Разработка системы автоматизации для технологического процесса транспортировки листа металла с помощью робота и рольганга на нагрев и охлаждение по специальности среднего профессионального образования

• Название: Разработка системы автоматизации для технологического процесса транспортировки листа металла с помощью робота и рольганга на нагрев и охлаждение по специальности среднего профессионального образования
• Дата: 25.07.2021
• Размер: 0.72 Mb.
• Имя файла: kursovik_peredelanny.docx
• Тип: Курсовая; #225310

	Министерство образования Нижегородской области	ППССЗ 2019
	Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «ВЫКСУНСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ имени Александра Александровича Козерадского»
	ПРОГРАММА ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Курсовая работа

на тему:

Разработка системы автоматизации для технологического процесса транспортировки листа металла с помощью робота и рольганга на нагрев и охлаждение

по специальности среднего профессионального образования

15.02.14 Оснащение средствами автоматизации технологических процессов и производств

(по отраслям)

Выполнил

Студент группы 10 Григорьев А.Р.
Проверил:

преподаватель спец дисциплин

Костикова М.А.

Выкса

2019

Задание на курсовой проект

Студент____ Григорьев Артур Романович __________________________________

1. 
   Тема Разработка системы автоматизации для технологического процесса транспортировки листа металла с помощью робота и рольганга на нагрев и охлаждение
   

2. 
   Срок представления курсовой работы к защите
   

_________________________________________________________________________

3. 
   Исходные данные для выполнения курсовой работы
   

Технологический процесс.

По сигналу с пульта оператора с задержкой 20 секунд робот перемещает лист железа с площадки 1 на рольганг. Рольганг перемещает лист в печь. После нагрева листа до заданной температуры рольганг перемещает его из печи до площадки 2. Второй робот перемещает лист на площадку 2 для охлаждения до заданной температуры. Обеспечить возможность выключения техпроцесса с пульта оператора.

4. 
   Содержание курсовой работы
   

1. 
   Таблица этапов технологического процесса с описанием оборудования. технологического процесса и средств автоматизации.
   
2. 
   Функциональная схема автоматизации технологического процесса, разработанная в среде проектирования КОМПАС, и спецификация.
   
3. 
   Структурная схема системы автоматизации, разработанная в среде проектирования КОМПАС, и спецификация.
   
4. 
   Таблица входных и выходных сигналов контроллера с адресацией.
   
5. 
   Алгоритм управления технологическим процессом в виде блок-схемы.
   
6. 
   Конфигурация контроллера, управляющая программа и тестовая программа, разработанные в среде проектирования Step 7.
   
7. 
   HMI с мнемосхемой и панелями индикации и управления,_разработанный в среде проектирования Trace Mode.
   

Руководитель курсовой работы____________________________________________

(подпись, ф.и.о.,дата)

Задание принял к исполнению_____________________________________________

(подпись, дата)
СОДЕРЖАНИЕ

1. 
   Задание на курсовой проект……………………………………………….4
   
2. 
   Таблица этапов технологического процесса с описанием оборудования. технологического процесса и средств автоматизации…………………..5
   
3. 
   Функциональная схема автоматизации технологического процесса, разработанная в среде проектирования КОМПАС, и спецификация…..6
   
4. 
   Структурная схема системы автоматизации, разработанная в среде проектирования КОМПАС, и спецификация…………………………….7
   
5. 
   Таблица входных и выходных сигналов контроллера с адресацией…..8
   
6. 
   Алгоритм управления технологическим процессом в виде блок-схемы.
   
7. 
   Конфигурация контроллера, управляющая программа и тестовая программа, разработанные в среде проектирования Step 7……………10
   
8. 
   HMI с мнемосхемой и панелями индикации и управления,_разработанный в среде проектирования Trace Mode……17
   
9. 
   Заключение………………………………………………………………..18
   
10. 
    Список использованных источников……………………………………19
    
11. 
    Приложения (если они имеются).
    

ВВЕДЕНИЕ

Для создания проекта систем автоматизации технологического процесса “Транспортировки листа металла с помощью робота и рольганга на нагрев и охлаждение” был разработан алгоритм в виде логических уравнений.

Для создания системы автоматизации необходимо следующее:

1. 
   Техническое обеспечение – персональный компьютер ,сканеры ,принтеры ,плоттеры.
   
2. 
   Программное обеспечение – операционная система Windows XP / CAD/CAM Система (Компас 3D), HMI SCADA (Trace Mode) , SIMATIC Step 7 (Siemens).
   
3. 
   Системы 2D и 3D моделирования – Компас 3D.
   
4. 
   Программа для создания HMI – Trace mode.
   
5. 
   Для работы с контроллером SIMATIC Manager(Step 7).
   
6. 
   Текстовые редактор Microsoft Word.
   

Для создания системы автоматизации необходимы следующие методические указания:

1. 
   Методические указания по SIMATIC Manager.
   
2. 
   Методические указания по Trace Mode.
   
3. 
   Методические указания по Компас 3D.
   
4. 
   Все задания были выполнены по следующим стандартам:
   

ГОСТ 2.701-84, ГОСТ 2.702-75, ГОСТ 2.709-89, ГОСТ 2.710-81,

ГОСТ 2.730-73, ГОСТ 2.732-68, ГОСТ 2.747-68, ГОСТ 21.408-93,

ГОСТ 21.608-84.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Задание:

По сигналу с пульта оператора с задержкой 20 секунд робот перемещает лист железа с площадки 1 на рольганг. Рольганг перемещает лист в печь. После нагрева листа до заданной температуры рольганг перемещает его из печи до площадки 2. Второй робот перемещает лист на площадку 2 для охлаждения до заданной температуры. Обеспечить возможность выключения техпроцесса с пульта оператора.

