Курсовая по Автоматизации гидравлического пресса

Содержание

Введение

1 Анализ технологического процесса

1.1 Описание технологического процесса с краткой

характеристикой технологического оборудования

1.2 Описание выбранного объекта автоматизации,

его характеристики и особенности

2 Разработка систем автоматизации технологического процесса

2.1 Анализ планируемой системы управления и выбор параметров подлежащих автоматизации

2.2 Выбор технических средств для построения системы

автоматизации

3 Описание принятой системы автоматизации

3.1 Схема автоматизации

3.2 Принципиальная электрическая схема

4 Мероприятия по экономии сырья

и топливно-энергетических ресурсов

5 Мероприятия по охране труда и

безопасной жизнедеятельности

Заключение

Список использованной литературы

Графическая часть

схема автоматизации

схема электрическая принципиальная

Введение

Целями проектирования являются:

приобретение навыков для самостоятельной работы,

закрепление и углубление теоретических и практических знаний по дисциплине

«Автоматизация технологических процессов в промышленности строительных материалов»

применение их для решения конкретных задач на примере «АСУ ТП прессования облицовочной плитки»

формирование навыков ведения самостоятельной проектно-конструкторской работы и овладение методикой проектирования

Основные задачи, которые должны быть решены в проекте

выбрать технические средства для автоматизации техпроцесса

описать выбранные средства и их характеристики

разработать и выполнить схему автоматизации и принципиальную электрическую схему

описать разработанные схемы

Разработка систем автоматизации технологического процесса

2.1 Анализ планируемой системы управления и выбор параметров подлежащих автоматизации

Автоматизированная система предназначена для управления технологическими процессами в гидравлических прессах, рационального использования энергоресурсов, повышения надежности, информирования обслуживающего персонала о протекании технологического процесса, повышения культуры производства.

Автоматизированная система (АС) рассчитана на непрерывно-дискретный технологический процесс.

АС является многоуровневой системой автоматизации, которая выполняет следующие функции:

- Сбор, обработка аналоговых и дискретных сигналов;

- Анализ нештатных ситуаций и оповещение о них, ведение журнала аварийных ситуаций;

- Анализ контролируемых параметров технологических процессов с выдачей сигналов отклонения от технических требований оператору;

- Регулирование основных параметров технологического процесса в соответствии с технологическим регламентом;

- Автоматическое и ручное управление исполнительными механизмами;

- Ведение журнала событий, возникающих при протекании технологического процесса;

- Управление технологическими процессами в реальном масштабе времени;

- Осуществление технологических блокировок;

- Тестирование и самодиагностика технических средств;

- Защита от разрушения программного обеспечения и несанкционированного доступа к информации;

- Обработка предаварийных ситуаций технологического процесса;

- Обработка аварийных ситуаций технологического процесса.

Цели создания системы

Целью создания и внедрения автоматизированной системы является достижение оптимальных производственноэкономических, технологических и технических параметров работы технологического оборудования за счет внедрения современных и передовых технологий управления.

Достижение основной цели обеспечивается:

- Улучшением точности управления параметрами технологического процесса;

- Высокой оперативностью управления технологическими процессами;

расширением информационных и управляющих функций системы;

- Предоставлением персоналу достаточной, достоверной и своевременной информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования для оперативного управления;

- Повышением производительности труда обслуживающего персонала;

- Снижением влияния человеческого фактора на производственный процесс;

- Протоколированием параметров технологических процессов для последующего анализа;

- Автоматизированным контролем выполнения функций операторов и обслуживающего персонала;

- Отработкой и протоколированием предаварийных ситуаций;

- Отработкой и протоколированием аварийных ситуаций.

Создаваямая сиситема предусмотрены следующие контуры контроля и регулирования:

Контроль и регулирование температуры нижних пуансонов

Контроль и регулирование температуры верхних пуансонов

Контроль и регулирование температуры нижней матрицы

Контроль уровня пресс-порошка в бункере пресса

Контроль давления в гидравлической системе пресса

Также предусмотрены параметры по отключению или появлению аварийных сообщений:

Отсутствия или недостаточного давления в гидравлической системе

Грязный масляный фильтр

Отсутствие пресс-порошка в бункере

Описание принятой системы автоматизации

3.1 Описание функциональной схемы автоматизации

Пресс для прессования плитки является сложным оборудованием. Для того чтобы он выполнял свои функции предусмотрены следующие мероприятия:

