Автоматизация установки рулона на моталку

Бесконтактный индуктивный датчик ВИКО-И представляет электронное устройство, которое обнаруживает ферромагнитные и диамагнитные металлические объекты попадающие в зону действия датчика.Чувствительный элемент датчика выполнен в виде катушки индуктивности с открытым в сторону активной поверхности магнитопроводом. Катушка подключена в цепь возбуждения генератора. Перед активной поверхностью образуется электромагнитное поле. При попадании объекта в рабочую зону катушки изменяется индуктивность контура при этом амплитуда колебаний генератора резко уменьшается. Амплитуда колебаний определённого уровня регистрируется оценочной схемой датчика и преобразуется в выходной сигнал. Технические характеристики датчиков приведены в таблице 1 и таблице 2.Рисунок 5.5 – индуктивный датчик ВИКО-И-042-М8Таблица 5.6 – технические характеристики датчика ВИКО-И-042-М8ПараметрЗначениеЕд. изм.Материал корпусалатунь-Схема подключенияВыход с открытым коллектором-Защита выхода от переполюсовкиесть-Гистерезис<10 от зоны чувствительности%воспроизводимость10%Максимальный ток нагрузки200мАТок потребления (при напряжении питания)DC12V-8; DC24V-15мАТок утечкиDC < 0.8мАСопротивление изоляции50МОмИспытательное напряжение изоляции500ВДиапазон рабочих температур-25…+70°ССтепень защитыIP67Влажность окружающего воздуха< 90 (при +20°С)%Способ подключенияКабель 3х0,2 мм2 – 2мfmax1000ГцНоминальное (условное) расстояние срабатывания4мммасса0,055кгРазмер объекта воздействия12х12х1ммВыбор индикации состояния работы автоматикиДля индикации состояния работы автоматики, выберем светодиодный индикатор КИПД 43В-К (красная), КИПД 43В-Л (зелёная), КИПД 43В-Ж (желтая).Рисунок 5.7 –индикатор КИПД 43В-К.КИПД 43В-Л. КИПД 43В-ЖТаблица 5.1 – Технические характеристики светодиодного индикаторатипUНОМ. BIНОМ. мAКИПД2420Выбор релеДля согласования выходного сигнала ПЛК и входного сигнала преобразователя управления двигателем стола необходимо применить промежуточные реле.Выберем электромагнитное реле производителя «Omron»модели «G2R-2-SNI 24VDC»Рисунок 5.8 - электромагнитное реле и схема контактовТаблица 5.8 – технические характеристики OmronG2R-2-SNI 24VDCпараметрзначениеед.измконтактыDPDTНоминальное напряжение обмотки24В, DCМаксимальный ток(при активной нагрузке)5АКоммутируемое напряжение125380В, DCB, ACСопротивление обмотки1.1кОмВрем срабатывания15мсВремя отпускания5мсМощность, потребляемая обмоткой530мВтСопротивление контактов30мОмКоммутируемая мощность1250150ВАВтВыбор блока питанияВыбор блока питания произведём с учетом мощности всех потребителей, питающихся от него (контроллер, датчики и пульт управления).Вт– – соответственно напряжение и ток ПЛК Direct LOGIC 06;– – соответственно напряжение и ток датчика положения ВИКО-И-042-М8;– – соответственно напряжение и ток датчика минимальной скорости IV1N EC81A5-43N-15-LS4– – соответственно напряжение и ток электромагнитных релеOmronG2R-2-SNI– – соответственно напряжение и ток электромагнитного силового релеTE CONNECTIVITYRM 3– – соответственно напряжение и ток индикаторных ламп с цоколем Т5,5Выбираем блок питания производителя «MeanWell» модели «DR-4524»Рисунок 5.9 – внешний вид блока питания Mean Well DR-75-24Таблица 5.9 – технические характеристики MeanWellDR-75-24параметрзначениеед.измМощность76.8ВтНапряжение питанияоднофазное85-264ВВыходное напряжение24ВВыходной ток3.2АВыбор конечного выключателяДля защиты от выхода инструмента за допустимое положение, выберем путевой выключатель производителя «Ruichi» типа «KZ-8104».