ТАБЛИЦА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА С ОПИСАНИЕМ ОБОРУДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

№	Этап тех.процесса	Исполнительное устройство	Время t	Температура t0	Сигналы
1	Транспортировка листа с площадки 1 на рольганг	Включение Р1 и Электромагнита движение робота в право	Через 30с		Пуск и ДЛП1
		Выключение Р1 Выключение электромагнит			ДЛР1
2	Перемещение листа рольгангом в печь	Включение рольганга			ДЛР1
		Выключение рольганга			ДЛП
3	Нагрев печи	Включение печи		3000	ДЛП
		Выключение печи			ДТ
4	Перемещение робота к рольгангу	Включение Р2 и электромагнит движение робота в лево			ДТ
		Выключение Р2 Выключение электромагнита			ДРР2
5	Перемещение листа на прощадку 2	Включение Р2 электромагнита движение в право			ДЛР=0
		Выключение Р2 Выключение электромагнита			ДРП2

Рисунок 1. Этапы технологического процесса

«ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА»



Рисунок 2. Система автоматизации

«СПЕЦИФИКАЦИЯ ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ»



Рисунок 3. Система автоматизации

«СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ»

Рисунок 4. CPU314

«СПЕЦИФИКАЦИЯ ДЛЯ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ»

Рисунок 5. CPU314

ТАБЛИЦА ВХОДНЫХ И ВЫХОДНЫХ СИГНАЛОВ КОНТРОЛЛЕРА С АДРЕСАЦИЕЙ

Таблица входных сигналов ПЛК

Обозначение	Назначение	Адрес ПЛК
Пуск	Автоматический режим	I 0.0
ДРП1	Датчик робота на площадке 1	I 0.1
ДРЛ1	Датчик листа на рольганге 1	I 0.2
ДТ	Датчик температуры	I 0.3
ДРР2	Датчик робота на рольганге 2	I 0.4
ДРП2	Датчик робота на площадке 2	I 0.5
ДЛП	Датчик листа на площадке 1	I 0.6
ДНЛП2	Датчик наличия листа на площадке 2	I 0.7
СТОП	Остановка тех процесса	I 1.0

Таблица 1. Входные сигналы

Таблица выходных сигналов ПЛК

Назначение	Адрес ПЛК
Движение робота	Q 0.0
Включение робота и электромагнита	Q0.1
Рольганг	Q0.2
Перемещение робота 2 к рольгангу	Q0.4
Перемещение листа на площадку 2	Q0.5

Таблица 2. выходные сигналы

«АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ В ВИДЕ БЛОК – СХЕМЫ»



Q0.0=0 Q0.1=0 Q0.2=0 Q0.3=0 Q0.4=0 Q0.5=0

I1.0=1?

Q0.5=0

I0.7=1?

I0.4=1?

I0.3=1?

Q0.0=1

T0=30 сек

I0.6=1?

Т0=1?
I0.0=1? Да
и I0.6=1?

Нет

Да

Нет


Q0.0=0 Q0.0=1

1
Да

I0.2=1?

Нет


Q0.2=0 Q0.3=1
Да


РQ0.3=1? Q0.4=1
Нет

Да


Q0.4=0 Q0.5=1
Нет

Да

Нет Да

Нет

Да

КОНФИГУРАЦИЯ КОНТРОЛЛЕРА, УПРАВЛЯЮЩАЯ ПРОГРАММА И ТЕСТОВАЯ ПРОГРАММА, РАЗРАБОТАННЫЕ В СРЕДЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ STEP 7



Рисунок 6. Конфигурация контроллера



Рисунок 7. Конфигурация контроллера



Рисунок 8 .Управляющая и тестовая программа



Рисунок 9 .Управляющая и тестовая программа

Рисунок 10.Управляющая и тестовая программа

HMI С МЕМОСХЕМОЙ И ПАНЕЛЯМИ ИНДИКАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ, РАЗРАБОТАННЫЙ В СРЕДЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ TRACE MODE

Пульт оператора, Пользовательский интерфейс в TRACEMODE

Рисунок 11. HMI с мнемосхемой(TRACE MODE)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы была разработана система автоматизации для следующего технологического процесса: по сигналу с пульта оператора с задержкой 20 секунд робот перемещает лист железа с площадки 1 на рольганг. Рольганг перемещает лист в печь. После нагрева листа до заданной температуры рольганг перемещает его из печи до площадки 2. Второй робот перемещает лист на площадку 2 для охлаждения до заданной температуры. Обеспечить возможность выключения техпроцесса с пульта оператора.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. 
   Википедия (Электронный ресурс): свободная энциклопедия.- Текстовые дан. и фот. –Режим доступа:
   

http://ru.wikipedia.org/Программируемый_логический_контроллер/

2. 
   Программируемый контроллер Simatic S7-300
   

https://www.siemens-pro.ru/components/s7-300.htm

3. 
   SCADA TRACE MODE
   

http://www.adastra.ru/products/dev/scada/

4. 
   Программирование с помощью Step 7 (Siemens)
   

http://support.industry.siemens.com/dl/files/056/18652056/att_70835/v1/STEP7V53_Programming_r.pdf

5. 
   Компас 3-D Обучающие Материалы
   

https://kompas.ru/publications/video/