Алгоритм работы привода подачи закалочных тележек

 

Рабочий цикл транспортера состоит из двух основных операции:

составление поезда из закалочных тележек и последующая его загрузка в автоклав;

разгрузка автоклава и телег после окончания процесса автоклавирования.

При разработки и составление алгоритма управления транспортером учитывалось такое обстоятельство, что при выполнение технологического цикла транспортер знает места основных положений (их 6). Поэтому при составление данного алгоритма на контроллере необходимо заложить данную функцию программно.

Алгоритм работы системы при отработке операции " Составление поезда" (рисунок 5. и 5.).

Технологический цикл работы начинается с включения питания (блок 2). Затем проверятся условие установки и загруженности массивами закалочной телеги (ЗТ). После этого происходит выключение тормоза, подается напряжение на двигатель. При достижении толкающей телеги (ТТ) позиции 5 (блок 5) происходит автоматическое зацепление крюка толкающей телеги с держателем закалочной телеги. Двигатель включается в режиме вращения назад и транспортер перетаскивает в телеги до позиции 4 (блок 8). Затем происходит проверка условия установки и загрузки ЗТ 2 и алгоритм повторятся снова. До тех пор пока не составиться поезд. После этого происходит процесс выдержки массивов вне автоклава. Производиться проверка завершения процесса выдержки (блок 31). И при прохождении проверки того, что автоклав открыт двигатель включается на вращение вперед и происходит перекат поезда из закалочных телег в автоклав (блок 33). Ввиду того что ТТ не может затолкнуть весь поезд полностью, в связи с тем что мы не можем установить ведомую звездочку цепного транспортера в автоклав. При нахождении ТТ в позиции 6 (блок 34) происходит включение расцепителя 1 (блок 36). и ТТ отделяется от основного поезда. Автоклавным краном устанавливается специальная заталкивающая телега (ЗТТ) (блок 41). После выполнения данного условия двигатель транспортера включается вперед и дотаскивает поезд из ЗТ в автоклав. При достижении позиции 6 ТТ двигатель останавливается и включается движение назад (блок 45). Включается расцепитель 2 (блок 46) и происходит автоматическое расцепление ТТ с ЗТТ. Затем ЗТТ убирается с пути автоклавным краном. Обесточиваются цепи питания двигателя и расцепителея. Технологическая операция " Составление поезда" завершена.

Алгоритм работы системы при отработке операции " Разгрузка поезда" (рисунок 5. и 5.).

Технологический цикл работы начинается с включения питания (блок 2). Затем проверятся условие установки закалочной телеги (блок 5) она необходима для выемки из автоклава первой телеги. Затем ее убирают автоклавным краном. После подтверждения этого условия (блок 17) Двигатель включается для перемещения вперед и при достижении позиции 6 происходит автоматическая сцепка зацеп ТТ и держателя ЗТ. Происходит остановка двигателя (блок 20) и включается движение двигателя назад. И при достижении позиции 5 происходит включение сначала расцепителя 1 и затем расцепителя 2. Конструктивно расцепитель 2 находиться несколько дальше от оси симметрии установочного места под автоклавным краном. Это сделано для того чтобы сначала ЗТ расцепилась с поездом. А потом уже с ТТ. После этого ЗТ убирается с пути автоклавным краном. И таким образом операция повторяется до полной разгрузке ЗТ в поезде. Останавливается двигатель, выключаются расцепители. Технологическая операция " Разгрузка поезда" завершена.

Рисунок 5.24 - Алгоритм технологической операции " Составление поезда" часть 1

Рисунок 5.24 - Алгоритм технологической операции " Составление поезда" часть 2

Рисунок 5.24 - Алгоритм технологической операции " Разгрузка поезда" часть 1

Рисунок 5.24 - Алгоритм технологической операции " Разгрузка поезда" часть 2

Вариант технической реализации САУ (на основе ПЛК Siemens S-200)

 

Электропривод с программным управлением обеспечивает движение исполнительного органа рабочей машины по определенной, наперед заданной программе.

Программные контроллеры позволяют реализовать как простые схемы с цикловым движением электроприводов, так и сложные системы комплексной автоматизации промышленного оборудования.

