Системы управления конвейерами. Автоматизация поточно-транспортных систем. Автоматизация поточно транспортных систем

Проектирование систем автоматизации поточно-транспортных установок

Kn.D.Ogent’s Version – страница Проектирование систем автоматизации поточно-транспортных установок Поточно-транспортные системы (ПТС) применяются на складах инертных заполнителей и цемента, на дробильно-сортировочных узлах и других установках. Проектируемые системы автоматического управления поточно-транспортными установками должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Все механизмы ПТС должны быть сблокированы между собой таким

образом, чтобы обеспечивалась определенная последовательность их пуска и ос танова.

2. Должно предусматриваться как местное, так и централизованное управле

ние ПТС. Централизованное управление с диспетчерского пункта может быть ав томатическим и дистанционным сблокированным. Местное управление ПТС может быть сблокированным (для наладочных работ) и деблокированным (для ремонтного опробования отдельных механизмов).

З. В помещении центрального операторного пункта должна располагаться аппаратура управления и контроля, пульт и мнемосхема технологического процесса и ПТС.

4. Пуску ПТС должна предшествовать звуковая предпусковая сигнализация определенной продолжительности, к0нтр0лируемая п0средств0м реле времени. Только по истечении выдержки времени реле может начаться пуск первого двигателя ПТС.

Автоматический пуск ПТС с центрального пульта обычно предусматривают в порядке, обратном потоку материала, но иногда для интенсификации пуск про-ектируют по направлению грузопотока.

6. Автоматический пуск ПТС может быть одновременным (залповым) и рассредоточенным. При залповом пуске двигатели включаются один за другим без выдержки времени. При этом блокконтактами включившегося двигателя за-мыкается цепь магнитного пускателя последующего двигателя (в соответствии с принятыми блокировочными зависимостями). Такой пуск считается допустимым в том случае, когда общая мощность включаемых двигателей не превышает примерно одной трети мощности питающего трансформатора.

Так как время срабатывания магнитных пускателей незначительно (около 0,1 с), то при залповом пуске ПТС происходит практически одновременное включение всех двигателей ПТС или отдельного участка с суммированием пусковых токов двигателей. Это усложняет селективность защиты двигателей и при малой мощности трансформатора вызывает недопустимые падения напряжения в сети.

При рассредоточенном пуске последующий двигатель включается после затухания пусковых токов предыдущего двигателя. Рассредоточение пуска двигателей наиболее часто производится при помощи реле скорости, которые устанавливаются на конвейерах, Их срабатывание служит также показателем исправности транспортерной ленты. Для рассредоточения могут применяться также реле времени (с выдержкой времени в 2—6 с), специальные пульс-пары или промежуточные реле.

7. Блокировочные зависимости должны быть такими, чтобы при аварийном отключении одного из двигателей прекращали работу механизмы, подающие материал на остановившийся конвейер, но продолжали бы работать механизмы ПТС, на которые остановившийся конвейер подавал материал.
8. При нормальном останове все звенья ПТС должны быть разгружены для облегчения последующего пуска системы.
9. Для экстренного останова ПТС с любой точки ее вдоль всей конвейерной линии протягивается тросе, соединенный с отключающим (аварийным) устройством (например, с конечным выключателем). При его натяжении происходит срабатывание конечного выключателя и отключение аварийного участка.

10. Выбор режимов управления (автоматического, дистанционного, мест ного) производится переключателем режима работы (ПРР). Он может быть один для всего участка - если он небольшой и технологическая схема проста. При большом числе механизмов и сложных технологических схемах предпочтитель нее применять индивидуальные избиратели управления для каждого механизма, которые устанавливаются на блоках управления этими механизмами.

Системы управления могут комплектоваться из аппаратуры на напряжения 127 и 220 В переменного тока и телефонной аппаратуры напряжением 60 В, рассчитанной на коммутацию небольших токов. Это значительно уменьшает сечение проводов.

На предприятиях строительной промышленности применяется, как правило, аппаратура напряжением 220 В. Цепи управления могут быть общими и индивидуальными. При общих цепях управления, питающихся от отдельного автомата, невозможно осуществлять местное управление двигателями. В схемах с индивидуальными цепями управления катушки магнитных пускателей питаются от одной из фаз электродвигателя. Эти схемы получили наибольшее распространение. В ПТС с неразветвленными простыми технологическими схемами целесообразны индивидуальные схемы питания.

В автоматизированных системах управления ПТС применяются следующие виды контроля:

1. Сигнализация на мнемосхему центрального пульта управления о работе отдельных конвейеров. Эти сигналы обычно получаются от блок-контактов соответствующих пускателей.
2. Контроль целости ленты, положения ленты на роликоопорах, наличия материала на ленте и количества материала, прошедшего по конвейеру. Сигналы при этих видах контроля получают от датчиков, связанных с приводным барабаном конвейера или подвижной опорой весового конвейера:

3. Контроль заполнения пересыпных устройств производится в местах пересыпки с одного конвейера на другой.

Для предупреждения переполнения небольших по объему пересыпных устройств применяют автоматический контроль уровня. По достижении материалом контролируемого уровня реле включает реле времени, которое без выдержки времени включает электромагнит вибратора, а по истечении выдержки времени (если уровень материала под действием вибратора не понизится) отключает подающий конвейер.

Проектирование систем автоматизации складов инертных

заполнителей

На склады заводов строительной промышленности инертные заполнители и цемент поступают в вагонах и автомашинах. Вагоны с инертными заполнителями разгружаются подвижными или стационарными разгружателями, а цемент - при помощи сжатого воздуха. Из транспортных средств материалы поступают в приемные бункеры / (рис. 1). Из них по системе конвейеров 1-3 они подаются на склад II, где при помощи сбрасывающей тележки 6 распределяются по отсекам склада. Со склада заполнителей конвейерами 4, 5 материалы подаются в расходные бункеры III бетоносмесительного узла. По отсекам расходных бункеров материалы распределяются поворотными воронками 7 и 8 и перекидными шиберами 9. Из приведенной технологической схемы видно, что автоматизация складов заключается в автоматизации поточно-транспортных систем с тремя участками: / -приемных бункеров; // - склада и III - расходных бункеров.

