Разработать систему управления автоматической линией гальванирования на базе японского программируемого контроллера TOYOPUC-L

p> , ст. 329 )

R2 = [pic] = 175 Ом

Выбираем ближайшее значение из стандартного ряда и принимаем R2 = 180 Ом.

R3 + R4 + R5 = [pic]Rдел.

( 1 , ст. 329 )

[pic]Rдел. = [pic]

( 1 , ст. 329 )

[pic]Rдел. = [pic] = 833 Ом

R4 = [pic] ( 1 , ст. 329

)

R4 = [pic] 146 Ом

Выбираем номинал сопротивления из стандартного ряда :

R4 = 150 Ом

R5 = [pic]

( 1 , ст. 329 )

R5 = [pic] = 458 Ом

Принимаем для R5 ближайшее значение из стандартного ряда

R5 = 470 Ом

R3 =[pic]Rдел. - R4 - R5

( 1 , ст. 329 )

R3 = 833 – 150 – 470 = 213 Ом

Принимаем значение R3 ближайшее из стандартного ряда

R3 = 200 Ом

R6 = [pic]

( 1 , ст. 329 )

R6 = [pic] = 71 Ом

Из стандартного ряда принимаем :

R6 = 73 Ом

R7 = [pic]

( 1 , ст. 329 )

Выбираем значение R7 ближайшее из стандартного ряда :

R7 = 510 Ом

Определяем рассеиваемую мощность на сопротивлениях :

P = [pic]

P1 = [pic]

P1 = [pic] = 1,4 Вт

P2 = [pic]

P2 = [pic] = 0,166 Вт

Р3 = Iдел.2 [pic] R3

Iдел. = [pic]

Iдел. = [pic] = 0,009 А

Р3 = 0,0092 [pic] 200 = 0,087 Вт

Р4 = Iдел.2 [pic] R4

Р4 = 0,0092 [pic] 150 = 0,073 Вт

Р5 = Iдел.2 [pic] R5

Р5 = 0,0092 [pic] 470 = 0,1 Вт

Р6 = [pic]

Р6 = [pic] = 0,34 Вт

Р7 = Iк б 0 2 [pic] R7

Р7 = 0,012 [pic] 510 = 0,051 Вт

Мощность сопротивлений выбираем из стандартного ряда с номиналом большим
, чем расчитанная рассеиваемая мощность.

R1 = 2 Вт

R6 = 0,5 Вт

R2 = 0,125 Вт

R3 = 0,125 Вт

R4 = 0,125 Вт

R5 = 0,125 Вт

R7 = 0,125 Вт

По результатам вышеприведённых расчётов записываем параметры схемы стабилизатора.

VT 1 – КТ 805 Б

VT 2 – КТ 603 А

VT 3 – КТ 315 А

VT 4– КТ 315 Ж

VD 1 – КС 133 А

VD 2 – КД 202 Г

VD 3 – КД 202 Г

VD 4 – КД 202 Г

VD 5 – КД 202 Г

С 1 – 1000 мкФ ; 25 В

R 1 – 24 Ом ; 2Вт

R 2 – 180 Ом ; 0,125 Вт

R 3 – 200 Ом ; 0,125 Вт

R 4 – 150 Ом ; 0,125 Вт – переменный резистор.

R 5 – 470 Ом ; 0,125 Вт

R 6 – 73 Ом ; 0,5 Вт

R 7 – 510 Ом ; 0,125 Вт

Описание работы стабилизированного источника питания 5 В.

Источник питания функционально состоит из понижающего трансформатора , выпрямителя и стабилизатора.

Переменное напряжение и вторичной обмотки трансформатора Тр 1 поступает на выпрямитель VD2 [pic] VD5. Выпрямитель выполнен на мостовой схеме , данная схема выпрямления из всех вариантов двухполупериодных выпрямителей обладает наилучшими технико – экономическими показателями. После выпрямления напряжения сглаживается конденсатор С1. Далее напряжение порядка 7 [pic] 9 В поступает на стабилизатор , который автоматически поддерживает постоянство напряжения на нагрузке с заданной степенью точности. В нашем случае применён транзисторный стабилизатор напряжения компенсационного типа.

Стабилизатор состоит из регулирующего элемента ( VT 1 [pic] VT 3 ). Схемы сравнения ( VT 4 ) , источника опорного напряжения ( VD 1 , R 2 ) , делителя напряжения ( R 3 [pic] R 5 ) и резисторов ( R 6 , R 7 ) , обеспечивающих режим транзисторов ( VT 2 , VT 3 ). Предусмотрена возможность регулировки выходного напряжения , для этого в цепь делителя включён переменный резистор R 4.

Работа стабилизатора : схема свравнения выполнена на транзисторе VT 4.
Стабилитрон VD 1 фиксирует потенциал эмиттера VT 4. Потенциал базы зависит от тока с протекающего через R 3, R4, R 5. С помощью переменного резистора R 4 выставляем точно , нужное напряжение +5 В. Если напряжение на нагрузке , например увеличилось , то это будет означать то , что ток через
R 3 , R 4 , R 5 тоже увеличивается.

Следовательно , потенциал базы транзистора VT 4 станет более положительным по отношению к эмиттеру , чем был раньше. Поэтому транзистор
VT 4 приоткроется , потенциал базы транзистора VT 3 уменьшится.
Следовательно , транзистор VT 3 прикроется и соответственно прикроются транзисторы VT 2 и VT 1. В результате напряжение на эмиттере транзистора VT
1 уменьшится , а напряжение на нагрузке останится неизменным. Аналогично стабилизатор будет работать и при уменьшении напряжения на нагрузке.

4.5 АЛГОРИТМ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛИНИЕЙ ГАЛЬВАНИРОВАНИЯ

Алгоритм программы работы системы управления автоматической линии гальванирования построен на основе требования опроса датчиков положения , расположенных на пути следования автооператора и в зависимости от их состояния выдачи соответствующей команды.

Алгоритм работы системы управления автоматической линии гальванирования приведён на чертеже.

Данный алгоритм в режиме отработки цикла осуществляет опрос состояния датчиков положения автооператора.

При срабатывании соответствующего датчика алгоритм осуществляет подачу соответствующей команды на выполнение соответствующей технологической операции , после окончания которой продолжается отработка цикла , пока не закончится время работы линии или не закончится технологический процесс предварительной обработки деталей. В этом случае алгоритм осуществляет переход к началу технологического процесса.

5.9. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ.

Системы управления автоматической гальванической линией с применением управляющих вычислительных машин.

Системы управления автоматической гальванической линией с применением управляющих вычислительных машин являются последним достижением в области систем управления автоматической гальванической линией.

Такие системы предназначены как для решения всех задач управления , выполняемых обычными средствами управления , так и для решения оптимизационных задач , а также задач , связанных с выполнением расчётов и логических операций.

Применение управляющих вычислительных машин позволяет решить вопрос об автоматизации гальванических цехов с мелкосерийным характером производства при большой номенклатуре партий деталей.

Особенно большое развитие эти системы должны получить при создании гибкого автоматизированного производства гальванопокрытий ( ГАП – Г ).

Требования к системе управления гальванопокрытий , разработанные комиссией по автоматизации гальванического производства , в рамках общих требований к оборудованию единой государственной системы гибкого автоматизированного производства гальванопокрытий ЕГС ГАП – Г предусматриваются все контролирующие и управляющие функции в ГАП – Г выполнять пятью подсистемами управления : подготовкой производства ; транспортно – складским комплексом ; нанесением покрытий ; очистными сооружениями ; оперативного управления цехом.

Цепочка технологических операций , разбивка их по подсистемам управления и связи между подсистемами показаны на рисунке 1. Система управления выполняется по принципу децентрализованной распределённой системы и имеет три уровня управления.

Рисунок 1. Система управления гибким автоматизированным производством гальванических покрытий :

1 – участок поступления деталей в цех ;

2 – транспортные средства ;

3 – склад деталей ;

4 – накопитель подвесок ;

5 – перегрузчик подвесок ;

6 – накопитель штанг ;

7 - гальваническая линия ;

8 – усреднитель стоков ;

9 – очистные устройства ;

10 – отстойник ;

11 – участок выдачи деталей ;

12 – участок подготовки деталей под покрытие ;

13 – участок приготовления и раздачи электролитов ;

14 – склад химикатов ;

15 – участок финишной обработки.

Независимо от подчинённости элементной базы внутри гальванической линии на механических узлах , все уровни гальванической линии передают информацию через крейты контроллера « TOYОPUC - L » , и так же получают от него сигналы на управление исполнительными элементами , в том числе управления транспортно – складским комплексом , гальваническими линиями и очистными сооружениями.

Подсистема управления транспортно – складским комплексом обслуживает технологическую цепочку от входа деталей в цех до гальванических линий.
Подсистема в общем виде содержит две самостоятельные части : управление транспортно – накопительными устройствами и управление складом.

Подсистема управления транспортно – накопительными устройствами выполняет следующие функции : входной контроль деталей , поступающих в цех ; управление синхронной подачей подвесок , деталей штанг и дополнительной оснасткой на монтажные моста ; управление подачей подвесок с деталями на линию в соответствии с темпом загрузки линии ; обеспечение монтажников и операторов необходимой для эксплуатации системы информацией ; выходной контроль деталей.

Подсистема управления складом выполняет следующие функции : создание и эксплуатация банка данных по деталям и оснастке ; формирование входных и выходных документов ; управление кранами – штабелерами автоматизированного склада ; диагностирование системы управления и технологического оборудования.

Подсистема управления подготовкой производства решает задачи подготовки технологического оборудования , поверхности деталей , технологической документации и выполняет следующие функции : управление подготовкой поверхности деталей под покрытие ; управление централизованным приготовлением и раздачей электролитов и корректирующих растворов ; формирование сменно – суточного задания ( для каждой гальванической линии ).

Подсистема оперативного управления цехом выполняет следующие функции : учёт хода производственного процесса за смену , сутки , месяц ; выдачу справочной информации по запросу ; выдачу учётно – отчётных документов ; учёт баланса деталей по цеху ; учёт отклонений от плановых заданий ; связь с системами высшего уровня ( АСУ ).

Подсистема управления очистными сооружениями выполняет следующие функции
: контроль за составом сбрасываемых вод ; изменения уставок на локальных системах управления ; учёт прихода и расхода материалов и химикатов ; выдачу по запросу нормативных материалов ; составление ведомости дефицита материалов и химикатов ; прогнозирование возможности обеспечения принятия стоков при формировании сменно – суточных планов ; диагностирование состояния системы управления и оборудования.

Подсистема управления гальваническими линиями обеспечивает управление автоматическими линиями нанесения покрытий и выполняет следующие функции : управление транспортированием деталей по линии ; управление током в электролитических ваннах ; контроль и управление коррекцией электролитов ; контроль и регулирование температуры , уровня, расхода воды; оптимизацию параметров процесса ; диагностирование технической неисправности работы системы управления и оборудования.

Экономическая эффективность внедрения гибких автоматизированных гальванических линий определяется на основании “ Методики ( основные положения ) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники , изобретений и рационализаторских предложений ”.

Согласно методике экономическая эффективность автоматизированной гальванической линии определяется для экономического обоснования выбора наилучшего варианта создания и внедрения автоматизированной гальванической линии и расчёта фактической экономической эффективности внедрения автоматизированной гальванической линии.

Решение о целесообразности создания и внедрения автоматизированных гальванических линий должно приниматься на основе экономического эффекта , определяемого исходя из годового объёма гальванического производства линий в расчётном году ( годового экономического эффекта ).

Определение годового экономического эффекта основывается на сопоставлении приведённых затрат базового и нового вариантов новой техники.

Сопоставимость вариантов. При определении годового экономического эффекта должна быть обеспечена сопоставимость сравниваемых вариантов по следующим параметрам : объёму продукции ; качественным параметрам ; фактору времени ( лаг времени ) ; социальным факторам производства и использования продукции ; методам исчисления показателей.

Для сопоставимости вариантов по объёму производимой продукции расчёты экономической эффективности проводятся на одинаковую программу по покрываемой поверхности .

Так как на автоматизированной линии качество покрываемой поверхности значительно выше , чем при ручной обработке или на механизированной линии , для сопоставимости вариантов по качественным параметрам базовый вариант следует дополнить операциями ,применение которых устранит эти различия.Кроме того , привести сопоставимые варианты к тождественному качеству можно в сфере эксплуатации с помощью коэффициентов , получаемых путём сравнения долговечности покрытия.

Для сопоставимости вариантов по социальным условиям ( охрана труда , техника безопасности и т. д . ) следует в базовом варианте учесть дополнительные капитальные и текущие затраты , которые могут обеспечить те же социальные условия , что и применение автоматизированной линии.

При расчёте годового экономического эффекта от внедрения автоматизированной гальванической линии необходимо учитывать фактор времени в том случае , когда капитальные вложения осуществляются в течение ряда лет
, а также когда текущие издержки и результаты производства вследствии изменения режима работы автоматизированной гальванической линии существенно меняются по годам эксплуатации.

При проектировании гибких автоматизированных гальванических линий необходимо выполнить оценку трудоёмкости вариантов автоматизированного производства с учётом мероприятий по защите окружающей среды. При этом базовый вариант следует привести в сопоставимый вид по показателям производительности и качества выпускаемой продукции. Другими словами , при экономических расчётах необходимо также учитывать полноту выполнения технологических процессов в сравниваемых вариантах.

Особое внимание следует обратить на расчёт затрат водоиспользования. В условиях возрастающих требований к охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов следует ожидать ужесточения норм расхода воды и резкого повышения цен на сверхнормативный расход ресурсов.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА

Потребность в значительном росте производства продукции машиностроения , повышении качества выпускаемой продукции , сокращения материально – энергетических ресурсов при изготовлении изделий диктует необходимость обеспечить надёжную работу линии гальванирования.

Предлагаемый вариант имеет возможность перепрограммироваться , что даёт возможность изменять режимы работы линии для улучшения качества продукции под покрытие.

Производится автоматический контроль температуры в ваннах , тем самым экономя пар для технологических целей.

Контроль всех технологических условий и технологического процесса осуществляет программируемый японский контроллер « TOYОPUC – L » , а в случае неисправности передаёт информацию оператору и тем самым облегчая работу , улучшая условия труда и снижение себестоимости продукции.

5.2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

ТАБЛИЦА 1.

|НАИМЕНОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ |ОБОЗ- |РАЗ- |ВЕЛИЧИНА ПО ВАРИАНТАМ |
| |НАЧЕ-НИЕ|МЕР- | |
| |. |НОСТЬ | |
| | | |1 |2 |
|- 1 - |- 2 - |- 3 - |- 4 - |- 5 - |
|Тип или модель оборудования. |- |- |Гальваничес| |
| | | |кая |линия. |
|Затраты на проектирование. | | | |расчёт |
| |Скп |руб. |- |2214,32 |
|Балансовая стоимость единицы | | | | |
|оборудования. | | | |расчёт |
| |Цоб |руб. |240000 |361879,49 |
|Стоимость программируемого | | | | |
|контроллера | | | | |
|« TOYOPUC –L ». | | | | |
| |Ц |руб. |- |6000 |
|Количество контроллеров. | | | | |
| | | | | |
|Площадь занимаемая линией. | | | | |
| |Рп |шт. |- |1 |
|Покупные изделия | | | | |
|(диоды , резисторы и т.д.). |S |м2 |51 |51 |
| | | | | |
|Коэффициент учитывающий | | | | |
|дополнительную площадь. |Цпок. |руб. | |2000 |
| | | | | |
|Стоимость 1 м2 производственной| | | | |
|площади. | | | | |
|- 1 - |[pic] |- |1,5 |1,5 |
| | | | | |
|10.Стоимость 1 м2 служебно – | | | | |
|бытовых помещений. | | | | |
| | | | | |
|11.Количество занятых |Цпл. |руб. |1000 |1000 |
|операторов. | | | | |
| |- 2 - |- 3 - |- 4 - |- 5 - |
|12.Амортизационные отчисления | | | | |
|оборудования. |Цпл.б. |руб. |1400 |1400 |
| | | | | |
|13.Амортизационные отчисления| | | | |
|производственных и служебно – |Ро |чел. |6 |6 |
|бытовых помещений. | | | | |
| | | | | |
|14.Площадь служебно – бытовых | | | | |
|помещений , приходящаяся на 1 |Nа1 |% |10 |10 |
|работника. | | | | |
| | | | | |
|15.Установленная мощность | | | | |
|электро-двигателя. | | | | |
| |Nа2 |% |9,1 |9,1 |
|16.Категория ремонтной | | | | |
|сложности основной части | | | | |
|оборудования | | | | |
|механическая часть | | | | |
|электрическая часть |Sб |[pic] |7 |7 |
| | | | | |
|17.Затраты на все виды ППР и | | | | |
|межремонтный цикл основной | |кВт | | |
|части оборудования : |N | |5,5 |5,5 |
|механическая часть | | | | |
|электрическая часть. | | | | |
|- 1 - | | | | |
| | | | | |
|Стоимость содержания 1 м2 | |ед. | | |
|площади производственного |Нм |ед. |10 |10 |
|помещения. |Нэ | |15 |15 |
| | | | | |
|19.Годовая программа. | | | | |
| | | | | |
|20. Стоимость содержания 1 м2 | | | | |
|площади служебно – бытовых | |руб. | | |
|помещений. |Rм |руб. |750 |750 |
| |Rэ |- 3 - |500 |500 |
|Стоимость 1 кВт – ч |- 2 - | |- 4 - |- 5 - |
|электроэнергии. | | | | |
| | |[pic] | | |
|Коэффициент , учитывающий |Нпл./ | |100 |100 |
|транспортно – заготовительные | | | | |
|расходы и пуско – наладочные | |шт | | |
|работы. | | | | |
| |Qг | |51000000 |51000000 |
|Коэффициент загрузки | |[pic] | | |
|оборудования. | | | | |
| |Нпл. | |200 |200 |
|Коэффициент , учитывающий | |[pic] | | |
|использование электро-двигателя| | | | |
|: |Цэ | |0,24 |0,24 |
|по мощности | | | | |
|по времени. | |- | | |
| | | | | |
|Эффективный годовой фонд | | | | |
|времени работы оборудования. |[pic] | |1,1 |1,1 |
| | | | | |
| | |- | | |
|- 1 - | | | | |
| | | | | |
|Коэффициент , учитывающий |[pic] | |0,85 |0,85 |
|потери в сети. | | | | |
| | | | | |
|Коэффициент полезного действия | | | | |
|линии. | |- | | |
| | |- | | |
|Норма штучного времени на | | | | |
|изделие. |kм | |0,8 |0,8 |
| |kвр |час |0,7 |0,7 |
|Часовая тарифная ставка | | | | |
|операторов. | | | | |
| |Фоб | |5465 |5465 |
|30.Коэффициенты , учитывающие | |- 3 - | | |
|величину : | | | | |
| | | | | |
|доплат к тарифному фонду ; |- 2 - |- |- 4 - |- 5 - |
| | | | | |
|дополнительной зарплаты ; | | | | |
| |У |- |1,05 |1,05 |
|отчислений на социальное | | | | |
|страхование ; | | | | |
| |[pic] |[pic] |0,95 |0,95 |
|выполнение норм. | | | | |
| | |[pic] | | |
|31.Цена пара. |tшт | |0,0001071 |0,0001070 |
| | | | | |
|32.Часовой расход пара. | | | | |
| |Сrm | |2,23 |2,23 |
| | | | | |
| | |- | | |
| | | | | |
| | | | | |
|- 1 - | |- | | |
| |kдт | |1,30 |1,30 |
|33.Норма народно – | | | | |
|хозяйственной эффективности | |- | | |
|дополнительных капитальных |kдз | |1,09 |1,09 |
|вложений. | | | | |
| | |- | | |
|34.Число часов между двумя | | | | |
|смежными капитальными ремонтами|kсс |[pic] |1,39 |1,39 |
|оборудования. | | | | |
| | |[pic] | | |
|35.Коэффициенты учитывающие : |kв | |1,1 |1,1 |
| | | | | |
|тип производства ; |Цп | |8,25 |8,25 |
| | | | | |
|материал детали ; |qп |- 3 - |273 |расчёт |
| | | | | |
|условия эксплуатации | |[pic] | | |
|оборудования ; | | | | |
| | | | | |
|массу оборудования; | | | | |
| |- 2 - | |- 4 - |- 5 - |
|затраты на ремонт электрической| |[pic] | | |
|части оборудования. |Е | |0,15 |0,15 |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | |- | | |
| | | | | |
| |Арц |- |24000 |24000 |
| | | | | |
| | | | | |
| | |- | | |
| | | | | |
| | | | | |
| |[pic]1 |- |1 |1 |
| | | | | |
| |[pic]2 | |0,85 |0,85 |
| | | | | |
| | |- | | |
| |[pic]3 | |1 |1 |
| | | | | |
| | | | | |
| |[pic]4 | |1 |1 |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| |kэ | |1,3 |1,3 |

5.3. РАСЧЁТ ЗАТРАТ НА КОНСТРУИРОВАНИЕ

Скп = Кн [pic] Ткп [pic] Счк руб

( 10 ст. 39 )

где

Счк – средняя часовая заработная плата инженерно технических работников , [pic] ;

Кн – коэффициент , учитывающий величину накладных расходов в отделе

Кн = 1,4 [pic] 1,5

Ткп – суммарные затраты времени на конструкторскую подготовку , [pic]

Ткп = Н1 + Н2 + Н3 + Н4 + Н5 + Н6

где

Н1 – норма времени на разработку технического задания ;

Н2 - норма времени на разработку технического проекта ;

Н3 - норма времени на разработку чертежей общего вида на стадии эскизного проекта ;

Н4 - норма времени на разработку чертежей общего вида на стадии технического проекта ;

Н5 - норма времени на разработку схем изделий ;

Н6 - норма времени на разработку чертежей деталей на стадии рабочего проекта.

Ткп = 43,0 + 164 + 30,6 + 26,6 + 76,5 + 24,7 = 365,4 [pic]

Скп = 365,4 [pic] 1,5 [pic] 4,04 = 2214,32 руб.

5.4. РАСЧЁТ ЦЕН НА НОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

5.4.1. ЗАТРАТЫ НА МАТЕРИАЛЫ

В затраты на материалы взята стоимость программируемого контроллера «
TOYOPUC – L ».

См = Ц

См = 6000 [pic]

5.4.2. ЗАТРАТЫ НА ПОКУПНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Спок = Цоб1 + Цпок

где

Цоб1 – базовая балансовая стоимость единицы оборудования,руб;

Цпок – покупные изделия ( диоды , резисторы и т.д. ) , руб.

Спок = 240000 + 2000 =242000 руб

5.4.3. ЗАТРАТЫ НА ЗАРАБОТНУЮ ПЛАТУ

Затраты на заработную плату по оборудованию укрупнённо можно определить из соотношения удельных весов оборудования и заработной платы в себестоимости аналогичных видов продукции на основании заводских и справочных данных о структуре оборудования , [pic].

Сз = [pic]

( 10 , ст. 42 )

где

См – затраты на материалы ;

Ум – удельный вес затрат на оборудование в себестоимости аналогичной продукции ;

Страницы: 1, 2, 3, 4