Таблица 5.10 – Технические характеристики путевого выключателя KZ-8104ПараметрЗначениеНоминальное напряжение250 В, 50 ГцНоминальный ток5 АТип приводаРычаг с роликомСтепень защитыIP65Рисунок 5.10– Путевой выключатель KZ-8104, внешний вид и схема подключенияРазработка схемы электрической принципиальнойВ соответствии с выбранной элементной базой и разработанной функциональной схемой системы автоматизации (рис. 3) составлена схема электрическая принципиальная (чертеж ПЗ-576.02.00.00 Э3). Автоматический выключатель QF1 обеспечивает питание всей системы, а также осуществляет защиту от токов короткого замыкания.С помощью контактора КМ1 реализована нулевая защита двигателей, которая исключает самозапуск электродвигателей при исчезновении или резком снижении напряжения питающей сети. При нажатиикнопки включение SB1 подается питание на силовые цепи и на пульт управления, после ее отпускания происходит самоподхват. А после нажатия кнопки SB4 силовые цепи разрываются. Блок питания G1 с выходным напряжением 24 В подает питание на основные низковольтные элементы, пульт управления А1, контроллер А2 и датчики SQ1-SQ6. Пульт А1 обеспечивает управление всем технологическим процессом, а также индикацию сигналов готовности и аварийных режимов. Автоматизация технологического процесса реализуется программируемым контроллером А2. Входные сигналы поступают с пульта управления А1, датчиков технологической информации SQ1-SQ8, а также выходные сигналы подаются на преобразователь напряжения.В данной системе автоматизации для фиксации положений механизмов используются датчики SQ1-SQ5. Выходы датчиков подключены к контроллеру А2.Управление двигателемподъема стола М1осуществляется преобразователями напряжения UZ1, соответственно, сигналы на него подаются с контроллера А2. Для защиты от выхода инструмента за допустимое положение, предусмотрены концевые выключатели SF1 и SF2, отключающие подачу сигнала направления вращения UZ1.6. Разработка программы работы ПЛКПри рассмотрении алгоритма программы необходимо иметь в виду, что она выполняется циклически. Цикл ее выполнения определяется в меньшей степени работой программного обеспечения контроллера и в большей степени – временем выполнения программы пользователя, которое во многом зависит от длины ее кода. Соответственно, с такой же периодичностью повторяется опрос всех контролируемых датчиков. Логические ветвления в программе, выполнение или невыполнение тех или иных действий, определяются установкой маркеров, готовностью узлов и выходом режимов работы на установленные значения.На основе приведенных в п. 3 логических уравнений, а также с учетом подключения входных и выходных цепей к программируемому контроллеру, представленному на электрической принципиальной схеме, выполним программу управления. Результаты представления переменных в адресах ПЛК для входных, выходных и промежуточных сигналов представлены в таблице 6.1.Уравнения с учетом адресации контроллера представлены в таблице 6.2Таблица 6.1 – Адреса переменных контроллера№п/пНаименование сигнала, таймера, счетчиков или переменнойОбозначениепеременнойАдресСвязывающийэлементВходные сигналы1Переключатель «Автоматический режим»АвтХОSA12Переключатель «Ручной режим»РучXISA13Кнопка «Вверх»кнВХ2SB14Кнопка «Вниз»кнНхзSB25Кнопка «Вперед»кнВпХ4SB36Кнопка «Назад»кнНазХ5SB4уКнопка «Медленно»кнМХ6SB58Кнопка «Датчики опущены»кнДатОXISB 69Кнопка «Датчики подняты»кнДатПхюSB710Кнопка «Сталкиватель