Курсовой проект - Автоматизация производства железобетонных панелей - файл n1.doc

приобрести
Курсовой проект - Автоматизация производства железобетонных панелей
скачать (467 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc467kb.09.09.2012 03:29скачать

n1.doc

1. Введение
Термин автоматизация происходит от греческого слова «автоматос», что в переводе означает самодействующий. Под автоматизацией (автоматическим управлением) понимается осуществление какого-либо технологического процесса с использованием соответствующих технических средств без непосредственного участия человека.

Автоматизация строительного производства в нашей стране началась в 60-е годы прошлого столетия с переводом строительства на индустриальную основу. Автоматика и автоматизация производственных процессов в строительстве в настоящее время базируется на элементной базе, содержащей электрические, электромеханические, магнитные, гидравлические и другие устройства. На базе использования мини - и микроЭВМ, микропроцессорной техники, роботов и манипуляторов стало возможным внедрение самонастраивающихся и самообучающихся автоматических систем, реализующих сложные законы управления. Это позволяет создавать системы автоматического управления (САУ) для работы в условиях труднопредсказуемых и не поддающихся формализованному описанию возмущений.

САУ могут создаваться для управления самыми различными по своей природе параметрами, поэтому последние должны быть преобразованы в такую физическую величину, которая может быть воспринята конкретной САУ.

Наряду с автоматическими системами, в сферу управления строительным производством с середины 60-х годов стали внед­ряться автоматизированные системы управления — организаци­онно-технические («человеко-машинные») системы, обеспечи­вающие эффективное функционирование объектов, в которых сбор и переработка информации, необходимой для реализации функций управления, осуществляется с применением средств автоматизации и вычислительной техники. Техническую основу таких систем управления составляют ЭВМ, а теоретическую — экономико-математические методы, позволяющие определять условия оптимального (наилучшего в оговоренных рамках) уп­равления сложными объектами и процессами.

Применительно к задачам автоматизации производственных процессов автоматизированное управление осуществляется с по­мощью автоматизированных систем управления технологически­ми процессами (АСУ ТП), в которых состояние технологическо­го процесса и технологического объекта анализируется с ис­пользованием ЭВМ. Из сказанного ясно, что автоматизирован­ное управление осуществляется с участием людей, в том числе «лиц, принимающих решения», а технические средства системы управления, в том числе ЭВМ, являются мощным инструмен­том, многократно усиливающим возможности человека в слож­ном процессе выработки и реализации управляющих решений.

Высшая форма автоматизации в настоящее время реали­зуется с помощью гибких производственных систем (ГПС), создающих реальные предпосылки для перехода к безлюдной технологии, для существенного повышения эффективности современного промышленного производства. ГПС призвана обеспе­чить комплексную автоматизацию всего производственного про­цесса, значительно повысить производительность труда и ка­чество изготовляемой продукции. Основное достоинство ГПС — способность быстро перестраиваться на изменение номенклату­ры выпускаемых изделий. Это объясняется тем, что переналад­ка технологической линии по производству продукции в ГПС осуществляется программными средствами управления с мини­мальными изменениями состава оборудования или вообще без его изменения. Структурно ГПС представляет собой иерархиче­скую трехуровневую систему. На нижнем уровне осуществля­ется автоматизация простейших технологических операций с использованием роботов и манипуляторов, выполняющих опе­рации сварки, резки, станочной обработки и т. п. Автоматиза­ция на этом уровне базируется на роботизированных комплек­сах, управляемых с помощью микро-ЭВМ и микропроцессоров.

На втором уровне ГПС осуществляется организационно-технологическое управление с координацией работы модулей об­работки изделий, контроля качества, транспортно-накопительных систем. Управление на втором уровне осуществляется в ре­жиме автоматизированного диспетчера на базе терминальных станций обработки технико-экономической информации, работа которых координируется центральной ЭВМ.

На третьем уровне ГПС осуществляется оперативно-произ­водственное управление, реализующее функции недельного и сменно-суточного планирования, учета и контроля. Основу третьего уровня управления составляют автоматизированные системы технологической подготовки производства на базе ми­ни-ЭВМ, образующих единый управляющей вычислительный комплекс, связанный с центральной ЭВМ.

Разработка и широкое внедрение гибких автоматизирован­ных производств являются важной научно-технической пробле­мой, решение которой имеет огромное народнохозяйственное значение. ГПС должна стать важнейшим средством решения задачи ускорения научно-технического прогресса, технического перевооружения и реконструкции производства — непременного условия перестройки промышленного потенциала страны.

