Курсовая работа: Автоматизации технологического процесса вулканизации автомобильных покрышек

Содержание

Аннотация 1
Нормативные ссылки 4
Определения, обозначения и сокращения 4
Введение 5
1 Анализ процесса как объекта управления 6
1.1 Краткая характеристика объекта управления 6
1.2 Физико-химические основы функционирования объекта управления 6
1.3 Принцип действия и конструктивное оформление объекта управления 6
1.3.1 Описание процесса ……. 6
1.3.2 Описание процесса ……. 6
1.4 Описание и критика существующей системы автоматизации 6
1.5 Выводы 6
2 Системно-технический синтез системы управления 7
2.1 Цель создания, критерии управления, требования к системе управления 7
2.2 Обоснование выбора управляющих функций системы управления 7
2.2.2 Автоматизация поддержания технологических параметров. 7
2.2.2.1 Регулирование расхода. 7
2.2.2.2 Регулирование уровня. 7
2.2.2.3 Регулирование давления. 7
2.2.2.4 Регулирование температуры. 7
2.2.2.5 Регулирование физико-химических параметров. 7
2.2.3 Автоматизация аппарата ………. 7
2.2.3 Автоматизация аппарата ………. 7
2.3 Автоматизация циклических и периодических процессов 7
2.4 Обоснование выбора информационных функций системы управления 7
2.5 Выводы 7
3 Разработка структуры управления и контроля 8
4 Разработка информационного обеспечения АСУТП 9
4.1 Описание разработанной системы классификации и кодирования 9
4.1.1 Кодировка технологического оборудования 9
4.1.2 Кодировка источников текущей информации об объекте 9
4.1.3 Кодировка задач АСУТП. 9
4.2 Разработка паспорта измеряемых параметров 9
4.3 Разработка форм видеограмм и выходных документов АСУТП 9
4.4 Алгоритмическое и программное обеспечение системы автоматизации 9
4.5 Выводы 9
5 Аппаратурно-технический синтез системы управления 10
5.1 Реализация управляющих функций системы управления 10
5.1.1 Нижний уровень управления 10
5.1.2 Верхний уровень управления 10
5.1.3 Выбор и обоснование средств воздействия на процесс 10
5.2 Реализация информационных функций системы автоматизации 10
5.2.3 Выбор и обоснование источников получения информации об объекте автоматизации 10
5.2.4 Выбор и обоснование средств отображения информации об объекте автоматизации 10
5.3 Реализация функций защиты и блокировки 10
5.4 Выводы 10
6 Список использованных источников 11
ПРИЛОЖЕНИЯ 12
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем проекте использованы ссылки на следующие документы.
Таблица 0.1. Использованные нормативные ссылки
Обозначение Наименование
ВСН 205-84 Инструкция по проектированию электроустановок систем автоматизации технологических процессов
ГОСТ 2.708-81 Правила выполнения электрических схем цифровой и
вычислительной техники
ГОСТ 2.755-87 Обозначения условные графические в схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения
ГОСТ 2.754-72 Обозначения условные графические электрического оборудования и проводок на планах
ГОСТ 2.601-95 Эксплуатационная документация (ЕСКД)
ФС ЮКГУ 4.6-002-2004 СМК Правила оформления учебной документации. Общие требования к графическим документам
СНиП 3.05.07-85 Системы автоматизации
ПТЭ Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей
ПТБ Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей
ВСН-329-78 Инструкция по технике безопасности при монтаже и наладке приборов контроля и средств автоматизации
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
В проекте использованы следующие обозначения и сокращения.
Таблица 0.2. Использованные в проекте нестандартные обозначения и сокращения.
Обозначение Наименование
АСР Автоматическая система регулирования
АСУТП Автоматизированная система управления технологическим процессом
АТК Автоматизированный технологический комплекс
ИМ Исполнительный механизм
САУ Система автоматического управления
СУ Система управления
ТОУ Технологический объект управления
ТП Технологический процесс
ТСА Технические средства автоматизации
УСО Устройство связи с объектом
ЧМИ человеко-машинный интерфейс, интерфейс человек – машина (англ. HMI)
ПЛК Программируемый логический контролер (англ. PLC)
ВВЕДЕНИЕ
Целью курсового проекта является автоматизация технологического процесса вулканизации.
Продукция цеха автомобильные покрышки выпущенные путем вулканизации резины.
Целью проекта являлась автоматизация технологического процесса вулканизации.
Разработанная система управления предназначена для выполнения функций автоматического регулирования, преобразования сигналов и сигнализации параметров: пар, перегретая вода, вода низкого давления, промышленная вода и т.д.
Технические решения по построению системы управления приняты на базе использования современных технических и программных средств. В частности центральная часть АСУТП построена с использованием приборов и систем ведущей фирмы «Метран» «Сименс».
Содержание курсового проекта соответствует требованиям задания и методических указаний.
1 АНАЛИЗ ПРОЦЕССА КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
1.1 Краткая характеристика объекта управления
АВТОКЛАВ-ПРЕСС
Автоклав-прессы применяются для вулканизации покрышек, камер, обрезиненных катков и некоторых других резино-технических изделий. В конструкции автоклав-пресса содержатся эле¬менты, присущие вулканизационным котлам (паровая камера с крышкой и днищем) и гидравлическим прессам (гидроцилиндр, плунжер, траверсы и колонны). Наибольшее распространение получили автоклав-прессы со съемной крышкой и неподвижной паровой камерой (рис.8.13).
Вулканизационная часть автоклав-пресса состоит из корпуса 7 (цилиндрическая паровая камера), соединенного с верхней коль¬цевой траверсой 11 и литым днищем 4. Корпус сваривается из ли¬стовой стали толщиной 8—12 мм. Паровая камера закрывается крышкой 12, которая крепится к кольцевой траверсе байонетным кольцом 14. В отличии от вулканизационных котлов, описанных ранее, здесь поворачивается не крышка, а кольцо 14. Поворот его производится или вручную с помощью зубчатой передачи 19, или с помощью гидроцилиндра 20.
Внутрь автоклава подаются пар и охлаждающая вода, для чего в верхней части корпуса имеется соответствующие штуцеры. Уплотнение крышки осуществляется с помощью резиновой ман¬жеты 21.
Прессовая часть автоклав-пресса состоит из гидравлического цилиндра 2, смонтированного на кольцевом основании 3, плунжера 1, проходящего внутрь паровой камеры, и колонн 5, соеди¬няющих верхнюю и нижнюю траверсы. Плунжер уплотняется в цилиндре с помощью гидравлического сальникового устройства 18 и в паровой камере посредством парового сальника 17.
В гидравлический цилиндр с помощью трубопровода 8 и гидрораспредилительной коробки 10 в период перезарядки подается вода давлением 2-2.5 МПа, а в момент подпрессовки и в течении всего цикла вулканизации – вода давлением 12-12.5 МПа.
Вулканицизационные формы с изделиями устанавливаются в виде стопки на стол 6, смонтированный на плужере. На стопку укладываются два уравнительных диска 16 (так называемый эквалайзер), автоклав закрывается крышкой, в цилиндр подается вода высокого давления, и автоклав готов к началу вулканизационного процесса.
1.2 Физико-химические основы функционирования объекта управления
В результате подачи перегретой воды в варочную камеру в форме создается распорное усилие, определяемое величиной по¬крышки (а следовательно, и камеры) и давлением перегретой воды. Прессовое рабочее усилие автоклава должно быть таким, чтобы обеспечить надежное замыкание всей стопки прессформы. Прессовое рабочее усилие Рраб (в Н) определяется по следую¬щему уравнению:
Рраб=Рк+iGф+Gi+G2+T
где Рк — распорное усилие, создаваемое перегретой водой в ва¬рочной камере, Н; i — число вулканизационных форм в стопке; Gф — сила веса одной формы с покрышкой, варочной камерой и водой, Н; Gi — вес подвижного стола и уравнительного диска, Н; G2 — вес плунжера, Н; Т — сопротивление в уплотнительных уст¬ройствах, Н.
Распорное усилие Рк (в Н) в варочной камере определяется по уравнению:
Pk=
где р — давление перегретой воды, Па; DH и DBH — наружный и внутренний диаметры полости варочной камеры, м.
1.3 Принцип действия и конструктивное оформление объекта управления
На рис.8.15 показана принципиальная схема установки контрольно-измерительных и регулирующих приборов на автоклав-прессе, предназначенном для вулканизации автомобильных покрышек. Регулятор цикличности процесса 6 типа КЭП-12У обеспечивает открытие и закрытие мембранных исполнительных механизмов, установленных на коммуникациях, в по¬следовательности, соответствующей принятому режиму вулкани¬зации.
После загрузки форм в автоклав и их подпрессовки начинает¬ся цикл вулканизации. Оператор нажимает кнопку щитка 5 и включает регулятор цикличности 6 в работу. Регулятор цикличности открывает мембранный клапан 16, который подает инструмен¬тальный воздух в регистрирующие манометрические регуляторы температуры ) и 2 со шкалой от 0 до 200 °С. Регулятор темпера¬туры 1 регулирует нагрев автоклав-пресса по подаче в паровую камеру острого пара, а регулятор температуры 2 - по температуре кон¬денсата, выпускаемого из автоклава. Замерная гильза 28 капил-лярной системы регулятора 1 установлена в корпусе автоклава, а замерная гильза 29 регулятора 2 - на линии спуска конденсата. Мембранные клапаны (на линии ввода пара 21 и на линии спуска конденсата 25) соединены латунными трубками с соответствую¬щими регуляторами......