Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Декабря 2012 в 18:17, дипломная работа
1. Введение
Автоматизация производства – одно из главных направлений комплексной программы научно-технического прогресса. Главная цель – обеспечить оптимальное течение технического процесса в реальных условиях при достижении заданного качества и эффективности.
Надёжность и достоверность автоматического управления во многом определяются качеством наладки контрольно – измерительных приборов, средств автоматизации, систем и устройств технологической сигнализации, защиты и блокировки.
1. Введение ………………………………………………………………………..5
2. Описание склада………………………………………………………………..8
3. Механическое оборудование…………………………………………………13
3.1 Описание конструкции козлового крана…………………………….…..14
Предложения по модернизации привода……………………………..…18
Расчет нагрузок в приводах……………………………………………...20
4. Энергоснабжение………………………………………………..…………….41
4.1 Расчет электрических нагрузок………………………………………..…42
4.2 Проектирование осветительных установок……………………………..45
4.3 Расчет освещения…………………………………………………………46
4.4 Расчет электрических нагрузок освещения…………………….……….48
4.5 Расчет схемы силовой цепи цеха…………………………………….…..49
4.6 Выбор сечения кабелей питающих отдельные электроприемники...….51
4.7 Описание принципиальной электрической схемы……………………...52
4.8 Расчет заземляющих устройств…………………………………………..53
5. Система автоматического управления козловым краном……………….…55
5.1 Цель автоматизации……………………………………………………....56
5.2 Объект управления. Входные и выходные координаты………………..56
5.3 Разработка расчетной модели механизма……………………………….57
5.4 Математическое описание ОУ……………………………………………59
5.5 Структурная схема математической модели ОУ………………………..60
5.6 Исследование динамики ОУ и САУ……………………………………...66
5.7 Разработка варианта технической реализации……………………….….72
5.8 Разработка алгоритма управления краном………………………………84
6. Надежность……………………………………………………………………86
6.1 Анализ отказов оборудования……………………………………………87
6.2 Мероприятия по повышению надежности установки…………………..92
7. Технико-экномический расчет……………………………………………….94
8. Безопасность труда…………………………………………………………..100
8.1 Обеспечение нормативных санитарно-гигиенических условий
труда…………………………………………………………………..…..101
8.1.1 Обеспечение температурного режима…………………………….101
8.1.2 Подвижность воздуха………………………………………………102
8.1.3 Освещение рабочих зон…………………………………………….105
8.1.4 Санитарно-бытовые условия………………………………………108
8.2 Меры безопасности при резгрузке строительных материалов и их
укладки на стеллажи……………………………………………………..110
8.2.1 Техника безопасности для персонала……………………………..110
8.2.2 Требования к захватным устройствам…………………………….112
8.2.3 Стальные канаты……………………………………………………114
8.2.4 Взаимодействие оператора со стропальщиком…………………...116
8.3. Электробезопасность……………………………………………………116
8.3.1 Двигатели……………………………………………………………116
8.3.2 Меры обеспечения безопасности………………………………….117
8.3.3 Выбор и прокладка проводов и кабелей…………………………..118
8.3.4 Заземление и зануление……………………………………………119
9. Охрана окружающей среды…………………………………………………121
Заключение.……………………………………………………………………..124
Список используемой литературы…………………………………………….125
Т. К. на приводе перемещения установлены два двигателя их номинальные токи складываются, и на основании этого числа выбирается преобразователь. Данное действие допустимо в связи с тем, что разрешается подключение нескольких двигателей работающих в одном технологическом цикле к выходу преобразователя при достаточной выходной мощности последнего.
По каталогу НТЦ Электропривода «Вектор» выбираем преобразователи следующих типоразмеров:
Таблица 5.3 - Параметры преобразователя
Механизм перемещения ЭПВ-ТТПТ- | ||
Габаритные размеры (ШхВхГ) |
мм |
180х260х170 |
Номинальная выходная мощность |
кВ·А |
3,3 |
Типовая мощность двигателя для исполнений 2 |
кВт |
1,5 |
Напряжение питания |
В |
380 +10/-15% |
Частота напряжения питания |
Гц |
48..63 |
Выходное напряжение |
В |
0…входное напряжение |
Выходная частота |
Гц |
0..400 |
Номинальный выходной ток IНОМ (действ.) |
А |
5 |
Максимальный выходной ток IMAX (действ.)2 |
А |
6,5 |
Ток срабатывания защиты IМТЗ (абсолютное значение) |
А |
12 |
Максимальный ток торможения |
А |
10 |
Рабочий диапазон температур окружающей среды 4 |
ОС |
0..+40 |
Для решения задач автоматизации крана выбираем микроконтроллер серии SIMATIC S7-200, предназначенный для решения задач управления и регулирования небольших систем автоматизации. Этот контроллер позволяет создавать как автономные системы управления, так и системы управления, работающие в общей информационной сети. За счет высокой гибкости конфигураций контроллер SIMATIC S7-200 применяется для решения как простейших задач автоматизации, для решения которых в прошлом использовались простые реле и контакторы, до задач комплексной автоматизации.