При планировании работ по созданию и внедрению систем автоматизации необходимо рассчитывать как народнохозяйственный, так и хозрасчетный эффекты. Первый характеризует экономию общественных затрат, получаемую при внедрении но­вой техники, а второй — дополнительный, чистый, доход (при­быль), получаемый изготовителем этой техники.

Народнохозяйственный эффект определяет целесообразность создания и внедрения новой техники, а хозрасчетный определя­ет выгодность замены устаревшей техники для организаций и предприятий. Наличие хозрасчетного экономического эффекта на всех стадиях производства — при изготовлении, применении в строительстве и эксплуатации — обязательное условие широ­кого внедрения средств автоматики и автоматизации производ­ственных процессов.

2. Характеристика объекта автоматизации

Системы, применяемые для автоматизации процессов тепловой обработки, должны обеспечивать заданные точность и стабильность регулирования температурных режимов по установленной программе, а также непрерывный автоматический контроль технологического процесса с соответствующей сигнализацией. Для повышения устойчивости автоматического регулирования режимов тепловой обработки должна быть обеспечена стабильная работа

систем теплоснабжения автоматизированных установок.

Важным условием эффективности работы систем автоматики является правильный выбор регулируемого параметра, характеризуемого с достаточной точностью среднюю температуру прогреваемого бетона.

Так как в промышленности сборного железобетона имеется значительное количество тепловых установок, системы, предназначенные для их автоматизации, должны быть максимально экономичными, простыми в монтаже и обслуживании.

Ямные камеры располагают обычно ниже уровня корпуса. Станки камер делают из кирпича или бетона, камеры перекрывают утепленными крышками с гидравлическим затвором, которые снимают краном при загрузке и разгрузке. Крышки ямных камер устанавливают двускатные с углом наклона скатов около 80 , при котором конденсат стекает по стенкам камер, не попадая на изделие.

Размеры камеры рассчитаны на размещение одного изделия по длине и одного-двух по ширине в 3-5 ярусов. По периметру камеры укладывают перфорированные трубы, имеющие отверстия диаметром 3-4 мм через каждые 150-200 мм. Пар после выхода из отверстий перфорированных труб направляется вверх под углом 60-700.

На входе паропровода в камеру врезаны патрубки с двумя дроссельными шайбами. Имеющие калиброванные отверстия. Дроссельные шайбы исключают возможность произвольного увеличения подачи пара и ограничивают его расход. В период подъема температуру через дроссельную шайбу большого диаметра при полностью открытом вентиле происходит наибольший расчетный расход пара, а по окончании его вентиль полностью закрывают. В период изотермического прогрева пар поступает в камеру по обводной линии через дроссельную шайбу меньшего диаметра.

В камерах пропаривания перфорированные трубы смонтированы в один нижний ряд, что упрощает систему автоматического управления режимом термовлажностной обработки. Для сохранения давления внутри камер на уровне атмосферного объем камеры сообщается с атмосферой при помощи трубы, снабженным обратным клапаном. Камера является безнапорной.

По мере удаления паровоздушной смеси из камеры объем ее чистым паром температурой около 10000С.

Безнапорные камеры тщательно герметизируют, иначе вместо выхода воздуха из камер будет наблюдаться обратное явление подсос холодного воздуха, следовательно, понижение температуры воздуха в камере.
3.Формирование функциональной схемы автоматизации
Процесс пропаривания
Процесс пропаривания складывается из следующих операций: подъема температуры в камере, изотермического процесса прогрева изделий при постоянной температуре и частичного остывания изделий внутри камеры. В общий цикл ускоренного твердения, кроме того, входи выдержка изделий перед подъемом температуры и их охлаждение после выгрузки из камеры. В пропарочных камерах при атмосферном давлении поддерживается температура порядка 980 С и максимальная влажность среды смеси пара с воздухом или чистого пара).

В следствии значительного расширения воды и воздушных пор в бетонной смеси при быстром подъеме температуры нарушается структура бетона и медленно набирает прочность по сравнению с твердением в нормальных условиях.

Повышать температуру прогрева изделий составляет 90-950 С, не следует допускать понижение температуры пропаривания ниже 600С. Отклонения от заданной температуры прогрева не разрешается превышать 50С. Относительная влажность должна приближаться к 90-100 процентов.

