Принятое значение логической единицы
1	2	3	4
	Входные сигналы
1	Пуск автоматического режима работы	ПУСКА	Нажата
2	Сброс аварии	СбАв	Нажата
3	Ручной или автоматический режим (перекл.)	РУЧ АВТ	Включен Включен
4	Включения двигателя рольганга вперед ручное	РВр	Нажата
5	Включения двигателя рольганга вперед медленно ручное;	РВМр	Нажата
6	Включения двигателя рольганга назад медленно ручное;	РНМр	Нажата
7	Включения двигателя толкателя вперёд ручное;	ТВр	Нажата
8	Включения двигателя толкателя назад ручное;	ТНр	Нажата
9	Заслонка вверх ручное	ЗВр	Нажата
10	Заслонка вниз ручное	ЗНр	Нажата
11	Звуковой предупредительный сигнал подаваемый перед пуском механизмов	ЗВПр	Нажата
12	Датчик появления заготовки	П0	Есть
13	Датчик приближения заготовки (переход на пониженную скорость)	П1	Есть
14	Датчик положения заготовки	П2	Есть
15	Датчик положения заготовки	П3	Есть
16	Датчик положения толкателя ( Крайнее заднее)	КЗ	Есть
17	Датчик положения толкателя (Промежуточное)	ТП	Есть
18	Датчик положения толкателя (Крайнее переднее)	КП	Есть
19	Датчик закрытия заслонки	З	Закрыта
20	Датчик открытия заслонки	О	Открыта
21	Датчик вываливания заготовки	ВЗ	Есть
22	Концевые выключатели ограждения рабочих органов	КВ	Установлены
23	Сигнал готовности привода рольганга	ГПР	Включен
24	Сигнал готовности привода толкателя	ГПТ	Включен
25	Сигнал готовности привода заслонки	ГПЗ	Включен
26	Питание датчиков	ПИТд	Наличие
27	Стоп автоматический режим	СТОПА	Нажата
28	Сигнал выдачи заготовки	СВЗ	Нажата
29	Звуковой предупредительный сигнал подаваемый перед пуском механизмов ручн	ЗВПр	Нажата
	Выходные сигналы
1	2	3	4
1	Включения двигателя рольганга вперед	РВ	Включен
2	Включения двигателя рольганга вперед медленно	РВМ	Включен
3	Включения двигателя рольганга назад медленно	РНМ	Включен
4	Включения двигателя толкателя вперёд	ТВ	Включен
5	Включения двигателя толкателя назад	ТН	Включен
6	Включения двигателя заслонка вверх	ЗВ	Включен
7	Включения двигателя заслонка вниз	ЗН	Включен
8	Сигнал готовности	ГОТ	Включен
9	Сигнал аварии	АВАР	Включен
10	Сигнал работы в автоматическом режиме	РАВТ	Включен
11	Сигнал работы в ручном режиме	РРУЧ	Включен
12	Звуковой сигнал аварии	ЗВА	Включен
13	Световой сигнал аварии	СВА	Включен
14	Звуковой предупредительный сигнал подаваемый перед пуском механизмов	ЗВП	Включен

Уравнения формирования сигналов

Введём промежуточную переменную ГОТпр - готовность приводов

ГОТпр = ГПР * ГПТ * ГПЗ

Сигнал готовности

ГОТ = ГОТпр * ПИТд * КВ * АВТ * (КЗ * З + ГОТ) * /АВАР

Для подачи предпускового сигнала введём память кнопки ПУСКА

Рпуска = /СТОПА * (ПУСКА + Рпуска)

