Автоматизация процесса загрузки и распила алюминиевого профиля

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ 5
1.1 Автоматизированная система управления технологическими процессами 5
1.2 Обоснование актуальности 22
1.3 Анализ конструкций механизмов подачи профиля в зону резки 24
1.4 Анализ способов загрузки профиля на приемный стол 29
1.5 Критический обзор отечественных и зарубежных аналогов линий автоматизированной и ручной работы процесса погрузки профиля на станок 36
2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 44
2.1 Разработка структурной схемы автоматизированной установки 44
2.2 Подбор элементной базы для реализации системы 45
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОЙ ЧАСТИ 60
3.1 Разработка алгоритма работы автоматизированной установки 60
3.2 Описание алгоритма автоматизированной установки 62
3.3 Циклограмма работы автоматизированной установки 62
3.4 Расчет времени перемещения 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 68
ПРИЛОЖЕНИЕ А 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 72
ПРИЛОЖЕНИЕ В 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 74

Весь текст будет доступен после покупки

Современное производство алюминиевых и стальных профилей характеризуется высокой степенью автоматизации, однако на многих предприятиях до сих пор сохраняются участки с ручной или полуавтоматической загрузкой заготовок на станки резки. Такой подход не только снижает общую производительность линии, но и увеличивает физическую нагрузку на персонал, повышает риск травматизма и приводит к нестабильности качества позиционирования профиля в зоне реза. В условиях роста требований к точности, темпам выпуска и экономической эффективности возникает острая необходимость в модернизации устаревших погрузочных систем за счёт внедрения современных автоматизированных решений.
Актуальность данной работы обусловлена стремлением отечественных предприятий повысить конкурентоспособность за счёт цифровизации и роботизации вспомогательных операций. Анализ существующих конструкций механизмов подачи и способов загрузки профиля показывает, что многие отечественные линии уступают зарубежным аналогам по скорости, надёжности и уровню интеграции с основным оборудованием. Внедрение автоматизированной установки для погрузки профиля на станок резки позволит устранить «узкое место» в технологическом процессе, обеспечить стабильное позиционирование заготовок и повысить общую эффективность производства.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка автоматизированной установки для погрузки профиля на станок резки, обеспечивающей высокую производительность, точность и безопасность технологического процесса.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Изучить принципы построения и функционирования автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).
2. Провести анализ конструкций механизмов подачи профиля в зону резки и способов его загрузки на приёмный стол.
3. Выполнить критический обзор отечественных и зарубежных аналогов линий как ручной, так и автоматизированной погрузки.
4. Разработать структурную схему автоматизированной установки.
5. Подобрать элементную базу (приводы, датчики, контроллеры, исполнительные механизмы).
6. Сформировать алгоритм работы установки и построить её циклограмму.
7. Выполнить расчёт времени перемещения профиля и оценить потенциальный прирост производительности.
Объектом исследования является технологический процесс погрузки профиля на станок резки.
Предметом исследования выступает автоматизированная установка для загрузки профиля, включая её механическую конструкцию, систему управления и программное обеспечение.
Методы исследования включают:
– анализ научно-технической и патентной литературы;
– сравнительный анализ конструктивных решений;
– системный и функциональный подходы к проектированию;
– разработку структурных и алгоритмических схем;
– расчётно-аналитические методы для определения временных характеристик цикла.

Весь текст будет доступен после покупки

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Автоматизированная система управления технологическими процессами
Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП) – человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор, обработку информации и управление технологическими объектами в соответствии с принятыми критериями.
Критериями управления АСУТП являются технико-экономические показатели (например, себестоимость готового продукта, производительность ТОУ при стандартном качестве продукта) или технологические показатели (например, параметры технологического процесса, параметры качества готового продукта).
Совокупность совместно функционирующих АСУТП и ТОУ называется автоматизированным технологическим комплексом (АТК). Многочисленные датчики технологических параметров – температуры, давления, расхода, качества и т. д., а также датчики состояния оборудования («включено», «выключено») служат для получения информации о текущем состоянии объекта в реальном масштабе времени.
Одними из главных преимуществ АСУ ТП является снижение, вплоть до полного исключения, влияния так называемого человеческого фактора на управляемый процесс, сокращение персонала, минимизация расходов сырья, повышение качества исходного продукта, и в конечном итоге существенное повышение эффективности производства. Основные функции, выполняемые подобными системами, включают в себя контроль и управление, обмен данными, обработку, накопление и хранение информации, формирование сигналов тревог, построение графиков и отчетов.
АСУТП – одно из наиболее специфических применений вычислительной техники. ЭВМ и устройства, входящие в состав АСУТП, управляют ТОУ, функционирующим в реальном времени и реализующим технологический процесс (ТП). При этом на вычислительную технику возложены задачи управления пуском и остановом технологического оборудования, контроля его состояния и защиты от перегрузок, поддержания заданного режима работы оборудования и стабилизации отдельных технологических параметров, оптимизации качественных и количественных показателей работы отдельных агрегатов и технологического объекта в целом и т. п.
Под назначением АСУТП на предприятиях пищевой промышленности следует понимать целенаправленное проведение технологических процессов для получения в достаточном количестве различных пищевых продуктов стандартного качества с наи- меньшими затратами и обеспечение смежных и вышестоящих АСУ необходимой информацией.

Весь текст будет доступен после покупки

1) Mean Well. Источники бесперебойного питания DRU-500/DRU-850 : каталог продукции [Электронный ресурс]. — 2023. — URL: http://www.mean-well.ru (дата обращения: 10.04.2024).
2) MEGE Drive. Управление преобразователем частоты MEGE Drive по протоколу Modbus RTU [Электронный ресурс] // ООО «МИГ Электро». — 2023. — URL: https://www.mege.ru (дата обращения: 10.04.2024).
3) Pnevmomagazin.ru. Пневматические компоненты для промышленной автоматизации [Электронный ресурс]. — URL: https://www.pnevmomagazin.ru (дата обращения: 10.04.2024).
4) QC Conveyors. Конвейерные и позиционирующие системы [Электронный ресурс]. — URL: https://qcconveyors.com (дата обращения: 10.04.2024).
5) RS Components Russia. Промышленные компоненты и автоматика [Электронный ресурс]. — URL: https://ru.rsdelivers.com (дата обращения: 10.04.2024).
6) Schneider Electric. Устройство плавного пуска Altistart ATS22 : техническое руководство [Электронный ресурс]. — 2022. — URL: https://www.se.com/ru/ (дата обращения: 10.04.2024).
7) StepMotor. Приводы и контроллеры для систем ЧПУ : технические характеристики [Электронный ресурс] / ООО «ТД Степмотор». — 2023. — URL: https://stepmotor.ru (дата обращения: 10.04.2024).
8) Technobearing. Подшипники и узлы трения для станочного оборудования : каталог [Электронный ресурс]. — 2024. — URL: https://technobearing.ru (дата обращения: 10.04.2024).
9) Березин, А. В. Промышленная автоматика : учебник / А. В. Березин, В. Н. Смирнов. — Москва : Академия, 2022. — 288 с.

Весь текст будет доступен после покупки