Платная доработка на тему Модернизация системы автоматического регулирования температуры камерной печи закалки Nabertherm N 321/13 в слесарном цехе ПАО «Омский каучук»

Содержание:

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.. 4

ВВЕДЕНИЕ. 5

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 8

1.1 Анализ технологического процесса
изготовления удлинителей для валов 
электродвигателей.. 8

1.2 Технические характеристики и устройство камерных печей
закалки. 13

1.3 Системы автоматизации работы камерных печей закалки. 25

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 34

2.1 Анализ существующей системы автоматического
регулирования температуры камерной печи закалки Nabertherm №321/13 в слесарном цехе ПАО
«Омский каучук». 34

1.3 Системы автоматизации работы камерных печей закалки. 39

2.2 Разработка технических решений по модернизации системы
автоматического регулирования камерной печи закалки Nabertherm №321/13. 49

2.2.1 Разработка структуры системы автоматизации. 49

2.2.2 Обоснование и выбор необходимых технических средств
системы автоматизации. 51

2.2.3 Разработка электрической части системы автоматизации. 54

2.2.4 Разработка рекомендаций по внедрению и монтажу
системы автоматизации. 55

2.3 Моделирование системы автоматического регулирования
температуры камерной печи закалки Nabertherm №321/13. 59

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 78

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 80

Введение:

Автоматизация
производственных процессов – основное направление, по которому в настоящее
время продвигается производство во всем мире. Все, что раньше выполнялось самим
человеком, его функции, не только физические, но и интеллектуальные, постепенно
переходят к технике, которая сама выполняет технологические циклы и
осуществляет контроль за ними. Вот такое теперь генеральное русло современных
технологий. Роль человека во многих отраслях уже сводится лишь к контролеру за
автоматическим контролером.

Применение
комплексных систем автоматизации с использованием автоматизированных систем
современной вычислительной техники значительно увеличивает производительность
труда, минимизирует вероятность возникновения различных аварийных ситуаций. С
помощью систем  автоматизации исключается
необходимость исполнения сотрудником однообразных операций [3].

Тема
данной выпускной квалификационной работы – «Модернизация системы
автоматического регулирования температуры камерной печи закалки Nabertherm N
321/13 в слесарном цехе ПАО «Омский каучук».

Камерные
печи закалки предназначены для термической обработки изделий. Принцип работы
печи заключается в следующем: изделия, подлежащие термической обработке
размещают непосредственно в камере печи. Максимальная масса изделий,
загружаемых в печь (масса садки), ограничена мощностью термической печи. После
загрузки дверца печи закрывается. Запуск нагревательных элементов
осуществляется только при закрытой дверце. Скорость набора температуры в камере
термической печи, выдержка при установленной температуре осуществляется в
автоматическом режиме по заданной программе. Контроль температуры в камере
осуществляют термопары.

Цель
выпускной квалификационной работы – проектирование решений по модернизации
системы автоматического регулирования температуры камерной печи закалки
Nabertherm N 321/13 в слесарном цехе ПАО «Омский каучук».

 Исходя из темы и цели выпускной
квалификационной работы, в процессе ее выполнения необходимо решить следующие
задачи:

–
произвести анализ технологического процесса изготовления удлинителей для валов
электродвигателей в слесарном цехе ПАО «Омский каучук»;

–
исследовать технические характеристики и устройство камерной печи закалки
Nabertherm №321/13;

–
произвести анализ систем автоматизации работы камерных печей закалки;

–
разработать структуру системы автоматического регулирования температуры камерной
печи закалки Nabertherm №321/13 в слесарном цехе ПАО «Омский каучук»; –
произвести обоснование и выбор необходимых технических средств системы
автоматического регулирования;

–
разработать электрическую и программную часть системы автоматического регулирования ;

–
разработать рекомендации по внедрению и монтажу системы автоматического
регулирования .

Объект
исследования – система автоматического регулирования температуры камерной печи
закалки Nabertherm N 321/13 в слесарном цехе ПАО «Омский каучук».