вперед»кнСТВXIISB811Кнопка «Сталкиватель назад»кнСТНХ12SB912Кнопка «Сброс аварии»СбросАХ13SB1013Датчик центровки рулона 1ДЦ1Х14SQ114Датчик центровки рулона 2ДЦ2XI5SQ215Датчик положения тележки 1ПОХ16SQ316Датчик положения тележки 2П1Х17SQ417Датчик положения тележки 3П2Х20SQ518Датчик положения тележки 4ПЗХ21SQ619Датчик положения тележки 5П4Х22SQ720Датчик крайнего верхнего положения столаКВХ23SQ821Датчик крайнего нижнего положения столаКНХ24SQ922Датчик положения толкателяДТХ25SQ1023Датчик крайнего верхнего положения датчиков центровкиКВЦХ26SQ1124Датчик крайнего нижнего положения датчиков центровкиКНЦХ27SQ12Выходные сигналы1Лампа индикации «Центровка рулона»ЦY0HL42Лампа индикации «Авария»АВАРY1HL33Движение сталкивателя впередСТВY24Движение сталкивателя назадСТАY35Пониженная скоростьМY4UZ16Центровка рулонаЦY5уОпускание устройства центровкиУЦОY 68Поднятие устройства центровкиУЦПY79Движение тележки впередТВY10UZ110Движение тележки назадТАY11UZ111Движение подъемного стола вверхСВY1212Движение подъемного стола внизСНY13Промежуточные переменные1Автоматический режимАвтСО2Ручной режимРучС13Память о прохождении первого датчика центровки рулонаР1С2Таблица 6.2 – Уравнения в адресации контроллераКомандаУравнения в адресах ПЛКАвтРучСТВСТНСВТВ1M1УЦОЦР1Р2УЦПЗаключениеВ данном курсовом проекте была разработана система автоматизации установки рулона на моталку. Было составлено описание технологического процесса. На основе описания технологического процесса, последовательности работы механизма и требований к данной системе был разработан алгоритм работы системы автоматизации в виде логических уравнений. Также был разработан пульт управления системой автоматизации установки рулона на моталку.С учетом технологии работы автоматизируемого механизма, условий эксплуатации быт произведен выбор элементной базы системы автоматизации. В результате были выбраны, программируемый контроллер фирмы DirectLogic DL06. Также был выбран оптические и индуктивные датчики фирмы ТЕКО OPR AC81A-43P-R1000-LZS4, ISN I16P5-43P-R100-LE. На основе требований к системе автоматизации, алгоритма работы автоматики отдельных механизмов и выбранной элементной базы составлена принципиальная схема. Так же был рассчитан электропривод установки рулона на моталку, выбран двигатель 4MTKF(H)132L6. По данным расчетов построены графики переходных процессов в рабочем органе.СПисок исПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫФедотов А.В. Автоматизация управления в производственных системах: Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001. 368 с.Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. — М.: Горячая линия — Телеком, 2008. - 608 с.Промышленные контроллеры. Оборудование для АСУ ТП – Каталог №6/2006. Свистунов В.М., Пушняков Н.К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов АПК и ЖКХ: Учебник для вузов. – СПб.: Политехника, 2001. – 423 с.: ил. Федотов А.В. Алгоритмизация технологических процессов механической обработки при построении АСУ ТП: Учебное пособие. Омск, ОмПИ, 1984. – 44 с. Микропроцессорное устройство управления ИТП ОВЕН ТРМ136 Техническое описание АГСФ.421455.001ТО /Редакция 7.18/ 2011Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие/А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1999.–464с.: ил.СНиП 3.05.07-85 «Системы автоматизации» - М.: Стройиздат, 1986гАвтоматизация объектов энергетики. КБ АГАВА. Режим доступа: http://www.kb-agava.ru/СП «ТЕРМОБРЕСТ». Режим доступа: http://www.termobrest.ru