Контроль и регулирование температуры нижних пуансонов

Контроль и регулирование температуры верхних пуансонов

Контроль и регулирование температуры нижней матрицы

Контроль уровня пресс-порошка в бункере пресса

Контроль давления в гидравлической системе пресса

Грязный масляный фильтр

Контроль перемещения траверсы

Контроль перемещения каретки пресса

Контроль и регулирование температуры нижних пуансонов осуществляется следующим образом. С термопары (поз. 1-1) по термоэлектродным проводам сигнал поступает на аналоговый вход контроллера. Полученный сигнал сравнивается с заданным значением, которое можно изменять с пульта оператора. При наличии рассогласования, появляется сигнал регулирующего воздействия, который включает или выключает подогрев нижних пуансонов. Данный процесс является непрерывным, так как подогревы не могут быть постоянно включёнными (температура будет непрерывно расти), поэтому они выключаются при достижении заданной температуры и включаются при достижении минимально допустимой температуры (как правило она на 2-3 градуса ниже заданной).

Контроль и регулирование температуры верхних пуансонов осуществляется следующим образом. С термопары (поз. 2-1) по термоэлектродным проводам сигнал поступает на аналоговый вход контроллера. Полученный сигнал сравнивается с заданным значением, которое можно изменять с пульта оператора. При наличии рассогласования, появляется сигнал регулирующего воздействия, который включает или выключает подогрев пуансонов.

Контроль и регулирование температуры нижней матрицы осуществляется следующим образом. С термопары (поз. 3-1) по термоэлектродным проводам сигнал поступает на аналоговый вход контроллера. Полученный сигнал сравнивается с заданным значением, которое можно изменять с пульта оператора. При наличии рассогласования, появляется сигнал регулирующего воздействия, который включает или выключает подогрев нижней матрицы.

В засыпном бункере пресса установлен датчик уровня (поз. 101). При наполнении бункера он срабатывает и на пресс поступает сигнал, разрешающий работу машины. При опустошении бункера ниже датчика, происходит остановка машины, чтобы предотвратить повреждения штампов при работе без пресс-порошка.

За вводным клапаном масла установлен датчик давления (поз. 111), который обеспечивает контроль давления масла в гидравлической системе пресса. Этот датчик представляет собой реле, которое срабатывает при определённом значении давления. Таким образом, когда давление падает ниже критического уровня срабатывает наш датчик и происходит остановка машины.

На масляном фильтре насоса установлен датчик давления (поз. 121), который обеспечивает контроль давления масла на фильтрующем элементе. Этот датчик представляет собой реле, которое срабатывает при определённом значении давления. Таким образом, когда давление возрастает срабатывает наш датчик и происходит остановка машины. Это необходимо для того, чтобы из-за поступления различных примесей образующих осадок, не произошло повреждения поршня цилиндра, что в свою очередь приведёт к остановке пресса на ремонт.

Контроль перемещения траверсы осуществляется так, сигнал с энкодера (поз. 4-1) поступает на входной модуль контроллера CQM1HCPU51. Координаты перемещения сравниваются с заданными значениями и при наличии рассогласования происходит аварийная остановка пресса.

Контроль перемещения каретки пресса осуществляется так, сигнал с энкодера (поз. 5-1) поступает на входной модуль контроллера CQM1HCPU51. Координаты перемещения сравниваются с заданными значениями и при наличии рассогласования происходит аварийная остановка пресса.

3.2 Описание принципиальной электрической схемы.

В данном курсовом проекте подключение всех приборов и средств автоматизации производится к контроллеру OMRON, который осуществляет управление всем технологическим процессом. Питание контроллера производится подачей напряжения 220 В по проводам 43 и N.

Информация об изменении температуры нижних пуансонов по термоэлектродным проводам поступает на клеммы 1 и 2 преобразователя (поз. 1-2). Сигнал изменения температуры с клемм преобразователя по проводам 10 и 11 поступает на входной модуль AD004 контроллера CQM1HCPU51. Полученный сигнал сравнивается с заданным значением. При наличии рассогласования, появляется сигнал регулирующего воздействия, который включает или выключает подогрев пуансонов. Включение пуансонов происходит следующим образом. На выходе появляется управляющий сигнал, который по проводу 35 поступает на катушку реле (поз. 1-3). При срабатывании катушки происходит замыкание контактов реле и включение подогрева пуансонов (поз. 1-4).

Сигнал изменения изменении температуры верхних пуансонов по термоэлектродным проводам поступает на клеммы 1 и 2 преобразователя (поз. 2-2). Сигнал изменения температуры с клемм преобразователя по проводам 12 и 13 поступает на входной модуль AD004 контроллера CQM1HCPU51. Полученный сигнал сравнивается с заданным значением. При наличии рассогласования, появляется сигнал регулирующего воздействия, который включает или выключает подогрев пуансонов. Включение пуансонов происходит следующим образом. На выходе появляется управляющий сигнал, который по проводу 36 поступает на катушку реле (поз. 2-3). При срабатывании катушки происходит замыкание контактов реле и включение подогрева пуансонов (поз. 2-4).

