Напряжение питания 1 х 220В АС 3 х 380В АС     Номинал VFD- □ □ □ М 004 007 015 022 007 015 022 037 055 075     Выход Ном. мощность двиг., кВт 0.4 0.75 1.5 2.2 0.75 1.5 2.2 3.7 5.5 7.5

Ном. вых. мощность, кВА 1.0 1.9 2.7 3.8 2.3 3.1 3.8 6.2 9.9 13.7

Ном. вых. ток, А 2.5 5.0 7.0 10 3.0 4.0 5.0 8.2 13 18

Макс, вых. напряжение 0,95 от действующего напряжения сети

Частота, Гц 0.1 ...400     Вход Напряжение питания, В 1х(180...264) Зх(342...528)

Частота 50/60 Гц ± 5%

Ном. входной ток, А 6.3 11.5 15.7 27 4.2 5.7 6.0 8.5 14 23     Параметры Система модуляции ШИМ (широтноимпульсная модуляция) вых. напряжения по синусу

Способы формирования Цвых Частотный и векторный с автотестированием двигателя

Дискретность вых. частоты 0.01 Гц

Перегрузочная способн. 150% от номинального тока ПЧ в течении 1 мин

Время разгона/торможения 0,1.. 600 сек (независимая установка времени разгона и торможен.)

Характеристика момента Автонастройка момента, автокомпенсация скольжения, пусковой момент 150% при 5Гц

Характеристика U/f Программируемая характеристика U/f

Защита от останова Устанавливается как процент номинального тока

Задание частоты С пульта С помощью кнопок А и V или встроенного потенциометра

Внешними сигналами Потенциометр 5кОм/0.5ВтDC 0...+10B (вх. сопр. 47кОм), 4...20 мА (входное сопрот. 20 Ом); многофункц. вход (UP, DOWN)

Управление Клавиатура С помощью RUN, STOP, FWD/REV

Внешние сигналы Через терминалы МО, Ml, М2, МЗ, М4, М5.

Функции многофунк. входов Выбор скорости 1...7, заданная скорость (JOG), блокировка разгона/торможения, выбор времени разг./торм. 1 или 2, вход запуска внутреннего счётчика.

Функции многофункц. выходов Работа, дост. заданной частоты либо пороговой, скорость, авария силового модуля, местн./дист., PLC, недонапряжение

Аналоговый выход Для оценки вых. тока или частоты с помощью аналоговых и цифровых приборов     Другие функции автоматическая стабилизация вых. напряжения, предотвращение останова из-за сверхтока и перенапряжения, запись отказов, торможение пост, током, рестарт после аварий и пропадания напряжения, выбор одного из двух источников задания частоты, PID-регулятор со "спящим" режимом, остановка вала двигателя в заданном положении, блокировка изменения параметров, режим автоматического энергосбережения, счетчик импульсов, запрещение реверса, и т. д.     Защитные функции Самотест, перенапряжение, недонапряжение, перегрузка, сверхток, перегрев ПЧ, внешняя ошибка, электронная защита двигателя от перегрева, короткое замыкание на землю, потеря фазы питающего напряжения     Охлаждение Воздушное принудительное (встроенными вентиляторами)      Поскольку в установке применяется двигатель мощностью 2,2 кВт, выбираем модель преобразователя VFD - 022M. Поскольку диапазон регулирования частоты составляет 0,1 – 400 Гц, при номинальной частоте вращения двигателя 1500 об/мин это позволит получать диапазон частоты вращения 3 – 12000 об/мин.

2.3 Разработка электрической схемы блока управления установкой

Для реализации структурной схемы и измененного алгоритма работы установки для гибки и резки прутков необходимо разработать соответствующую электрическую схему. Схема должна обеспечить выполнение всех функций, быть надежной, помехозащищенной, экономичной, с использованием современной элементной базы. Предлагаемая схема была разработана с учетом этих требований, используя цифровые микросхемы КМОП-структуры.

 Схема электрическая принципиальная предназначена для отсчета заданной длины кольца и управлением резом. Схема содержит следующие основные части:

 1. Схема включения и регулирования частоты вращения электродвигателя подачи. Схема представлена на рисунке 23.

 С разъема ХТ1 питающее трехфазное напряжение с контактов 1, 2 и 3 поступает на вводной автомат QF1, далее на частотно-регулируемый привод, предназначенный для плавного изменения частоты вращения электродвигателя. С выхода частотно-регулируемого привода напряжение через контакты электромагнитного пускателя КМ1 и тепловое реле КК1 подается на электродвигатель. Расположение электромагнитного пускателя на выходе частотно-регулируемого привода продиктовано описанием на частотно-регулируемый привод. В описании сказано, что нельзя останавливать электродвигатель снятием питающего напряжения на входах частотно-регулируемого привода.

 Рисунок 23 – Схема включения и регулирования частоты вращения электродвигателя

Для правильной работы необходим следующий алгоритм:

 а) Включаем QF1;

 б) Включаем КМ1 нажатием кнопки SB2;

 в) Устанавливаем необходимую скорость вращения электродвигателя на частотно-регулируемом приводе.

 Выключаем в обратной последовательности:

 а) Останавливаем электродвигатель установками на частотно-регулируемом приводе;

 б) Выключаем КМ1 нажатием кнопки SB1;

 в) Выключаем QF1.

 Оперативная цепь запитана от фазы А через плавкий предохранитель FU1. Для аварийной остановки электродвигателя необходимо пользоваться кнопкой SB1 (красная грибовидная).

 2. Блок питания.

 Предназначен для формирования питающих напряжений постоянного тока: нестабилизированного 24 В и стабилизированного 12 В.

 Блок питания состоит из трансформатора Т1, диодного моста VD1, интегрального стабилизатора DA1 и сглаживающих конденсаторов С2 и С3. На первичную обмотку трансформатора через плавкий предохранитель FU2 поступает переменное питающее напряжение действующим значением 220 В. Со вторичной обмотки переменное напряжение действующим значением 19 В через плавкий предохранитель FU3 поступает на двухполупериодный выпрямитель. Конденсатор сглаживает пульсации с частотой 100 Гц и поднимает действующее значение постоянного напряжения до 24 В. Интегральный стабилизатор напряжения ограничивает напряжение на своем выходе на уровне 12 В и током 1 А. Диод VD2 предотвращает выход из строя интегрального стабилизатора при выключении, снимая выходное напряжение одновременно с выходным.

 3. Формирователь импульсов

 Предназначен для формирования электрических импульсов при прохождении через оптопару HL1 измерительного сектора. Измерительный сектор представляет собой диск с пропиленными по периметру пазами. Один паз проходит при перемещении заготовки на 1 мм. Значит, на выходе формирователя получаем импульсы с шагом, равным 1 мм перемещения заготовки.

 На резисторах R3, R4 и микросхеме DD1 собран триггер Шмитта. Триггер Шмитта необходим для получения счетных импульсов с крутыми фронтами, что повышает помехозащищенность счетного устройства. Далее сигнал через резистор R6 поступает на базу выходного транзистора. На транзисторе VT1 и элементах C1, VD1, и R5 собран стабилизатор напряжения +12 В для питания формирователя импульсов.

 Также на схеме изображены кнопочные переключатели "ПУСК", "СТОП" SB3, SB4, используемые для запуска и останова установки. Кнопка "РУЧНОЙ РЕЗ" используется при заправке новой заготовки (проволоки).

 Концевой бесконтактный выключатель SQ1 необходим для записи в блок автоматики длины окружности изготавливаемого кольца, задаваемой установкой кодовых переключателей SA1 – SA4. Шаг установки равен 1 мм. Максимальная длина отрезаемой заготовки равна 9999 мм. Запись происходит каждый раз при отрубании заготовки. Катушка электромагнита пневмораспределителя управления работой пневмоцилиндра механизма реза.

 4. Блок автоматики. Схема изображена на рисунке 24.

 Счетные импульсы с формирователя импульсов поступают на интегральную оптопару DA2. Резистор R18 – токоограничительный. Диод VD2 защищает вход от импульсов обратной полярности, конденсатор С2 защищает вход от импульсных помех. Применение на входе опторазвязки увеличивает помехозащищенность устройства.

 Рисунок 24 – Схема блока автоматики

 Далее сигнал с выхода оптопары амплитудой 12 В поступает на триггер Шмитта, выполненный на элементах R19, R20 и DD6. С выхода триггера Шмитта сигнал поступает на счетные входы счетчика длины окружности.

 Счетчик состоит из четырех декад DD1 – DD4. Счетчики включены как двоично-десятичные и работают на уменьшение. На информационные входы счетчиков поступают сигналы установки длины окружности. Запись в счетчики происходит сигналом от бесконтактного выключателя SQ1.

 Этот сигнал поступает на транзисторную оптопару DA1 и с ее выхода, пройдя элементы DD5.1, DD5.3, DD5.4 и диод VD3 поступает на входы записи датчиков ESn.

