Выбор исполнительных устройств

Гидравлическое нажимное устройство прокатного стана.

Основное назначение нажимных устройств прокатных станов -регулирование толщины полосы и изменение раствора валков.

Гидравлические нажимные устройства имеют высокую точность позиционирования, малую инерционность и высокое быстродействие, которыми не обладают электромеханические нажимные устройства. ГНУ обеспечивает большую точность отработки управляющих воздействий, имеет малый износ, высокую надежность и простоту обслуживания. Системы гидравлического управления основаны на разработанной по всем правилам технологии и повсеместно признанных промышленных стандартах, обеспечивающих надежность, простоту и удобство в эксплуатации и техобслуживании.

Все узлы гидросистемы соответствуют стандартам качества, имеют максимальную функциональность, удобства эргономики и дальнейшей эксплуатации.

Использование ГНУ позволяет обеспечить более высокую надёжность в эксплуатации, что исключает возможность возникновения аварийных ситуаций, связанных с отказом традиционно применяемых предохранительных клапанов, сокращает таким образом общее время простоев стана и потери готовой продукции.

 

Электрический двигатель — электрическая машина (электромеханический преобразователь), в которой электрическая энергия преобразуется в механическую.

Таблица 3-Выбор электропривода

Марка	П51М	2ПН)	2ПФ
Диапазон рабочих температур	от +40ºC до -40ºC	от +5ºC до -40ºC	от +5ºC до -40ºC
Мощность, кВт	2,7	2,5	2,8
Напряжение, В
Степень защиты от воздействия окружающей среды	IP22	IP22	IP22
КПД, %

 

Выбранной моделью является электродвигатель типа 2ПН, так как он удовлетворяет всем техническим требованиям: рабочая температура от +5ºC до -40ºC, мощность2,5кВт, КПД 76%, обладает высокой защищённостью от помех.

 

Для управления электроприводом применяется бесконтактный реверсивный пускатель ПБР-3А, который представлен на рисунке 3.

Рисунок 3-Бесконтактный реверсивный пускатель ПБР-3А

 

Таблица 4 - Технические характеристики ПБР-3А

Входной сигнал	24 В постоянного пульсирующего тока
Входное сопротивление	Не менее 750 Ом
Максимальный коммутируемый ток	3 А
Потребляемая мощность	Не более 5 Вт
Описание	Управление механизмами МЭО с трёхфазными асинхронными (синхронными) двигателями. Защита двигателя от перегрузки.

 

 

Разработка алгоритма работы системы

Алгоритм управления представлен в Приложение В.

 

Расчёт конфигурации устройства управления и составление заказной спецификации

Таблица 5-Выбор контроллера

Марка	OMRON CP1H	ОВЕН ПЛК110	Siemens S7-1200
Максимальное количество дискретных входов/выходов			От 10 до 284
Максимальное количество аналоговых входов/ выходов	4 входа 2 выхода	4 входа 2 выхода	от 2 до 51
Диапазон рабочих температур	От -10 до +60°С	От -20 до +70°С	От 0 до +50°С
Связь	Последовательный интерфейс, Ethernet, Controller Link, DeviceNet, PROFIBUS-DP, CAN, CompoBus/S	RS-232, Ethernet или USB	Industrial Ethernet, PROFINET, PROFIBUS, AS-Interface

 

Контроллеры используются для решения задач автоматизации производства и технологических процессов низкой и средней сложности в различных отраслях, в том числе для построения локальных систем автоматизации, работы в реальном масштабе времени, в составе распределенных систем управления с расширенными коммутационными возможностями.

Вывод: для работы следует применить программируемый логический контроллер SIMATIC S7-1200, так как он удовлетворяет всем техническим требованиям: контроллер характеризуется компактным модульным исполнением, широкими функциональными возможностями, удобным для пользователя языком программирования STEP 7 Basic, позволяющим оптимизировать проектные системные решения.

Таблица 6 - Заказная спецификация

Позиционное обозначение	Наименование	Кол-во
1а	Датчик наличия полосы
2а, 3а	Датчик измерения толщины
1г, 1д	Электродвигатель для вращения валков
1б, 1в,2 б	Пускатель ПБР-3А
4а	Программируемый контроллер SIMATIC S7-1200
4б	Место оператора

 

 

3 Общие требования, предъявляемые к ПО АСУ ТПиП

Требования к программному обеспечению АСУ ТПиП

Программное обеспечение АСУ должно быть достаточным для выполнения всех функций АСУ, реализуемых с применением средств вычислительной техники, а также иметь средства организации всех требуемых процессов обработки данных, позволяющие своевременно выполнять все автоматизированные функции во всех регламентированных режимах функционирования АСУ.

ПО АСУ должно обладать следующими свойствами:

• функциональная достаточность (полнота);
• надежность (в том числе восстанавливаемость, наличие средств выявления ошибок);
• адаптируемость;
• модифицируемость;
• модульность построения и
• удобство эксплуатации

Так же АСУ должно быть построено таким образом, чтобы отсутствие отдельных данных не сказывалось на выполнении функций АСУ, при реализации которых эти данные не используются и должно иметь средства диагностики технических средств АСУ и контроля на достоверность входной информации.

В программном обеспечении АСУ должны быть реализованы меры по защите от ошибок при вводе и обработке информации, обеспечивающие заданное качество выполнения функций АСУ.

 

Требования к базовому(фирменному) программному обеспечению

Базовое ПО - совокупность программ, обеспечивающих работу компьютера.

В базовое ПО входят: операционные системы, операционные оболочки (shell).

Операционные системы (ОС) - программы, которые управляют устройствами компьютера (процессором, оперативной памятью, устройствами ввода\вывода) и обеспечивают работу других программ.

В ОС входят программы:

· планировщик процессов - для организации эффективного использования ресурсов компьютера (процессора, памяти),

· драйверы устройств - для управления устройствами ввода\вывода, они переводят команды определенного устройства ввода\вывода в команды ОС.

· файловая система,

· системные библиотеки - для поддержки приложений, в них представлены функции, которые сложны для самостоятельного написания и часто используются в программах. Например, функции ввода\вывода информации, расчета математических функций и др.

 

Требования и характеристики используемой операционной системы

Таблица 7-Характеристики ОС

Название	Достоинства	Недостатки
Mac OS – семейство проприетарных операционных систем производства корпорации Apple	Простота эксплуатации Высокий уровень работы Стабильная работа Высокий уровень защиты от вирусов	Высокая цена Недостаточно сторонних программ
Windows- семейство проприетарных операционных систем корпорации Microsoft	Простота эксплуатации Большинство сторонних программ выпускается с поддержкой ОС Windows Доступная цена	Низкий уровень защиты от вирусов Недостаточно стабильная работа
Linux Ubuntu- ОС основанная на ядре Linux	Простота эксплуатации Полностью бесплатна Высокий уровень защиты от вирусов	Недостаточно стабильная работа Недостаточно сторонних программ и драйверов

 

Вывод: для дальнейшей работы следует применит Mac OS, так как он сочетает в себе надёжность,красоту и простоту в использование. А так же высокий уровень технической поддержки. Эти все качества,которые обеспечивают высокий уровень работы оправдывают высокую цену ОС.

 

Требования и характеристика используемых пакетов программной поддержки обмена данными

В разрабатываемой системе применяется три основных коммутационных протокола: Ethernet 802.3, TCP/IP, Profibus DP - это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей. В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE 802.3 имеет различные модификации - l0Base-5, l0Base-2, l0Base-T, l0Base-FL, l0Base-FB. Для передачи двоичной информации по кабелю для всех вариантов физического уровня технологии Ethernet, обеспечивающих пропускную способность 10 Мбит/с, используется манчестерский код. Все виды стандартов Ethernet (в том числе Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) используют один и тот же метод разделения среды передачи данных - метод CSMA/CD.

Для разработанной системы применен стандарт Fast Ethernet. В ситеме применяется модификация 100Base-TX. В качестве среды передачи 100Base-TX применяются две витые пары, причем одна пара используется для передачи данных, а вторая - для их приема. Поскольку спецификация ANSI TP - PMD содержит описания как экранированных, так и неэкранированных витых пар, то спецификация 100Base-TX включает поддержку как неэкранированных, так и экранированных витых пар типа 1 и 7. Длина сегмента 100 метров, скорость передачи данных 100 Мбит/с.

Базовый протокол Интернета TCP отвечает за предоставление данных для передаваемых пакетов, и сборки их в пункте назначения. Протокол IP отвечает за доставку пакетов от источника к получателю. Когда TCP и IP встраиваются в приложения более высокого уровня, такие как HTTP, FTP, Telnet и т.д., то термином TCP/IP обобщается весь набор этих протоколов. Хотя протокол TCP/IP обычно ассоциируется с сетью Интернет, он может использоваться и в локальных сетях (ЛВС). В этом случае при невысокой загруженности магистрали он обеспечивает приемлемую скорость передачи данных.

Протокол TCP/IP используется в качестве транспортного протокола для обмена информацией между узлами гибридных систем автоматизированного управления технологическими процессами. DP - протокол, ориентированный на обеспечение скоростного обмена данными между системами автоматизации (ведущими DP-устройствами) и устройствами распределённого ввода-вывода (ведомыми DP-устройствами). Протокол характеризуется минимальным временем реакции и высокой стойкостью к воздействию внешних электромагнитных полей.

Оптимизирован для высокоскоростных и недорогих систем. Эта версия сети была спроектирована специально для связи между автоматизированными системами управления и распределенной периферией. Электрически близка к RS-485, но сетевые карты используют 2-х портовую рефлективную память, что позволяет устройствам обмениваться данными без загрузки процессора контроллера. Сеть отвечает требованиям международных стандартов IEC 61158 модули ввода дискретных сигналов SM 321; модули вывода дискретных сигналов SM 322