Информация об изменении температуры нижней матрицы по термоэлектродным проводам поступает на клеммы 1 и 2 преобразователя (поз. 3-2). Сигнал изменения температуры с клемм преобразователя по проводам 14 и 15 поступает на входной модуль AD004 контроллера CQM1HCPU51. Полученный сигнал сравнивается с заданным значением. При наличии рассогласования, появляется сигнал регулирующего воздействия, который включает или выключает подогрев пуансонов. Включение пуансонов происходит следующим образом. На выходе появляется управляющий сигнал, который по проводу 37 поступает на катушку реле (поз. 3-3). При срабатывании катушки происходит замыкание контактов реле и включение подогрева пуансонов (поз. 3-4).

Контроль перемещения траверсы осуществляется так, сигнал с энкодера (поз. 4-1) по проводам 16 и 17 поступает на входной модуль AD004 контроллера CQM1HCPU51. Координаты перемещения сравниваются с заданными значениями и при наличии рассогласования происходит аварийная остановка пресса.

Контроль перемещения траверсы осуществляется так, сигнал с энкодера (поз. 4-1) поступает на входной модуль контроллера CQM1HCPU51. Координаты перемещения сравниваются с заданными значениями и при наличии рассогласования происходи аварийная остановка пресса.

Контроль перемещения каретки пресса осуществляется так, сигнал с энкодера(поз. 5-1) поступает на входной модуль контроллера CQM1HCPU51. Координаты перемещения сравниваются с заданными значениями и при наличии рассогласования происходи аварийная остановка пресса.

Контроль открытия/закрытия бункера пресс-порошка происходит следующим образом. При открытии или закрытии шибера, внутри пневмоцилиндра, который является исполнительным механизмом, происходит перемещение магнита. Когда поршень принимает одно из своих крайних положений, происходит срабатывание одного из датчиков положения (поз. 61, 7-1). Сигнал с них поступает входной модуль ID212 контроллера CQM1HCPU51.

В засыпном бункере пресса установлен датчик уровня (поз. 101) сигнал с которго поступает на входной модуль ID212 контроллера CQM1HCPU51. При наполнении бункера он срабатывает и на пресс поступает сигнал, разрешающий работу машины. При опустошении бункера ниже датчика, происходит остановка машины, чтобы предотвратить повреждения штампов при работе без пресс-порошка.

За вводным клапаном масла установлен датчик давления (поз. 111), сигнал с которго поступает на входной модуль ID212 контроллера CQM1HCPU51. Этот датчик представляет собой реле, которое срабатывает при определённом значении давления. Таким образом, когда давление падает ниже критического уровня срабатывает наш датчик и происходит остановка машины.

На масляном фильтре насоса установлен датчик давления (поз. 121), сигнал с которого поступает на входной модуль ID212 контроллера CQM1HCPU51. Этот датчик представляет собой реле, которое срабатывает при определённом значении давления. Таким образом, когда давление возрастает срабатывает наш датчик и происходит остановка машины.

Включение электродвигателя насоса подачи масла осуществляется следующим образом. На выходе появляется управляющий сигнал, который по проводу 30 поступает на катушку пускателя (поз. 141). При срабатывании катушки происходит замыкание контактов пускателя и включение двигателя насоса (поз. 142).

Открытие шибера на бункере пресс-порошка. Питание на реле (поз. 131), поступает при появлении сигнала на выходном модуле OC222 контроллера CQM1HCPU51. Сигнал поступает по поводу 34 на клемму реле 3. Происходит срабатывание катушки реле и замыкание её линейных контактов, при замыкании контактов 1и 5 происходит минуса (повод 5), плюс (повод 6) коммутируется замыканием контактов 2 и 6. Напряжение с пускателя по поводам 34.1 и 34.2 подаётся на клеммы 1 и 2 пневмоцилиндра (поз. 182). Питание подаётся пока есть выходной сигнал.

Заключение

- Изучил технологический процесс гидравлического пресса;

- Выбрал технологические параметры, необходимые для регулирования, контроля и сигнализации;

- Выполнил схему автоматизации и принципиальную электрическую схему;

- Описал выполненные схемы;

- Разработал мероприятия по экономии сырья и топливно-энергетических ресурсов;

- Разработал мероприятия по охране труда и безопасной жизнедеятельности