 После записи установленных значений и прихода счетных импульсов с блока формирования значение выходных разрядов счетчиков начнет уменьшаться и, когда достигнет значения равного нулю, на выходе 7 микросхемы DD4 появится сигнал логического "0". Этот сигнал, пройдя инвертор DD5.2, сбросит в нулевое состояние триггер DD7.1, транзистор VT1 закроется, и пневмораспределитель переключит перемещение пневмоцилиндра в противоположное направление, произойдет резка кольца. После резки будет сформирован сигнал от бесконтактного выключателя, который запишет новое значение длины окружности в счетчики и взведет триггер. На его выходе появится сигнал логической "1". Транзистор VT1 откроется, пневмоцилиндр смени направление перемещения. Во время резки кольца, когда подвижный нож находится в нижнем положении, приводные ролики разожмутся, и заготовка останется на месте. Это обеспечивает точность реза, независящая от скорости перемещения пневмоцилиндра. В таком режиме установка может работать до израсходования заготовки.

 Триггер DD7.2 является триггером пуска/останова. При нажатии на кнопку "ПУСК" сигнал "1" поступает на вывод 8 и взводит триггер. Сигнал с триггера разрешает прохождение сигналов записи с бесконтактного выключателя. Также во время нажатия "1" через диод VD4 запишет значение длины окружности в счетчики и взведет триггер DD7.1.

 После нажатия на кнопку "СТОП" на выходе триггера DD7.2 формируется сигнал "0". Поступает запрет на прохождение сигналов записи с бесконтактного выключателя SQ1. Установка изготавливает кольцо, отрубает и остается в этом положении до тех пор, пока не будет нажата кнопка "ПУСК".

 5. Блок защиты и блокировки. Данный блок предназначен для блокировки работы установки при возникновении следующих ситуаций:

 - отсутствие заготовки;

 - недостаточное давление сжатого воздуха;

 - конец партии.

 Контроль этих ситуаций осуществляется непрерывно в ходе работы установки.

 При уменьшении давления сжатого воздуха ниже предельного, реле давления КР, встроенное в блок подготовки воздуха пневмосистемы установки, переключится, размыкая цепь питания пускателя КМ1, которое своими контактами размыкает цепь питания электродвигателя подачи заготовки и цепь питания блока управления. Одновременно загорится лампа "НЕТ ВОЗДУХА".

 При отсутствии заготовки в подающем устройстве сигнал с датчика SQ2 включит реле К1, которое своими контактами К1.2 разомкнет цепь питания магнитного пускателя КМ1, отключая двигатель подачи. Одновременно контактами К1.1 замкнется цепь питания сигнальной лампы "НЕТ ЗАГОТОВКИ".

 Для подсчета количества изготавливаемых деталей в схему вводится счетчик импульсов СИ8. Перед началом работы в память счетчика вводится количество деталей в партии. При резке каждого кольца на вход счетчика с датчика отрезки поступает счетный импульс. После окончания счета внутренние контакты счетчика замкнут цепь питания реле К2. Оно своими контактами К2.2 разомкнет цепь питания магнитного пускателя КМ1, отключая двигатель подачи. Одновременно контактами К2.1 замкнется цепь питания сигнальной лампы "КОНЕЦ ПАРТИИ".

 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте была решена поставленная в задании цель: модернизация установки для гибки и отрезки прутков. Для достижения цели решена задача усовершенствования системы контроля длины заготовки.

 Был проведен анализ недостатков системы управления существующего оборудования, на основании чего были проведены мероприятия по совершенствованию системы контроля длины заготовки. В результате появилась возможность регулирования частоты вращения двигателя привода подачи. Повысилась помехозащищенность блока управления путем применения оптронной развязки и фильтров помех. Система блокировки останавливает работу установки при возникновении нежелательных ситуаций.

 Эти мероприятия позволяют устранить существующие недостатки и улучшить работу установки.

 В организационно-экономической части дано описание конструкторской и технологической подготовки производства, определены затраты на проектирование и изготовление установки, рассчитаны параметры, определяющие конкурентоспособность проектируемого оборудования.

 В разделе "Безопасность жизнедеятельности" дан анализ опасных и вредных факторов базового техпроцесса, проанализирована роль ручного труда при вспомогательных операциях, рассмотрена возможность автоматизации и механизации производства, предложены мероприятия по улучшению условий труда, в частности по уменьшению уровня шума и по организации вентиляции. Кроме того, проведен анализ устойчивости объектов в чрезвычайных ситуациях и проведен анализ мероприятий по охране окружающей среды.

Страницы: 1, 2, 3, 4