Отчет по практике: Электроприводные системы агрегатов транспортно-технологического комплекса нагрева и подачи слитков к обжимному прокатному стану

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»

ОТЧЕТ

по курсовой работе

Электроприводные системы агрегатов транспортно-технологического комплекса нагрева и подачи слитков к обжимному прокатному стану

Дисциплина

«Автоматические электроприводные системы машин и технологических комплексов»

Выполнил:

Студент группы 4404

Цофнас Д.А.

Проверил:

Белов М.П.

Описание технологического комплекса

Транспортно-технологический комплекс обеспечивает подачу нагретых слитков к приемному рольгангу обжимного прокатного стана.

Основными агрегатами, входящими в состав комплекса являются:

Электровоз. Осуществляет подачу охлажденных слитков в зону нагревательных колодцев.

Мостовой кран. Состоит из кабины управления, механизма передвижения крана, кабеля электропитания грузовой тележки, электрооборудования, моста крана, грузовой тележки, установки главного токоприемника, кабины для обслуживания троллеев. Крановый мост опирается на ходовые колёса и перемещается по подкрановым путям, уложенным на выступах верхней части стены цеха. Тележка движется по двум рельсам, закреплённым на главных балках моста. Питание крана осуществляется через жесткие троллеи, размещенные вдоль подкрановых путей. Питание механизмов тележки осуществляется через гибкий кабель, подвешенный на специальном монорельсовом пути при помощи подвижных кареток.

Слитковоз. Представляет собой тележку с установленным на ней оборудованием. Питание к электрическому оборудованию подводится через контактные провода.

Манипулятор. Осуществляет перегрузку слитков со слитковоза на рольганг. Имеет две степени свободы.

Приемный рольганг. Предназначен для транспортирования слитков вращающимися роликами.

В состав транспортно-технологического комплекса входят также следующие элементы: цеховая подстанция, распределительные шкафы, шкафы электрооборудования, датчики параметров технологического процесса (температуры, давления, путевые).

Упрощенно технологический комплекс представляет собой последовательность этапов приведенных далее. Охлажденные слитки подаются с помощью электровоза в зону нагревательных колодцев (нагревательный пролет) и перегружаются в колодцы мостовым краном с клещевым захватом. Слитки с помощью индукционного нагрева нагреваются до температуры пластичных деформаций.

После завершения нагревания слитки загружаются тем же краном в слитковоз и доставляются к приёмному рольгангу. Перегрузка нагретых слитков со слитковоза на рольганг осуществляется манипулятором (сталкивателем).

Движение транспорта (электровоза и слитковоза) осуществляется по рельсовому пути стандартной ширины 1540 мм. В исходном положении слитковоз находится у приемного рольганга.

Цикл обслуживания одного колодца состоит из следующих операций:

- автоматический пуск слитковоза с разгоном до максимально скорости, движение с этой скоростью до путевых датчиков, обеспечивающих снижение скорости до «ползучей», движение на «ползучей» скорости до путевых датчиков, обеспечивающих остановку на оси заданной группы колодцев;

- погрузка слитка на слитковоз мостовым краном;

- автоматический пуск загруженного слитковоза с разгоном до максимальной скорости, движение слитковоза с этой скоростью, замедление по сигналу путевого датчика до средней скорости движения и движения с ней, снижение скорости до уровня «ползучей» по сигналу следующего путевого датчика и движение с этой скоростью до путевого датчика, обеспечивающего точную остановку у рольганга;

- обеспечение необходимой паузы для перегрузки слитка на приёмный рольганг сталкивателем.

Далее слитки поступают на обжимной прокатный стан для производства полупродукта прямоугольного и квадратного сечения, из которых получают изделия из металла заданной формы.

1. Техническое задание

1.1 Наименование и область применения изделия

Проектируется гибко программируемая система управления агрегатами транспортно-технологического комплекса подготовки и подачи слитков к обжимному прокатному стану. Данная система предназначена для использования в металлургическом производстве при управлении транспортно-технологическим комплексом, обеспечивающим подачу слитков к приемному рольгангу обжимного прокатного стана для дальнейшего производства полупродукта прямоугольного или квадратного сечения.

