ПЗ МДК 04 01 Автоматизация технологического процесса
ГБПОУ «Чебаркульский профессиональный техникум»
Методические указания
к выполнению практических и лабораторных работ по МДК 04.01 Автоматизация технологических процессов
для специальности 150412 Обработка металлов давлением
2016 г.
Пояснительная записка
Методические указания к выполнению практических и лабораторных работ обучающимися по
МДК 04.01Автоматизация технологических процессов.
Предназначены для обучающихся по специальности 150412 Обработка металлов давлением.
Цель методических указаний: оказание помощи обучающимся в выполнении практических работ и лабораторных по МДК 04.01 Автоматизация технологических процессов
Настоящие методические указания содержат работы, которые позволят обучающимся самостоятельно овладеть фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по МДК , опытом творческой и исследовательской деятельности и направлены на формирование следующих компетенций:
1. Выбирать методы контроля, аппаратуру и приборы для контроля качества продукции.
2. Регистрировать и анализировать показатели автоматической системы управления технологическими процессами.
3. Оценивать качество выпускаемой продукции.
4. Предупреждать появление, обнаруживать и устранять возможные дефекты выпускаемой продукции.
5. Оформлять техническую документацию при отделке и контроле выпускаемой продукции.
В результате выполнения практических работ обучающиеся должны
уметь:
анализировать и осуществлять технологический процесс обработки металлов давлением с использованием автоматизированной системы управления, компьютерных и телекоммуникационных средств;
выбирать методы контроля, соответствующее оборудование, аппаратуру и приборы для контроля качества продукции;
применять методы предупреждения, обнаружения и устранения дефектов выпускаемой продукции;
знать:
основы автоматизации производственных процессов и процессов контроля качества продукции;
методику обнаружения различных дефектов продукции, возникающих при отклонении от технологии производства, и меры по их предупреждению и устранению.
Описание каждой практической и лабораторной работы содержит: тему, цели работы, задания, основной теоретический материал, порядок выполнения работы, формы контроля. Для получения дополнительной, более подробной информации по изучаемым вопросам, приведено учебно-методическое и информационное обеспечение.
Тематический план практических и лабораторных работ по
МДК 04.01 Автоматизация технологических прооцессов Название практической работы
Количество часов
Лабораторная работа № 1
Исследование расстояния переключения индуктивного датчика 2
Лабораторная работа № 2
Исследование расстояния переключения емкостного датчика 2
Лабораторная работа № 3
Исследование расстояния переключения оптического датчика 2
Лабораторная работа № 4
Автоматическое регулирование давления и расхода газа ( жидкости) 2
Лабораторная работа № 5
Автоматическое регулирование уровня жидкости в резервуаре 2
Лабораторная работа № 6
Автоматическое регулирование температуры в печи 2
Практическая работа № 1
Анализ работы первичных преобразователей измерения температуры 2
Практическая работа № 2
Анализ работы первичных преобразователей давления 2
Практическая работа № 3
Анализ работы первичных преобразователей давления 2
Практическая работа № 4
Определение работоспособности средств контроля 2
Практическая работа № 5
Анализ структурных схем АСУТП нагревательных печей 2
Практическая работа № 6
Анализ схем управления захватных органов ( фрикционный захват, клиновый захватный орган, шариковый и цанговый захват). 4
Практическая работа № 7
Анализ технологического процесса изготовления поковки «Зубчатое колесо» с использованием автоматизированной системы управления 4
Практическая работа № 8
Анализ технологического процесса изготовления поковки «Кольцо» с использованием автоматизированной системы управления 2
Итого 32 часа
Автоматизация технологических процессов ОМД
Лабораторная работа № 1
Тема : Исследование расстояния переключения индуктивного датчика.
Цель: 1. Ознакомиться с основными параметрами, принципом работы и применением индуктивного датчика приближения.
1.2
Лабораторные схемы
Индуктивный датчик приближения содержит чувствительный элемент в виде катушки индуктивности с открытым магнитопроводом в сторону активной поверхности (рис. 1.1). Данная катушка индуктивности является частотозадающим
индикатор элементов LC - генератора синусоидальных колебаний. При внесении в электромагнитное поле катушки металлического предмета изменяется индуктивность катушки, что приводит к затуханию электромагнитных колебаний генератора.
При этом уменьшается амплитуда демодулированного напряжения на выходе демодулятора, что приводит к срабатыванию порогового устройства (триггера) и переключению коммутационного элемента. Индикатор показывает состояние датчика.
Схема генератора синусоидального сигнала, построенная по схеме с емкостной трехтонки
Основным элементом индуктивного датчика приближения является LC -генератор. В лабораторной работе рассматриваетсяLC-генератор синусоидального напряжения, построенный по схеме емкостной трех точки .Такой генератор построен на основе резонансного усилителя, выполненного на р-п-р
транзисторе VT1, включенного по схеме с общей базой (схема Колпитца). Его входом является промежуток база-эмиттер транзистора, выходом - коллектор -эмиттер, а нагрузкой резонансный контурLI, CI, C2 и резисторR4. ДелительR1,R2 задает начальное смещение на транзисторе, переводя генератор в мягкий режим самовозбуждения. Конденсатор СЗ - разделительный. Он предназначен для передачи с точки соединения обоих элементов нагрузки транзистора на его базу только переменного напряжения, не пропуская постоянное напряжение. Емкость конденсатора выбирается из условия малости его сопротивления на частоте генерации по сравнению с входным сопротивлением транзистора. Следовательно, для переменного напряжения СЗ может быть представлен в виде короткого замыкания. Глубина обратной связи определяется величинами емкостей конденсаторов С1 и С2. Частота колебаний такого генератора слабо зависит от температуры окружающей среды и напряжения питания. Частоту синусоидальных колебаний такого генератора можно рассчитать из выражения:
Катушка индуктивности L1 имеет незамкнутый магнитный сердечник, магнитные линии которого замыкаются через воздушный промежуток. При приближении к такой катушке пластины, изготовленной из ферромагнитного материала (например, сталь) индуктивность катушки увеличивается за счет уплотнения линий магнитного поля, а, следовательно, согласно выражению (1.1) уменьшается частота генерации. При внесении в магнитное поле катушки парамагнитного (например, алюминий) или диамагнитного (например, медь) материала, магнитное поле катушки уменьшается, что снижает ее индуктивность, а значить повышает частоту генерации.
Уменьшение амплитуды колебаний генератора при внесении металлической пластины в магнитное поле катушки индуктивности обычно более значительно для меди и алюминия, чем для ферромагнитного материала, что связано с изменением добротности катушки.
Задание на самоподготовку
Изучить работу LC- генератора и основных узлов индуктивного датчика приближения согласно рис. 1.1 и 1.2.