Длительность изотермического прогрева, зависящая от вида применяемого цемента, приближенно равно 6-8ч.

Изделия, получаемые из подвижных бетонных смесей, после окончания прогрева нужно охлаждать в камере до температуры не выше 50-400С.

В пропарочных камерах важно обеспечить заданный температурный режем, необходимо для нормального твердения изделий, поэтому температура в камере должна находиться под постоянным контролем и регулироваться.



Рис.1 Функциональная схема автоматизации пропарочной камеры

4.Выбор средств автоматизации.

Система автоматизации обеспечивает управление температу­рой воздуха по рабочим зонам нагрева, изотермической выдерж­ки и охлаждения регулированием температуры электронагрева­тельных элементов, характеристиками систем вентиляции и циркуляции нагретого воздуха.

В камерах циклического действия все этапы тепловлажност­ной обработки повторяются для каждой партии изделий.

Система автоматизации тепловлажностной обработки обеспе­чивает регулирование температуры паровоздушной среды в ка­мере с изделиями.

Для автоматизации процессов тепловой обработки на заводах ЖБИ применяются системы автоматического контроля и управ­ления на базе промышленных регуляторов температуры типа ПРТЭ-2М, ЭРП-61, Пуск-ЗС, Р31М2, Пуск-ЗП, СКР-Ж, Спрут-1.
Рассмотрим характеристики некоторых из регуляторов.

Регулятор P31M2 позволяет интенсифицировать процесс теп­ловлажностной обработки, снизить расход теплоносителя на 10 ... 15%, а также централизовать контроль и управление технологи­ческим процессом. Регулятор предусматривает связь с прибора­ми типа АСП (автоматический сигнализатор прочности), обеспе­чивающими ультразвуковой контроль нарастания прочности. При совпадении скорости прохождения ультразвука через изделие с заданной (изделие набрало требуемую прочность) вырабатыва­ется сигнал отключения подачи теплоносителя. Этот сигнал пере­дается в регулятор Р31М2, прекращает подачу пара. Регулятор РЗШ.2 легко комплексируется. На базе регулятора построены 12-канальные комплексы регулирования, обеспечивающие воз­можность контролировать тепловой режим с помощью многото­чечного электронного показывающего и самопишущего измери­тельного моста типа КСМ-4, регистрировать расход пара на вто­ричном приборе типа К.СД-3 и учитывать расход с помощью частотного сумматора типа СЧ-1. В комплексе реализована сигнализация состояния процесса и исполнительных механизмов, давления теплоносителя в паро­проводе и т. п., имеется воз­можность дистанционного уп­равления исполнительными ме­ханизмами для каждого кана­ла. Опыт эксплуатации комп­лекса показал, что его примене­ние позволяет уменьшить рас­ход пара на 1 м3 бетона до 0,4 Гкал.

Для обеспечения заданных режимов тепловой обработки ЖБ изделий в камерах периодического действия приняты установки централизованного контроля, программного регулирования и дистанционного управления.

С помощью установки Пуск-ЗП контролируется температура паровоздушной среды в камерах самопишущими приборами входящими в кмплект установки.

Автоматическое регулирование процесса тепловой обработки ЖБ изделий по заданной программе-температуре и времени в камерах периодического действия осуществляется посредством комплектов пневматической аппаратуры, смонтированной на установке Пуск-ЗП.

Установка Пуск-ЗП предусматривает возможность авторегулирования процесса в десяти камерах и состоит из следующих блоков:

-обнаружения и сигнализации отклонений параметра от заданных величин;

-оперативного вызова (запись заданной и действительной температуры в выбранном объекте регулирования или визуальное наблюдение );

-программных датчиков;

-блока питания с жатым воздухом;

-блока включения эжекторных водяных затворов;

- блока включения вентилятора проветривания группы камер.

В качестве датчика температуры применяется дилатометрический термометр с устойчивым преобразующим линейное изменение размеров стержня в пневматический сигнал, пропорциональный температуре.

Пуск-ЗП — система центра­лизованного контроля и программного управления тепловлажностной обработкой изде­лий обеспечивает программное регулирование температуры в 10 тепловых установках периодического действия, автомати­ческое и дистанционное управление исполнительными механизма­ми, сигнализацию процесса обработки изделий и завершения контроля температуры в любой из установок. Пуск-ЗП выполне­на на основе универсальной системы элементов пневмоавтома­тики и требует установки и использования устройств подготовки и передачи сжатого воздуха. Существенными недостатками си­стемы Пуск-ЗП является отсутствие в комплекте аппаратуры устройств для автоматической регистрации режима тепловлажностной обработки во всех камерах, учета расхода теплоноси­теля и сложность связи с системами управления высших уров­ней, построенными на базе ЭВМ.