Помимо рассмотренных выше требований, предъявляемых к автоматизированным ПТС, при проектировании складов должны предусматриваться: а) система автоматического подогрева для предотвращения смерзания материалов в зимнее время; б) система автоматизации процесса разгрузки цемента; в)узлы автоматизированного управления отдельными механизмами - дистанционного управления разгружателями, разгрузочной тележкой, поворотными воронками, затворами бункеров и г) система контроля уровня материалов в бункерах.

Рис. 1. Технологическая схема склада инертных заполнителей завода железобетонных изделий. При проектировании системы автоматизированного управления складами стремятся сосредоточить управление в одном месте. В крайнем случае предусматривают два пункта управления: один оператор управляет первым участком, включающим ПТС до раздаточных бункеров, а второй оператор управляет механизмами раздаточных бункеров. В этом случае первый оператор наблюдает за

разгрузкой железнодорожных вагонов и их передвижением, выбирает отсек склада, куда должен поступать материал, дистанционно устанавливает разгрузочную тележку и после предпускового сигнала включает первый участок подачи материалов на склад.

Оператор второго участка управляет механизмами подачи материалов со склада на раздаточные бункеры и механизмами поворотных воронок, а также следит за наличием материалов в бункерах (по указателям уровня). В зимний период он контролирует температуру заполнителей. Пар для подогрева подается в регистры через электромагнитные вентили. Система регулирования двухпозиционная (вентиль открыт - вентиль закрыт). Управление вентилями производится импульсами от контактных термометров, которые устанавливаются в каждом отсеке. Система должна отключать подачу пара при снижении уровня материала ниже заданного. Импульс для этой цели можно получить от дополнительного указателя уровня.

Следует предусматривать визуальный контроль температуры заполнителей при помощи вторых термометров сопротивления, устанавливаемых в каждом отсеке.

Контроль расхода и давления пара может производиться при помощи самопишущего дифманометра - расходомера с одновременной записью давления.

Управление затворами обычно производится при помощи электромагнитных приводов. При проектировании необходимо предусматривать конечные выключатели, контролирующие положение затворов при помощи световых сигналов, которые выводятся на мнемосхемы. Последние отображают схемы технологического процесса, устанавливаются у пультов управления операторов и облегчают контроль за ходом технологического процесса.

Проектирование систем автоматизации складов цемента

На складах цемента широко применяется пневматический транспорт. Технологическая схема склада цемента приведена на рис. 2. Из железнодорожных вагонов или цементовозов цемент разных марок поступает в силосы / приобъектных складов. Каждый силос оборудован донными разгружателями 18Р—25Р с электропневматическим управлением. Из силосов склада через донные разгружатели 18Р—25Р цемент шнеками с приводами 16Д и 17Д подается в промежуточный бункер //. Из него цемент под действием собственной массы поступает в приемные воронки и при открытых шиберах 14С или 15С быстроходными напорными шнеками подается в смесительные камеры насосов 12Д или 13Д. Шнек имеет переменный шаг, уменьшающийся по направлению движения материала, что необходимо для создания пылевой пробки, предотвращающей прорыв сжатого воздуха из смесительной камеры.

Сжатый воздух через краны 1 ОС или 11С подается в нижнюю часть смесительной камеры и, перемешиваясь с материалом, транспортирует его по трубо-

проводам к циклонам III бетонного узла. Из циклонов цемент шнеками 5Д или 6Д при открытом одном из затворов (1С, 2С, ЗС или 4С) поступает в соответствующий бункер IV.

Приобъектные склады цемента имеют две секции бункеров рабочую и запасную.

В соответствии с технологической схемой предусматривается следующий порядок пуска механизмов: сначала включаются донные разгружатели 18Р или 19Р, 20Р или 21Р, 22Р или 23Р, 24Р или 25Р, затем включается шнек 16Д или 17Д, подающий цемент в промежуточный бункер из силосов склада цемента. При подаче цемента из промежуточных в расходные бункеры последовательно включают: пневмоцилиндр шибера 14С или 15С, пневмовинтовой насос 12Д или 13Д, пневмоцилиндр крана воздуха ЮС или 11 С, шибер 9С, циклон 7Д или 8Д, шнек 5Д или 6Д, пневмоцилиндр шибера 1С, 2С, ЗС или 4С.

Система управления складов должна предусматривать возможность загрузки и разгрузки силосов и возможность передачи цемента из одного силоса в другой.

Рис. 2. Технологическая схема склада цемента завода железобетонных изделий. При разработке проекта системы автоматизации склада цемента необходимо:

1. в цементных силосах, промежуточных и расходных бункерах предусмотреть установку уровнемеров с подачей от них сигналов на мнемосхемы;
2. контролировать положение шиберов и кранов (конечными выключателями) с выводами сигналов на мнемосхему;
3. предусмотреть датчики закупорки шнеков;
4. предусмотреть манометры на трубопроводах сжатого воздуха;
5. разработать блокировочные связи ПТС склада цемента, предпусковую сигнализацию с выдержкой времени перед включением механизмов;
6. предусмотреть возможность продувки транспортных трубопроводов перед включением пневмонасосов. Продувка производится как перед началом подачи материала, так и после останова всех механизмов;
7. предусмотреть аварийный останов пневмовинтового насоса при длительном повышении тока двигателя насоса, останове предыдущих по пуску механиз мов, образовании цементной пробки в трубопроводах и снижении давления сжатого воздуха. Известен серийно выпускаемый комплекс технологического оборудования к складам цемен та, предназначенный для приема цемента из транспортных средств и подачи его пневмотранс портом в расходные бункеры. Комплекс (рис. 3) состоит из силоса /, камерного насоса 6, приемного устройства 5, аэрирующего устройства 7, цементопроводов 8, аэрожелобов 2, соединяющих силосы, пневмораспределительных кранов 3 и воздухопроводов 4. Он легко привязывается к существующему оборудованию бетоносмесительных узлов при помощи трубопроводов.

