Методы визуализации технологических параметров на рабочем месте оператора гидравлического вертикального ковочного пресса. Решение проблемы простоя оборудования по причине аварий, повышение удобства управления и эксплуатации ВКП при помощи системы SCADA.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

ГОУ ВПО

Уральский Государственный Горный Университет

Курсовая работа

по дисциплине: "Моделирование систем"

на тему: "АИС диагностики работы ковочного пресса"

Преподаватель:

Осипова И.А.

Студент гр. ЦАСК-10:

Галиева С.Ю.

Екатеринбург 2013 г.

Содержание

• Введение
• 1. Характеристика проблемной ситуации и постановка задачи
• 1.1 Назначение, цель создания системы и содержательное описание объекта управления
• 1.2 Аналитический обзор
• 1.3 Характеристика проблемной ситуации
• 2. Концептуальная модель
• 2.1 Функциональная модель IDEF0
• 2.2 Модель вариантов использования (прецедентов)
• 2.3 Информационно-логическая модель
• 3. Формализованная модель
• 3.1 Построение математической модели
• 3.2 Имитационная модель
• Заключение
• Словарь - глоссарий
• Библиографический список

Введение

Использование модели объекта для того, чтобы предсказать поведение фактического объекта, желательно во многих ситуациях. При проектировании устройства, когда ещё не существует фактическое устройство, может быть полезно оценить несколько его возможных конфигураций. При исследовании эксперимент на фактическом устройстве может занять слишком много или слишком мало времени, может быть слишком дорогим, и может даже повредить устройство, что является нежелательным.

Построение моделей производства, а также сбора и обработки информации о процессе производства в сложных организационных системах, является основой создания автоматизированных информационных систем (АИС). В свою очередь, именно внедрение АИС в процесс производства позволяет повысить такие показатели как эффективность, экологичность, ресурсосбережение, качество продукции за счет повышения оперативности обработки информации, поэтому тема данной курсовой работы является актуальной.

В представленной курсовой работе разработана АИС для оператора гидравлического вертикального ковочного пресса (ВКП), которая позволит увеличить качество и оперативность обработки информации о производственном процессе.

1. Характеристика проблемной ситуации и постановка задачи

1.1 Назначение, цель создания системы и содержательное описание объекта управления

Назначение АИС оператора ВКП состоит в предотвращении остановок производства из-за поломок деталей и конструкций в рабочем режиме, а также в прогнозировании ремонтов. Это реализуется за счет непрерывного контроля параметров производства во время работы ВКП (нагруженность и деформации направляющих колонн; перекос подвижной траверсы; давление рабочей жидкости в системе гидропривода; состояние фильтрующих элементов).

Целью создания АИС оператора ВКП является повышение эффективности производства за счет сокращения простоев ВКП по причине поломок, упрощения обнаружения поломок, прогнозирования ремонтов. Поставленная цель может быть достигнута путем контроля и визуализации технологических параметров на рабочем месте оператора ВКП, своевременного оповещения оператора ВКП об аварийном состоянии узлов и агрегатов, диагностики узлов и агрегатов ВКП, ведения протоколов важных параметров производственного процесса.

Устройство гидравлического вертикального ковочного пресса

Устройство гидравлического вертикального ковочного пресса приведено на Рисунке 1.1.1.

Рабочий гидроцилиндр (1) пресса, установленный в верхней траверсе (2), через колонны (3) жестко соединен с неподвижной нижней траверсой (4), являющейся одновременно рабочим столом пресса, который устанавливают на фундамент. Неподвижные верхняя (2) и нижняя (4) траверсы вместе с колоннами (3) образуют станину пресса.

Рабочий плунжер (5) пресса соединен с подвижной траверсой (6), имеющей возможность перемещения по направляющим колоннам (3) только вниз при подаче рабочей жидкости в главный рабочий цилиндр (1). Для подъема подвижной траверсы (6) вверх, в прессе предусмотрены возвратные цилиндры (7) с плунжерами (8).

Работа гидравлического пресса обеспечивается гидроприводом (9), связанным с системой управления (10) и прессом трубопроводом (11).

Рисунок 1.1.1 - Схема гидравлического вертикального ковочного пресса: 1 - рабочий гидроцилиндр; 2 - неподвижная траверса; 3 - направляющие колонны; 4 - нижняя неподвижная траверса; 5 - плунжер; 6 - подвижная траверса; 7 - возвратный цилиндр; 8 - плунжер; 9 - система гидропривода; 10 - система управления; 11 - трубопровод.

Принцип работы гидравлического вертикального ковочного пресса

Принцип действия гидравлического пресса состоит в том, что под давлением жидкости, являющейся носителем энергии (рабочим телом), плунжер выталкивается из главного цилиндра, перемещает верхнюю подвижную траверсу с установленным на ней бойком и после упора в заготовку, расположенную на нижней неподвижной траверсе, пластически деформирует ее. Чтобы преодолеть сопротивление со стороны заготовки при ее деформировании, в рабочие цилиндры гидравлических прессов подают жидкость высокого давления (до 32 МПа и более). Скорость перемещения подвижной поперечины редко превышает 30 см/с, поэтому кинетическая энергия поступательного движения подвижных частей пресса очень мала по сравнению с накапливаемой жидкостью потенциальной энергией и ею обычно пренебрегают. В связи с этим гидравлические прессы относят к кузнечным машинам квазистатического действия. Подвижная верхняя траверса возвращается в исходное положение под давлением жидкости, подаваемой в возвратные цилиндры.

Описанный принцип действия гидравлического пресса остается неизменным, несмотря на разнообразие технологического назначения, конструктивных форм и типов привода. Полный цикл одного двойного хода подвижной траверсы гидравлического пресса включает прямой и обратный ходы, а также технологические паузы.

Прямой ход имеет два участка. На первом - рабочий инструмент подводится к заготовке (полезная работа не производится). Это прямой холостой ход (ход приближения). На втором участке прямого хода происходит деформирование заготовки, т. е. совершается полезная работа. Это - рабочий ход. При обратном (возвратном холостом) ходе подвижная поперечина возвращается в первоначальное положение и полезная работа также не производится.

Подвижную траверсу гидравлического пресса можно остановить в любой точке ее хода. Эти остановки, необходимые для выполнения вспомогательных операций, например манипулирования заготовкой, смены рабочего инструмента и др., называются технологическими паузами. Чтобы произвести прямой холостой ход подвижной поперечины, необходимо главный цилиндр посредством наполнительного клапана (золотника) соединить с источником жидкости низкого давления (наполнительным баком), а возвратные цилиндры - с открытым сливным (насосным) баком. Для осуществления прямого рабочего хода в главный цилиндр подают жидкость высокого давления из аккумулятора (насоса). При этом из возвратных цилиндров жидкость сливается в наполнительный или сливной бак.

В некоторых быстроходных прессах возвратные цилиндры в процессе рабочего хода постоянно связаны с источником жидкости высокого давления. Это приводит к некоторым потерям энергии, но повышает быстроходность, так как исключается время, необходимое для открытия клапанов и нарастания давления в возвратных цилиндрах при переключении на обратный холостой ход. В общем случае для осуществления обратного холостого хода необходимо соединить главный цилиндр с наполнительным баком, а возвратные - с источником жидкости высокого давления. При нижнем расположении рабочих цилиндров обратный холостой ход происходит под действием силы тяжести и возвратные цилиндры в принципе не нужны. Держание подвижной поперечины на весу во время технологической паузы возможно, если рабочий цилиндр отключен от источника жидкости высокого давления и перекрыто вытекание ее из возвратных цилиндров. При нижнем расположении рабочего цилиндра удержание подвижной поперечины на весу возможно благодаря прекращению подачи в него жидкости.

Для прижима заготовки необходимо изолировать рабочий цилиндр, наполненный жидкостью высокого давления. При работе гидравлического пресса жидкость высокого давления расходуется только во время прямого рабочего и обратного ходов. В связи с таким прерывистым и в то же время неравномерным (во время рабочего хода расход жидкости значительно больше, чем во время обратного хода) расходованием жидкости в приводе устанавливают устройства - аккумуляторы, позволяющие накапливать ее во время технологических пауз и прямого холостого хода. Применение аккумуляторов позволяет существенно снизить установочную мощность насосного привода. Из рассмотренного полного цикла работы гидравлического пресса следует, что рабочий и возвратные цилиндры попеременно соединяются с источниками жидкости высокого и низкого давления. Потоки жидкости перераспределяют посредством клапанных или золотниковых устройств, обычно установленных в одном блоке, который называют главным распределителем.

Общий признак гидравлического пресса - использование потенциальной энергии давления жидкости для совершения...