Система с программным регулятором температуры ПРТЗ-2М. Одна из наиболее эффективных систем автоматического управления тепловлажностной обработкой основана на применении программного электронного регулятора температуры ПРТЭ-2М. Регулирование температурного режима по заданной программе осуществляется за счет изменения количества пара, подаваемого в камеру в периоды подъема температуры и изотермического прогрева. Регулирующий орган, установленный на паровом вводе в камеру, получает командные импульсы от программного на центральном щите управления.

Контроль и регистрация регулируемой температуры среды осуществляется автоматическим уравновешенным мостом. Датчики программного регулятора и автоматического моста, установленные в рабочем пространстве камеры, измеряют температуру паровоздушной среды, характеризующую с практически достаточной точностью среднюю температуру пропариваемого бетона. Стабилизация давления пара осуществляется с по­мощью регулятора давления, установленного на ма­гистральном цеховом паропроводе.

Основным элементом системы является программный регулятор температуры типа ПРТЭ-2М, обеспечивающий автоматическое регулирование температурного режима по заданной программе при максимальной продолжительности цикла обработки в пределах 24 ч.

Схема при­бора, изображенная на рис.1, состоит из следующих основных элементов: измерительного блока, трехкаскадного усилителя низкой частоты, фазочувствительного каскада с выходным реле, включенным в анодную цепь лампы Л, механизма установки программы, выпрямите­ля со стабилизатором напряжения и устройств блоки­ровки и сигнализации.

Измерительный блок прибора выполнен в виде двух мостовых схем — измерительной и регулирующей, об­щим плечом которых является температурный датчик Rt. Первая представляет из себя неуравновешенный мост, в диагональ которого включен микроамперметр МА, показывающий величину регулируемой температуры. Электрический сигнал, необходимый для управления



Рис. 2 Принципиальная электрическая схема регулятора ПРТЭ-2М

ре­гулирующим органом, снимается с диагонали регулирую­щего моста, в одно из плеч которого последовательно с чувствительным элементом включен реостат задачи про­граммы R20. В качестве температурного датчика исполь­зован электрический медный термометр сопротивления ТСМ-Х, градуировки 23, с начальным сопротивлением, равным 53 ом.

Программа тепловой обработки задается посредством реостатного задатчика R20 движок которого связан ки­нематически с программным диском-лекалом, закреп­ленным на валу синхронного электродвигателя СД. Ба­лансировка регулирующего моста осуществляется с по­мощью потенциометра R18.

Напряжение разбаланса регулирующего моста, возни­кающего при изменении сопротивлений температурного датчика Rt и реостата задачи программы, подается на вход электронного усилителя, собранного на полупровод­никовых триодах. После усиления сигнал разбаланса подводится к фазочувствительному каскаду, собранному на лампе Л. При совпадении фаз указанного сигнала и напряжения анодной цепи лампы ее анодный ток увеличивается, в результате чего срабатывает выходное реле Р. Своими нормально от­крытыми контактами реле подает напря­жение на цепь открытия регулирующего органа, подающего пар в камеру. При этом на переднем щитке регулятора за­горается красная сигнальная лампочка. При повышении температуры в камере увеличивается сопротивление чувстви­тельного элемента, что вызывает восста­новление баланса моста, а затем нара­стание сигнала, не совпадающего по фа­зе с анодным напряжением лампы Л. При уменьшении анодного тока лампы реле Р отпускает, включая своими кон­тактами цепь закрытия регулирующего органа, в результате чего подача пара в камеру прекращается.

В качестве регулирующего органа в системе используется вентиль с электро­магнитным приводом СВВ-15кч877бр с диаметром условного прохода равным 50 или 70 мм.

Открытие и закрытие клапана про­исходит при отклонении регулируемой температуры более чем на ±2,5° от ве­личины, установленной программой об­работки.

После окончания каждого цикла тепловлажностной обработки програм­мный регулятор автоматически отклю­чается от питающей сети с помощью переключателя /72. Конструктивно прибор ПРТЭ-2М выполнен в виде щитового прибора утопленного монтажа.