Рис. 3. Схема склада для приема цемента из транспортных средств. Работой комплекса можно управлять как с отдельного пульта (при наладке), так и дистанционно, из помещения управления бетоносмесительной установкой (при автоматизированном режиме работы).

С пульта управления краном 3 подключается тот силос, из которого будет забираться цемент или куда он будет подаваться. Из другого силоса или из приемного устройства 5 цемент через аэрирующее устройство 7 по аэрожелобу 2 поступает в камерный насос б, После наполнения его закрывается загрузочное устройство, а пневмораспределительный кран камерного насоса переключает в него подачу воздуха. Давление в насосе поднимается до (7 - 9)х 104 Н/м2, и осуществляется выгрузка цемента по цементопроводу из камерного насоса в расходный бункер или силос. По мере опорожнения насоса давление в системе падает, датчиком давления включается управляющее реле, и вся система возвращается в исходное положение. Цикл повторяется автоматически.

Установка такого типа может быть рекомендована для применения на небольших предприятиях.

Для перевозки цемента разработана установка автоматической загрузки транспортных средств (рис. 4).

Она состоит из весов /, универсального циферблатного указателя 3 с подвижным диском, автоматического арретира 2, загрузочного хобота 8 с затвором 6, датчиков 7, пультов управления 4 и 5 и устройства для отсоса запыленного воздуха (на рисунке не показано).

При загрузке шофер устанавливает цементовоз на весовую платформу и с помощью выносного пульта 5 заводит конец хобота в горловину машины. При правильной установке хобота весы разарретируются. При нажатии шофером пусковой кнопки стрелка и поворотный диск поворачиваются на угол, соответствующий массе цементовоза. Начинается его загрузка. При полной загрузке цементовоза затвор 6 автоматически закрывается и включается тельфер подъема хобота. Весы арретируются, и включается светофор, разрешающий выезд цементовозу. На счетчике числа загруженных машин данного типа прибавляется единица.

Рис. 4. Схема установки для загрузки цементовозов. Рассмотренные установки вошли в типовые проекты складов заводов строительной промышленности. Проектирование систем комплексной автоматизации бетоносмесительных цехов

Система комплексной автоматизации процессов приготовления бетонной смеси должна охватывать следующие технологические процессы:

1) контроль уровня материалов в расходных бункерах;

2)автоматическое дозирование компонентов бетонной смеси;

3)программное управление работой бетономешалок;

4) управление выдачей бетона.

Система должна обеспечить дистанционный контроль всех операций и сигнализацию при нарушении хода технологического процесса. На рис. 5 приведена технологическая схема типового бетону смесительного узла. Система комплексной автоматизации бетоносмесительных узлов включает: контроль верхнего и нижнего уровней расходных бункеров 1-7, управление механизмами дозаторов 9-12, перекидным шибером 16, бетономешалками 15 и 17, накопительным бункером 20 и загрузкой бетоновоза 19.

Расходные бункеры инертных заполнителей /, 2, 5 и 6 оборудуются вибраторами, а бункеры цемента 3 и 4, кроме того, и аэрирующими устройствами. Контроль заполнения бункеров осуществляется сигнализаторами верхнего (21) и нижнего (22) уровней. Расходный бункер (емкость) 7 служит для воды.

В рассматриваемой схеме применены двухфракционные порционные дозаторы с циферблатными указателями, задающими стрелками и электронными бесконтактными датчиками положения стрелки весового указателя.

Рис. 5. Технологическая схема типового бетоносмесительного узла. Для очистки стенок ковша дозатора от налипшего материала на нем устанавливаются малогабаритные пневмовибраторы (на схеме не показаны), а в схему автоматики вводится реле времени. Если после открытия затвора ковша дозатора стрелка не возвращается на нуль, то через 10 с реле времени включает пневмовибраторы. Все исполнительные механизмы затворов, заслонок и днищ снабжены датчиками положения.

Дозирование всех компонентов смеси начинается одновременно, после закрытия затворов весовых ковшей. Одновременно с дозированием смеси для загрузки одной бетономешалки производится перестановка шибера. В это время во второй бетономешалке производится перемешивание смеси.

Из накопительного бункера 20 бетон выдается в бетоновоз 19.

В схемах управления механизмами транспортирования материалов, поступающих в расходные бункеры, предусматривается предпусковая сигнализация и возможность останова системы с любого места при аварии на потоке.

Окончание подачи материалов производится по сигналу указателя верхнего уровня 21. При этом включается реле времени. По окончании выдержки времени происходит переключение заслонок и включение оборудования под загрузку бункера другой производственной линии.

Контроль целости ленты и скорости работы транспортеров осуществляется посредством реле скорости.

Рассмотрим принципы проектирования систем автоматизации контроля уровня в расходных бункерах, управления поворотной воронкой, процессов дозирования и перемешивания в бетоносмесительных цехах.

Контроль уровня материалов в расходных бункерах. В типовых проектах для контроля заполнения в бункерах цемента предусматривается установка двух указателей уровня: верхнего (УВ) и нижнего (УН). Для бункеров заполнителей иногда предусматривается установка только одного указателя уровня (У). Это будет какой-то достаточный уровень материала. Указатели уровня обычно предусматриваются одного типа.

Принципиальная электрическая схема управления заполнением бункеров и поворотной воронкой приведена на рис. 6.

В соответствии с типовым проектом пусть будет предусмотрено шесть бункеров для инертных заполнителей и одним указателем уровня в каждом из них (1У, 2У, ЗУ, 4У, 5У и 6У) и два бункера для цемента с двумя указателями уровня в каждом бункере (7УВ, 7УН, 8УВ и 8УН). При снижении уровня материала ниже указателя замыкается контакт указателя уровня (УВ, УН или У). При этом у оператора надбункерного отделения загорается сигнальная лампа У (1-6), УВ (7-8) или УН (7-8) и получает питание реле соответствующего указателя уровня РУ (1 -6), РУВ (7-8) или РУН (7-8). На рис. 6 для упрощения параллельно включаемые реле и лампы показаны условно одной линией.

Реле указателей уровня, получив питание, через промежуточное реле РП включает звуковой сигнал Зв. Оператором звуковой сигнал может быть снят, но световой сигнал остается включенным и снимается автоматически, при изменении уровня материала в бункере.

В типовых проектах, предусматривающих заполнение шести отсеков бункера инертных заполнителей в одной секции растворного узла, применяется поворотная воронка с электрическим или электропневматическим приводом. При опорожнении одного из шести отсеков бункера инертных заполнителей замкнувшимся контактом указателя уровня этого отсека У(1—6) запитывается реле соответствующего указателя уровня РУ(1—6). Замкнувший контакт одного из этих реле включает: промежуточное реле 1РР1, размножитель его контактов 1Р1 и электромагнит привода воронки 1ЭПВ.

После включения 1ЭПВ шток пневмоцилиндра привода воронки движется вперед и поворачивает воронку на один шаг. Если движение воронки началось с нулевого положения к течке первого бункера (или отсека), то в конце хода вперед шток нажимает на рычаг конечного выключателя 1ВКВ. Разомкнувшимся контактом последнего снимается напряжение реле 1Р1 и электромагнита 1ЭПВ. Шток цилиндра делает ход назад. При этом разомкнётся контакт 1ВКВ. В конце хода назад шток замыкает контакт 1ВКН. Это вызывает возбуждение реле 1Р1 и электромагнита 1ЭПВ. Воронка поворачивается еще на один ход. Так поворот воронки продолжается до тех пор, пока она не дойдет до опорожненного бункера. В этом случае замкнется один из шести конечных выключателей 1ВК (1—6) и через него получит питание первая обмотка двухобмоточного реле 1Р2. Разомкнувшийся контакт 1Р2 прекратит дальнейшую подачу напряжения на реле 1Р1 и электромагнит 13ПВ. Поворотная воронка остановится.

После включения оператором конвейера и виброзатвора питателя материал начинает поступать в бункер. По достижении материалом заданного уровня соответствующий указатель уровня У(1—6) разорвет свой контакт. Реле указателя уровня потеряет питание. Это снимет напряжение с реле 1Р2, 1РР1, 1РВ и реле затвора РЗ. Последнее отключает вибролотковый питатель, поступление материала на ленту прекращается. По истечении выдержки времени, достаточной для полного схода материала, находящегося на ленте, контакт реле 1РВ замкнется и включит вторую обмотку реле 1Р2. Якорь этого реле меняет положение и производит переключение контакторов реле. Конвейер останавливается. Если к этому времени опорожнится какой-либо другой бункер, то реле 1РР1 включится и поворотная воронка начнет перемещаться до течки опорожненного бункера. Рис. 6-6. Принципиальная электрическая схема управления заполнением бункеров и поворотной воронкой.

flatik.ru

Автоматизированное управление поточно-транспортными системами

ЗАДАНИЕ 2. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПОТОЧНО-ТРАНСПОРТНЫМИ СИСТЕМАМИ.

Автоматизация транспортных работ осуществляется на базе специального класса транспортных роботов и манипуля­торов. С помощью этих устройств и соответствующих систем управления организуется два материальных потока: поток заго­товок (деталей) и поток инструмента. Транспортными системами может управлять либо автономная система программного управле­ния, либо подсистема оперативного управления, входящая в об­щую систему управления. При проектировании транспортной системы существенное значение приобретают вопросы ее опти­мизации за счет выбора целесообразных маршрутов и алгоритмов управления.

Манипулятором называют дистанционно управляемое устройство, включающее рабочий орган, используемый для имитации перемещений и рабочих функций руки оператора.

Управление манипулятором  производится либо операто­ром—ручной режим, либо программным устройством—авто­матический режим.

Промышленным роботом является автоматическое устройство, вклю­чающее манипулятор и перепрограммируемое устройство управления для выполнения функций перемещения н установки предметов производства, технологической оснастки, оборудования и т. п.

Характерной особенностью промышленного робота является наличие гибкой системы логико-программного управления, ко­торая, как правило, строится на базе микропроцессорной тех­ники.

Рисунок 1. Структурная схема промышленного робота.

Рабочим органом манипулятора является захват, имитирую­щий кисть человека и обеспечивающий фиксацию и утвержде­ние объекта манипулирования.

В процессе выполнения рабочих операций манипулятор (ро­бот) обеспечивает перемещение и укладку заготовок и деталей, установку оснастки и инструмента — объектов манипулирования в рабочей зоне. Рабочей зоной манипулятора является область пространства, к которой имеет доступ захват (кисть) манипу­лятора.

Структурная схема робота показана на рис.1. Манипуля­тор робота связан с системой управления через блоки управле­ния приводами и преобразователей информации от датчиков положения в числовой код. Основу системы управления состав­ляет микроЭВМ, обеспечивающая анализ состояния технологи­ческого оборудования, обслуживаемого роботом, и рабочего ор­гана манипулятора, формирование и выдачу команд управле­ния приводами манипулятора. Подготовка управляющих прог­рамм робота может выполняться в двух режимах — базовом и адаптивном (следящем). В базовом режиме предварительно планируются технологические операции и способы взаимодей­ствия с технологическим оборудованием, затем составляется программа. В адаптивном режиме программа движений манипулятора готовится с использованием пульта ручного управле­ния. При этом фиксируются все движения манипулятора, кото­рые впоследствии будут выполняться под управлением микро­ЭВМ.

Современные роботы и манипуляторы используют три основ­ных способа позиционирования рабочего органа: 1) по упорам; 2) по зафиксированному числу точек; 3) в произвольной точке рабочего пространства.

Схема позиционирования рабочего органа по упорам связа­на с цикловой системой управления. При этом процессе подго­товки манипулятора к работе заранее фиксируются базовые точки пространства, выставляются упоры, ограничивающие движение манипулятора в определенном направлении, и произ­водится программирование движений и действий захвата.

При способе установки рабочего органа манипулятора по зафиксированному числу точек применяют позиционную систе­му управления. В этом случае осуществляется движение рабо­чего органа по заданным точкам без контроля траектории дви­жения. Остановка рабочего органа производится при срабаты­вании одного (заданного) из путевых датчиков, установленных на звеньях манипулятора.

Для позиционирования рабочего органа манипулятора в про­извольной точке применяют контурную систему управления. Та­кая система позволяет осуществлять движение рабочего орга­на по заданной траектории с установленным распределением значений скорости и ускорений во времени,

Число степеней подвижности манипулятора определяет воз­можные виды движений и формы траекторий рабочего органа.

Для классификации роботов и манипуляторов применяют различные конструктивные признаки — вид системы управле­ния, степень универсальности, способ позиционирования рабоче­го органа, число степеней подвижности и др.

По виду системы управления выделяются манипуляторы с ручным и полуавтоматическим (супервизорным) управлением, промышленные роботы с автоматическим управлением. При ручном управлении манипулятор копирует действия руки опе­ратора. Полуавтоматическое управление реализуется чередова­нием ручного и автоматического управления отдельных частей рабочего цикла. В процессе автоматического управления все функции робота осуществляются без участия оператора.

По степени универсальности роботы и манипуляторы делят­ся на три группы — универсальные, специализированные и спе­циальные. Универсальные манипуляторы (роботы) могут быть использованы для различных технологических целей. Универ­сальность обеспечивается быстрым перепрограммированием устройства управления, набором различных захватов и возмож­ностью переключения на различные режимы работы. Специализированные манипуляторы (роботы) предназначены для вы­полнения определенных операций. Специальные манипуляторы работают по зафиксированной программе, выполняя простую операцию.

В практике наибольшее распространение получили манипу­ляторы с числом степеней свободы от 3 до 7. Механическая система манипуляторов реализует три группы движений — об­щие, региональные и локальные.

Общие движения манипулятора связаны с его перемещени­ем в пределах цеха, завода.

Региональная подвижность манипулятора определяется пе­ремещениями рабочего органа при неподвижном основании. Локальные движения ориентируют кисти и производят захват объекта манипулирования.

Грузоподъемность манипулятора является одной из основ­ных технических характеристик, определяющих сферу его при­менения.

По виду привода манипуляторы изготавливаются с электро-, гидро- и пневмодвигателями. В качестве двигателей прямоли­нейного перемещения используются гидро- и пневмоцилиндры, линейные электродвигатели. Для обеспечения вращательных движений применяют пневмо- и электродвигатели, гидромоторы, роторные и радиально-поршневые двигатели.

Выбор манипуляторов и роботов производится на основе следующих требований: необходимых функций по отношению к выполняемой операции и внешней среде, грузоподъемности, простоте конструкции, технологичности применения, минималь­ной стоимости, виду привода, точности позиционирования и т, п.

Следует отметить, что в процессе выбора робототехнических средств приходится разрешать целый ряд противоречий, зало­женных в требования. Выбор манипуляторов или роботов начи­нается с анализа требований технологического процесса. При этом предпочтение может быть отдано манипуляторам с гид­равлическим приводом. В ряде случаев, где не требуется высо­кая грузоподъемность (например, при ультразвуковом контро­ле качества изделий), целесообразно применять манипуляторы с пневматическим приводом. Для выполнения высокоточных операций с большой степенью гибкости применяется электриче­ский привод.

Системы управления манипуляторами позволяют автомати­зировать работу манипулятора.

vunivere.ru

Поточно-транспортные системы и линии шихтоподачи

При проектировании технологических линий дозирования и подачи сыпучих материалов, включая складское хозяйство, дозировочные участки и отделения, НПП "ТЭК" применяет различное технологическое транспортное оборудование (как собственного производства, так и др. производителей), объединенное в единую поточно-транспортную систему технологического производства.

Поточно-транспортные системы подачи шихтовых материалов обеспечивают непрерывность технологического процесса переработки этих материалов на всех этапах производства от исходного состояния до состояния конечного продукта и представляют собой совокупность вместилищ и транспортных средств, предназначенных для перемещения шихтовых материалов от мест их складирования, подготовки, усреднения и дозирования к металлургическим агрегатам.

Применяемое оборудование:

• конвейер скребковый трубчатый - производства "Контек"
• конвейерная система "SICON" - производства Continental ContiTech Scandinavia AB-Швеция
• сушилка ленточная и теплоагрегат - производства "ФОРМЗ"
• грохот вибрационный ГИЛ-051- производства "Горные машины"
• смеситель интенсивный - производства "Кулонэнергомаш"
• катучий конвейер - производства "Белохолуницкий машзавод"
• смеситель шнековый - производства "Строймеханика" и др.

