Система управления РБУ

РЕФЕРАТ

 

У дипломному проекті розроблено автоматизовану систему управління розчинно-бетонним комплексом (РБУ) на базі ПЛК ОВЕН та системи СКАДА.

Комплекс забезпечує автоматизоване виробництво розтворо-бетонних сумішей різного типу, зміну рецептури, контроль концентрації бетону, рівня сумішей в агрегатах. В роботі автоматизовано всі процеси роботи РБУ та роз розроблено ефективну гнучку систему керування. Також розраховано стійкість системи керування та забезпечено її взаємозамінність.

Дипломний проект містить _____ листів формату А1 та _____ аркушів розрахунково-пояснювальної записки.

 

 

ЗМІСТ

 

 

 

ВСТУП

 

На сучасному етапі  розвитку цивілізації життя людини не можна уявити без автоматизації. Автоматизація являється одним  з основних і найбільш прогресивних напрямків технологічного розвитку. Сьогодні основною частиною технологічних процесів є створення автоматизованих цехів і заводів, пришвидшене введення автоматизованих методів і засобів контролю якості і випробування продукції. Завдяки автоматизації знижується трудомісткість виробництва, створюються відповідні умови праці, виключаються шкідливі для людини технологічні операції.

На даний момент автоматизація  технологічних процесів використовує широке впровадження обчислювальної техніки  в системи управління, які повинні  вирішувати задачі автоматизації основного технологічного устаткування, аналізу, контролю і управління технологічними процесами на основі математичних методів і використання ЕОМ, автоматизація проектування автоматизованих процесів.

Тільки із здійсненням  автоматизації можна досягнути високого рівня продуктивності праці і якості продукції.

Відносно цього актуальним є питання монтажу, налагодження і експлуатації устаткування. Адже нормальна, безаварійна робота приладів і систем автоматики залежить як від  технічного рівня проектів, так і від якості монтажу і кваліфікованої експлуатації цих приладів і систем.

Можна зробити висновок, що процеси автоматизації та монтажу  засобів виробництва крокують поруч  і взаємопов'язані. Розглядаючи проблему підвищення ефективності виробництва перше про що говорять - це автоматизація. При цьому не слід забувати про важливість правильності монтажу засобів, що автоматизують той чи інший процес. Адже

 

неправильність монтажу засобів  автоматизації може призвести до зниження продуктивності праці, терміну служби устаткування чи врешті-решт виходу поломки та виходу з ладу якщо не одного вузла, то цілої ланки. Підходячи до удосконалення виробництва варто чітко визначитись із тим, що процеси автоматизації та монтажу засобів виробництва потрібно розглядати комплексно і перш за все потрібно налаштуватись на кінцевий ефект робіт.

Виходячи з вищезгаданого  стає зрозумілим прагнення великої  кількості підприємств (різних галузей  промисловості) втілити досягнення науковців в свій виробничий процес через автоматизацію. Тому виробники досконало вивчають сучасні автоматичні лінії та способи їх монтажу.

 

1 ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1. Відомості про лакофарбові  матеріали

 

Фарбування автомобілів  здійснюється з метою захисту  деталей від корозії і інших  дій навколишнього середовища, а  також для придання красивого  зовнішнього вигляду. Автомобілі працюють в різних кліматичних умовах, тому до лакофарбових матеріалів, пред'являються особливо високі вимоги. Вони повинні мати добру адгезію (зчеплюваність) з поверхнею деталей, високу механічну міцність і швидку летючість розчинників (тобто швидко висихати). Лакофарбові матеріали складаються з плівкоутворюючих речовин, пігментів, розчинників, разбавлювачів, сикативів.Основа лаків і фарб – плівкоутворюючі речовини, які утворюють при висиханні лакофарбове покриття (плівку). Як для плівкоутворюючих використовують: рослинні масла, при

родні і штучні смоли, бітуми, ефіри і т.п. Лаки – це розчини плівкоутворюючих речовин в летючих органічних розчинниках. Масляні лаки одержують шляхом розчинення синтетичних (гліфталевих, перхлорвінілових, епоксидних або натуральних) смол в оліфі з додаванням розчинників. Ефірноцелюлозні лаки готують розчиненням нітроклійковини в суміші органічних розчинників – ацетону, етилацетону, бензолу, толуолу і ін. Для підвищення еластичності і стійкості до складу лаків вводять пластифікатори – ефіри фосфорної кислоти, касторове масло і ін. Спиртові лаки одержують розчиненням смол в спирті (сирці). Пігменти (фарбники) додають необхідний колір і покращують адгезійні властивості лаків і фарб. Як пігменти використовують цинкові білила, охру, сурик, ультрамарин, сажу і ін. Розчинники і розбавлювачі використовують для додання

 

матеріалу необхідної консистенції, поліпшення адгезії і швидкого висихання. Разбавлювачі застосовуються, як правило, багатокомпонентні, що складаються  з різних органічних розчинників  уайтспірита, ксилолу, ацетону, ефірів і ін. Сикативи (марганцеві, свинцеві або кобальтові солі) прискорюють висихання фарби. В ремонтному виробництві застосовують масляні і емалеві фарби. Масляні фарби – це суспензії пігментів в оліфі; емалеві фарби – в лаках (вони мають більш високу міцність і швидше висихають). 

1.2. Технологічні методи нанесення  лакофарбових покриттів

 

Вручну фарбують обмежені ділянки, важкодоступні поверхні, наносять написи, знаки і т.д. Фарбування зануренням полягає в зануренні виробу у  ванну з фарбою. Недолік методу: велика витрата лакофарбовогоматеріалу, невисока якість покриття і його зчепленість (можливе спучування). Повітряне розпилення фарби виконують за допомогою пульверизаторів і в спеціальних камерах з фарборозпилювачами КР, 045 і ін. Безповітряне розпилення – перспективний метод нанесення лакофарбових покриттів, характеризується високою продуктивністю і економічністю (втрати на туманоутворення зменшуються на 30...40 % в порівнянні з повітряними методами), скороченням витрати розчинників, оскільки можна застосовувати фарби великої в'язкості. При безповітряному розпиленні лакофарбовий матеріал, нагрітий до 70... 100 °С, під тиском 4...6 МПа подають до сопла, що надає йому швидкість, яка перевищує критичну при даній в'язкості. Це досягається шляхом перетворення потенційної енергії фарби, що знаходиться під тиском, в кінетичну при виході її в атмосферу. В результаті перепаду тиску від 4...6 МПа до атмосферного (0,1 МПа) швидколетюча частина розчинника, що входить в лакофарбовий матеріал, миттєво випаровується. Це супроводиться величезним збільшенням об'єму (в 1500...2000 раз) і викликає дроблення (розпиленість) фарби. Зниження в'язкості і поверхневого натяжіння фарби при її нагріванні теж сприяє поліпшенню розпиленості. Факел фарби при розпиленні дуже чітко окреслений і практично не утворює барвистого туману, оскільки захищений оболонкою пари розчинника. Покриття виходять високої якості, не мають пор, відрізняються доброю адгезією і рівним, гладким шаром. Установка для безповітряного розпилення лакофарбового матеріалу приведена на рис. 5.1.