Автоматизация работы по перемещению грузов с помощью транспортных машин позволяет повысить производительность транспортных работ. Но наряду с этим необходимо учитывать необходимость требований безопасности и человеческий фактор при работе с механизмом.

Алгоритм функционирования

При составлении технологических программ запись алгоритмов функционирования в виде оперативных схем является наиболее наглядной и удобной. При этом арифметические операторы изображаются прямоугольниками внутри, которых записывается непосредственная команда, реализованная оператором, а управление от данного оператора к последующему указывается направлением стрелки. Логические операторы изображаются ромбами внутри, которых словесно указывается выполнение требуемого условия (да или нет). При этом соответственно и передача управления от данного логического оператора изображается двумя стрелками (единица - да, ноль - нет).

Включением автоматического выключателя на распределительном щите подается оперативное напряжение (24 В) на микроконтроллер и силовые преобразователи.

Происходит опрос конечных выключателей двери кабины управления и силовых шкафов, температуры двигателя и силовых преобразователей. После, включением силового контактора подается напряжение (380 В) на приводы перемещения.

По известной текущей и введенной позиции определяется направление движения и формируется оптимальные кривые разгона и торможения. После достижения заданной позиции накладывается тормоз механизма передвижения.

Во время перемещения телеги контролируются сигналы с датчиков температуры приводов перемещения.

Также ограничивается движение телеги по краям участка автоклавирования стоят концевые выключатели, которые предотвращают аварийные ситуации.

Выбор микроконтроллера

Для решения задач автоматизации портального робот выбираем микроконтроллер серии SIMATIC S7-200 [19] предназначенный для решения задач управления и регулирования небольших систем автоматизации. Этот контроллер позволяет создавать как автономные системы управления, так и системы управления, работающие в общей информационной сети. За счет высокой гибкости конфигураций контроллер SIMATIC S7-200 применяется для решения как простейших задач автоматизации, для решения которых в прошлом использовались простые реле и контакторы, до задач комплексной автоматизации.

В качестве центрального процессора используем модуль CPU 224, предназначенный для построения компактных систем автоматического управления высокой производительности. Модуль оснащен 14 встроенными дискретными входами и 10 дискретными выходами. Позволяет производить подключение до 7 модулей расширения ввода-вывода.

Технические данные

Объем встроенной памяти программ 12288 байт

Объем встроенной памяти данных 8192 байт

Опциональный картридж памяти 256 Кбайт

Сохранение данных в памяти при перебоях электропитания 70 часов

Программное обеспечение STEP 7 Micro/WIN

Языки программирования LAD, FBD, STL

Набор команд основной

Логические операции, адресация результата, сохранение, счет, загрука. Передача, сравнение, сдвиг, вращение, вызов подпрограмм с передачей параметров.

Набор команд расширенный

Инструкции управления ШИМ и ЧИМ, инструкции переходов, циклов, преобразования типов данных. Арифметические инструкции сложения, вычитания, умножения, деления, извлечения квадратного корня (целочисленная математика и математика с плавающей запятой).

Время выполнения логической инструкции 0.22 мкс

Максимальное количество модулей расширения 7

Количество встроенных входов/выходов: 10/14

Монтаж на 35 мм профильную шину DIN или на плоскую поверхность с креплением винтами

Для увеличения количества входов и выходов, обслуживаемых одним центральным процессором., необходим модули ввода-вывода дискретных сигналов. Для этой цели используем: модуль ввода-вывода дискретных сигналов EM 223.

Модули ввода дискретных сигналов выполняют преобразование входных дискретных сигналов контроллера в его внутренние логические сигналы. Модули вывода дискретных сигналов - преобразование внутренних логических сигналов контроллера в его выходные дискретные сигналы.

Подключение к соседним модулям производится с помощью плоского кабеля, который вмонтирован в каждый модуль. Внешние цепи подключаются через съемные терминальные блоки, оснащенные контактами под винт. Терминальные блоки закрыты защитными изолирующими крышками. Применение съемных терминальных блоков позволяет производить замену модулей без демонтажа их внешних цепей. На лицевой панели модулей расположены светодиоды индикации состояний внешних цепей.

