Регистрация / Вход
Прислать материал

Автоматизация лабораторной печи СНОЛ 6/12

ФИО: Акимушкин А. В.

Направление: Информационные технологии

Научный руководитель: к.т.н., доц. Бекаревич Антон Андреевич

Институт: Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления

Кафедра: Кафедра Автоматизации

Академическая группа: АРМ-10-1

Камерные электропечи являются простейшими по конструкции и вместе с тем наиболее универсальными. Это один из наиболее распространенных видов общепромышленных электропечей периодического действия, что объясняется тем, что они разнообразны по конструкции и назначению, удобны в использовании, просты в обслуживании. Они составляют более половины парка электропечей периодического действия (ЭПДД) общепромышленного назначения.

Данная тема является актуальной в рамках университета, так как достаточно часто его сотрудникам приходится использовать исходную лабораторную печь для термообработки в интересах кафедры и всего университета в целом. Решение проблемы, связанной с низкой надежностью данной печи СНОЛ 6/12, в лице регулярного выхода из строя регулятора температуры ПТ200-02, позволит повысить бесперебойный срок службы печи, что положительно отразится на научной и учебной деятельности университета, в частности кафедры. Всегда и в срок будут выполняться поставленные задачи, связанные с тремообработкой. Но результат данной работы, в виде модернизированной печи, будет востребован и интересен не только в НИТУ «МИСиС». Сотрудникам других учебных заведений или промышленных предприятий, столкнувшимся с аналогичной проблемой, не придется регулярно финансировать закупку новых регуляторов, взамен очередного вышедшего из строя.

Цель работы – Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом тепловой обработки материалов в печи СНОЛ 6/12

Научная новизна заключается в том, что на смену не столь надежной исходной камерной лабораторной печи СНОЛ 6/12 придет её модернизированная версия, которая будет обеспечена грамотно рассчитанной вентиляцией воздуха в зоне установки регулятора, а также обновлена созданием новой системы автоматизации с измерением и регулированием температуры по нескольким каналам, c выводом на компьютер, с использованием программируемого логического контроллера.

Зачади работы заключаются в следующем:

1. Расчет системы вентиляции отсека размещения регулятора ПТ 200-02

2. Выбор оборудования и среды реализации на ПК

3. Разработка функциональной схемы автоматизации работы печи СНОЛ 6/12

4. Разработка алгоритма работы печи СНОЛ 6/12

5. Модернизация средств автоматизации печи СНОЛ 6/12

Проведен расчет системы естественной вентиляции печи СНОЛ 6/12. Выяснилось, что тепловая мощность, отводимая за пределы корпуса печи, больше чем суммарное количество теплоты, получаемое теплопроводностью и излучением.

Следовательно, естественной вентиляции достаточно для достижения поставленной цели, а именно снижения температуры в нише, где установлен регулятор ПТ200-02, до допустимой для безотказной его работы. Тем самым устранена причина регулярного появления неисправности данного измерителя-регулятора температуры ПТ200-02. Но в данной печи СНОЛ 6/12, как и в любых других печах сопротивления, не исключено внезапное превышение максимально возможного уровня температуры (1250°С) в зоне непосредственного нагрева, в связи с возможным сбоем работы какого-либо элемента печи. Естественно повысится и температура в зоне установки регулятора ПТ200-02, а в будущем программируемого логического контроллера. Следовательно, чтобы полностью обезопасить саму печь и непосредственно программируемый логический контролер от такой непредвиденной ситуации, необходимо установить вентилятор. Тем более, что стоимость стандартного, для таких целей, вентилятора во много раз ниже стоимости программируемого логического контролера, а затраты на электроэнергию, потребляемую им, крайне малы. Вентилятор будет включаться при достижении определенной температуры и выключаться при снижении её до уровня нормы.

Создана система автоматизации с измерением и регулированием температуры по нескольким каналам, c выводом на компьютер, с использованием программируемого логического контроллера. ПЛК обладает большим функционалом и на нем можно автоматизировать любой процесс посредством написания программы. Обычные двухпозиционные регуляторы и ПИД-регуляторы способны работать и поддерживать заданные параметры. Для данной задачи выбран программируемый контроллер ПЛК100 фирмы ОВЕН по следующим соображениям:

• Экономический (наиболее дешевое решение для данной задачи, несмотря на то, что есть необходимость в модуле ввода)

• Прост в программировании (среда программирования Codesys v2.3 легка в освоении)

• Может работать с Trace mode v6 (как напрямую по протоколу modbus, так и через встроенный в Codesys v2.3 ОРС-сервер)

• Нет лишнего функционала.

В качестве среды реализации на ПК выбран Trace mode v6.

Выводы

После проведения расчетов предпринята мера по созданию системы вентиляции отсека размещения терморегулятора: естественной совместно с принудительной, для снижения температуры воздуха в рабочей зоне терморегулятора.

• Предпринята мера по созданию системы автоматизации с измерением и регулированием температуры по нескольким каналам, c выводом на компьютер, с использованием программируемого логического контроллера ПЛК 100 фирмы ОВЕН.

• Разработана функциональная схема автоматизации работы печи СНОЛ 6/12

• Разработан алгоритм работы печи СНОЛ 6/12