НПП "Томская электронная компания" на базе оборудования собственного производства и оборудования своих партнеров создает:

  

Поточно-транспортные системы периодического действия

Поточно-транспортные системы (ПТС) периодического действия представляют собой комплекс подготовительного, дозировочного и транспортного оборудования, обеспечивающий циклическую загрузку шихтовыми материалами металлургических агрегатов. В ПТС периодического действия входят механизмы периодического действия (вагоны, вагонетки, краны, монорельсовые тележки, передвижные подъемники и др,).

В рабочий цикл механизмов периодического действия входят погрузка, рабочий ход, разгрузка и холостой ход (например, скиповый подъемник системы подачи шихты в доменную печь).

На базе оборудования НПП "ТЭК" были выполнены следующие проекты:

- КЛФЗ, "Техническое перевооружение цеха по производству ферромолибдена"

- ЧМЗ, "Реконструкция доменной печи № 2"

КЛФЗ- Участок подачиматериалов в печь		КЛФЗ - Участок брикетирования шихты		ЧМЗ - Скиповая яма

Технологическое оборудование для поточно-транспортных систем периодического действия производства НПП "ТЭК":

Возможна разработка оборудования под индивидуальные требования Заказчика.

  

Поточно-транспортные системы непрерывного действия

Поточно-транспортные системы непрерывного действия представляют собой комплекс подготовительного, дозировочного и транспортного оборудования, обеспечивающий непрерывную загрузку шихтовыми материалами металлургических агрегатов. В ПТС непрерывного действия входят механизмы непрерывного действия (конвейеры, элеваторы, виброжелоба и др.).

Механизмы непрерывного действия перемещают шихтовые материалы по определенной трассе без остановок (например, система подачи сыпучих материалов в расходные бункера конвертерного отделения).

На базе оборудования НПП "ТЭК" были выполнены следующие проекты:

• Коксохимическое производство

- НКМК (УПЦ)

- НТМК, "Реконструкция кислородно-конвертерного цеха №1"

- АЗФ

Реконструкция кислородно-конвертерного цеха №1- Дублирующий тракт, ОАО "НТМК"	Огнеупорное производство, ОАО"НТМК"	Реконструкция кислородно-конвертерного цеха №1- Дублирующий тракт, ОАО "НТМК"

 

Технологическое оборудование для поточно-транспортных систем непрерывного действия производства НПП "ТЭК":

Возможна разработка оборудования под индивидуальные требования Заказчика.

 

При объединении в автоматизированную систему механизмы ПТС разбиваются на участки (транспортные системы, относящиеся к определенному этапу технологического процесса, границами участка в цепи оборудования чаще всего являются вместилища материала) и тракты (технологическая транспортная цепь оборудования внутри участка, где поток материала жестко обусловлен технологическим процессом и расположением промежуточных емкостей). Эти разбиения определяются технологией производства и алгоритмом управления.

В начало

www.npptec.ru

Основы построения схем управления поточно-транспортными системами -

Для схем управления ПТС, построенных на аппаратуре сильного тока, применяются следующие напряжения:

а) 220 в переменного тока (фаза и нуль) — при напряжении силовой сети 380 в с заземленной нейтралью;

б) 127 в переменного тока (от промежуточных трансформаторов) при напряжениях силовой сети 500 в или 380 в с изолированной нейтралью.

В схемах, построенных на аппаратуре связи, для цепей управления применяется постоянный ток 60 в, а для сигнальных ламп — переменный ток 48 или 36 в.

Постоянный ток может быть получен путем применения селеновых выпрямителей серии ABC, соединяемых по трехфазной мостовой схеме, либо таких же выпрямителей типа ВСА-5. В схемах шаговых искателей выпрямители типа ВСА-5 должны применяться со сглаживающим фильтром, рассчитанным так, чтобы коэффициент пульсации выпрямленного тока не превышал 5%.

Для получения напряжений 48 или 36 в переменного тока служат однофазные понизительные трансформаторы.

На рис. 5-1 показаны схемы несблокированного управления двигателями. Схема рис. 5-1, а служит для местного управления, схема рис. 5-1,6 — для централизованного.

По существу вторая схема отличается от первой только двойным комплектом кнопок, но именно это обстоятельство позволяет осуществить два вида управления, являясь таким образом некоторым шагом на пути к централизации.

На рис. 5-1 и последующих показаны только цепи оперативного тока; положение главных контактов определяется наличием или отсутствием тока в катушке аппарата (на рис. 5-1—ПМ).

На рис. 5-2 приведена схема управления сблокированным электродвигателем, пуск и работа которого находятся в зависимости от работы другого двигателя или какой-либо иной причины, контролируемой датчиком с электрическим контактом. Эта зависимость может быть установлена как от одной, так и от нескольких причин.

Приведенные на рис. 5-1 и 5-2 схемы являются простейшими; при переходе к автоматизированному управлению они усложняются вследствие увеличения числа зависимостей, необходимости введения централизованного контроля за работой механизмов, регулирования количественного и качественного режимов работы механизмов и т. п.

При построении схем блокировок необходимо обращать особое внимание на то, чтобы не было непосредственных электрических связей между отдельными пусковыми аппаратами, так как в этом случае могут образовываться ложные цепи, нарушающие правильную работу блокировок и затрудняющие проверку и наладку схем.

Ложные цепи образуются главным образом в случае обрыва проводов цепей управления и перегорания предохранителей; по-этому связь между отдельными цепями должна осуществляться с помощью дополнительных блок-контактов.

На рис. 5-3 приведены две схемы блокировки, одна из которых (рис. 5-3, а) неправильна, так как в ней возможно образование ложной цепи. Действительно, если в точке А произойдет обрыв сети, то при замкнутом контакте 1К и разомкнутом контакте 2К создастся следующая ложная цепь: фаза с — лампа — точка 1 — катушка 2ПМ — точка 2 — катушка 1ПМ — контакт 1К — фаза Ь. Поэтому, несмотря на разомкнутый контакт 2К, катушки 1ПМ и 2ПМ остаются под некоторым напряжением.

