Автоматизированная система управления для ГАК по изготовлению аэродинамических обвесов на примере спойлера - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Автоматизированная система управления для ГАК по изготовлению аэродинамических обвесов на примере спойлера

Спойлер — элемент, изменяющий аэродинамические свойства кузова автомобиля. Краткое описание технологического процесса изготовления аэродинамических обвесов. Моделирование процесса управления. Разработка HMI-интерфейса. Выбор технологического оборудования.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Современное развитие машиностроения неразрывно связано с массовым внедрением как отдельных единиц автоматизированного и автоматического оборудования - гибких производственных модулей, так и более крупных комплексов. В таких комплексах основное технологическое оборудование оснащаются устройствами числового программного управления (УЧПУ), вспомогательное оборудование оснащается более простыми схемами управления. Такие комплексы часто включают в себя роботов выполняющих различные функции (загрузка-разгрузка, покраска, сварка, смена инструмента, и т. д.), которые также имеют свои собственные системы управления.Однако, в таких производственных системах необходима жесткая координация действий всего оборудования. Эту функцию несет на себе ЭВМ второго уровня (в более общем случае уровней управления может быть гораздо больше), которая на основе получаемых данных о состоянии оборудования, детали, различных показателей технологического процесса и т. п. формирует управляющие сигналы для локальных систем управления оборудованием.
Действует ЭВМ 2 уровня в соответствии с алгоритмом управления, создание которого является одним из немаловажных этапов создания автоматизированного комплекса. Необходимо, чтобы алгоритм обеспечивал однозначность условий формирования управляющих команд, а также оптимальное решение всех задач поставленных перед автоматизированным комплексом.
Средствами, используемыми для решения данной задачи, является трехуровневая система управления, включающая на 1 уровне локальные системы управления отдельными агрегатами, на 2 уровне управляющую систему, включающую промышленный контроллер, систему необходимых датчиков, устройство ввода/вывода информации и средства связи с оператором, который в свою очередь осуществляет 3 уровень управления.
Проектирование автоматизированной системы управления для ГАК по изготовлению аэродинамических обвесов на примере спойлера:
- Выбрать средства технологического обеспечения и оборудование,
- разработать необходимые приспособления;
- разработать структурную схему размещения оборудования;
Планируемый уровень капитальных затрат:
Уровень капитальных затрат уточняется в ходе проектных работ.
Предложения по централизации управления технологическими процессами:
В ходе проектных разработок будет получен объект с трехуровненовой системой автоматизации:
централизация управления выводится на пульт АРМ-оператора
Предложения по размещению основного оборудования:
- сверлильно-фрезерный станок (СФС)
Спойлер -- это элемент (или набор элементов), изменяющих аэродинамические свойства кузова автомобиля, перенаправляя воздушные потоки.
В современных пассажирских автомобилях использование спойлеров позволяет уменьшить коэффициент лобового сопротивления. Важно чтоб он был изготовлен из качественного материала и не менее важным является качество его производства. Этого можно достичь путём автоматизации процесса изготовления и обработки.
В настоящий момент производство спойлера осуществляется полуавтоматически с использованием механизированных приспособлений и оборудования. Человек в технологическом процессе осуществляет множество операций: осуществляет съемку спойлера из экструдера, отделяет облой, выполняет все вспомогательные операции по перемещению, сверлению крепежных отверстий и фрезерованию отверстия под фонарь стоп-сигнала.
Краткое описание технологического процесс а
• Экструзия гранул (вспенивание), транспортировка в машину прессования.
• Отделение облоя (вырубка детали).
• Обработка детали с целью получения необходимых отверстий (в проекте предлагается сверлильно-фрезерный станок).
Транспортировка деталей и готового изделия между участками осуществляется с помощью транспортера.
Перемещение робота ПР1 к экструдеру (Э)
Перемещение схвата робота ПР1 от Э к обрезному станку (ОС)
Перемещение схвата робота ПР2 от ОС к сверлильно-фрезерному станку (СФС)
Сверление отверстий со сменой инструмента
Перемещение схвата робота ПР2 к СФС
Перемещение схвата робота ПР2 к транспортеру
С одержательная постановка задачи
Целью разработки алгоритма АСУ является:
- обеспечение эффективного управления процессом изготовления детали «спойлер» на данном участке.
- обеспечение заданного технологического регламента функционирования оборудования в различных производственных ситуациях;
- поддержание взаимодействия между оператором и управляющей ЭВМ;
- эффективное реагирование на возникновение нештатных ситуаций.
Управление сводится к выдаче нужных сигналов СУ оборудования в нужные моменты времени, в зависимости от существующих условий.
1.1 в схвате робота ПР1 нет заготовки;
1.2 захватное устройство робота ПР1 находится у грейфера;
2.1 в схвате робота ПР1 есть заготовка;
2.2 захватное устройство робота ПР1 находится у станка;
2.5 в загрузочной позиции робота нет детали.
3.4. заготовка на станке не обработана.
4.1. в схвате робота ПР2 нет детали;
4.2. захватное устройство робота ПР2 находится у обрезного станка;
5. Загрузка сверлильно-фрезерного станка:
5.1 в схвате робота ПР2 есть заготовка;
5.2 захватное устройство робота ПР1 находится у станка;
5.5 в загрузочной позиции робота нет детали.
6. Обработка на сверлильно-фрезерном станке:
6.4. заготовка на станке не обработана.
7. Разгрузка сверлильно-фрезерного станка:
7.1. в схвате робота ПР2 нет детали;
7.2. захватное устройство робота ПР2 находится у станка;
8. Загрузка отводящего транспортера:
8.1. в схвате робота ПР2 есть деталь;
8.2. захватное устройство ПР2 находится у транспортера;
9. Возникновение нештатной ситуации
9.1. в зоне действия робота есть люди;
9.5. захватное устройство ПР1 грейфера;
9.6. в схвате робота ПР1 есть заготовка;
9.8. захватное устройство робота ПР1 находится у обрезного станка;
9.9. в схвате робота ПР1 есть заготовка;
9.11. захватное устройство робота ПР2 находится у обрезного станка;
9.12. в схвате робота ПР2 нет заготовки;
9.13. заготовка не вышла из станка;
9.14. захватное устройство робота ПР2 находится у свер.-фрез. станка;
9.15. в схвате робота ПР2 есть заготовка;
9.17. захватное устройство робота ПР2 находится у свер.-фрез. станка;
9.18. в схвате робота ПР2 нет заготовки;
9.19. заготовка не вышла из станка;
9.20. захватное устройство робота ПР2 находится у транспортера;
9.21. на отводящем транспортере нет места для детали;
спойлер обвес аэродинамический автомобиль
Средством, используемым для решения задачи управления рассматриваемым ГАК, является трехуровневая система управления, включающая на первом уровне локальные системы управления отдельными агрегатами, на втором программируемый логический контроллер, систему датчиков, устройства ввода/вывода и средства связи с ЭВМ верхнего уровня и пультом оператора.
Исходными данными для решения задачи управления рассматриваемого ГАК является информация с системы датчиков.
Каждая единица технологического оборудования оснащена своей локальной системой управления, поэтому в задачу оперативного управления входит поддержание взаимодействия локальных систем управления между собой, а также организация диалога с ЭВМ верхнего уровня и пультом оператора. Программы локальных систем управления обеспечивают весь комплекс необходимых действий для успешного ведения техпроцесса на каждой единице оборудования.
Описание функциональной схемы проектируемого ГАК и обоснование выбора устройств, осуществляющих непосредственное управление
В проекте предлагается решение задачи системной интеграции устройств управления на основе сетевых решений Siemens.
Структурно-функциональная схема СУ ГАУ представлена в графической части работы. Она реализована в виде 2-х основных промышленных сетей, включающих в себя сеть полевого уровня по стандарту Profibus DP и сеть AS-интерфейса - сеть интеллектуальных исполнительных устройств и интеллектуальных датчиков. Дополнительно для решения задач загрузки управляющих программ и организации обмена информацией с цеховым уровнем используется сеть Industrial Ethernet.
Связь с полевым уровнем используется для обслуживания систем распределенного ввода-вывода, а также устройств и систем человеко-машинного интерфейса. Подключение устройств распределенного ввода-вывода к системам автоматизации производится через:
* встроенные интерфейсы центральных процессоров (CPU),
* коммуникационные процессоры (CP).
К одной системе автоматизации может подключаться несколько сетей PROFIBUS-DP, что позволяет не только увеличивать количество обслуживаемых устройств распределенного ввода-вывода, но и разделять их на группы по различным технологическим признакам.
Из анализа штатных устройств управления следует, что их можно интегрировать их в единую систему типа звезда, распространенную в настоящее время как систему управления участком в целом. Это обусловлено тем, что устройства имеют быстрый последовательный канал связи с верхним уровнем управления.
Идеология организации сетевой структуры СУ основана на том, что системы ЧПУ роботов обслуживают датчики состояния робота, датчики положения всех механизмов станков и роботов, а также имеют развитое программное обеспечение диагностики оборудования и механизмов робота. Последняя обеспечивает формирование интегральной оценки состояния оборудования, которая используется как осведомительный сигнал для контроллера 2-ого уровня управления. Кроме того, сигналы выполнения и исполнения программ станков и роботов также являются осведомительными.
В качестве устройства управления 2-ого уровня выбираем ПЛК производства Siemens Simatic S7-300.
SIMATIC S7-300 - это модульные программируемые контроллеры, работающие с естественным охлаждением. Модульная конструкция, возможность построения распределенных структур управления, наличие дружественного пользователю интерфейса позволяет использовать контроллер для экономичного решения широкого круга задач автоматического управления в различных областях промышленного производства.
Эффективному применению контроллеров способствует возможность использования нескольких типов централь - процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода - дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей и коммуникационных процессоров.
Нам необходимо чтобы в состав контроллера входило:
Контроллеры SIMATIC S7-300 используют для своей работы постоянный ток напряжением 24В. Модуль PS 307 преобразует входное напряжение ~120/230В в выходное напряжение 24В постоянного тока. Он может использоваться как для питания внутренних цепей контроллера, так и для питания его входных и выходных цепей.
Т.к. нам необходимо соединить контроллер к Profibus DP, то выбираем следующий коммуникационный процессор: CP342-5. Он предназначен для подключения контроллеров SIMATIC S7-300 и систем автоматизации SI-MATIC C7 к сети PROFIBUS-DP. Он позволяет разгрузить центральный процессор контроллера от выполнения коммуникационных задач и способен поддерживать протокол PROFIBUS-DP, S7 функции связи, интерфейс SEND/RECEIVE и PG/OP. С его помощью может осуществляться дистанционное программирование и конфигурирование контроллеров по сети PROFIBUS, осуществляться межсетевой обмен данными, поддерживаемый PG/OP функциями связи.
Коммуникационный процессор CP 342-5 обеспечивает поддержку:
* Ведущих и ведомых устройств сети PROFIBUS-DP.
* S7 функций связи для обмена данными с другими контроллерами.
* Функций связи с программаторами, устройствами и системами человеко-машинного интерфейса.
* Интерфейса приемопередатчика SEND/RECEIVE для обмена данными с контроллерами SIMATIC S5.
Т.к. нам необходимо соединить контроллер к сети Industrial Ethernet, то выбираем следующий коммуникационный процессор: CP343-1. Он позволяет производить подключение контроллеров SIMATIC S7-300 к сети Industrial Ethernet. Он разгружает центральный процессор контроллера от выполнения коммуникационных задач и обеспечивает поддержку:
* Транспортных протоколов ISO и TCP/IP.
* PG/OP функций связи (связь с программаторами и устройствами человеко-машинного интерфейса).
CP 343-1 позволяет выполнять дистанционное программирование контроллеров по сети, а также подключение контроллеров к офисной сети Ethernet. Конфигурирование коммуникационного процессора выполняется с помощью пакета NCM S7 для Industrial Ethernet. Этот пакет входит составной частью в STEP 7 V5 и более поздних версий.
Т.к. нам необходимо соединить контроллер к сети AS-i, то выбираем следующий коммуникационный процессор: CP342-2, являющийся стандартным ведущим устройством AS-интерфейса. Процессор CP 342-2 занимает 16 входных и 16 выходных байтов в области аналоговых значений контроллера, с помощью которых считываются входные сигналы ведомых устройств и устанавливаются выходные значения исполнительных механизмов.
В зависимости от степени сложности решаемых задач в контроллерах S7-300 может применяться 8 типов центральных процессоров. Поэтому мы выбираем процессор CPU 315 - центральный процессор для построения систем автоматизации со средним или большим объемом программы, обслуживающих системы локального и распределенного ввода - вывода, подключаемые по PROFIBUS-DP.
Подключим к контроллеру графическую панель оператора SIMATIC OP37, которая связывается с контроллером S7-300 по интерфейсу RS 232C.
Для управления роботами решено сохранить достаточно высокоточную и надежную отечественную мультипроцессорную систему СФЕРА-36.
Так же решено использовать следующие датчики: наличия заготовки на станке, наличия кассеты для готовых деталей, положение роботов. В качестве этих датчиков используются интеллектуальные датчики со встроенным AS-интерфейсом производства фирмы Siemens: индуктивные BERO 3RG4 и оптические BERO K80. Для оценки состояния ограждения используются стандартные датчики Световой Барьер FS200, подключаемые к модулю со встроенным AS-интерфейсом.
С помощью сетевого терминала RS485 6GK1500-0AB00 осуществляется физическое подключение СЧПУ к Profibus DP.
Трансивер 6GK1901-0AA00-0AA0 служит для подключения к Industrial Ethernet на основе триаксиального кабеля 727-0.
C помощью повторителей 6GK1110-0AA00 к сети Industrial Ethernet можно подключать дополнительные сегменты. Установка каждого повторителя позволяет увеличить протяженность сети на 500 м. Повторитель может быть удален от каждого из соединяемых сегментов на расстояние до 50 м. Для подключения к сегментам необходимо применение двух трансиверов с соответствующими кабелями.
Третий уровень управления в проектируемой СУ представлен автоматизированным рабочим местом оператора. Оператор может управлять работой всего комплекса, а также проводить мониторинг состояния оборудования.
В качестве АРМ может использоваться обычный персональный компьютер. Однако в условиях промышленного производства компьютерам предъявляются достаточно жесткие требования, такие, как: высокая производительность, круглосуточная эксплуатация в условиях высокой температуры, влажности, вибрации, загрязненности окружающей среды и т.д.
· Панельные ПК SIMATIC Panel PC 677
Панельные ПК 677/877 представляют собой полнофункциональный промышленный ПК панельного исполнения. Размеры дисплея от 10" (только PC 677) и 12" до 15" и управление посредством мембранной клавиатуры или сенсорного экрана позволяют удовлетворить широчайший спектр запросов, возникающих при организации работы пользователей.
Вариант исполнения специально разработан для максимальной надежности в условиях вибрации или ударов. К примеру, специальная вибропоглощающая подвеска жесткого диска гарантирует абсолютно надежное функционирование даже в условиях больших механических нагрузок.
В панельных ПК SIMATIC 677 и 877 имеются встроенные интерфейсы PROFIBUS DP, MPI, Industrial Ethernet, которые используются для подключения АРМ к промышленным сетям.
Панельные ПК SIMATIC 677 и 877 обладают высокой функциональностью, ориентированной на промышленные условия работы, и превосходящей возможности стандартных ПК. В так называемых распределенных конфигурациях, процессорный и операторский блоки могут функционировать на удалении друг от друга.
ПК также может использоваться в качестве программатора для написания управляющих программ для локальных систем управления и конфигурирования системы в целом.
Выбор основного технологического оборудования
1) Экструзионно-выдувная установка KBS 2-61/60:
Высокая производительность оборудования позволяет добиваться низкой себестоимости готового изделия. Простота установки параметров посредством контроллера Simens S5. Возможность установки пресс-форм разных размеров и их быстрой смены.
2) Вырубной станок фирмы "Таурас-Феникс":
Вырубной станок предназначен для вырубки тонколистовых пластмассовых, картонных, бумажных и тканевых деталей по контуру из плоских и трехмерных заготовок. С помощью этого станка, оснащенного вырубной матрицей, можно изготавливать детали, имеющие контур любой сложности. Отличительные особенности: максимальная простота и доступность в обслуживании; возможность вырубить детали любой сложности; простота в переналадке; обеспечена безопасность работы для обслуживающего персонала.
3) Сверлильно-фрезерный станок с ЧПУ портального типа GDC:
Колонны и балки неподвижно соединены толстолистовой сталью, чтобы избежать сварочных деформаций. Деформация, вызванная сверлением осевой силы, контролируется сильной антиизгибочной способностью балки. Импортированные шпиндельные компоненты обеспечивают высокую жесткость и хорошую точность. Принятие пневматического освобождающего инструмента и инструмента рессорной стяжки является удобным и надежным. Оси приводные шариковым винтом характеризуют высокую точность и гладкую передачу. Роликовая опора качения X и Y осей обеспечивают большую жесткость соединения .
Размеры рабочей поверхности стола, мм:
Расстояния от торца шпинделя до стола при ручном перемещении (наименьшее - наибольшее), мм
Расстояние от оси шпинделя до вертикальных направляющих станины, мм
Наибольшая масса обрабатываемой детали, кг
Наибольшее осевое перемещение пиноли шпинделя, мм
Наибольший угол поворота шпиндельной головки, град.
Двигатель привода главного движения:
Габаритные размеры станка (длина х ширина х высота), мм
Число захватных устройств на одной руке:
Линейные перемещения, мм/скорость, м/с Х:
Линейные перемещения, мм/скорость, м/с Y:
Линейные перемещения, мм/скорость, м/с Z:
Угловые перемещения, є/угловая скорость, є/с б:
Угловые перемещения, є/угловая скорость, є/с и:
Автоматизация технологического транспорта позволяет сократить цикл обработки заготовок на 30-50%. Сущность автоматизации технологического транспорта заключается в перемещении заготовок в ориентированном положении к обрабатывающему оборудованию. Для реализации более эффективного технологического процесса используем простой, но действенный транспортер, который передвигает изделия от пресса к станкам и к готовой продукции.
В данном курсовом проектировании был рассмотрен процесс разработки системы управления гибким автоматизированным комплексом, подробно рассмотрены средства реализации управления. Нынешний уровень развития данного сегмента автоматизации показывает, что существует огромное количество разнообразных вариантов даже в рамках сетевых решений одной фирмы. Поэтому грамотный выбор устройств для реализации систем управления на конкретных технологических участках может обеспечить выход на новый уровень качества и эффективности производства.
1 Малюх В. Н. Введение в современные САПР: Курс лекций. -- М.: ДМК Пресс, 2010. -- 192 с. -- ISBN 978-5-94074-551-8
2 Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов. -- 4-е изд., перераб. и доп. -- М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. -- 430 с. -- ISBN 978-5-7038-3275-2
3. Интернет, сайт http://ru.wikipedia.org
Изучение методов производства листового стекла. Описание физического процесса растрескивания стекла. Выбор технологического оборудования. Составление операционной карты. Улучшение показателей технологического процесса изготовления автомобильных стекол. дипломная работа [1,4 M], добавлен 13.11.2016
Марка сплава АК4-1, его химический состав, механические свойства. Размеры и форма заготовки, расчет и выбор оптимального раскроя материала. Разработка технологического процесса изготовления детали с помощью метода холодной штамповки, выбор оборудования. курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.02.2012
Разработка технологического маршрута серийного изготовления детали "Вал шлицевой". Определение структуры технологического процесса по переходам и установам. Описание оборудования и инструмента. Расчет режимов резания. Расчёт технической нормы времени. курсовая работа [200,8 K], добавлен 23.12.2010
Исследование технологического процесса систем тепловодоснабжения на предприятии и характеристики технологического оборудования. Оценка системы управления и параметров контроля. Выбор автоматизированной системы управления контроля и учета электроэнергии. дипломная работа [118,5 K], добавлен 18.12.2010
Составление технологического процесса сборки. Выбор технологического метода сборки на основе расчёта размерной цепи. Разработка технологического процесса изготовления детали. Вид заготовки и способ ее получения. Нормирование технологического процесса. курсовая работа [221,4 K], добавлен 20.08.2010
Обоснование выбора моделей изделия и описание их внешнего вида, спецификация деталей кроя. Выбор методов обработки и оборудования для изготовления заданного вида изделия. Разработка структуры технологического процесса, составление справочника операций. курсовая работа [1,6 M], добавлен 01.04.2015
Виды, формы, назначение и условия работы гаечного ключа. Характеристика материала для изготовления изделия. Описание технологического процесса: термическая обработка, маркировка и изгибание, зачистка и шлифовка. Выбор оборудования для изготовления ключа. курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.03.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Автоматизированная система управления для ГАК по изготовлению аэродинамических обвесов на примере спойлера курсовая работа. Производство и технологии.
Сочинение На Тему Как Беречь Свое Здоровье
Гдз Контрольная Работа 4
Реферат по теме Серная кислота и экология биосферы
Реферат На Тему Правотворческая Инициатива Населения Субъектов Рф
Дипломная Работа На Тему Проект Новой Подстанции Для Обеспечения Электроэнергией Нефтеперерабатывающего Завода
Дипломная работа по теме Итерационные алгебраические методы реконструкции изображения
Дипломная работа по теме Маркетингові заходи з метою закріплення позицій товарів ДП ВАТ 'Київхліб' Хлібокомбінат №2' на ринку
Дипломная работа: Створення мікропроцесорної системи для багатоканального інформаційного табло
Реферат: Особенности организации досуговых практик в современных социокультурных условиях
Курсовая работа по теме Автоматизация экстрактора противоточного типа
Методичка На Тему Высшая Математика
Реферат: Wordsworth Practices What He Preaches Essay Research
Дипломная работа по теме Социально-педагогическое сопровождение семей будущих первоклассников
Отчет по практике по теме Организационно-производственная структура колхоза имени Калинина
Изложение: Записки из кельи (Ходзёки)
Реферат: Учение Зигмунда Фрейда о бессознательном. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Структура базы знаний БОСЭС ДБВ1х1: ПрС/С 'Защита с нападением'
Реферат: Death Be Not Proud Essay Research Paper
Виды Организационных Структур Реферат
Реферат На Тему Традиции И Обряды Русского Народа
Архитектура видеопамяти - Программирование, компьютеры и кибернетика статья
В.И.Суриков - Культура и искусство биография
Асептика и антисептика - Медицина реферат