Рисунок. 1.1. Установка  для безповітряного розпилення лакофарбових

матеріалів:

1 – ємність для  лакофарбового матеріалу; 2 – насос; 3 – манометр; 4 – нагрівач; 5 –  розпилювач; 6 – регулювальний клапан; 7 – випускний клапан

 

Прогресивний метод  нанесення покриття в електричному полі засновано на використанні електрофорезу  перенесення заряджених частинок в  електричному полі. В камері фарбування встановлюються електродні сітки, до яких від випрямляча підводиться негативний потенціал високої напруги (120...130 кВт). Позитивна клема джерела і виріб, що рухається на конвеєрі заземлені. Внаслідок цього між катодними сітками виникає сильне електричне поле, яке іонізує повітря. Позитивні іони прямують до сітки, а негативні, захоплюючи частинки фарби, що подається від форсунки (розпилювача), осідають рівним шаром на поверхні деталі (виробу). Оскільки поверхня сітки в декілька тисяч раз менша поверхні фарбованого виробу, то створюється нерівномірне по полярному потенціалу поле, внаслідок чого фарба фіксується і розпиляється на виріб, а на сітку практично не потрапляє. Недолік методу:  самоекранування складних профільних поверхонь, внаслідок чого, фарбувати в електричному полі внутрішні і складні по конфігурації поверхні, неможливо.

1.3. Технологічний процес фарбування автомобіля

 

На нові і капітально відремонтовані автомобілі, як правило, наносять багатошарові лакофарбові  покриття. Перший шар (грунт) наносять з метою захисту поверхні від  корозії; другий – для згладжування нерівностей; подальші – для створення декоративного вигляду. Підготовка поверхні до фарбування полягає в знятті старої фарби, видаленні корозії, зачищенні до металевого блиску і знежиренні деталі. Стару фарбу знімають механічним шляхом (дробопіскоструменевою обробкою або зануренням в розчин каустичної соди при температурі 80...90 °С на 1,0...1,5 год). Після цього деталь пасивують нітратом натрію (4 г/л) і промивають гарячою і проточною холодною водою. Ефективно застосовувати для видалення старої фарби спеціальні змиви АФТ1 (для синтетичних емалей) або СД (для нітроемалей). Через 15...20 хв після нанесення змиву стара фарба спучується і легко знімається. Іржу знімають хімічним травленням в 20...30 %му розчині сірчаної або соляної кислоти протягом 10...30 хв при температурі 20...50 °С, після чого залишки кислоти нейтралізують содовим розчином або розчином NаОН. Вм'ятини, подряпини і інші дефекти усуваються слюсарномеханічними операціями за допомогою оправок. Зачищають поверхню електро і пневмошліфувальними машинками і наждачною шкуркою. Знежирюють деталі в різних лужних розчинах з додаванням емульгаторів (рідкого скла, тринатрійфосфату і ін.) при температурі 80 оС. Тривалість знежирення 0,5...1,0 год. Після ретельної підготовки поверхні створюються умови для міцного адгезійномолекулярного зчеплення лакофарбового покриття з деталлю. На підготовлену поверхню наноситься шар ґрунту товщиною 20...25 мкм. При фарбуванні нітроемалями застосовують ґрунти ГФ020 або № 138, розчинені в скипидарі, а при фарбуванні гліфталієвими емалями – грунт готують на основі тих же смол, що і сама фарба. Сушка проходить приприродній температурі протягом 48 год, а при температурі 100...110 °С – 0,5...1,0 год. Шпаклюють пастами, що складаються з пігментів, наповнювачів (охра, сурик, крейда і ін.) і розбавлювачів. При місцевому шпаклюванні пасту наносять вручну, гумовими шпателями, а при суцільному  фарборозпилювачем. Щоб уникнути розтріскування шар шпаклівки не повинен перевищувати 0,4...0,5 мм Якщо необхідно нанести товщий шар, то застосовують багатошарове (2…3 разове) шпаклювання з проміжними сушкою і зачисткою поверхні. Шліфування після шпаклювання виконують наждачною шкуркою № 150...280 або пемзою. Для шліфування використовують агрегати ШРСУ8 або ручну пневматичну машинку РД1. Потім наносять лакофарбове покриття. Сушка і затвердіння основних видів лакофарбових покриттів полягає у випаровуванні летючого розчинника і полімеризації зв'язуючої речовини. Природна (холодна) сушка застосовується при фарбуванні швидковисихаючими (нітроцелюлозними) емалями. Штучна сушка проводиться гарячим повітрям в сушильних камерах. Гаряче повітря подається зверху з калориферів, а холодне видаляється знизу системою відсмоктування. При терморадіаційному сушінні інфрачервоне проміння від потужних ламп розжарювання проникає через шар покриття, нагріває металеву поверхню, чим забезпечують висихання фарби з середини. У зв'язку з тим, що верхні шари висихають під дією природних процесів, покриття твердіє рівномірно по всій глибині і виходить щільним та міцним. Конвекційна сушка позбавлена цієї переваги і покриття виходить пористим, менш міцним. Кінцева обробка лакофарбових покриттів полягає в шліфуванні шкурою № 320...360 з подальшим обдуванням стисненим повітрям, промивкою водою і протиранням розчинником № 648, сушці і поліруванні пастою № 289. Блиск поверхні додається натиранням лакофарбового покриття фланеллю.

1.4 Технології нанесення матеріалів (методи розпилення)

 

AIR SPRAY – повітряне  розпилення, яке відбувається за  допомогою високого тиску повітря  – близько 3 бар (1 бар дорівнює 105 Паскалів, приблизно 750 мм ртутного стовпчика або 0,987 атмосфер) при тиску фарби до 2 бар (потрібне джерело стиснутого повітря – компресор). Змішування повітря і матеріалу відбувається безпосередньо перед виходом із сопла пістолета. Відсоток перенесення фарби на поверхню – 40.

HVLP – розпилення за  допомогою подавання великого  струменя матеріалу при низькому  тиску повітря (близько 0,7 бар). У цьому випадку менше туманоутворення, а отже, і витрати фарби за «м’якшого» і якіснішого нанесення матеріалу. Відсоток перенесення фарби на поверхню – 85.

AIRLESS – безповітряне  розпилення, що відбувається без  участі повітря за допомогою  гідравлічного видавлювання (під  великим тиском – від 200 до 510 бар) і розпорошення фарбувального  матеріалу через сопло. Сопло необхідного діаметра підбирають залежно від в’язкості матеріалу і необхідної товщини фарбувального шару. Відсоток перенесення фарби на поверхню – 60.

AIR-ASSISTED – комбіноване  розпилення – це гібрид безповітряного  і повітряного методу. Матеріал  проходить через сопло безповітряним способом, потім потік повітря додатково формує остаточний смолоскип. Застосовують для більш громіздких (ніж при повітряному методі) матеріалів, якими покривають великі площі. Відсоток перенесення фарби на поверхню – 65.

ELECTROSTATIC – електростатичне розпилення заряджених часток фарби, що базується на повітряній або комбінованій технології. Тиск розпилення сягає 180 бар. Метод застосовують для одержання надзвичайно якісного фінішного покриття. Відсоток перенесення фарби на поверхню – 95.  
Механічний спосіб фарбування – це наливні, валкові машинки та аксесуари, а також установки для занурення. Також до механічних засобів фарбування належать ручні малярські інструменти.

Види фарбувального  устаткування

Пневматичне фарбувальне  устаткування поділяється на фарбувальне устаткування високого тиску (від 2-х до 6-ти атм.), що працює від стиснутого компресором повітря, і низького тиску (від 1 до 0,15 атм.), що працює від повітря, виробленого багатоступінчастою турбіною з електроприводом.

За допомогою найсучасніших методів комп’ютерного проектування бельгійською фірмою GRACO – лідером на ринку фарбувального устаткування – безупинно розробляються нові і нові установки з використанням найновіших передових технологій. Установка, фарбопульт, кожен елемент інтенсивно тестують для досягнення максимальної продуктивності і найбільшого робочого ресурсу. Номенклатура GRACO налічує тисячі найменувань комплектів і установок. Фарбувальне устаткування посідає провідне місце в асортиментному ряді фірми та охоплює весь спектр можливих робіт з обробки поверхні: від лакування дерев’яної фурнітури до нанесення пластизольної суміші на поверхню нафтових танків.

Фарбувальні системи  фірми GRACO найчастіше побудовані за модульним  принципом. Це істотно прискорює  ремонтні роботи: несправний модуль легко замінюють – і установка знову готова до роботи.

На деревообробних підприємствах, у столярних майстернях і на меблевих фабриках для нанесення фінішного  покриття вже декілька десятиліть використовують метод повітряного розпилення. Потік повітря у фарбопульті під тиском у 3-4 атм. роздрібнює лакофарбовий матеріал, що надходить з бачка, і переносить його на поверхню, яку фарбують. I хоча здається, що нічого нового тут винайти вже неможливо, фірма GRACO пропонує безліч нових ідей. Наприклад, у фарбувальних пістолетів DELTA Spray® XT є можливість окремого регулювання витрат повітря і лакофарбового матеріалу при подаванні їх на фарбопульт. Лакофарбовий матеріал подається у фарбопульт повітряним діафрагменним насосом під тиском, що дорівнює тискові підведеного до установки повітря. Таким чином, пістолет дає змогу підвищити продуктивність робіт зі збереженням якості фарбування, яка властива методу повітряного розпилення. Пістолети DELTA Spray® XT легкі і невеликі за розмірами, прості в експлуатації. Завдяки окремому регулюванню подачі на фарбопульт повітря і лакофарбового матеріалу, пістолет легко налаштувати на більшість типів застосовуваних лакофарбових матеріалів. Його широко використовують для фарбування виробів з деревини, а також човнів, катерів, яхт, металоконструкцій загального призначення, сільськогосподарського і будівельного устаткування.

За допомогою такого пістолета можна наносити меблеві  лаки, алкідні емалі, поліуретанові  і епоксидні матеріали.

Використання фірмою GRACO нових технологій разом з традиційними методами фарбування розширює рамки класичних технологій й дає відчутну економічну користь. Нова фарбувальна технологія HVLP, що використана в пістолетах DELTA Spray® XT, дає змогу знизити використовуваний тиск із 7 атм. (3-3,5 атм. на фарбопульті) до 2 атм. (0,5-0,4 атм. на фарбопульті) для DELTA-HVLP-варіанта пістолета. Зниження використовуваного тиску зменшує туманоутворення й відшарування фарби від фарбованої поверхні, що, безперечно, підвищує її якість. Крім того, зростає коефіцієнт перенесення матеріалу, що зменшує втрати фарби й економить лакофарбовий матеріал.

Технологія фарбування HVLP в чистому вигляді реалізована  на інших агрегатах фірми GRACO GTS – 2700, 3800 і 4900 – турбокомпресорних  установках, що працюють від електромережі 220 В. Ці установки оснащені повітряними багатоступінчастими турбінами (дво-, три-, чотириступінчастими залежно від моделі), що створюють повітряний потік обсягом близько 3 м3/хв і тиском 0,4-0,55 атм. Установки, які мають невелику вагу і малі габарити, дуже мобільні і прості в користуванні. Набір змінних сопел від 0,5 до 4,2 мм дає змогу використовувати їх для нанесення всіх типів лакофарбових матеріалів: від тонких лакових складів до матеріалів з високим сухим залишком і мультиколірних матеріалів. Можливість змінювати форму плями розпилювання, її розміри та інтенсивність, а також змінні сопла обумовлюють застосування цих установок у багатьох галузях. Серед постійних користувачів установками і столярні майстерні, де є потреба швидко змінювати місця фарбування, і ремонтні меблеві майстерні з різноманітним асортиментом застосовуваних матеріалів, і будівельні компанії, які займаються облаштуванням інтер’єрів, у тому числі дерев’яних.