По схеме (рис. 5-3, б) при разрыве цепи в той же точке выключается лишь катушка 1ПМ, и ложная цепь не возникает.

Схемы автоматизированного управления ПТС по своему назначению подразделяются на следующие:

а) подготовки и пуска участка;

б) управления двигателями;

в) сигнализации.

На рис. 5-4, 5-5 и 5-6 даны наиболее употребительные схемы пуска, выбор между которыми производится в зависимости от характера ПТС, мощности двигателей, входящих в систему, и степени автоматизации управления.

Представленный на схеме рис. 5-4 автоматический пуск электродвигателей механизмов участка с предупредительной сигнализацией применяется при сочетании условий «а» и «б»:

а) механизмы расположены в одном и том же здании или в разных зданиях, причем постоянный обслуживающий персонал отсутствует;

б) по сетевым или технологическим условиям возможен пуск электродвигателей участка без разрыва во времени или при наличии реле контроля скорости.

По схеме рис. 5-4 пуск происходит следующим образом. Поворотом рукоятки выключателя блокировки ВБ устанавливается вид управления (местное или централизованное). При нажатии кнопки централизованного пуска ЦКП замыкаются цепи реле времени РВ и реле сигнальных гудков РСГ, включающего гудки предупредительной сигнализации. Через заданное время контакт реле времени РВ включает реле разрешения пуска РРП, которое замыкает свои контакты в цепях управления электродвигателями (на рис. 5-4 не показаны) и в цепи реле пуска участка РПУ. При этом включается первый по пуску электродвигатель, и блок-контакты его пускателя замыкают цепь пускателя второго электродвигателя. Аналогично произойдет пуск остальных электродвигателей. С пуском последнего двигателя блок-контакт его пускателя ПМ„ в цепи пускового комплекта разомкнется и все реле, кроме РПУ, и сигналы выключаются. Участок останавливается при нажатии кнопки ЦКС.

Рис. 5-5 дает схему автоматического пуска электродвигателей механизмов участка с предупредительной сигнализацией и после получения разрешения с рабочих мест. Применяется эта схема в тех же случаях, что и схема рис. 5-4, но при наличии постоянного обслуживающего персонала.

По схеме рис. 5-5 пуск происходит следующим образом. При прерывистом нажатии кнопки централизованного пуска ЦКП подается прерывистый сигнал запроса о возможности пуска. Согласие на пуск дается с мест установки механизмов нажатием кнопок разрешения пуска КРП, в результате чего срабатывают реле разрешения РР в цепи реле времени РВ. При повторном нажатии кнопки ЦКП включаются реле времени РВ и реле сигнальных гудков РСГ и далее пуск происходит аналогично рассмотренному по схеме рис. 5-4. Кнопка КЗП служит для запрета пуска.

На рис. 5-6 приведена схема автоматического пуска электродвигателей механизмов участка с предупредительной сигнализацией и последовательным пуском с разрывом во времени.

Такой пуск применяется при сочетании следующих трех условий:

а) на механизмах отсутствуют реле контроля скорости;

б) пуск электродвигателей без интервала во времени невозможен по сетевым или технологическим условиям;

в) постоянный обслуживающий персонал отсутствует.

Для создания паузы между пуском отдельных двигателей используется принцип пульспары, для чего в схему пускового комплекта вводятся реле времени РВ1 и РВ2. При нажатии кнопки централизованного пуска ЦКП включаются реле времени РВ и промежуточное реле РП, в результате чего подаются предупредительные сигналы пуска и включается реле времени РВ1. Через установленное время реле РВ замыкает свой контакт в цепи реле времени РВ2 последнее срабатывает и через заданное время размыкает свой контакт в цепи РВ1, это реле мгновенно размыкает контакт в цепи реле РВ2, которое в свою очередь мгновенно замыкает контакт в цепи РВ1. Через заданное время включается контакт в цепи РВ2 и т. д. Контакты РВ1 и РВ2 поочередно включают на заданное время каждое из этих реле. Контакты реле разрешения пуска РРП1 включаются в цепи управления нечетными по порядку пуска электродвигателями, а контакты РРП2 — четными. Этим устанавливается разрыв между пуском каждого из двух электродвигателей участка.

Пуск, описанный выше, но после получения разрешения с рабочих мест, производится по комбинации схем, изображенных на рис. 5-5 и 5-6.

Для автоматического повторного включения ПТС применяется схема, показанная на рис. 5-7.

В пусковой комплект дополнительно введены реле повторного включения РПВ и реле снятия напряжения РСН. При пуске участка реле РПУ замыкает цепь реле РПВ, которое при наличии напряжения в сети удерживается своим н. о. контактом. При исчезновении напряжения этот контакт остается включенным на установленное время выдержки и, если на протяжении этого времени напряжение восстанавливается, то катушка реле РПВ вновь начинает обтекаться током и замыкает свой контакт в цепи реле РРП. Последнее включается, замыкает свои контакты в цепях управления электродвигателями и в цепи реле РПУ, благодаря чему происходит автоматический повторный пуск системы.

На рис. 5-8 представлены схемы управления отдельными электродвигателями.

Выключателем блокировки ВБ устанавливается вид управления: местное (замыканием контактов 3—4), местное сблокированное (замыканием контактов 5—5) и автоматическое (замыканием контактов /—2 при одновременном размыкании контактов 3—4 и 5—6). Контакты 1—2 входят в схему пускового комплекта и показаны на рис. 5-4, 5-5 и 5-6.

При автоматическом пуске первый двигатель включается контактами реле пуска участка РПУ, цепь которого подготавливается реле разрешения пуска РРП.

Включение последующих электродвигателей осуществляется контактами КЗ пускателей предыдущих электродвигателей или контактами любых датчиков в цепи, подготовленной контактами реле РРП. При большом числе электродвигателей в сблокированной цепи шунтирование контактов зависимости осуществляется с помощью промежуточных реле, выполняющих роль множителей контактов выключателя ВБ. Запрет пуска осуществляется с помощью аварийного выключателя ВА. Блокировочные связи выполняются контактами зависимости КЗ.

Предупредительная сигнализация и сигнализация разрешения пуска выполняются по схеме рис. 5-9. Как было сказано выше, при нажатии кнопки централизованного пуска ЦКП включается реле сигнальных гудков РСГ, которое замыкает свои контакты в цепи гудков Г и звонков Зв предупредительной сигнализации. С включением пускателя электродвигателя последнего механизма катушка релеРСГ обесточивается, и сигналы прекращаются. При нажатии кнопки КРП включается реле разрешения РР, которое своими контактами замыкает цепь лампы ЛЗ, сигнализирующей разрешение пуска.

На рис. 5-10 приведены схемы сигнализации состояния механизмов. По схеме рис. 5-10, а лампы ЛС светят в течение всего времени работы механизма, по схеме рис. 5-10,6 — только во время пуска, а по окончании его гаснут. Лампы последних по пуску и узловых механизмов светят в течение всего времени работы участка.

Схема аварийной сигнализации приведена на рнс. 5-11. При появлении какой-либо ненормальности замыкается контакт ПР аппарата, контролирующего ненормальность (причину). Тем самым замыкаются цепи сигнального реле PC и лампы аварийного сигнала ненормальности Л А. Реле PC включает сигнальный звонок. Для съема звукового сигнала надо нажать кнопку КСС, контакты которой включают реле съема сигнала РСС, а контакты последнего включают реле снятия сигнала звонка РСЗ последнее размыкает цепь реле PC, вследствие чего звуковой сигнал прекращается, а лампа Л А продолжает указывать наличие ненормальности. При устранении причины ненормальности схема возвращается в исходное положение.

Избирание необходимых трактов и механизмов для работы производится с помощью универсальных переключателей (в схемах с применением сильноточной аппаратуры) и ключей набора программы или номеронабирателей (в схемах с применением аппаратуры связи). Схемы с применением номеронабирателей и шаговых искателей применяются в тех случаях, когда условия управления и эксплуатации требуют частого набора или изменения программы.

Все рассмотренные выше схемы построены на аппаратуре сильного тока.

На рис. 5-12 приведена в качестве примера комплексная схема управления ПТС на аппаратуре связи. При установке ключа управления КУ в положение «Включено» включаются реле запрета сигнала РЗС и реле включения света РВС при этом реле РВС включает комплект мигающего света и шины световой сигнализации на щите управления. Переводом ключей избирания программы МП в положение «Включено» избираются тракты. Включаются реле избранных трактов РИ и их н. о. контактами включается реле контроля РК и подготовляются промежуточные выходные реле РП, а сигнальные лампы ЛС подключаются к шинам магистрали медленного мигания МММ. При этом лампы избранных механизмов начинают светиться медленно мигающим светом.

Нажатием кнопки КПУ пускается участок, в процессе чего оживляется промежуточное реле включения РПВ. Н. о. контакты реле РПВ замыкают цепи промежуточного реле сигнализации РПС и реле времени РВ, а контактами реле РПС включаются звонки предупредительной сигнализации ЗП, подготовляется реле пуска участка РПУ и обесточивается реле отключения тракта РОТ.

После заданной выдержки времени замыкается н. о. контакт реле РВ в цепи промежуточного реле пуска РПП, а контактами последнего включается реле РПУ. Контакты РПУ замыкают цепи выходных реле РП и происходит пуск первого электродвигателя. Далее происходит последовательный пуск всех избранных электродвигателей. После пуска последнего электродвигателя реле РК, РПВ, РПС, РПП, РПУ и РОТ обесточиваются, и действие предупредительной сигнализации прекращается. Лампы при питании от магистрали МРС горят ровным светом. Ключом отключения света КОС выключается сигнализация на мнемосхеме и остается включенной только лампа участка ЛУ, показывающая, что участок работает по заданной программе.

При аварийной остановке выключается реле РП остановившегося механизма, которое выключает реле РП всех последующих по пуску механизмов. Н. з. контакты реле РП последнего механизма в цепи РК закрываются, реле РК включает свои н. о. контакты в цепи РВС и размыкает н. з. контакты в цепи реле аварийной сигнализации РАС. Реле РВС включается, а реле РАС обесточивается, в результате чего включаются световая сигнализация и аварийный звуковой сигнал ЗА. При этом лампочки остановившихся механизмов начинают светиться медленно мигающим светом, а работающих — ровным светом. Аварийный звуковой сигнал снимается нажатием кнопки КСС.

Остановка участка производится переводом ключа КУ в положение «Доработка». При этом выключаются реле РИ механизмов, подающих материалы, и реле РОТ и включается реле РЗС. Реле РП механизмов, подающих материал, обесточиваются, что вызывает остановку механизмов, Включается сигнальное освещение, при котором лампы механизмов, оставшихся в работе, начинают светиться ровным светом, тогда как лампы остановившихся механизмов светиться не будут. После доработки при переводе ключа КУ в положение «Выключено» обесточиваются все реле РИ и РП, вследствие чего останавливаются все механизмы.

Перевод механизмов на местное управление осуществляется установкой переключателя избирателя управления ИУ в положение «Местное управление»; при этом лампа механизма, переведенного на местное управление, приключается к магистрали частого мигания МЧМ.

alyos.ru