Количество входов 8

Гальваническое разделение внешних и внутренних цепей оптоэлектронное

Входное напряжение/ ток:

номинальное значение 24 В / 4 мА

высокого уровня, не менее 15 В / 2.5 мА

низкого уровня, не более 5 В / 1 мА

Количество выходов 8

Выходной ток

одного выхода, длительный, не более 2А

одного выхода, импульсный, не более 5А течение 4с

одной группы, суммарный, не более 8А

Габариты 71.2 Ч 80 Ч 62 мм

Масса 0.3 кг

Для решения задачи позиционирования выбираем специализированный модуль EM 253. Модуль имеет необходимый интерфейс для подключения инкрементального датчика положения и два аналоговых выхода для управления силовыми преобразователями. Это специальный функциональный модуль, используемых для управления скоростью вращения и положением серводвигателей. Он обменивается данными с S7-200 через шину расширения ввода/вывода и появляется в конфигурации входов/выходов как интеллектуальный модуль с восемью цифровыми выходами. На основе информации, хранящейся в памяти S7-200, модуль позиционирования генерирует выходной сигнал, необходимые для управления движением.253 характеризуется следующими показателями:

12 светодиодов индикации состояний модуля.

импульсных выхода для управления позиционированием.

дискретных входов.

аналоговых выхода.

Модуль устанавливается на стандартную 35 мм профильную рейку DIN и подключается к соседнему модулю с помощью гибкого кабеля. Питание подключается к модулю через терминалы с винтовыми зажимами. Параметры настройки сохраняются в памяти центрального процессора.

Интерфейс 5В датчиков позиционирования или датчиков позиционирования с интерфейсом RS422.

Позиционирование с использованием абсолютных или относительных координат.

Ручное управление операциями позиционирования.

До 25 профилей позиционирования с использованием до 4 скоростей перемещения.

Компенсация люфта при изменениях направления движения.

Выбор режима работы с установкой до 4 контрольных точек.

Ток, потребляемый от внутренней шины контроллера 190 мА

Габариты 71.2 Ч 80 Ч 62 мм

Масса 190 г

Для обеспечения человеко-машинного интерфейса выбираем панель оператора Simatic OP 73. Данное устройство позволяет управлять установкой подачи тележек вручную.

Подключение к контроллеру через шину PROFIBUS.

Харктеристики:

Прочный пластиковый корпус

" графический LCD дисплей

Мембранная клавиатура, устойчивая к воздействию агрессивных сред

Датчик положения осуществляет преобразование кругового либо линейного перемещения исполнительного органа в эквивалентный цифровой код, поступающий в управляющую часть. Тип датчика выбирают исходя из оценки достижимой погрешности позиционирования, импульсных датчиков, с помощью которых можно получить очень высокую точность позиционирования.

Инкрементальный датчики SINUMERIK (Siemens) подают на оборот определенное количество электрических импульсов, являющихся мерой пройденного пути или угла.

Инкрементальные датчики работают по принципу оптоэлектронной развертки делительных дисков в проходящем свете. Источником света является световой диод (LED). Возникающая при вращении вала датчика модуляция светотени регистрируется фотоэлементами. Посредством правильного расположения штрихового образца на соединенном с валом делительном диске и зафиксированной диафрагмы фотоэлементы посылают два смещенных по отношению друг к другу на 90° путевых сигнала А и В, а также нулевой сигнал R. Электроника датчика усиливает эти сигналы и преобразует их в различные выходные уровни.

В качестве выходного уровня имеются: 422 дифференциальные сигналы (TTL);

аналоговые сигналы sin/cos с уровнем 1 Vpp;

У датчиков RS 422 (TTL) благодаря обработке фронта дискретность разрешения может быть увеличена в четыре раза.

Для получения еще более высокого разрешения у датчиков с синусообразными сигналами они интерполируются в вышестоящей СЧПУ. Датчики с интерфейсом HTL (High Voltage Transistor Logic) хорошо подходят для использования с модулями счетчиков.

Рабочее напряжение на датчике или 10 В.30 В

Частота развертки (макс.) 300 кГц

Потребляемая мощность без нагрузки (макс.) 150 мА

Длина кабеля до следящей электроники 100 м

Разрешение, макс.4096

Надёжность

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: