Разработать систему управления автоматической линией гальванирования на базе японского программируемого контроллера TOYOPUC-L

Определяем максимальное напряжение коллектор – эмиттер :

Uк э max = Uвх. + [pic]Uвх. – Uвых.

( 1 , ст. 329 )

Uк э max = 9 + 2 – 5 = 6 В

Определяем предельную рассеиваемую мощность коллектора :

Рк = Uк э max [pic] Iк max

( 1 , ст. 329 )

Рк = 6 [pic] 4,3 = 25,8 Вт

По результатам расчётов выбираем из справочника транзистор VT1 ,

удовлетворяющий условиям :

Uк э ,1 max [pic] Uк э max

Iк 1 max [pic] Iк max

Pк 1 [pic] Pк

Приведённым условиям удовлетворяет транзистор КТ 805 Б с параметрами :

Рк = 30 Вт

Uк э max = 135 В

Iк max = 5 А

h2 1 э = 15

Iк б 0 = 70 м А

Транзистор VT 2

Максимальный ток коллектора :

Iк max = [pic]

( 1 , ст. 329 )

Iк max = [pic] = 0,3 А

Максимальное напряжение коллектор – эмиттер :

Uк э max = Uвх. +[pic]Uвх. – Uвых.

( 1 , ст.329 )

Uк э max = 9 + 2 – 5 = 6 В

Предельная рассеиваемая мощность коллектора :

Pк = Uк э max [pic] Iк max

Pк = 6 [pic] 0,3 = 1,8 Вт

По результатам расчётов выбираем из справочника транзистор

удовлетворяющий условиям , которые указаны в расчётах транзистора VT1.

Приведённым условиям удовлетворяет транзистор КТ 603 А с параметрами:

Pк = 2 Вт

Uк э max = 30 В

Iк max = 0,3 А

h2 1 э = 15

Iк б 0 = 10 м[pic]А

Транзистор VT 3

Максимальный ток коллектора :

Iк max = [pic]

( 1 , ст. 329 )

Iк max = [pic] = 0,02 А

Максимальное напряжение коллектор – эмиттер :

Uк э 3 max = Uк э 2 max

( 1 , ст. 329 )

Uк э 3 max = 6 В

Предельная рассеиваемая мощность коллектора :

Рк = Uк э max [pic] Iк max

Рк = 6 [pic] 0,02 = 0,12 Вт

По результатам расчётов выбираем из справочника транзистор VT3. Расчётным

параметрам удовлетворяет транзистор КТ 315 А с параметрами :

Рк max = 0,15 Вт

Uк э max = 25 В

Iк max = 0,1 А

h2 1 э = 20

Iк б 0 = 10 м к А

Транзистор VT 4

Максимальный ток коллектора :

Iк max = 5 [pic] 10-3 А

( 1 , ст. 329 )

Максимальное напряжение коллектор – эмиттер :

Uк э max = Uвых. + [pic]Uвых. – UV D 1

( 1 , ст. 329 )

Uк э max = 5 + 1 – 3 = 3 В

Предельная рассеиваемая мощность коллектора :

Рк max = Iк max [pic] Uк э max

Рк max = 5 [pic] 10-3 [pic] 3 = 1,5

[pic] 10-2 Вт

По результатам расчётов выбираем из справочника транзистор VT 2.

Расчётным параметрам удовлетворяет транзистор КТ 315 Ж с параметрами :

Рк max = 100 мВт

Uк э max = 15 В

Iк max = 5 [pic] 10-2 А

h2 1 э = 30

Выбираем стабилитрон VD 1.

Определяем напряжение стабилизации стабилитрона :

Uст. = Uвых. - [pic]Uвых. – 2

( 1 , ст. 329 )

Uст. = 5 – 1 – 2 = 3 В

По расчитанному напряжению стабилизации выбираем в справочнике

стабилитрон наиболее подходящий по параметрам

КС 133 А с параметрами :

Uст. ном. = 3,3 В

Iст. ном. = 0,03 А

Рассчитываем номиналы сопротивлений :

R1 = [pic] кОм

( 1 , ст. 329 )

R1 = [pic] = 0,0225 кОм = 22,5 Ом

Выбираем значение R1 ближайшее из стандартного ряда R1 =24 Ом

R2 = [pic] ( 1

, ст. 329 )

R2 = [pic] = 175 Ом

Выбираем ближайшее значение из стандартного ряда и принимаем R2 = 180 Ом.

R3 + R4 + R5 = [pic]Rдел.

( 1 , ст. 329 )

[pic]Rдел. = [pic]

( 1 , ст. 329 )

[pic]Rдел. = [pic] = 833 Ом

R4 = [pic] ( 1 , ст. 329

)

R4 = [pic] 146 Ом

Выбираем номинал сопротивления из стандартного ряда :

R4 = 150 Ом

R5 = [pic]

( 1 , ст. 329 )

R5 = [pic] = 458 Ом

Принимаем для R5 ближайшее значение из стандартного ряда

R5 = 470 Ом

R3 =[pic]Rдел. - R4 - R5

( 1 , ст. 329 )

R3 = 833 – 150 – 470 = 213 Ом

Принимаем значение R3 ближайшее из стандартного ряда

R3 = 200 Ом

R6 = [pic]

( 1 , ст. 329 )

R6 = [pic] = 71 Ом

Из стандартного ряда принимаем :

R6 = 73 Ом

R7 = [pic]

( 1 , ст. 329 )

Выбираем значение R7 ближайшее из стандартного ряда :

R7 = 510 Ом

Определяем рассеиваемую мощность на сопротивлениях :

P = [pic]

P1 = [pic]

P1 = [pic] = 1,4 Вт

P2 = [pic]

P2 = [pic] = 0,166 Вт

Р3 = Iдел.2 [pic] R3

Iдел. = [pic]

Iдел. = [pic] = 0,009 А

Р3 = 0,0092 [pic] 200 = 0,087 Вт

Р4 = Iдел.2 [pic] R4

Р4 = 0,0092 [pic] 150 = 0,073 Вт

Р5 = Iдел.2 [pic] R5

Р5 = 0,0092 [pic] 470 = 0,1 Вт

Р6 = [pic]

Р6 = [pic] = 0,34 Вт

Р7 = Iк б 0 2 [pic] R7

Р7 = 0,012 [pic] 510 = 0,051 Вт

Мощность сопротивлений выбираем из стандартного ряда с номиналом большим

, чем расчитанная рассеиваемая мощность.

R1 = 2 Вт

R6 = 0,5 Вт

R2 = 0,125 Вт

R3 = 0,125 Вт

R4 = 0,125 Вт

R5 = 0,125 Вт

R7 = 0,125 Вт

По результатам вышеприведённых расчётов записываем параметры схемы

стабилизатора.

VT 1 – КТ 805 Б

VT 2 – КТ 603 А

VT 3 – КТ 315 А

VT 4– КТ 315 Ж

VD 1 – КС 133 А

VD 2 – КД 202 Г

VD 3 – КД 202 Г

VD 4 – КД 202 Г

VD 5 – КД 202 Г

С 1 – 1000 мкФ ; 25 В

R 1 – 24 Ом ; 2Вт

R 2 – 180 Ом ; 0,125 Вт

R 3 – 200 Ом ; 0,125 Вт

R 4 – 150 Ом ; 0,125 Вт – переменный резистор.

R 5 – 470 Ом ; 0,125 Вт

R 6 – 73 Ом ; 0,5 Вт

R 7 – 510 Ом ; 0,125 Вт

Описание работы стабилизированного источника питания 5 В.

Источник питания функционально состоит из понижающего трансформатора ,

выпрямителя и стабилизатора.

Переменное напряжение и вторичной обмотки трансформатора Тр 1 поступает

на выпрямитель VD2 [pic] VD5. Выпрямитель выполнен на мостовой схеме ,

данная схема выпрямления из всех вариантов двухполупериодных выпрямителей

обладает наилучшими технико – экономическими показателями. После

выпрямления напряжения сглаживается конденсатор С1. Далее напряжение

порядка 7 [pic] 9 В поступает на стабилизатор , который автоматически

поддерживает постоянство напряжения на нагрузке с заданной степенью

точности. В нашем случае применён транзисторный стабилизатор напряжения

компенсационного типа.

Стабилизатор состоит из регулирующего элемента ( VT 1 [pic] VT 3 ). Схемы

сравнения ( VT 4 ) , источника опорного напряжения ( VD 1 , R 2 ) ,

делителя напряжения ( R 3 [pic] R 5 ) и резисторов ( R 6 , R 7 ) ,

обеспечивающих режим транзисторов ( VT 2 , VT 3 ). Предусмотрена

возможность регулировки выходного напряжения , для этого в цепь делителя

включён переменный резистор R 4.

Работа стабилизатора : схема свравнения выполнена на транзисторе VT 4.

Стабилитрон VD 1 фиксирует потенциал эмиттера VT 4. Потенциал базы зависит

от тока с протекающего через R 3, R4, R 5. С помощью переменного

резистора R 4 выставляем точно , нужное напряжение +5 В. Если напряжение на

нагрузке , например увеличилось , то это будет означать то , что ток через

R 3 , R 4 , R 5 тоже увеличивается.

Следовательно , потенциал базы транзистора VT 4 станет более

положительным по отношению к эмиттеру , чем был раньше. Поэтому транзистор

VT 4 приоткроется , потенциал базы транзистора VT 3 уменьшится.

Следовательно , транзистор VT 3 прикроется и соответственно прикроются

транзисторы VT 2 и VT 1. В результате напряжение на эмиттере транзистора VT

1 уменьшится , а напряжение на нагрузке останится неизменным. Аналогично

стабилизатор будет работать и при уменьшении напряжения на нагрузке.

4.5 АЛГОРИТМ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛИНИЕЙ ГАЛЬВАНИРОВАНИЯ

Алгоритм программы работы системы управления автоматической линии

гальванирования построен на основе требования опроса датчиков положения ,

расположенных на пути следования автооператора и в зависимости от их

состояния выдачи соответствующей команды.

Алгоритм работы системы управления автоматической линии гальванирования

приведён на чертеже.

Данный алгоритм в режиме отработки цикла осуществляет опрос состояния

датчиков положения автооператора.

При срабатывании соответствующего датчика алгоритм осуществляет подачу

соответствующей команды на выполнение соответствующей технологической

операции , после окончания которой продолжается отработка цикла , пока не

закончится время работы линии или не закончится технологический процесс

предварительной обработки деталей. В этом случае алгоритм осуществляет

переход к началу технологического процесса.

5.9. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ.

Системы управления автоматической гальванической линией с применением

управляющих вычислительных машин.

Системы управления автоматической гальванической линией с применением

управляющих вычислительных машин являются последним достижением в области

систем управления автоматической гальванической линией.

Такие системы предназначены как для решения всех задач управления ,

выполняемых обычными средствами управления , так и для решения

оптимизационных задач , а также задач , связанных с выполнением расчётов и

логических операций.

Применение управляющих вычислительных машин позволяет решить вопрос об

автоматизации гальванических цехов с мелкосерийным характером производства

при большой номенклатуре партий деталей.

Особенно большое развитие эти системы должны получить при создании

гибкого автоматизированного производства гальванопокрытий ( ГАП – Г ).

Требования к системе управления гальванопокрытий , разработанные

комиссией по автоматизации гальванического производства , в рамках общих

требований к оборудованию единой государственной системы гибкого

автоматизированного производства гальванопокрытий ЕГС ГАП – Г

предусматриваются все контролирующие и управляющие функции в ГАП – Г

выполнять пятью подсистемами управления : подготовкой производства ;

транспортно – складским комплексом ; нанесением покрытий ; очистными

сооружениями ; оперативного управления цехом.

Цепочка технологических операций , разбивка их по подсистемам управления

и связи между подсистемами показаны на рисунке 1. Система управления

выполняется по принципу децентрализованной распределённой системы и имеет

три уровня управления.

Рисунок 1. Система управления гибким автоматизированным

производством гальванических покрытий :

1 – участок поступления деталей в цех ;

2 – транспортные средства ;

3 – склад деталей ;

4 – накопитель подвесок ;

5 – перегрузчик подвесок ;

6 – накопитель штанг ;

7 - гальваническая линия ;

8 – усреднитель стоков ;

9 – очистные устройства ;

10 – отстойник ;

11 – участок выдачи деталей ;

12 – участок подготовки деталей под покрытие ;

13 – участок приготовления и раздачи электролитов ;

14 – склад химикатов ;

15 – участок финишной обработки.

Независимо от подчинённости элементной базы внутри гальванической линии

на механических узлах , все уровни гальванической линии передают информацию

через крейты контроллера « TOYОPUC - L » , и так же получают от него

сигналы на управление исполнительными элементами , в том числе управления

транспортно – складским комплексом , гальваническими линиями и очистными

сооружениями.

Подсистема управления транспортно – складским комплексом обслуживает

технологическую цепочку от входа деталей в цех до гальванических линий.

Подсистема в общем виде содержит две самостоятельные части : управление

транспортно – накопительными устройствами и управление складом.

Подсистема управления транспортно – накопительными устройствами

выполняет следующие функции :

входной контроль деталей , поступающих в цех ;

управление синхронной подачей подвесок , деталей штанг и

дополнительной оснасткой на монтажные моста ;

управление подачей подвесок с деталями на линию в соответствии с

темпом загрузки линии ;

обеспечение монтажников и операторов необходимой для эксплуатации

системы информацией ;

выходной контроль деталей.

Подсистема управления складом выполняет следующие функции :

создание и эксплуатация банка данных по деталям и оснастке ;

формирование входных и выходных документов ;

управление кранами – штабелерами автоматизированного склада ;

диагностирование системы управления и технологического оборудования.

Подсистема управления подготовкой производства решает задачи подготовки

технологического оборудования , поверхности деталей , технологической

документации и выполняет следующие функции :

управление подготовкой поверхности деталей под покрытие ;

управление централизованным приготовлением и раздачей электролитов и

корректирующих растворов ;

формирование сменно – суточного задания ( для каждой гальванической

линии ).

Подсистема оперативного управления цехом выполняет следующие функции :

учёт хода производственного процесса за смену , сутки , месяц ;

выдачу справочной информации по запросу ;

выдачу учётно – отчётных документов ;

учёт баланса деталей по цеху ;

учёт отклонений от плановых заданий ;

связь с системами высшего уровня ( АСУ ).

Подсистема управления очистными сооружениями выполняет следующие функции

:

контроль за составом сбрасываемых вод ;

изменения уставок на локальных системах управления ;

учёт прихода и расхода материалов и химикатов ;

выдачу по запросу нормативных материалов ;

составление ведомости дефицита материалов и химикатов ;

прогнозирование возможности обеспечения принятия стоков при

формировании сменно – суточных планов ;

диагностирование состояния системы управления и оборудования.

Подсистема управления гальваническими линиями обеспечивает управление

автоматическими линиями нанесения покрытий и выполняет следующие функции :

управление транспортированием деталей по линии ;

управление током в электролитических ваннах ;

контроль и управление коррекцией электролитов ;

контроль и регулирование температуры , уровня, расхода воды;

оптимизацию параметров процесса ;

диагностирование технической неисправности работы системы

управления и оборудования.

Экономическая эффективность внедрения гибких автоматизированных

гальванических линий определяется на основании “ Методики ( основные

положения ) определения экономической эффективности использования в

народном хозяйстве новой техники , изобретений и рационализаторских

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8