В качестве центрального процессора используем модуль CPU 224, предназначенный для построения компактных систем автоматического управления высокой производительности. Модуль оснащен 14 встроенными дискретными входами и 10 дискретными выходами. Позволяет производить подключение до 7 модулей расширения ввода-вывода.
Рисунок 5.21 – Контроллер SIMATIC S7-200 и процессор CPU 224
Технические данные
- Объем встроенной памяти программ 12288 байт
- Объем встроенной памяти данных 8192 байт
- Сохранение данных в памяти при перебоях электропитания 70 часов
- Количество таймеров 256
- Количество счетчиков 256
- Программное обеспечение STEP 7 Micro/WIN
- Языки программирования LAD, FBD, STL
Набор команд основной
- Логические операции, адресация результата, сохранение, счет, загрука. Передача, сравнение, сдвиг, вращение, вызов подпрограмм с передачей параметров.
Цепи питания центрального процессора
- напряжение питания центрального процессора 24 В
- допустимые отклонения
- потребляемый ток
Входное напряжение
- номинальное значение
- длительно допустимое значение 30 В
Выходное напряжение
- номинальное значение
- допустимый диапазон изменений 20.4 … 28.8 В
Выходной ток
- одного выхода, длительный, не более 0,75 А
- одного выхода, импульсный, не более 8 А в течение 100 мс
Габариты 120.5 × 80 × 62 мм
Масса 360 г
Монтаж на 35 мм профильную шину DIN или на плоскую поверхность с креплением винтами.
Для увеличения количества входов и выходов, обслуживаемых одним центральным процессором, необходимы модули ввода-вывода дискретных сигналов EM 223.
Рисунок 5.21 – модули ввода-вывода ЕМ 223
Модули ввода дискретных сигналов выполняют преобразование входных дискретных сигналов контроллера в его внутренние логические сигналы. Модули вывода дискретных сигналов – преобразование внутренних логических сигналов контроллера в его выходные дискретные сигналы.
Подключение к соседним модулям производится с помощью плоского кабеля, который вмонтирован в каждый модуль. Внешние цепи подключаются через съемные терминальные блоки, оснащенные контактами под винт. Терминальные блоки закрыты защитными изолирующими крышками. Применение съемных терминальных блоков позволяет производить замену модулей без демонтажа их внешних цепей. На лицевой панели модулей расположены светодиоды индикации состояний внешних цепей.
Входное напряжение/ ток:
- номинальное значение 24 В / 4 мА
Количество выходов 8
Габариты 71.2 × 80 × 62 мм
Масса 0.3 кг
Это специальный функциональный модуль, используемый для управления скоростью вращения. Он обменивается данными с S7-200 через шину ввода/вывода и появляется в конфигурации входов/выходов как интеллектуальный модуль с восемью цифровыми выходами. На основе информации, хранящейся в памяти S7-200, модуль позиционирования генерирует выходной сигнал, необходимый для управления движением.
- 12 светодиодов индикации состояний модуля.
- 4 импульсных выхода
для управления
- 5 дискретных входов.
- 2 аналоговых выхода.
Модуль устанавливается на стандартную 35 мм профильную рейку DIN и подключается к соседнему модулю с помощью гибкого кабеля. Питание подключается к модулю через терминалы с винтовыми зажимами. Параметры настройки сохраняются в памяти центрального процессора.
- Ручное управление операциями позиционирования.
- До 25 профилей позиционирования с использованием до 4 скоростей перемещения.
- Компенсация люфта при изменениях направления движения.
- Выбор режима работы с установкой до 4 контрольных точек.
- Ток, потребляемый от внутренней шины контроллера 190 мА
5.8 Разработка алгоритма управления краном
Рабочий цикл козлового крана состоит из трех основных операции: перемещения крана, перемещения тележки и подъема груза.
Технологический цикл работы крана начинается с включения питания (блок 2) и проверки систем защиты (блок 3). После проверки включается один из двигателей крана: двигатель перемещения крана (блок 4), двигатель подъема груза (блок 9), двигатель перемещения тележки (блок 14). При не выполнении этого условия система переходит в начальное состояние и ожидает включение одного из двигателей. Процесс передвижения (перемещения) завершится, когда выполнится условие блока 6 (11 или 16).
Рисунок 5.19 – Алгоритм работы крана
Информация о работе Автоматизация слада строительных материалов