Предпусковой сигнал

ЗВП = (Рпуска * /Рпуска^10с ) + ЗВПр

Сигнал работы в автоматическом режиме

РАВТ = ГОТ * Рпуска * /ЗВП

Включение рольганга вперёд

РВ = [РАВТ * (П0 + РВ) * КЗ] + РУЧ * РВр

Включение рольганга вперёд медленно

РВМ = [РАВТ * (П1 + РВМ) * /П2 * /П3 * КЗ] + РУЧ * РВМр

Включение рольганга назад медленно

РНМ = [РАВТ * П3 * КЗ] + РУЧ * РНМр

Включение толкателя вперёд

ТВ = ГОТ * (ТВ1 + ТВ2) + РУЧ * ТВр

ТВ1 = (СВЗ * П2 * /П3 * З * КЗ + ТВ1) * /ТП

Введём память толкатель вперёд

Ртв = (ТВ + Ртв) * /ТН

ТВ2 = (Ртв * ТП + ТВ2) * /ВЗ * /КП * О

Включение толкателя назад

ТН = [(ВЗ + КП + ТН) * /КЗ * / ТВ] + РУЧ * ТНр

Включение заслонка вверх

ЗВ = [(ТП * З + ЗВ) * /О * Ртв] + РУЧ * ЗВр

Включение заслонка вниз

ЗН = [(ТП * О + ЗН) * ТН * /З] + РУЧ * ЗНр

Сигнал работы в ручном режиме

РРУЧ = РУЧ

Сигнал аварии

Для формирования сигнала аварии введём временные ограничения на работу приводов в течении одного цикла (весь цикл одна минута).

Точные значения времени работы приводов и временные уставки на срабатывания сигнала аварии уточняются при наладке системы.

Движение рольганга вперёд - 18 секунд, в т.ч ДВМ

Движение рольганга вперёд медленно - 4 секунд.

Движение рольганга назад медленно - 3 секунд.

Движение толкателя вперёд до промежуточного положения - 8 секунд.

Движение толкателя вперёд после промежуточного положения - 4 секунд.

Движение толкателя назад - 12 секунд.

Открытие заслонки - 6 секунд.

Закрытие заслонки - 6 секунд.

Общее время цикла составляет 54 - 57 секунд.

Для упрощения схемы установим следующую защиту по времени работы приводов:

1. Движение рольганга вперёд, движение толкателя назад, движение толкателя вперёд до промежуточного положения - 22 секунды.

2. Движение рольганга вперёд медленно, движение рольганга назад медленно, движение толкателя вперёд после промежуточного положения - 5 секунд.

3. Открытие заслонки, закрытие заслонки - 8 секунд.

Введём переменную аварии по времени работы приводов АвТр

АвТр = Т3 + Т4 + Т5

Т3 = /СбАв * (РВ^22с + ТН^22с + ТВ1 * ТВ1^22с)

Т4 = /СбАв * (РВМ^5с + РНМ^5с + ТВ2^5с)

Т5 = /СбАв * (ЗВ^8с + ЗН^8с)

АВАР = /СбАв * [[(РВ + РВМ + РНМ) * (ТВ + ТН)] + (ТВ2 * З)] + АвТр + АВАР

Световой сигнал аварии

СВА = АВАР

Звуковой сигнал аварии

ЗВА = АВАР * /АВАР^10с

Диаграммы работы приводов



3. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

В данном курсовом проекте блок управления системы автоматизации реализован на программируемом контроллере D0-06DD1.

Программируемый контроллер D0-06DD1 производится фирмой «Direct Logic». Он стоит в ряду других производимых фирмой «Direct Logic» контроллеров, таких как DL05, DL105, DL205, DL405 обладающих различными техническими возможностями. Контроллер серии DL06 является обновленной версией программируемых контроллеров серии DL05.

Питание контроллера осуществляется от сети переменного тока напряжением 100…240 В частотой 50/60 Гц. Потребляемая мощность не более 40 ВА.

Технические характеристики входов контроллера сведены в таблице. 2

Таблица 2

Количество входов	50 (включая 30 входов дополнительных модулей)
Потенциальное разделение	Оптопара
Тип входов	Транзисторные (потребитель или источник)
	X0-X3	X4-X23, X100-X150
Постоянное напряжение	10.8/26.4 В
Ток	6/13 мА	4/8.5 мА
Напряжение/ток логической 1	10 В / 5 мА и выше	10 В / 4 мА и выше
Напряжение/ток логического 0	2 В / 0.5 мА и ниже	2 В / 0.5 мА и ниже
Входное сопротивление	1.8 кОм	2.8 кОм
Время срабатывания	70 мкс	4 мс

Внешний источник питания подсоединяется одним полюсом к общей точке (общим точкам), а другим непосредственно к входу (входам) контроллера. На 50 входов имеется 11 общих изолированных точек (C0, С1, …): 5 точек - по 4 входа на каждую (процессорный модуль), 6 точек - по 5 входов на каждую (модули дополнительные).

На рисунке 5 показан вариант подключения входов контроллера. Полярность подключения значения не имеет и определяется пользователем при решении конкретной задачи.

Рисунок - 5. Вариант подключения входов контроллера

Дискретные входы X0-X3 несколько отличаются от стандартных входов X4-X150 (рисунке 6) характеристиками и внутренним устройством, и могут быть использованы как высокоскоростные.

Рисунок - 6 Дискретные входы контроллера

Технические характеристики выходов контроллера сведены в таблице 3.

Таблица 3

Количество выходов	16
Тип выходов	Транзисторные (потребитель)
	Y0-Y1	Y2-Y17
Постоянное напряжение	5/30 В
Ток	0.5/1 А
Ток утечки	15 мкA (30 В)
Время переключения	10/20 мкс	10/60 мкс

На выходах общие точки (C0-C3) имеют следующее распределение:

-C0: для выхода Y0-Y3;

-C1: для выхода Y4-Y7;

-C2: для выходов Y10-Y13;

-C3: для выходов Y14-Y17.

Внешний источник питания подсоединяется отрицательным полюсом к общей точке (общим точкам), а положительным полюсом непосредственно к нагрузке контроллера и контакту +V.

Рисунок - 7 Вариант подключения выходов контроллера

Дискретные выходы Y0-Y1 (рисунок 8) несколько отличаются от стандартных входов Y2-Y17 характеристиками и внутренним устройством, и могут быть использованы как импульсные выходы.



Рисунок - 8 Дискретные выходы контроллера

В качестве датчиков информации о положении толкателя и крышки выбраны датчик фирмы ТЕКО ВГ РЕ8-К-24-250-инд предназначен для бесконтактного определения положения рабочих органов. При появлении магнитного поля (например, постоянного магнита на контролируемой поверхности) приводит к появлению сигнала на выходе датчика. Основные технические характеристики приведены в таблице 4.

Таблица - 4 Характеристики датчика ВГ РЕ8-К-24-250-инд

Наименование характеристики	Единицы измерения	Величина
Номинальное напряжение питания	В	5...50
Ток нагрузки	мА	<500
Частота переключения	Гц	100
Максимальная мощность	Вт	10
Степень защиты		IP67
Диапазон рабочих температур	°С	-25+75

В качестве датчиков информации о положении заготовки, выбраны оптические бесконтактные выключатели типа ВО 8Р4-31-10-250-инд-ЗВ. Датчик срабатывает при попадании засветки с осветителя в приемник. Основные технические характеристики в таблице 3.

Таблица - 5 Характеристика оптического выключателя ВО 8Р4-31-10-250-инд-ЗВ

Наименование характеристики	Единицы измерения	Величина
Номинальное напряжение питания	В	10-30
Расстояние срабатывания	м	Не более 10
Максимальный ток нагрузки	мА	250

Схема подключения нагрузки представлена на рисунке 9

Рисунок 9 - Схема подключения датчиков а) ВГ FE8 б) ВО 8Р4

Для обеспечения питания датчиков, входных и выходных модулей программируемого контроллера необходимо выбрать блок питания. Требуемая мощность блока питания определяется суммой мощностей потребителей, нагруженных на него, причем для оптимального использования необходимо учитывать то, что не все потребители включены одновременно. Для упрощения выбора, а также для обеспечения запаса, блока питания выбирается по суммарной мощности всех потребителей. В таблице 6 представлен расчет мощности блока питания.

Таблица - 6 Расчет требуемой мощности блока питания

Наименование потребителя	Потребляемый ток, А	Количество потребителей, шт.	Мощность потребителей, Вт
Реле промежуточные	0.5	10	12
Контроллер	1,7	1	40
Оптические датчики	1.25	5	30
Светодиоды	0.01	2	0.5
Суммарная мощность потребителей	82,5

По полученному значению суммарной потребляемой мощности выбран блок питания типа БП-11/2 УХЛ4 на номинальный ток 5А.

Для защиты от коротких замыканий и перегрузки при работе в проекте предусмотрены защиты в виде автоматических выключателей.

Толкатель приводится в движение электродвигателем мощностью 3 кВт. автоматизация преобразователь программный

Для привода механизмов рольганга и заслонки требуются электродвигатели мощностью соответственно 1,5 и 1,0 кВт. Таблице 7 представлены характеристики двигателей установки.

Таблица - 7 Характеристики имеющихся двигателей

Обозначение	Место установки	Тип двигателя	Рн, кВт	nн, об/мин	Uн, В	IН,А
М1	Привод рольганга		1,5	1480	380
М2	Привод толкателя		3	1480	380
М3	Привод заслонки		1	1480	380

В качестве управления двигателями переменного тока тиристорные системы управления типа ПБР 12А. Это позволит увеличить надежность системы управления по сравнению с магнитными пускателями. В таблице 8 представлены основные характеристики выбранных ПБР.

Таблица - 8 Характеристики выбранных ПБР

Назначение привода	Тип БПР	Uн, В	IН,А
Привод толкателя	ПБР 12А	380	12
Привод заслонки	ПБР 12А	380	12

Для передачи выходных команд на системы управления двигателями
используются промежуточные реле постоянного тока.

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

Для защиты от коротких замыканий и перегрузки при работе в проекте
предусмотрены защиты в виде автоматических выключателей.

4. РАЗБОРКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

На основе описания технологического процесса, содержательного описания автоматизируемого объекта, определенных входных и выходных команд, с учетом выбора программируемого контроллера составлена схема электрическая функциональная, представлена на рисунке 10. В соответствии с указанными обозначениями:

1) Методическая печь

2) Заготовки

3) Заслонка

4) Рольганг

5) Толкатель

6) Электродвигатель рольганга

7) Электродвигатель толкателя

8) Электродвигатель заслонки

9) Датчик появления заготовки

10) Датчик приближения заготовки

11), 12) Датчики положения заготовки

13) Датчик крайнего заднего положения толкателя

14) Датчик промежуточного положения толкателя

15) Датчик крайнего нереднего положения толкателя

16) Датчик закрытия заслонки

17) Датчик открытия заслонки

18) Датчик вываливания заготовки

19), 20), 21) Концевые выключатели ограждения

Система автоматизации состоит из следующих элементов:

· Пульт управления

· Программируемый логический контроллер DL 06

· Блок питания датчиков и выходных реле

· Датчики технологической информации

· Преобразователь частоты SB 17 «Сбережок»

· Пускатели бесконтактные реверсивные ПБР 12А

· Двигатель привода рольганга

· Двигатель привода толкателя

· Двигатель привода заслонки

· Блок выходных реле

Рисунок 10 - Функциональная схема автоматизации

На пульте управления расположены следующие элементы:

· Ключ выбора управления

· Кнопка подачи звукового сигнала

· Кнопка рольганг вперёд

· Кнопка рольганг вперёд медленно

· Кнопка рольганг назад медленно

· Кнопка толкатель вперёд

· Кнопка толкатель назад

· Кнопка заслонка вверх

· Кнопка заслонка вниз

· Светодиод «Авария»

· Светодиод «Готовность»

· Кнопка пуск автоматики

· Кнопка стоп автоматики

· Светодиод работы в автоматическом режиме

· Кнопка сброс автоматики

На функциональной схеме показана взаимосвязь отдельных элементов системы автоматизации. Основным связующим элементом является программируемый контроллер.

В соответствии с функциональной схемой системы автоматизации (рисунок 10) и выбранной элементной базой составлена принципиальная схема, которая представлена на чертеже 1804.04.07080 ЭЗ.

5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Перед составлением программы необходимо определить адреса входных и выходных переменных в соответствии с их подключением к программируемому устройству, а также задать адреса промежуточных переменных и используемых таймеров и счетчиков. Указанная информация сведена в таблицу 9.

Таблица - 9

№ п.п	Наименование сигнала или команды	Обознач. в содерж. описании	Адрес	Аппарат, формир. сигнал
1	2	3	4	5
	Входные сигналы
1	Пуск автоматического режима работы	ПУСКА	Х5	SB9
2	Сброс аварии	СбАв	X17	SB11
3	Ручной или автоматический режим (перекл.)	РУЧ АВТ	X23	KV12
4	Датчик появления заготовки	П0	X7	SQ1
5	Датчик приближения заготовки (переход на пониженную скорость)	П1	X10	SQ2
6	Датчик положения заготовки	П2	X12	SQ3
7	Датчик положения заготовки	П3	X13	SQ4
8	Датчик положения толкателя ( Крайнее заднее)	КЗ	X20	SQ5
9	Датчик положения толкателя (Промежуточное)	ТП	X14	SQ6
10	Датчик положения толкателя (Крайнее переднее)	КП	X15	SQ7
11	Датчик закрытия заслонки	З	X16	SQ8
12	Датчик открытия заслонки	О	X21	SQ9
13	Датчик вываливания заготовки	ВЗ	X22	SQ10
14	Концевые выключатели ограждения рабочих органов	КВ	X4	SQ11, SQ12, SQ13
15	Сигнал готовности привода рольганга	ГПР	X0	ПЧ
16	Сигнал готовности привода толкателя	ГПТ	X1	ПБР1
17	Сигнал готовности привода заслонки	ГПЗ	X2	ПБР2
18	Питание датчиков	ПИТд	X3	KV11
19	Стоп автоматический режим	СТОПА	X6	SB10
20	Сигнал выдачи заготовки	СВЗ	X11	SB12
21	Пуск автоматического режима работы	ПУСКА	X5	SB9
22	Сброс аварии	СбАв	X17	SB11
	Выходные сигналы
1	2	3
1	Включения двигателя рольганга вперед	РВ	Y1	KV2
2	Включения двигателя рольганга вперед медленно	РВМ	Y2	KV3
3	Включения двигателя рольганга назад медленно	РНМ	Y3	KV4
4	Включения двигателя толкателя вперёд	ТВ	Y4	KV5
5	Включения двигателя толкателя назад	ТН	Y5	KV6
6	Включения двигателя заслонка вверх	ЗВ	Y6	KV7
7	Включения двигателя заслонка вниз	ЗН	Y7	KV8
8	Сигнал готовности	ГОТ	Y10	VD3
9	Сигнал аварии	АВАР	Y13	VD4
10	Сигнал работы в автоматическом режиме	РАВТ	Y14	VD5
11	Звуковой сигнал аварии	ЗВА	Y11	KV9
12	Световой сигнал аварии	СВА	Y12	KV10
13	Звуковой предупредительный сигнал подаваемый перед пуском механизмов	ЗВП	Y0	KV1

С учетом принятой адресации, составленные при разработке алгоритма автоматизации уравнения примут следующий вид:

С0 = Х0 * Х1 * Х2

Сигнал готовности

Y10 = C0 * X3 * X4 * X23 * (X20 * X16 + Y10) * /Y13

Для подачи предпускового сигнала введём память кнопки ПУСКА

C1 = /X6 * (X5 + C1)

Предпусковой сигнал

Y0 = (C1 * /C1^10с )

Сигнал работы в автоматическом режиме

Y14 = Y10 * C1 * /Y0

Включение рольганга вперёд

Y1 = Y14 * (X7 + Y1) * X20

Включение рольганга вперёд медленно

Y2 = Y14 * (X10 + Y2) * /X12 * /X13 * X20

Включение рольганга назад медленно

Y3 = Y14 * X13 * X20

Включение толкателя вперёд

Y4 = Y14 * (C4 + C6) * /C3

C4 = (X11 * X12 * /X13 * X16 * X20 + C4) * /X14

Память толкатель вперёд

C5 = (Y4 + C5) * /Y5 * /X22 * X15

C6 = [C5 * (X14 + C6)] * /X22 * /X15 * X21

Включение толкателя назад

Y5 = /C5 * /X20

Включение заслонка вверх

Y6 = (X14 * X16 + Y6) * /X21 * C5

Включение заслонка вниз

Y7 = (X14 * X21 + Y7) * /C5 * /X16

Движение рольганга вперёд - 18 секунд, в т.ч ДВМ

Движение рольганга вперёд медленно - 4 секунд.

Движение рольганга назад медленно - 3 секунд.

Движение толкателя вперёд до промежуточного положения - 8 секунд.

Движение толкателя вперёд после промежуточного положения - 4 секунд.

Движение толкателя назад - 12 секунд.

Открытие заслонки - 6 секунд.

Закрытие заслонки - 6 секунд.

Общее время цикла составляет 54 - 57 секунд.

Для упрощения схемы установим следующую защиту по времени работы приводов:

Движение рольганга вперёд, движение толкателя назад, движение толкателя вперёд до промежуточного положения - 22 секунды.

Движение рольганга вперёд медленно, движение рольганга назад медленно, движение толкателя вперёд после промежуточного положения - 5 секунд.

Открытие заслонки, закрытие заслонки - 8 секунд.

Введём переменную аварии по времени работы приводов АвТр

C7 = Т3 + Т4 + Т5

Т3 = /X17 * (Y1^22с + Y5^22с + C4^22с)

Т4 = /X17 * (Y2^5с + Y3^5с + C6^5с)

Т5 = /X17 * (Y6^8с + Y7^8с)

Y13 = /X17 * [C3 * (Y4 + Y5)] + (C6 * X16)] + C7 + Y13

Световой сигнал аварии

Y12 = Y13

Звуковой сигнал аварии

Y11 = Y13 * /Y13^10с

Программа контроллера DL 06 системы автоматизации



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование при автоматизации объекта программируемого контроллера комплекса DL 06 позволило создать систему на довольно простом и доступном уровне обслуживания, настройки и корректировки работы объекта.

Применение тиристорных систем управления для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором позволит повысить надежность и работоспособность объекта. Для двигателя привода рольганга применяется преобразователь частоты - это дает возможность регулирования скорости при транспортировки заготовки к окну печи и более точной остановки у окна печи.

В ходе проектирования курсового проекта были выбраны:

контроллер DL 06;

8 датчиков ВГ FE8;

5 датчиков ВО 8Р4-31-10-250-инд-ЗВ;

блок питания БП-11/2 УХЛ4 на 5А;

ЛИТЕРАТУРА

Борисов A.M., Лях Н.Е. Автоматизация технологических процессов: Учебное пособие. Часть 1: -Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2001-403с.

Техническая документация завода изготовителя на контроллеры программируемые DL 06.

07.90.01-97. Контроллер Б9601

Каталог. Научно-производственной фирмы "ТЕКО", бесконтактные выключатели индуктивные, оптические, емкостные: -1999 - 32с.

06.26.07 - 93 Промышленный каталог. Блоки питания серии БП -11.

08.06.01 - 91 Промышленный каталог. Устройства управления тиристорные универсальные типа ТСУ-ЗУ.

08.41.11 - 99 Промышленный каталог. Электроприводы унифицированные трехфазные серии ЭПУ1М

Размещено на Allbest.ru

...