Конструктивно прибор ПРТЭ-2М выполнен в виде щитового прибора утопленного монтажа.

Техническая характеристика прибора ПРТЭ-2М

Пределы измерения температуры ............................................................... 0—100 °С

Точность измерения температуры от верхнего предела шкалы ……………. ±2,5%

Чувствительность регулятора не менее ……………………………………….. 0,5 °С

Пределы регулирования температуры ………………………………………… от 20—100 °С

Точность регулирования температуры ………………………………………... ±2,5%

Максимальная продолжительность регули­рования ……………………………. 24 ч

Напряжение питания регулятора ………………………………………………. 220 в, 50 Гц


±10% от номинального 30 вт-
Допустимые колебания напряжения ………………………………………………..

Потребляемая мощность …………………………………………………………. 30 Вт

Контакты выходной цепи ре­гулятора рассчитаны на коммутацию

цепей пере­менного тока …………………………………………………………… 50 а, 220в

Функциональная схема автоматизации является основным техническим документом проекта автоматизации, определяющим структуру системы управления технологическим процессом.

5. Управление электроприводом механического оборудования
Электроприводом называют совокупность устройств для преобразования электрической энергии в механическую и управления потоком преобразованной энергии по определенному закону. Они широко применяются в системах автоматизации производства строительных материалов, конструкций, изделий, а также при производстве строительно-монтажных работ.

В электропривод входит электрический двигатель постоянного тока, рабочий механизм (рабочий орган приводимой машины), передаточный механизм от электродвигателя к рабочему механизму и аппаратура управления электроприводами

Задачи управления электроприводом весьма разнообразны и связаны как с обеспечением допустимых режимов работы электродвигателей, так и с проблемами обеспечения должного качества управляемых технологических процессов.

Для управления электроприводами, выполняющими сложные функции, когда требуется управлять частотой вращения вала рабочей машины по сложным законам, используются полупроводниковые устройства, среди которых важную роль играют преобразователи.

Одной из основных задач управления пуском электропривода является обеспечение такой величины пускового тока, которая не превышала бы допустимого значения для конкретного типа двигателя и вместе с тем обеспечивала требуемый пусковой момент.

Эта задача решается путем последовательного выведения пусковых сопротивлений по мере возрастания частоты вращения электродвигателя, уменьшения пускового тока или через определенные промежутки. В зависимости от того, на какой из перечисленных трех признаков настраивается система управления процессом вывода пусковых сопротивлений, существует три типа схем: 1) пуск в функции частоты вращения; 2) пуск в функции тока электродвигателя; 3) пуск в функции времени. Рассмотрим схему пуска в функции частоты вращения на примере управления пуском электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения.

При управлении пуском функции частоты вращения пусковые сопротивления выводятся при достижении определенной скорости вращения вала электродвигателя.

Так как между частотой вращения электродвигателя и его противо-ЭДС существует прямая зависимость, то контроль частоты вращения

можно заменить контролем величины ЭДС и управление в функции скорости вращения превращается в управление в функции ЭДС электродвигателя (рис.3). Количество ступеней пусковых сопротивлений и их величина рассчитываются исходя из технических данных конкретного электропривода. На рис.2, а приведен типовой узел управления пуском с двумя ступенями R1 и R2 пускового реостата. В состав схемы входят электродвигатель М с независимой обмоткой возбуждения ОВМ, два контактора ускорения КУ1и КУ2,линейный контактор КЛ, кнопки «пуск» КнП и «стоп» КнС.

При нажатии кнопки «пуск» катушка линейного контактора подключается на напряжение сети по цепи: « + », размыкающий контакт КнС, замыкающий контакт КнП, КЛ «—». Вследствие этого замыкаются два контакта КЛ, один из которых шунти­рует пусковую кнопку, другой подключает электродвигатель М на напряжение сети через две ступени пускового реостата R1 и R2. При достижении определенного значения частоты враще­ния электродвигателя, а следовательно, его ЭДС, срабатывает настроенный на эту ЭДС первый контактор ускорения КУ1,ко­торый своим контактом шунтирует первую ступень пускового сопротивления. При дальнейшем возрастании частоты враще­ния и ЭДС срабатывает настроенный на определенное значение ЭДС второй контактор ускорения КУ2, который своим контак­том КУ2 шунтирует вторую ступень R2 пускового сопротивле­ния.

Из описания работы схемы видно, что контактор КУ2 дол­жен быть настроен на более высокое значение напряжения сра­батывания. Это является недостатком схемы.

Остановка электродвигателя осуществляется нажатием кноп­ки КнС. При этом размыкается цепь контактора КЛ, который своим контактом КЛ в цепи якоря двигателя отключает двига­тель от сети.

Особенности работы схемы пуска в функции ЭДС обуслов­ливают ее применение в электроприводах небольшой мощности.



Рис.3

Схема управления пус­ком

электродвигателя постоян-

ного тока

5.1.Технический расчет

Обозначение различных величин

-объемная масса изделий – кг/м3

gц- расход цемента на 1 м3 бетона – кг/м3

gв- расход воды затворения на 1 м3 бетона –кг/м3

с- удельная теплоемкость –к кал./кг. Град.

М- марка цемента

Vu- объем изделий (в плотном теле), загружаемых в камеру – м3

Gм- вес металла в камере (формы, пакетировщик) –кг

-полный цикл тепловой обработки изделий – час.

В том числе:

?1-подъем температуры -3 часа.

?2-изотермический прогрев- 6 часов.

?3-охлаждения (вентиляция) – 2часа.

t1- начальная температура - град.

t2- конечная температура нагрева – град.

Vгод.- годовая программа –м3/год.

В/Ц (дв/дц) – водоцементное отношение

Т- градусы (в бетоне)

К- коэффициент на неучтенные потри тепла и утечки пара (принимается К=1,1)

Методика теплового расчета

Gu=Vu*- вес изделий загружаемых в камеру

Fo.к.=2 (l+b)*h+2*l*b – внутренняя поверхность ограждающих конструкций камеры- м3

Go.k= Fо.к. *0.1 вес ограждающих конструкций камеры (объемная масса =2500 кг/м3; условная глубина прогрева стен , пала и крышки камеры -0.1 м) –кг

Du- расход пара на нагрев изделий по графику (сухой смеси)- кг

Db- расход пара на нагрев воды – кг (определяется по графику)

Dм- расход пара на нагрев металла –кг (определяется по графику)

Dо.к.= расход пара на нагрев ограждающих конструкции – кг.

Пэ- удельный расход пара эквивалентный тепловыделению цемента при гидратации

Дп- часовой расход пара на возмещение теплопотерь через ограждение конструкции камеры –кг/час.

T=t1+t2/2*?1+t2*?2- градусы (в бетоне)

Часовой расход пара в период подъема температуры

ДI= (Du+Dв+DМ+Do.k.+ОП*Vuэ/?1+Dп)*К кг/час

Часовой расход пара в период изотермического прогрева

DII=(Dп-0.3*VuЭ/?2)*K кг/час

Удельный расход пара на 1м3 ЖБ изделий

Du=DI*?1+DII*?2+20*?3/Vu кг/м3= 260 кг/м3

20кг/час – расход пара на эжекторы водяных затворов одной камеры в период вентиляции (охлаждения)

Годовой расход пара

Dгод.=DУ*Vгод/1000 м/год.

6. Анализ системы автоматического регулирования

Цель этапа работы: познакомиться с основами математического моделирования САР объекта с применением современных прикладных программных продуктов.

Исходные данные: принципиальная схема САР и параметры ее элементов.

Данная система представляет собой замкнутый контур главной обратной связи, который осуществляет управление по отклонению. В контуре имеется также гибкая местная обратная связь, которая предназначена для стабилизации САР, способствует тому, чтобы САР была достаточно устойчивой. Наличие обратных связей в САР свидетельствует о том, что система может быть и неустойчивой, поэтому анализ САР должен включать оценку ее устойчивости и, при необходимости, выбор мер и средств по ее стабилизации.


Рис. 4. Принципиальная схема САР ЧВ ДПТ: У – усилитель; ТП – тиристорный преобразователь; Г – генератор; ДПТ – двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (объект управления), его выходная величина, частота вращения вала n должна соответствовать заданию; ТГ – тахогенератор; ОСН – гибкая обратная связь по напряжению; Uз – напряжение задатчика, в соответствии с которым должна изменяться частота n вращения вала ДПТ; Мc – возмущающий момент силы, приложенный к валу ДПТ от той машины, которую он приводит в действие.

Элементы САР и их параметры:

N – номер варианта задания = 19

У - усилитель моделируется апериодическим звеном с передаточной функцией:

=




где ky = (20+N) ; Ty = (0.06 + 0.001 N), с.