1.2 Основания для разработки, цели и источники разработки

Основанием для разработки является задание на курсовой проект, включающее в себя общие данные на проектирование и индивидуальное задание по функциям и режимам управления агрегатами. К целям разработки системы относятся: повышение уровня автоматизации, упорядоченности технологического процесса, энергосбережение за счет применения частотно-регулируемых приводов переменного тока с рекуперацией энергии в питающую сеть. В качестве источников для разработки используются типовые технические средства (электроприводы и системы автоматизации) следующих фирм: Siemens, Omron. прокатный станок рольганг

1.3 Технические требования

1.3.1 Состав продукции и требования к конструкторскому устройству

Состав проектируемой системы: собственно система управления и устройства, обеспечивающие и дополняющие ее работу (посты оператора (ПО), станции оператора (СО), программируемые логические контроллеры (ПЛК), персональные компьютеры (ПК), сетевые средства). Требования к конструкторскому устройству включают общие технические данные (табл.1), а также определяют функции и режимы управления агрегатами.

Функции и режимы управления агрегатами:

- автоматическое управление колодцами, по порядка с 1 по 7;

- полуавтоматическое управление колодцами;

- работа мостового крана

Таблица 1 - Технические данные согласно варианту задания

1.3.2 Показатели экономного использования сырья и энергии

В проекте предусматривается экономное использование сырья (за счет упорядочивания работы агрегатов) и энергии (благодаря рекуперации электрической энергии в питающую сеть) в процессе работы системы.

1.3.3 Требования к надежности

Соблюдены в покупных изделиях.

1.3.4 Требования к технологичности и метрологическому обеспечению разработки

Технологичность разработки обеспечивается применением готовых конструктивных решений.

1.3.5 Требования по унификации и стандартизации

Предусматривается использование средств, соответствующих национальным стандартам по по производителю и российским стандартам.

1.3.6 Требования к безопасности и охране окружающей среды

Предусматривается использование средств, соответствующих стандартам по электромагнитной совместимости и защиты от удара электрическим током.

1.3.7 Эстетические и эргономические требования

Эстетические и эргономические требования соблюдены в покупных изделиях.

1.3.8 Условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и ремонту и др. требования

Условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и ремонту оговариваются в соответствующих документах по эксплуатации системы и в предъявляемых требованиях к персоналу.

1.4 Экономические показатели

При внедрении рассматриваемой системы предполагается достижение следующих экономических показателей: уменьшение эксплуатационных затрат, достижение заданного уровня производительности и качества технологического процесса.

1.5 Стадии и этапы разработки

Этапы разработки системы:

- Составление описания технологического комплекса;

- Постановка задачи на проектирование системы управления;

- Расчет системы, обоснование и выбор технических средств;

- Разработка и описание функциональной схемы системы;

- Разработка и описание принципиальной электрической схемы;

- Разработка алгоритмов управленияи их управление на ПК.

Расчет системы, обоснование и выбор технических средств

Расчет скоростной диаграммы и графика зависимости V=f(L)

Время цикла:

Значение допустимого ускорения:

Коэффициент сцепления колёс с рельсами

где - коэффициент сцепления (трения) колес с рельсами; - число ведущих колес; - общее число колес, - ускорение свободного падения.

Расчёт параметров временной диаграммы при движении от рольганга:

Время разгона до

Пройденный путь

Время замедления до

Пройденный путь

Время торможения до полной остановки

Пройденный путь

Время движения на ползучей скоростиопределяется из условия, что пройденный при этом путь будет примерно равен 5% от значения .

Пройденный путь

Время движения на максимальной скорости

До 1-й группы колодцев

До 2-й группы колодцев

До 3-й группы колодцев

До 4-й группы колодцев

До 5-й группы колодцев

До 6-й группы колодцев

До 7-й группы колодцев

Расчёт параметров временной диаграммы при движении к рольгангу:

Время разгона до .

Пройденный путь

Время замедления до

Пройденный путь

Время замедления до

Время движения на средней скорости. Пройденный путь

Время движения на ползучей скорости

Пройденный путь

Время торможения до полной остановки

Пройденный путь

Время движения на максимальной скорости

От 1-й группы колодцев

От 2-й группы колодцев

От 3-й группы колодцев

От 4-й группы колодцев

От 5-й группы колодцев

От 6-й группы колодцев

От 7-й группы колодцев

Результаты расчетов для средней (4-ой) группы колодцев приведены в табл.2. Скоростная диаграмма для этого случая показана на рис.1.

Места расположения путевых датчиков определяются исходя из данных табл.2.

Датчики располагаются таким образом, чтобы обеспечить необходимую точность остановки тележки у осей групп колодцев и рольганга, а также, чтобы фиксировать текущее местонахождение тележки. Места расположения датчиков (см. табл.3) представляют собой расстояния в метрах от приёмной части рольганга до соответствующего датчика по ходу движения тележки.

Таблица 3.1.1 - Результаты расчетов для средней группы колодцев скоростной диаграммы.