Подготовить протокол к лабораторной работе. В нем начертить структурную схему индуктивного датчика приближения и принципиальную схему LC- генератора, подготовить табл. 1.1.
Исходя из известных номиналов элементов LC- генератора (см. рис. 1.2) и используя выражение (1.1) рассчитать частоту генерации синусоидального сигнала при отсутствии внешних металлических предметов в магнитном поле катушки.
4
left000
Задание к лабораторной работе
Исследование работы LC - генератора синусоидального напряжения, построенного по схеме емкостной трехточки (см. рис.1.2.).
Подключите щуп осциллографа к точке иВых, а его земляной конец к точке+Un.,Подключите питание 12 В постоянного напряжения к точкам +Un и-Un.
С помощью осциллографа измерьте период То и амплитудуUo синусоидальных колебаний генератора. Рассчитайте частоту генерации:
f0=1/T0
Наложите на катушку генератора стальную пластину.
С помощью осциллографа измерьте период Тct и амплитудуUct синусоидальных колебаний генератора. Рассчитайте частоту генерацииfct, согласно (1.2). Поясните полученный результат.
Наложите на катушку генератора алюминиевую пластину.
С помощью осциллографа измерьте период Tal и амплитудуUal синусоидальных колебаний генератора. Рассчитайте частоту генерацииfal согласно (1.2). Поясните полученный результат.
Наложите на катушку генератора медную пластину.
С помощью осциллографа измерьте период Тcu и амплитудуUcu синусоидальных колебаний генератора. Рассчитайте частоту генерацииfcuсогласно (1.2). Поясните полученный результат.
6
1.10 Убедитесь, что пластина из диэлектрического материала не влияет на амплитуду и частоту генерации.
Определение зоны чувствительности промышленного индуктивного датчика приближения типа IA18DSN14PO.
Подключите к источнику постоянного напряжения +12 В стенд с индуктивным датчиком приближения.
Наложите на линию №1 стальную пластину, расположив ее строго вертикально и так, чтобы край пластины выходил за пределы зоны чувствительности датчика (рис. 1.3).
Медленно смещайте пластину в сторону рабочего тела датчика до его срабатывания. В этот момент загорится индикатор. В этом положении отсчитайте расстояние Xот осевой линии датчика до края пластины в делениях.
Последовательно переставляйте пластину на линию №2, 3 и т.д (увеличивая расстояние от плоскости датчика по оси У каждый раз на 2,5 мм), и повторите измерения согласно п.2.3, до тех пор пока датчик не перестанет срабатывать. Полученные результаты занесите в табл.1.1.
Таблица 1.1 Измерение зоны чувствительности индуктивного датчика приближения
Номер линии Расстояние от
плоскости
датчика по оси
У, в мм Расстояние, при котором срабатывает датчик, отсчитываемое от осевой линии
датчика по оси X, в делРасстояние, при котором срабатывает датчик, отсчитываемое от осевой линии датчика по оси Ху в мм
Сталь Алюминий Медь Сталь Алюминий Медь
1 -2,5 2 0 3 2,5 4 5,0 5 7,5 6 10,0 7 12,5 left000left000left000left000
Определение номинального расстояния срабатывания Snиндуктивного датчика приближения типаIA18DSN14PO.
S„ = (35„)х(ЗЛ> вочный коэффициент к I.
3.1 Поскольку площадь металлических
пластин (объекта воздействия), равная £w=18x(3-I4) = 756mm2
3.2 Определить номинальное расстояние срабатывания S„
Sn=Ym/K
и сравнить его с паспортным значением номинального расстояния срабатывания исследуемого датчика типа IA18DSN14PO (паспортное значение.S'„=14 мм). 4. Сделать выводы, в которых необходимо пояснить полученные результаты и описать возможные пути применения индуктивных датчиков приближения в системах охраны .
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
Лабораторная работа № 2
Тема : Исследование расстояния переключения емкостного датчика
Цель: Ознакомиться с основными параметрами, принципом работы и применением емкостного датчика приближения цилиндрического типа.
Контрольные вопросы
Объясните принцип работы емкостного датчика приближения.
Какие основные параметры емкостных датчиков приближения?
Как определяется номинальное расстояние срабатывания емкостного датчика приближения?
Что такое датчики и как они классифицируются?
Нарисуйте принципиальную схему релаксационного генератора и поясните его работу.
Как емкостные датчики приближения можно использовать в системах охраны судна?
Как влияет характер материала объекта воздействия на реальное расстояние срабатывания емкостного датчика?
Что такое дифференциальный ход (гистерезис срабатывания и отпускания) емкостного датчика приближения? Для чего он нужен?
Лабораторные схемы
Для определения основных параметров видеокамер охранного наблюдения используется лабораторный стенд, содержащий передвижной держатель 2 для ус-
Рис.3.1 Схема испытательного стенда для определения параметров видеокамер 1 - видеокамера; 2 - держатель; 3 - испытательная таблица; 4 - люксметр; 5 - датчик люксметра; 6 - регулятор освещенности; 7 - направляющие; 8 - осветитель
тановки испытываемой видеокамеры 1, испытательной таблицы 3, осветителя 8, люксметра 4 (рис.3.1). Для определения угла обзора, фокусного расстояния, нелинейности изображения вертикальных и горизонтальных прямых используется тестовая таблица (рис.3.2 а), а для определения горизонтальной разрешающей способности охранной видеосистемы - специальные тестовые миры (рис.3.2 б). При определении минимальной чувствительности видеокамеры используется осветитель 8 и люксметр 4.
Для определения параметров используется Web - видеокамера модели РК-336МВ. В качестве монитора используется дисплей компьютера.
Рис.3.2 Испытательная таблица (а) и испытательная мира (б) для определения горизонтальной разрешающей способности видеокамер.
Задание на самоподготовку
Изучить основные параметры видеокамер наружного и внутреннего наблюдения.
Изучить основные способы установки видеокамер внутреннего наблюдения в помещениях судна.
Подготовить протокол к лабораторной работе. В нем начертить структурную схему определения испытаний видеокамеры (рис.3.3).
Задание к лабораторной работе
Подключите лабораторный стенд к источнику -220 В 50 Гц.
Включить осветитель и вращением ручки ОСВЕЩЕНИЕ установить максимальное освещение экрана.
24
25
left000left000
Подключите выход видеокамеры ко входу USB компьютера.
Включите компьютер и запустите программу VAmcap. В окнеOptions выберите функциюVideo Capture Pin. В окне РАЗМЕР НА ВЫХОДЕ выберите размер 640x480 и нажмите клавишу ОК.
Рис.3.3 Искажения испытательной таблицы на экране монитора (а) и определение горизонтального (б) и вертикального (в) угла обзора видеокамеры.
26
где L - расстояние от плоскости ПЗС-матрицы видеокамеры до экрана с тестовой таблицей.
9/Определение вертикального угла обзора видеокамеры.
9.1 По экрану монитора определите крайние сверху пц и снизуnD по вертикали видимые номера линий тестовой таблицы.
9.2Рассчитайте вертикальный угол обзора av видеокамеры (рис.3.3 в)
10.Определение среднего фокусного расстояния видеокамеры.
10.1 Зная что ПЗС-матрица видеокамеры имеет размер (1/4)" с линейными размерами, приведенными на рис.3.4, рассчитайте ее фокусное расстояние:
left000left00011. Определение нелинейности вертикальных линий видеокамеры.
По экрану монитора определите отклонения крайних слева AnL и справаAnR по горизонтали видимых вертикальных линий тестовой таблицы, а также длину вертикальной линии /,=(nD +а/,.)(рис.3.3 а).
Рассчитайте нелинейность вертикальных линий видеокамеры:
12.Определение нелинейности горизонтальных линий видеокамеры.
По экрану монитора определите отклонения крайних сверху Anv и снизуАпо по вертикали видимых горизонтальных линий тестовой таблицы, а также длину горизонтальной линии1Н =(nL +nR) (рис.3.3 а).
Рассчитайте нелинейность вертикальных линий видеокамеры из:
Определение минимального расстояния системы автоматической фокусировки видеокамеры. Для этого постепенно сдвигайте держатель с видеокамерой в левое положение к экрану с тестовой таблицей и наблюдайте за резкостью изображения на экране монитора. При появлении расфокусировки на экране монитора, замерьте расстояние от экрана до плоскости матрицы ПЗС-матрицы видеокамеры. Это и будет минимальное расстояние автоматической фокусировки видеокамеры /min.
Определение горизонтальной разрешающей способности системы видеокамера - монитор.
Установите видеокамеру в прежнее крайнее правое положение.
На экран закрепите тестовую миру «100 - 190» (см. рис.3.2 а).
Внимательно посмотрите разрешение вертикальных линий на экране монитора.
14.4 Если все вертикальные линии на мониторе разрешимы, то перейдите кмире «200 - 290».
Разрешающая способность определяется по полосе с максимальным номером, на которой еще разрешимы все вертикальные линии миры.
Разрешающая способность определяется плотностью вертикальных линий на мм.
15. Определение минимальной освещенности, при которой еще различимо изображение объекта наблюдения системы видеокамера-монитор.
Установите на экран датчик люксметра 5 (см. рис.3.1).
Закройте испытательный стенд, добившись минимальных щелей, через которые в испытательный стенд может проникать внешнее освещение.
Включите осветитель 8 тумблером на блоке регулятора освещенности 6 (см. рис.3.1).
15.4 Постепенно уменьшайте освещенность экрана, поворачивая регулятор освещенности 6, и по показаниям люксметра 4 зафиксируйте минимальную освещенность, при которой на экране монитора исчезнет четкое изображение тестовой таблицы. Учтите, что для перевода показаний люксметра в люксы (лк) на пределе 200 мВ, необходимо сосчитанное значение в мВ разделить на 10. Например, если люксметр показывает значение 18,6 мВ, то освещенность соответствует 1,86 лк. 16. Исходя из определенных параметров видеокамеры, предложите вариант ее установки для видеонаблюдения в помещении судна длиной 10 м, шириной 5 м и высотой 2,5 м. Нарисуйте схему установки камеры и обозначьте на ней зоны, недоступные для видеонаблюдения. 17.Сделайте выводы по полученным параметрам системы видеокамера-монитор и оцените возможности ее применения в системах охраны . По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
Лабораторная работа № 3
Тема : Исследование расстояния переключения оптического датчика
Цель: 1. Ознакомиться с основными параметрами, принципом работы и применением оптического датчика .Оборудование: тетрадь, ручка , оптические датчики.
Ход работы
Оптические датчики перемещения
Существует множество вариаций схем датчиков перемещения, основанных на различных оптических эффектах. Пожалуй, наиболее популярной является схема оптической триангуляции — датчик положения является, по сути, дальномером, который определяет расстояние до интересующего объекта, фиксируя рассеянное поверхностью объекта излучение и определяя угол отражения, что даёт возможность определить длину d — расстояние до объекта (Рисунок 3). Важным достоинством большинства оптических датчиков является возможность производить бесконтактные измерения, кроме того такие датчики обычно довольно точны и имеют высокое быстродействие.
Рисунок 3. Оптический датчик перемещения на основе схему оптической триангуляции.
В другой реализации оптического датчика, предназначенной для регистрации и определения параметров малых перемещений и вибраций, используется двойная решётчатая конструкция, а также источник света и фотодетектор (Рисунок 4). Одна решётка неподвижна, вторая подвижна и может быть механически закреплена на интересующем объекте или каким-либо способом передавать датчику его движение. Малое смещение подвижной решётки приводит к изменению интенсивности света, регистрируемой фотодетектором, причём с уменьшением периода решётки точность датчика возрастает, однако сужается его динамический диапазон.
Рисунок 4. Оптический датчик перемещения на основе дифракционных решеток.
Дополнительными возможностями применения обладают оптические датчики, учитывающие поляризацию света. В таких датчиках может быть реализован алгоритм селекции объектов по отражательным свойствам поверхности, т.е. датчик может «обращать внимание» только на объекты с хорошей отражающей способностью, прочие объекты игнорируются. Разумеется, чувствительность к поляризации негативно сказывается на стоимости подобных устройств.
Индуктивные датчики перемещения
В одной из конфигураций датчика данного типа чувствительным элементом является трансформатор с подвижным сердечником. Перемещение внешнего объекта приводит к перемещению сердечника, что вызывает изменение потокосцепления между первичной и вторичной обмотками трансформатора (Рисунок 5). Поскольку амплитуда сигнала во вторичной обмотке зависит от потокосцепления, по величине амплитуды вторичной обмотки можно судить о положении сердечника, а значит и о положении внешнего объекта.
Оптические датчики (бесконтактные выключатели). Устройство и принцип работы
Оптические бесконтактные выключатели:
Устройство и принцип работы
УСТРОЙСТВО
Оптические бесконтактные выключатели состоят из 2-х функционально законченных узлов - источника излучения и приемника этого излучения. Источник оптического излучения (излучатель) и приемник могут быть выполнены в одном корпусе или в разных корпусах.
Источник излучения (излучатель)
1. Генератор вырабатывает последовательность электрических импульсов на излучатель.
2. Излучатель - светодиод, создающий излучение оптического диапазона.
3. Индикатор показывает наличие напряжения питания на излучателе.
4. Оптическая система формирует диаграмму направленности излучения и при необходимости поляризацию излучения.
Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды. Корпус обеспечивает монтаж выключателя, защищает от механических воздействий. Выполняется из латуни или полиамида, комплектуется метизными изделиями. Приемник излучения
1. Оптическая система формирует диаграмму направленности приемника и при необходимости производит поляризационную селекцию.
2. Фотоприемник воспринимает излучение и преобразует его в электрический сигнал.
3. Усилитель увеличивает входной сигнал до необходимого значения.
4. Пороговый элемент обеспечивает необходимую крутизну фронта сигнала переключения и значение гистерезиса.
5. Электронный ключ обеспечивает коммутацию выходного тока выключателя, определяет схему подключения нагрузки, имеет защиту от перегрузки и короткого замыкания.
6. Светодиодный цветной индикаторпоказывает состояние выключателя, позволяет определить функциональный резерв по выбранному объекту, обеспечивает контроль работоспособности, оперативность настройки.
7. Регулятор чувствительностипозволяет производить настройку выключателя по фактической контрастности объекта на фоне окружающих предметов.
Функциональный резерв определяется как отношение светового потока, полученного приемником, к минимальному световому потоку, вызывающему срабатывание выключателя. Функциональный резерв позволяет компенсировать ослабление сигнала в результате загрязнения оптики и наличия аэрозольных компонентов в окружающем пространстве.
Цветной светодиодный индикатор работает следующим образом:
· при отсутствии сигнала на входе приемника индикатор не светится;
· при появлении сигнала с уровнем, при котором происходит срабатывание выключателя, индикатор светится зеленым цветом;
· при дальнейшем увеличении уровня сигнала зеленый цвет плавно изменяется через желтый - оранжевый до красного.
Контрастность объекта определяется его собственным коэффициентом отражения и величиной отраженного света от окружающего фона.
Ответить на контрольные вопросы.
Принцип действия и кинематическая схема датчика
Алгоритм определения направления вращения.
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
Лабораторная работа № 4
Тема : Автоматическое регулирование давления и расхода газа
Цель: Ознакомиться с основными параметрами, принципом работы и применением
узлов регулирования давления и газа в печи.
Оборудование: тетрадь, ручка , структурные схемы, печи.
Ход работы
Схема регулирования давления в печи
Продукты сгорания из рабочего пространства методической печи I(Рисунок 5.5) через рекуператор II и дымопроводы удаляются при помощи разрежения, создаваемого эксгаустером IIIили дымовой трубой IV. При нормальной работе агрегата продукты сгорания транспортируются через котел-утилизатор Vпри закрытом дымовом клапане VI. При остановке котла-утилизатора или эксгаустера на ремонт и чистку продукты сгорания удаляются дымовой трубой при закрытом клапане VIII. Перемещение клапана осуществляется электроприводом 14с дистанционным управлением из помещений автоматики печи или котла-утилизатора.
Измерение давления в томильной зоне осуществляется отборным устройством 1через свод печи. Импульсная и компенсационная линии подводятся к дифманометру 2, сигналы с электрических датчиков которого поступают на вторичный регистрирующий прибор 3 и регулятор 4с дистанционным задатчиком 5. Управляющий сигнал регулятора через ключи 6и 7, служащие для перевода системы с ручного управления на автоматическое и обратно, блок ручного управления 7, усилитель 8и ключ 9подается к исполнительным механизмам 10и 11приводов регулирующих органов IVи VII. При работе эксгаустера регулирующим органом являются жалюзи VII, а при отключенном котле-утилизаторе - дымовой шибер VI. Ключ 9служит для подключения регулятора к приводу 10или 11в зависимости от режима работы агрегата. Дымопроводы промышленных печей имеют большие проходные сечения и в них устанавливают регулирующие органы, требующие значительных перестановочных усилий. Поэтому в электрических схемах регулирования применяют достаточно мощные исполнительные механизмы, комплектуемые с усилителями командных сигналов 8. Положение шибера 10и жалюзи 11контролируется при помощи дистанционных указателей 12и 13, располагаемых на щите автоматики печи.
При отклонении давления в печи от заданного уровня или при изменении задания вручную за датчиком 5на входе регулятора 4появляется сигнал небаланса. Регулятор формирует управляющее воздействие, которое через исполнительные механизмы 10или 11перемещает регулирующие органы VIили VII, изменяя тем самым разрежение в дымопроводе и, следовательно, давление в печи и устраняя возникшее отклонение.
Рисунок 5.5 – Схема стабилизации давления в рабочем пространстве печи
Широко распространены в системах автоматики металлургических печей узлы автоматической стабилизации расхода и давления газа. Необходимость в автоматической стабилизации расхода газообразного топлива возникает, например, при регулировании тепловой нагрузки мартеновской печи; на доменных печах регулируется расход дутья; в термических печах автоматически дозируется расход защитного газа и т.д. Стабилизация давления газообразного топлива, воздуха, кислорода обеспечивает нормальную работу горелочных устройств; без поддержания заданного давления газообразной среды невозможно точное измерение ее расхода, так как показания автоматических расходомеров зависят, как правило, от давления измеряемого газа.
По своей структуре узлы регулирования расхода и давления газа являются типичными узлами стабилизации, некоторые характеристики которых рассмотрены в п. 5.1 данной главы. На Рисунке 5.6 изображены принципиальные схемы регулирования расхода (а) и давления газа (б). Схемы аналогичны по структуре. Первичным измерительным элементом 1в схеме регулирования расхода является дроссельное устройство, работающее в комплекте с дифманометром 2, а в схеме регулирования давления - отборное устройство 1, работающее в комплекте с манометром 2.
Сигналы с электрических датчиков дифманометра и манометра поступают на вторичные регистрирующие приборы 3и регуляторы 4,которые управляют исполнительными механизмами 5при газовых регулировочных клапанах 6.
В рассматриваемых контурах применяется электрическая, пневматическая и гидравлическая аппаратура. В ряде случаев для регулирования давления газа используют регуляторы прямого действия. По своим динамическим характеристиками объекты регулирования расхода и давления газа представляющие собой участки трубопроводов между первичными элементами 1 ирегулирующими органами 6, аналогичны рассмотренным ранее объектам регулирования давления в печи и соотношения топливо - воздух, т.е. являются малоинерционными объектами, на которых обычно используются И-регуляторы.
Рисунок 5.5 – Схемы регулирования расхода и давления газа в трубопроводе
Ответить на контрольные вопросы.
Какая аппаратура применяется для регулирования давления и расхода газа.
Объяснить схему стабилизации давления в рабочем пространстве печи.
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
Лабораторная работа № 5
Тема : Автоматическое регулирование уровня жидкости в резервуаре.
Цель: Практическое изучение методов автоматического измерения, контроля и регулирования уровня жидкости в резервуаре.
Оборудование: структурные схемы, тетради, ручки.
Ход работыСоставить структурную схему автоматического управления уровнем жидкости в резервуаре.
Структурная схема системы автоматического управления уровнем жидкости в резервуаре может иметь вид:
Структурная схема системы автоматического регулирования уровня жидкости в резервуаре.
form. vozd. - звено, формирующее возмущение; - объект регулирования;
I. M. - исполнительный механизм.
- датчик температуры;
- задатчик температуры;
- элемент сравнения;
- регулятор.
Тvx.zmei - температура охлаждаемой жидкости на входе в змеевик;
Тvx.rez - температура охлаждающей воды на входе в резервуар;
Тvix.rez - температура охлаждающей воды на выходе из резервуара;
Xsht - перемещение штока крана на входе в змеевик;
Lamb - относительное возмущение;
Кsu1, Кsu2 - коэффициенты передачи согласующих устройств;
Кim - коэффициент передачи исполнительного механизма;
Т(t) - относительное значение температуры жидкости на выходе из теплообменника.
Ответить на контрольные вопросы:
Перечислите регулирующую аппаратуру, дайте ей краткую характеристику.
Как регулируется повышение или понижение уровня жидкости.
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
Лабораторная работа № 6
Тема : Автоматическое регулирование температуры в печи.
Цель: Практическое изучение методов автоматического измерения температуры в печи.
Оборудование: термопара, тетради, ручки.
Ход работы Благодаря дешевизне, простоте конструкции, надежности и высокой точности измерений, эти датчики температуры прочно вошли в нашу жизнь и используются повсеместно, как в домашнем хозяйстве, например, в газовой плите, так и в промышленности, в частности, в металлургии. Они практически повсеместно встроены в измерительные приборы и преобразователи.
Принцип действия термопар
Итак, термопара - это небольшое устройство (датчик), состоящее из двух металлических проволок, различных по своим свойствам, сваренных друг с другом.
Существует два стандартных общепринятых типа подключения термопары к измерительным и преобразовательным приборам. Устройства подключаются либо к свободным концам термоэлектродов (рис. а), либо в разрыв одной из дуг датчика (рис. б).
Два свободных конца подключаются к измерительной схеме (милливольтметру).
Это несложное приспособление позволяет с высокой точностью проводить измерения в различных агрессивных и неагрессивных средах при высоких и низких температурах. Для удобства потребителя производители выпускают термопары поверхностные и погружаемые, стационарные и переносные, а также оснащенные специальными оболочками, защищающими от влаги, ударов, взрывов и вибраций. Наиболее распространенная степень защиты данных устройств IP65.
Принцип действия температурного преобразователя довольно прост. При нагревании или охлаждении концов термопары в местах соединения дуг между двумя различными металлами (сплавами) наблюдается разность температур, вследствие чего возникает термоэлектродвижущая сила или, проще говоря, термоэдс. Это интересное свойство материалов описано в науке, как явление Зеебека. Познакомьтесь также с более подробным описанием устройства термопар.
Основными характеристиками для выбора термопары являются ее тип, изоляция и конструкция пробника, так как именно эти факторы определяют температурный диапазон, точность, а также достоверность проводимых измерений. При необходимости производить измерения в определенном диапазоне температур, выбор нужно остановить именно на той термопаре, коэффициент линейности которой остается самым стабильным в рамках этого диапазона. Если возникает необходимость получить максимально точные величины, то следует обратить внимание на класс допуска. Высокую точность измерений термопарного термометра в пределах всего диапазона рабочих температур может обеспечить только его калибровка.
Преобразователи температуры выдают аналоговый сигнал, который затем с помощью дополнительных устройств можно преобразовать в цифровой.
Наибольшее распространение получили термопары:
хромель-алюмелиевые (ХА)
хромель-копелевые (ХК)
железо-константановые (ЖК)
платинородиево-платиновые (ПП)
В данной системе необходимо регулировать температуру в электрической печи, величина которой задается входным сигналом напряжения U0. Измерение температуры θ производят специальным устройством – термопарой, которая на выходе выдает напряжение Uт пропорциональное температуре внутри печи θ. С помощью сумматора напряжения Uт и U0 сравниваются, в результате чего получается некоторое напряжение ΔU = U0 – Uт. Сигнал ΔU – это сигнал рассогласования, или же разность между напряжением задания и напряжением обратных связей. После сумматора данная разность ΔU поступает на усилитель 1, который усиливает Uy сигнал и передает его на привод движения ползунка реостата 2, осуществляющего перемещения ползунка 3, изменяющего сопротивления и регулирующего таким образом температуру θ. Когда сигнал r увеличивает сопротивление реостата 5, ток падает и вместе с ним и температура, а при уменьшении ток растет – растет температура θ. В данном примере роль чувствительного элемента будет играть термопара 6, фиксирующая температуру и формирующую сигнал ошибки ΔU с помощью обратной связи.
Ответить на вопросы:
1.Какие еще приборы использутся для регулирования температуры в печи, дайте их характеристики
2. Составить структурную схему термопары.
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
Практическая работа № 1
Тема : Анализ работы первичных преобразователей измерения температуры.
Цель: Изучить устройство и принцип действия первичных преобразователей для измерения температуры.
Оборудование: первичные преобразователи, тетрадь для практических работ
Ход работыОзнакомиться с устройством и принципом работы преобразователя
Изучить устройство преобразователя
Сделать выводы по проделанной работе.
Первичные приборы, датчики или первичные преобразователи предназначены для непосредственного преобразования измеряемой величины в другую величину, удобную для измерения или использования. Выходными сигналами первичных приборов, датчиков являются как правило унифицированные стандартизованные сигналы, в противном случае используются нормирующие преобразователи (см. рис.1).
Различают генераторные, параметрические и механические преобразователи:
Генераторные осуществляют преобразование различных видов энергии в электрическую, то есть они генерируют электрическую энергию (термоэлектрические, пьезоэлектрические, электрикинетические, гальванические и др. датчики).
К параметрическим относятся реостатные, тензодатчики, термосопротивления и т.п. Данным приборам для работы необходим источник энергии.
Выходным сигналом механических первичных преобразователей (мембранных, манометров, дифманометров, ротаметров и др.) является усилие, развиваемое чувствительным элементом под действием измеряемой величины.
Рисунок 1 - Основные структурные схемы подключения первичных преобразователей
Пояснения к рисунку 1. Первичный преобразователь, датчик Д может иметь выходной унифицированный сигнал см.рис.1.8.а и неунифицированный сигнал см.рис.1.8.б. Во втором случае используют нормирующие преобразователи НП.
Нормирующий преобразователь НП выполняет следующие функции: преобразует нестандартный неунифицированный сигнал (например, mV, Ом) в стандартный унифицированный выходной сигнал; осуществляет фильтрацию входного сигнала; осуществляет линеаризацию статической характеристики датчика; применительно к термопаре, осуществляет температурную компенсацию холодного спая.
Нормирующий преобразователь НП применяется, также в следующих случаях: когда необходимо подать сигнал измеряемой величины на несколько измерительных или регулирующих приборов; а также когда необходимо передать сигнал на большие расстояния, например сигнал от термопары передается на малые расстояния - до 10м, а унифицированный сигнал постоянного тока может передаваться на большие расстояния - до 100м.В современных промышленных регуляторах нормирующий преобразователь НП как правило является обязательной составной частью входного устройства регулятора.
Первичные преобразователи для измерения температуры:
По термодинамическим свойствам, используемым для измерения температуры, можно выделить следующие типы термометров:
термометры расширения, основанные на свойстве температурного расширения жидких и твердых тел;
термометры газовые и жидкостные манометрические;
термометры конденсационные;
электрические термометры (термопары);
термометры сопротивления;
оптические монохроматические пирометры;
оптические цветовые пирометры;
радиационные пирометры.
Ответить на контрольные вопросы:
Назначение и применение первичных преобразователей для измерения температуры
Их преимущества перед другими датчиками
Составить структурную схему датчика измерения температуры
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
Практическая работа № 2, 3
Тема : Анализ работы первичных преобразователей давления
Цель: Изучить устройство и принцип действия первичных преобразователей давления
Оборудование: первичные преобразователи давления ,тетрадь для практических работ,
Ход работыОзнакомиться с устройством и принципом работы преобразователя
Изучить устройство преобразователя
Сделать выводы по проделанной работе.
Первичные приборы, датчики или первичные преобразователи предназначены для непосредственного преобразования измеряемой величины в другую величину, удобную для измерения или использования. Выходными сигналами первичных приборов, датчиков являются как правило унифицированные стандартизованные сигналы, в противном случае используются нормирующие преобразователи (см. рис.1).
Различают генераторные, параметрические и механические преобразователи:
Генераторные осуществляют преобразование различных видов энергии в электрическую, то есть они генерируют электрическую энергию (термоэлектрические, пьезоэлектрические, электрикинетические, гальванические и др. датчики).
К параметрическим относятся реостатные, тензодатчики, термосопротивления и т.п. Данным приборам для работы необходим источник энергии.
Выходным сигналом механических первичных преобразователей (мембранных, манометров, дифманометров, ротаметров и др.) является усилие, развиваемое чувствительным элементом под действием измеряемой величины.
Рисунок 1 - Основные структурные схемы подключения первичных преобразователей
Пояснения к рисунку 1. Первичный преобразователь, датчик Д может иметь выходной унифицированный сигнал см.рис.1.8.а и неунифицированный сигнал см.рис.1.8.б. Во втором случае используют нормирующие преобразователи НП.
Нормирующий преобразователь НП выполняет следующие функции: преобразует нестандартный неунифицированный сигнал (например, mV, Ом) в стандартный унифицированный выходной сигнал; осуществляет фильтрацию входного сигнала; осуществляет линеаризацию статической характеристики датчика; применительно к термопаре, осуществляет температурную компенсацию холодного спая.
Нормирующий преобразователь НП применяется, также в следующих случаях: когда необходимо подать сигнал измеряемой величины на несколько измерительных или регулирующих приборов; а также когда необходимо передать сигнал на большие расстояния, например сигнал от термопары передается на малые расстояния - до 10м, а унифицированный сигнал постоянного тока может передаваться на большие расстояния - до 100м.В современных промышленных регуляторах нормирующий преобразователь НП как правило является обязательной составной частью входного устройства регулятора.
Первичные преобразователи для измерения давления:
По принципу действия:
жидкостные (основанные на уравновешивании давления столбом жидкости);
поршневые (измеряемое давление уравновешивается внешней силой, действующей на поршень);
пружинные (давление измеряется по величине деформации упругого элемента);
электрические (основанные на преобразовании давления в какую-либо электрическую величину).
По роду измеряемой величины:
манометры (измерение избыточного давления);
вакуумметры (измерение давления разряжения);
мановакуумметры (измерение как избыточного давления, так и давления разряжения);
напорометры (для измерения малых избыточных давлений);
тягомеры (для измерения малых давлений, разряжений, перепадов давлений);
тягонапорометры;
дифманометры (для измерения разности или перепада давлений);
барометры (для измерения барометрического давления).
Ответить на контрольные вопросы:
Назначение и применение первичных преобразователей для измерения давления
Их преимущества перед другими датчиками
Составить структурную схему датчика измерения давления
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
Практическая работа № 4
Тема : Определение работоспособности средств контроля
Цель: Изучить устройство и принцип действия средств контроля ( индикатор)
Оборудование: средства контроля( индикатор)
Ход работыОзнакомиться с устройством и принципом работы средств контроля (индикатором)
Изучить устройство индикатора
right000Современные технологии сборки и механообработки достигли небывалой точности. Но при этом также возросли требования к контролю. Даже малейшая неточность при обработке может привести к самым разрушительным последствиям. Сейчас любое производство оснащается современными инструментами контроля. Но не стоит забывать что средства контроля тоже подлежат проверке. Проверка работоспособности средств измерений – совокупность операций, выполняемых специально обученными специалистами с целью определения их соответствия установленным требованиям. Такую проверку проводят при помощи эталонов - прибор прошедший метрологическую поверку в органах государственной метрологической службы. Индикатор – устройство или вещество, которое указывает на наличие определенной физической величины, при этом оно не обязательно указывает ее значение. Перечень средств измерений (СИ), переведенных в индикаторы, утверждается руководителем субъекта хозяйствования. На индикаторы или в их эксплуатационных документах должно быть нанесено специальное обозначение "И". Измерительные устройства, применяемые в качестве индикаторов, подлежат метрологическому контролю в порядке, установленном его характеристиками согласно установленному интервалу. Межпроверочный интервал – интервал времени, указанный в документе по поверке, в течение которого средство измерений должно удовлетворять установленным требованиям. Поверку проводят с целью установления соответствия требуемых устройств или инструментов метрологическим и техническим требованиям, установленным в нормативной документации и признания средств измерений пригодными к применению. Периодическая поверка СИ проводится через межпроверочные интервалы, установленные с учетом обеспечения пригодности к применению средств измерений на период между поверками. Порядок проведения проверки:1. Организацию и проведение поверки обеспечивают органы государственной метрологической службы, аккредитованные поверочные лаборатории и метрологические службы субъектов хозяйствования.2. Периодичность проверки работоспособности СИ из разряда индикаторов осуществляется согласно установленному графику.3. Проверка работоспособности производится на месте эксплуатации данного средства измерения.4. Индикаторы проверяются приборами, включенными в Государственный реестр средств измерений, и прошедшими метрологическую поверку в органах государственной метрологической службы.5. Проверка работоспособности приборов индикаторов производится методом сравнения с мерой. Данным методом происходит сличение значений приборов на отметках диапазона (поддиапазона). Таким образом, сравниваются показания двух приборов, один из которых является индикатором, на одинаковых отметках диапазона.left0006. Работоспособность индикаторов определяется наличием показаний определенной физической величины, соответствующей показаниям на приборе, который принимается за эталон (прибор прошедший метрологическую поверку в органах государственной метрологической службы).7. Все измерения должны производиться в одних и тех же условиях и для одинаковых физических величин.8. Показания прибора-эталона соответствуют показаниям индикатора, то результаты проверки считаются удовлетворительными.9. В случае когда показания индикаторов и средств измерений, принятых за эталон, различны, или на индикаторе отсутствуют показания, то результаты проверки считаются неудовлетворительными.10. При неудовлетворительных результатах проверки работоспособности СИ (индикаторы) направляются в ремонт либо списываются в установленном порядке.
Ответить на контрольные вопросы:
Назначение и отличительные особенности индикатора
Назначение проверки работоспособности индикатора
Как происходит проверка работоспособности
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки
Практическая работа № 5
Тема : Анализ структурных схем АСУ ТП нагревательных печей
Цель: Изучить структурные схемы АСУ ТП нагревательных печей, ответить на дополнительные вопросы, сделать вывод по проделанной работе.
Оборудование: Структурные схемы АСУ ТП нагревательных печей
Ход работыОзнакомиться с устройством и принципом работы методической печи
Изучить устройство печи
Для обеспечения наиболее оптимального нагрева заготовок, предотвращения бесполезных затрат топлива, порчи внутренней поверхности методической печи необходимо осуществлять контроль и регулирование определенных параметров печи. Для этого используются стандартные датчики, преобразователи, контроллеры.
В данном проекте объектом автоматизации является семизонная методическая печь. Для этого объекта осуществляется контроль и регулирование таких параметров как:
1. Температура в рабочем пространстве печи (по зонам);
2. Температура конца прокатки;
3. Объемный расход газа по зонам;
4. Объемный расход воздуха по зонам;
5. Температура отходящих продуктов сгорания;
6. Температура подогретого воздуха;
7. Давление газа в общем газопроводе;
8. Давление в рабочем пространстве печи (под сводом томильной зоны);
9. Разрежение в дымовом борове печи.
Имеется ряд контуров регулирования:
1. Температура в зонах печи;
2. Соотношение газ-воздух в зонах;
3. Давление в рабочем пространстве печи.
6. разработка и описание структурной схемы автоматизации
На основании рассмотренных выше задач контроля и управления строится структурная схема автоматизации.
Система автоматизации представляет собой трехуровневую систему. Первый уровень осуществляет сбор информации с помощью датчиков (Д), управление исполнительным механизмом (ИМ) и передачу информации на второй уровень.
Второй уровень состоит из щита КИП и А, регуляторов, микроконтроллеров S7-200. Второй уровень осуществляет обработку информации, поступившей с первого уровня, регистрацию и стабилизацию технологических параметров, подготовку и выдачу оперативной информации на третий уровень, получение производственных ограничений и заданий от третьего уровня. Щит КИП и А включает в себя следующие приборы: средства сигнализации (С), преобразователи (Д), регуляторы (Р), панели управления исполнительными механизмами (СУ), датчики (ЗД), индикаторы аналоговые и цифровые (ИА и ИЦ), аналоговые регистраторы (РА), процессоры (ПР), вводно-выводные устройства (ВВУ), внешние запоминающие устройства (ВЗУ), диспетчерскую связь (ДС), производственную громкоговорящую связь (ПГС), регистраторы аналоговые (РА).
Микроконтроллер включает в себя: процессор, внешнее запоминающее устройство, вводно-выводное устройство, пульт ручного ввода данных. Микроконтроллер выполняет регистрацию параметров, расчет показателей работы.
Третий уровень управления представляет собой ЦЭВМ, которая включает в себя процессор, внешнее запоминающее устройство, вводно-выводное устройство, пульт ручного ввода данных, видеотерминал, устройство печати.
Второй и третий уровни управления охвачены диспетчерской связью.
РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
Функциональная схема состоит из ряда отдельных контуров автоматического регулирования.
Первый контур регулирования температуры по зонам печи. Сигнал от датчика (поз. 1-1), как правило, это термопара ПП, поступает на преобразователь Ш-72 (поз. 1-2) с выходом 4-20мА, и далее на вход микроконтроллера (S7-200) также на вход МК подается значение с задатчика РЗД-22 (поз. 1-3). Контроллер формирует регулирующее воздействие (4-20мА), которое подается с выхода ВО1 МК на вход БРУ-32 (поз. 1-4). С БРУ сигнал подается на пускатель ПБР-2М, формирующий сигнал 0-220В (поз. 1-5), который воздействует на регулирующий орган типа МЭО (поз. 1-6), который, изменяя положение шибера, изменяет подачу топлива по зонам печи. Аналогично производится регулирование температуры по остальным отапливаемым зонам печи. Второй контур регулирует соотношение газ-воздух, подаваемых к горелкам печи. Для измерения расхода топлива и воздуха используется диафрагма типа БКС. С диафрагмы (поз. 2-1) снятые давления поступают на расходомер типа Метран-100 ДД (поз. 2-2), на выходе он формирует сигнал 4-20 мА, который подается на вход В3 МК. Также на входы В4, В5 подаются с задатчиков (поз. 2-3, 2-4) коэффициенты для расчета необходимого количества воздуха. Параллельно измеряется расход воздуха (диафрагма БКС поз. 3-1, расходомер Метран-100 ДД, поз. 3-2) и подается на вход В6 МК. Контроллер производит необходимые вычисления и на выход ВО2 выдает регулирующее воздействие. РВ с выхода ВО2 попадает на вход БРУ-32 (поз. 2-5) и далее аналогично контуру 1, сигнал подается на пускатель типа ПБР-2М (поз. 2-6), формирующий сигнал 0-220В который воздействует на регулирующий орган МЭО (поз. 2-7), изменяя расход воздуха по горелкам. Следующий контур регулирует давление в рабочем пространстве печи. В качестве датчика используется Сапфир-22 ДИ (поз. 10-1) с унифицированным выходным сигналом. Сигнал от датчика поступает на вход В14 МК. На вход В15 МК поступает сигнал от датчика РЗД-22 (поз. 10-3, вых. 4-20мА). Контроллер производит необходимые вычисления и на выход ВО5 выдает регулирующее воздействие. РВ с выхода ВО5 попадает на вход БРУ-32 (поз. 10-4) и далее аналогично контуру 1, сигнал подается на пускатель типа ПБР-2М (поз. 10-5), формирующий сигнал 0-220В который воздействует на регулирующий орган МЭО (поз. 10-6). Также на схеме показаны средства контроля и сигнализации следующих параметров: Контроль температуры воздуха в основном воздухопроводе. Сигнал с термопары типа ХА (поз. 8-1) передается на преобразователь Ш-72 (поз. 8-2, вых. 4-20мА) и подается на вход В12 МК.
Контроль температуры отходящих дымовых газов. Сигнал с термопары типа ХА (поз. 9-1) передается на преобразователь Ш-72 (поз. 9-2, вых. 4-20мА) и подается на вход В13 МК. Контроль и сигнализация давления газа и воздуха в основных газопроводах. В качестве датчика используется Сапфир – 22 ДИ (поз. 6-1, 7-1), с унифицированным выходным сигналом. Сигнал с датчика подается на входы В10 и В11 МК соответственно через преобразователь типа Ш705 (поз. 6-3, 7-3) предназначенный для сигнализации достижения параметрами нижнего и верхнего уровня. Контур контроля состава продуктов сгорания, в качестве газоанализатора используется прибор Testo 350, сигнал о содержании H2, O2 и CO подается на входа В16, В17 и В18 соответственно для анализа и сигнализации. Также присутствуют контура контроля и регулирования расхода газа и воздуха на печь, предназначенные для контроля и ограничения расхода энергоносителей.
Ответить на контрольные вопросы:
1.Составить структурную схему методической печи
2. Какие датчики и ИМ входят в структуру
3. Анализ структурной схемы АСУ ТП печи
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
Практическая работа № 6
Тема : Анализ схем управления захватных органов.
Цель: Изучить устройство и принцип действия захватных органов и провести анализ схем управления
Оборудование: Фрикционный захват, клиновой захватный орган, шариковый и цанговый захват
Ход работыОзнакомиться с устройством и принципом работы захватных органов
Изучить их устройство
Провести анализ схем управления
Механизмы захватных устройств (ЗУ) относятся к одним из основных элементов захватных механизмов , которые определяют их технологические возможности. Такие требования к ЗУ, как маневренность, универсальность, быстро сменность, быстродействие, переналаживаемость, ограниченная масса в значительной степени являются общими и предъявляются к промышленным механизмам в целом. Специфические требования — надежность захвата и удержания объектов манипулирования — обусловлены взаимодействием ЗУ с объектом удержания, или, иначе говоря, условиями наложения удерживающих связей на объект в процессе его захвата.
При конструировании захватных устройств учитывают свойства и форму захватываемых объектов, что предопределяет способ удержания объекта и особенности обслуживаемого технологического процесса, проявляющиеся в специфике применяемой оснастки. Поэтому при классификации захватных устройств основными признаками служат способ удержания объекта и свойства технологического процесса. Эти признаки являются внешними по отношению к ЗУ и формируют состав их конструктивной базы.
Схема рычажно-фрикционных захватов:
Схема рычажно-фрикционных захватов
Схема рычажно-канатных захватов:
Схема рычажно-канатных захватов
Автоматизация работы не приводных зажимных грузозахватных устройств обычно осуществляется путем фиксирования их захватных органов в положениях захвата груза, его перемещения, освобождения груза и перемещения грузозахватного устройства без груза. Для этого применяют различные приспособления, элементы которых связаны с подвижными и неподвижными частями грузозахватных устройств и взаимодействуют между собой при его работе. Обычно автоматический захват и освобождение груза осуществляются последовательным движением крюка крана вверх и вниз.Самозажимные грузозахватные устройства, в которых привод захватных органов является гравитационным, т. е. обжатие груза вызывается силой его тяжести, не всегда могут создать большое обжимное усилие, устранить предварительное скольжение и обеспечить необходимую маневренность и производительность. Эти качества не присущи приводным грузозахватных устройств, которые к тому же легко снабжать устройствами дистанционного управления с возможностью в ряде случаев осуществлять полную автоматизацию цикла захвата освобождения груза.Эксцентриковые грузозахватные устройства в основном выполняются как универсальные устройства. Предназначены они для захвата и перемещения плоских грузов, как в вертикальном положении, так и в горизонтальном. Так как при использовании эксцентриковых грузозахватных устройств контактная нагрузка на груз велика, их применение ограничивается транспортированием грузов с твердой поверхностью. Наиболее широкое распространение они получили для перемещения листового металла разной толщины.
Классификация эксцентриковых грузозахватных устройств:
Классификация эксцентриковых грузозахватных устройств
Схема эксцентриковых грузозахватных устройств:
Схема эксцентриковых грузозахватных устройств
Клиновые (цанговые) грузозахватные устройства в основном предназначены для подъема и транспортирования грузов, имеющих полость, выполненную обычно в виде круглого отверстия необходимого диаметра для взаимодействия с распорными элементами ГУ. Основными частями наиболее распространенного клинового ГУ являются размещенные в отверстиях груза подвижные в горизонтальном направлении распорные элементы и конусообразный клин, подвижный в вертикальном направлении.
Клиновые (цанговые) ГУ
Контрольные вопросы:
Провести классификацию захватных органов.
Назначение захватных органов.
Провести анализ схем управления захватных органов.
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
Практическая работа № 7
Тема : Анализ технологического процесса изготовления поковки « Зубчатое колесо» с использованием автоматизированной системы управления.
Цель: Провести анализ технологического процесса изготовления поковки « Зубчатое колесо» с использованием автоматизированной системы управления.
Оборудование: Технологический процесс, чертеж поковки.
Ход работыОзнакомиться с чертежом поковки и технологическим процессом .Провести анализ технологичности поковки
Провести анализ определения последовательности и содержания операций
Провести анализ выбора технологического оборудования
Сделать выводы по проделанной работе.
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
Практическая работа № 8
Тема : Анализ технологического процесса изготовления поковки «Кольцо » с использованием автоматизированной системы управления.
Цель: Провести анализ технологического процесса изготовления поковки «Кольцо» с использованием автоматизированной системы управления.
Оборудование: Технологический процесс, чертеж поковки.
Ход работы Ход работыОзнакомиться с чертежом поковки и технологическим процессом .Провести анализ технологичности поковки
Провести анализ определения последовательности и содержания операций
Провести анализ выбора технологического оборудования
Сделать выводы по проделанной работе.
По окончанию работы результаты предъявить преподавателю для просмотра и выставления оценки.
ГБПОУ «Чебаркульский профессиональный техникум»
Методические указания
к выполнению практических и лабораторных работ
по дисциплине ПМ 0.4 МДК 04.01.
Автоматизация технологических процессов
для специальности 150412 Обработка металлов давлением
2016 г.
Рассмотрено и одобрено на заседании ПЦК
Протокол № ___ от___________20__г.
Председатель ПЦК __________________________
Составлены в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины
МДК 04.01 Автоматизация технологических процессов
Составитель: Шведова Г.Ю. преподаватель