ТП - тиристорный преобразователь моделируется апериодическим звеном с передаточной функцией

=




Где: kТП = (15+2 N); TТП = (0.05 + 0.001 N), с.

ОСН - гибкая обратная связь по напряжению, инерционно-дифференцирующее звено:

=




где kосн. = 0.1 (1.5 + 0.1 N); Tосн.= 0.01 (5 + N), c.

ТГ - тахогенератор, усилительное (пропорциональное) звено:

=0,092




где kТГ = 0.01 (2 + 0.3 N), [В•с].

Г - генератор, апериодическое звено:

=




где kГ = 0.1 (13 + 0.1 N) ; TГ = 0.01 (8 + N), с.

ДПТ - двигатель постоянного тока, колебательное звено. Его передаточная функция по каналу управления :

=





=




где kДУ = 0.1 (12 + N), 1/(с•В) ; kДВ = 0.05 (15 + N), 1/(с•Н•м) ; Tя = 0.01 (6 + 0.32 N), с ; Tм = 0.1 (5 + 0.5 N), с.

7. Построение структурной схемы САР
Двигатель моделируется тремя звеньями. При анализе устойчивости достаточно представлять двигатель одним звеном с передаточной функцией Wу(p), т.к. звенья вне контура не влияют на устойчивость системы.

В ходе разработки курсового проекта построили разомкнутый контур САР. На вход подали ступенчатое напряжение. Выход усилителя обратной связи подключили к осциллографу. А также определили значения параметров передаточных функций элементов в соответствии с номером варианта. Ввели эти значения в соответствующие блоки.

Оценка устойчивости замкнутой САР


Рис. 5

Оценка усточивости разомкнутой САР



Рис. 6



8.Заключение
В ходе разработки курсовой работы сформирована функциональная схема автоматизации, которая является основным техническим документом работы, определяющей структуру системы управления технологическим процессом, а также оснащение его средствами автоматизации, выполненные в соответствие с ГОСТ 21.404-85.

Также было выполнено моделирование системы автоматического регулирования частоты вращения вала двигателя постоянного тока (САР ЧВ ДПТ) с использованием прикладных программных пакетов VisSim. Были получены графики, отображающие устойчивость системы.

Научно-техническая революция выдвинула сложные и широкомасштабные задачи по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов. Основным направлением решения проблем экологии является создание и внедрение в строительное производство безотходных и малоотходных технологий. Система автоматики и автоматизации производственных процессов призваны сыграть важную роль в деле охраны окружающей среды.

Решение задач автоматизации актуально, т.к в нашей стране наблюдается перевод производства на экономичные основы управления, внедрение принципов самофинансирования и самоокупаемости предъявляют новые, повышенные требования к экономическому обоснованию систем автоматики и автоматизации производственных процессов в строительном производстве, требуют глубокого экономического обоснования новых технических решений на основе расчетов экономической эффективности.

9. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


  1. Автоматика и автоматизация производственных процессов. Автор Прокопьев А.П.

  2. Автоматика и автоматизация производственных процессов. /Под общ. ред. проф. Г.К. Нечаева. К., Вища школа, 1985. – 279 с.

  3. Бесекерский В.А., Попов В.А. Теория систем автоматического управления. СПб., Изд-во «Профессия», 2004. – 752 с.

  4. Бушуев С.Д., Михайлов В.С. Автоматика и автоматизация производственных процессов. М., Высш. шк., 1990. – 250 с.

  5. ГОСТ 21.404–85. СПДС. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные для приборов и средств автоматизации в схемах. М., Государственный комитет СССР по делам строительства, 1986. – 11 c.

  6. ГОСТ 21.408–93 СПДС. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов. М., Изд-во стандартов, 1995.

  7. Дьяконов В.П. VisSim+Mathcad+MATLAB. Визуальное математичес-кое моделирование. М., СОЛОН-Пресс, 2004. – 384 с.

  8. Технология механизация и автоматизация строительства/ Под ред. проф. С.С. Атаева. М., Высш. шк., 1990. – 592 с.

  9. Федосов Б.Т. Задания и методические указания к выполнению курсовой работы по курсу ТАУ. Рудный, РИИ, 1996. – 32 с.

  10. Федосов Б.Т., Клиначев Н.В. Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу ТАУ http://www.vissim.nm.ru/ tau_lr_light.zip.




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации