Разработка системы управления прессом по производству резино-технических изделий

Задание.doc

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ
ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДИСЦИПЛИНЫ
«ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИИ И УПРАВЛЕНИЯ»
Темы курсовых проектов по дисциплине «Технические средства автоматизации и управления»
Функциональная схема системы управления
Разработка системы управления подогревом воды в бойлере
Разработка системы управления температурой подогрева воды в теплообменнике проточного типа
Разработка системы управления расходом реагента на технологической установке с коррекцией по температуре
Разработка системы управления температурой теплоносителя
Разработка системы управления процессом производства ПВХ профиля без охлаждения пластикатора
Разработка системы управления процессом производства ПВХ профиля с охлаждением пластикатора
Разработка системы управления гальванической ванной с пароводяной стабилизацией температуры раствора электролита
Разработка системы управления прессом по производству резино-технических изделий
Разработка системы управления
прессом по производству резино-технических изделий
Разработка системы управления фьюзингом (спеканием) стекла
Разработка системы управления молировнаием (изгибанием) стекла
Разработка системы контроля и сбора данных о значениях температуры и давления в системах смазки и охлаждениядизель-генератора
Разработка системы управления процессом сушки лакокрасочных покрытий
Разработка системы управления процессом полимеризации порошковых красок
Разработка системы управления раздаточной печью
Разработка системы управления проход-ной печью
Разработка системы управления проход-ной печью с контролем предельной концентрации метана
Разработка системы управления температурой в камерной печи
Разработка системы управления температурой в камерной печи
Разработка системы управления температурой в шахтной печи
Разработка системы управления полуавтоматической машиной для склеивания круглых картонных упаковочных коробок
СОСТАВ И ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Проект включает пояснительную записку и графическую часть выполненные в соответствии с требованиями ЕСКД. Представление файлов пояснительной записки проекта в форматах фамилияисполнителятса.doc или фамилия исполнителятса.docx и принципиальной схемы в виде растрового изображения фаимлияисполнителятса.jpeg обязательно по адресу электронной почты выданному преподавателем.
Состав и требования к оформлению пояснительной записки
Пояснительная записка выполняется на листах формата А4 с полями сверху и снизу по 20 мм слева 25мм справа 10мм. Шрифт Times New Roman 13 выравнивание по ширине абзацный отступ 1.25 см. Интервал полуторный. Знаки препинаия и грамотная речь по тексту проекта позволят съэкономить значительное время на переделку.
Пояснительная записка содержит следующие части:
Разработка функциональной структуры системы и выбор технических средств автоматизации
Разработка принципиальной электрической схемы системы
1. Описание принципиальной схемы системы
2. Расчет и выбор элементов цепей питания технических средств
Разработка технологической программы
1. Выбор программного обеспечения для подсистемы верхнего уровня
2. Составление технологической программы работы контроллера в составе системы
Библиографический список
Приложение 1 (Принципиальная электрическая схема) (Обязательно)
Приложение 2 (Перечень элементов)
Приложение 3 (Схема алгоритма настройки программно-технических средств (если есть)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Тверской государственный технический университет
Кафедра автоматизации технологических процессов
Технические средства автоматизации и управления
КП.27.03.04.Номерварианта.Годвыполнения.
Состав технического задания
Техническое задание на проектирование системы содержит следующие сведения:
– наименование и краткая характеристика объекта управления;
–цели проектирования;
–функци базовых технических средств и рекомендации о производителе продукция которого должна обязательно рассматриваться при проектировании;
– описание законов регулирования (логических выражений циклограмм) которые должна реализовывать САУ;
– требования к подистеме сигнализации;
– указание нештатных ситуаций и требований к их отработке;
– требований к энергопитанию;
– требований к виду исполнения и характеристикам среды в которых будет работать САУ;
– сроки проектирования;
–перечень представляемой после выполнения проекта документации и порядке ее сдачи.
Обязательным требованием в части технического задания является пункт об использовании программно-технических средств НПФ «КонтрАвт» (г. Нижний Новгород).
Пример пунктов технического задания:
Стадии и сроки проектирования: 30 июня 201__ г. – 20 января 201__ г.
Выполняемые системой функции: контроля (перечислить параметры); управления (написать каким параметром)) световой и звуковой сигнализации (написать о превышении или понижении и каких параметров); передачи данных на пульт оператора (ЭВМ).
Требования к питанию системы: электропитание осуществляется от однофазной сети переменного тока 220В±15% 50±05Гц.
Эксплуатация системы при температуре окружающей среды 0-45С с влажностью 90% при норамльном атмосферном давлении.
Комплектная документация проекта: функциональная схема системы управления; принципиальная электрическая схема системы управления; программа настройки регулятора для работы в составе системы управления.
Функциональная схема
Функциональная схема практически совпадает с заданной выше структурой по варианту задания на проект.
При выборе всех технических и программных средств для реализации системы обязательно указание об изготовителе и стоимости программно-технических средств с указанием координат поставщика (сайт почтовый адрес).
Рекомендуется данные выбора и описание свойств технических и програмных средств свести в таблицу. На основании данных таблицы необходимо выполнить расчет стоимости комплектующих для изготовления системы.
Пример таблицы программирования локального регулятора
Конфигурационное меню CH1
Положение десятичной точки измеренного значения технологического параметра на дисплее
Функция извлечения квадратного корня.
Постоянная времени цифрового фильтра в секундах.
Ширина зоны возврата компаратора Н
Ширина зоны возврата компаратора L
Верхний уровень ограничения сигнала управления
Нижний уровень ограничения сигнала управления
Уровень сигнала управления в режиме АВАРИЯ
Ограничение на минимальную длительность включенного или выключенного состояния ШИМ выхода
Справочная информация для разработки принципиальной схемы системы управления.
Примеры двухбуквенных кодов обозначения элементов электрических
схем по ГОСТ 2.710-81
Группа видов элементов
Примеры видов элементов
Регулятор усилитель и др.
Преобразователи неэлектрических величин в электрические
Датчик частоты вращения
Нагревательный элемент
Устройства индикации и сигнализации
Прибор звуковой сигнализации
Индикатор символьный
Прибор световой сигнализации
Реле электротепловое
Продолжение таблицы П 3.1.
Выключатели в силовых цепях
Выключатель автоматический
Устройства коммутационные в цепях управления сигнализации и измерительных
Выключатель кнопочный
Выключатель срабатывающий от;
Соединения контактные
Разъемные соединения
Разборное соединение
Пример выполнения основной надписи на чертеже
Пример выполнения первого листа перечня элементов к принципиальной электрической схеме

Чертеж.dwg

Резино-Технических Изделий
Термические прессы вулканизации
Выход на ПЭМВ и систему сбора данных RNet
Технические средства автоматизации

Курсовая работа.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Тверской государственный технический университет
Кафедра автоматизации технологических процессов
Технические средства автоматизации и управления
Техническое задание3
Разработка функциональной структуры системы и выбор технических средств автоматизации4
Разработка принципиальной электрической схемы системы7
1Описание принципиальной схемы системы7
2Расчет и выбор элементов цепей питания технических средств ..8
Разработка технологической программы9
1Выбор программного обеспечения для подсистемы верхнего уровня ..9
2Составление технологической программы работы контроллера в составе системы10
Библиографический список
Цель курсового проекта: разработать комплект технической документации на создание системы управления термическим прессом вулканизации резинотехнических изделий (РТИ)
Стадии и сроки проектирования: 30 июня 201__ г. – 20 января 201__ г.
Выполняемые системой функции: поддержание температуры коммутация нагрузки силовыми электромагнитными пускателями сигнализация отклонений температур управление временем вулканизации с помощью реле времени сбор данных на ПЭВМ
Обязательным требованием является пункт программно-технических средств НПФ «КонтрАвт» (г. Нижний Новгород).
Требования к питанию системы: электропитание осуществляется от однофазной сети переменного тока 220В±15% 50±05Гц.
Эксплуатация системы при температуре окружающей среды 0-45С с влажностью 90% при нормальном атмосферном давлении.
Комплектная документация проекта: функциональная схема системы управления; принципиальная электрическая схема системы управления; программа настройки регулятора для работы в составе системы управления.
Разработка функциональной структуры системы и выбор технических средств автоматизации
Рис.2.1. Функциональная схема системы управления прессом по производству резинотехнических изделий
Описание свойств технических и программных средств сведены в таблицу 1.
Таблица 2.1. Описание свойств технических и программных средств и цены.
Приборы серии МЕТАКОН–5Х3–Х–Х-Х предназначены для построения автоматических
одно- и многоканальных систем измерения контроля и регулирования технологических параметров. Приборы измеряют сигналы первичных термоэлектрических преобразователей унифицированные входные сигналы тока и напряжения и выполняют функции ПИД-регулирования с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) выходного сигнала и аварийной сигнализации по двум независимым уровням.
Реле предназначено для коммутации с нормированными выдержками времени цепей переменного тока с частотой до 10 кГц и напряжением до 250 В а также постоянного тока с напряжением до 110 В в схемах автоматики и управления.
Блоки электромеханических реле БР4-24-Х-Х и БР4-12-Х-Х предназначены для применения в системах автоматического регулирования контроля и
сигнализации. Блоки реле используются для коммутации цепей переменного и постоянного тока.
Фильтр предназначен для защиты устройств промышленной автоматики
от воздействия электромагнитных помех поступающих по цепям питания.
Блоки питания постоянного тока БП -12-05 и БП -24-05 предназначены для питания нормирующих преобразователей реле сигнализации индикации и других устройств в системах промышленной автоматики. Блоки питания осуществляют преобразование сетевого переменного напряжения 220 В в стабилизированное напряжение 12 В или 24 В. Имеют встроенную систему защиты от перегрузки по току и защиту от перегрева.
Конвертер RS-232 в RS-485 с автоматическим контролем за направлением передачи данных для RS-485 изоляция на стороне RS-232 ICP DAS I-7520
Программа обеспечивает:
управление работой сети регуляторов; сбор и отображение контролируемых параметров на экране персонального компьютера;
архивирование контролируемых параметров в виде отчетов; печать архивированных и текущих значений параметров в виде графиков или таблиц;
управление технологическими процессами по заданным временным диаграммам.
Датчик температуры воздуха с типом сенсора 100М модель 125Л увеличенной коммутационной головкой классом допуска В трехпроводной схемой соединений длиной монтажной части 80 мм
Универсальный нормирующий преобразователь тип сенсора 100М (α=000428°С-1) диапазон преобразования температуры: -50 +180°С
Автоматический выключатель 1P C16A (SH201L)
Автоматический выключатель
На основании данных таблицы выполнен расчет стоимости комплектующих для изготовления системы. Итоговая стоимость комплектующих системы равна 33945 рублям.
Разработка принципиальной электрической схемы системы
1Описание принципиальной схемы системы
Сигналы от термопреобразователей (ТП) поступают на нормирующие преобразователи сигналов (НПС) который преобразовывает полученный сигнал в унифицированный токовый сигнал 4-20мА. Далее преобразованный сигнал поступает на вход регулятора-измерителя (РИ1). Данный прибор (РИ1) обеспечивает измерение технологических параметров выполняет функции регулирования а также сигнализации. Сигнализация отклонений температур осуществляется через коммутационные устройства (КУ1 КУ2). Управление временем вулканизации осуществляется с помощью реле времени (РВ). Включение нагревателей осуществляется через коммутационное устройство (КУЗ) которое в свою очередь передает сигнал на коммутацию нагрузки силовыми электромагнитными пускателями(СК).
Питание блоков РИ1 РВ осуществляется от напряжения ~220В после сетевого фильтра (УЭП1). Сетевой фильтр предназначен для подавления высокочастотных и импульсных помех и ограничения импульсных перенапряжений по амплитуде в питающей сети.
Питание коммутационных устройство (КУ1 КУ2 КУЗ) и нормирующих преобразователей (НПС) осуществляется от стабилизированного блока питания (УЭП2). Данный блок питания питается напряжение ~220В после сетевого фильтра.
Для организации промышленной сети на базе МЕТАКОН и RNet применен I-7520 (ИУ) который обеспечивает взаимное преобразование электрически сигналов интерфейсов RS232RS485 с гальванической изоляцией между ними.
Питание I-7520 (ИУ) осуществляется от блока питания УЭП2.
2Расчет и выбор элементов цепей питания технических средств
Питание прибора необходимо производить от сети несвязанной с питанием мощных электроустановок. Подключение к источнику питания нескольких приборов производится отдельными проводами для каждого прибора. Питание одного прибора от другого не допускается.
Так как есть значительные импульсные помехи в питающей сети для повышения помехозащищенности приборов используется сетевой фильтр ФС-220.
Выбранный блоки питания постоянного тока БП -24-05 предназначен для питания нормирующих преобразователей блоков реле сигнализации.
Блоки питания осуществляют преобразование сетевого переменного напряжения 220 В в стабилизированное напряжение 24 В. Имеет встроенную систему защиты от перегрузки потоку и защиту от перегрева.
Разработка технологической программы
1Выбор программного обеспечения для подсистемы верхнего уровня
Для организации подсистемы верхнего уровня использована связка приборов МЕТАКОН I-7520 и ПО RNet.
Интерфейс RS-485 прибора МЕТАКОН и преобразователь интерфейса RS-485RS-232 I-7520 образуют канал связи осуществляющий передачу данных между приборами и компьютером на расстояния до 1200 м.
Программное обеспечение RNet является управляющей оболочкой обеспечивающей взаимодействие всех составных частей и функционирование системы в целом. Вместе с тем программа служит инструментальной средой для настройки системы под конкретные применения.
Данная конфигурация подсистемы верхнего уровня обеспечивает:
Отображение технологических параметров
Сбор и архивирование данных на персональном компьютере
Регулирование технологических параметров их изменение в соответствии с заданными временными диаграммами
Формирование и печать отчётов в графическом и табличном виде
2Составление технологической программы работы контроллера в составе системы
Таблица 4.2. Программирование локального регулятора
Положение десятичной точки измеренного значения технологического параметра на дисплее
Начальное значение линейной шкалы данного канала
Конечное значение линейной шкалы данного канала
Постоянная времени цифрового фильтра в секундах.
Ширина зоны возврата компаратора Н
Ширина зоны возврата компаратора L
Верхний уровень ограничения сигнала управления
Нижний уровень ограничения сигнала управления
Уровень сигнала управления в режиме АВАРИЯ
Ограничение на минимальную длительность включенного или выключенного состояния ШИМ выхода
Примечание. Параметры уточнить при наладке системы.
Автоматизация проектирования систем управления. - М.: Финансы и статистика 2017. - 208 c.
Батков А. М. Системы телеуправления А.М. Батков И.Б. Тарханов. - М.: Машиностроение 2012. - 192 c.
Богуславский Л. Б. Основы построения вычислительных сетей для автоматизированных систем Л.Б. Богуславский В.И. Дрожжинов. - М.: Энергоатомиздат 2013. - 256 c.
Васин М. Гости из будущего М. Васин. - М.: Советская Россия 2017. - 192 c.
Воронов А. А. Основы теории автоматического управления. Часть 2 А.А. Воронов. - М.: Энергия 2014. - 372 c.
Воронов А. Элементы теории автоматического регулирования А. Воронов. - М.: Воениздат 2015. - 472 c.
Деметрович Я. Автоматизированные методы спецификации Я. Деметрович Е. Кнут П. Радо. - М.: Мир 2014. - 120 c.
Догановский С. А. Вычислительные устройства в автоматических системах управления по возмущению С.А. Догановский. - М.: Энергия 2015. - 312 c.
Перечень оборудования