Предмет
исследования – анализ различных вариантов модернизации  системы автоматического регулирования
температуры камерной печи закалки Nabertherm N 321/13 в слесарном цехе ПАО
«Омский каучук».

При
написании выпускной квалификационной работы будут применены такие методы
научного исследования, как изучение научной литературы по теме исследования,
нормативно-правовой базы, аналитический и сравнительный методы. Среди
теоретических методов, используемых при разработке, отмечу анализ, применяемый
в процессе выбора используемого оборудования и метод классификации.
Практические методы, используемые в работе – наблюдение, сравнение.

В
процессе выполнения выпускной квалификационной работы предполагается получить
значительный объем теоретических и практических навыков по исследуемой
тематике, которые будет необходимы в процессе дальнейшей трудовой деятельности
по специальности.

Заключение:

В
данной выпускной квалификационной работе разработана автоматическая система
регулирования температуры камерной печи закалки Nabertherm №321/13 в слесарном
цехе ПАО «Омский каучук».

Перед
началом работы была поставлена задача автоматизации егулирования температуры
камерной печи закалки Nabertherm №321/13 и обеспечения высокой стабильности
требуемых технологических параметров.

Определено,
что система автоматического управления улучшит технико-экономические показатели
работы производства, повысит надежность и безопасность работы оборудования, а
также будет способствовать снижению брака на производстве.

В
данной выпускной квалификационной работе описан исследуемый технологический
процесс, произведена индикация объекта управления.  Рассчитаны настроечные параметры регулятора.

Для
определения настроечных параметров регулятора использовался табличный метод, а
так же метод расчет с помощью программного комплекса MATLAB. Разработанная
система управления обеспечит высокую стабильность параметров закалки, что
позволит снизить количество брака при производстве удлинителей валов
электродвигателей на исследуемом предприятии. Что бы не было брака скорость
охлаждения при достижении в 200 градусов замедляется. Цель такой обработки –
повышение твердости и прочности деталей с уменьшением ее пластичности.
Углеродистая сталь и изделия из нее прогреваются в камерных печах. Печь для
закалки прогревается в среднем при 800 °С, хотя некоторые марки стали нуждаются
и в более высоких температурных режимах (1250–1300 °С). Очень важен равномерный
нагрев всего изделия, что и обеспечивается в исследуемой печи.

По
завершению выполнения выпускной квалификационной работы получены следующие
результаты:

–
дана общая характеристика современных систем автоматизации камерных печей
закалки;

–
исследована методология построения систем автоматизации камерных печей закалки;

–
исследованы технические и программные средства, необходимые для автоматизации
регулирования температуры камерной печи закалки Nabertherm №321/13;

–
дана общая характеристика технологического процесса;

–
произведен анализ особенностей технологического оборудования производства и
режимов его работы;

–
сформированы требования к системе автоматизации;

–
разработана структура системы автоматизации регулирования температуры камерной
печи закалки Nabertherm №321/13;

–
произведен выбор необходимых технических средств системы автоматизации;

–
произведена разработка рекомендаций по внедрению и монтажу системы автоматизации;

–
исследован вопрос обеспечения безопасных условий труда при работе с системой
автоматизации.

По
завершению работы, можно утверждать, что поставленная цель полностью
достигнута, а задачи выполнены.

Фрагмент текста работы:

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Анализ технологического процесса изготовления
удлинителей для валов  электродвигателей

Данная
выпускная квалификационная работа выполнена на базе предприятия ПАО «Омский
каучук».

ПАО
«Омский каучук» – это один из российских лидеров в сфере производства
синтетического каучука, а также единственный за Уралом крупный производитель
высокооктановых присадок МТБЭ (Метил-трет-бутиловый эфир).

ПАО
«Омский каучук», кроме производства синтетических каучуков, занимается также
выпуском высокооктановых топливных компонентов метил-трет-бутиловых эфиров.
Кроме того, производит широкую гамму продуктов глубокого передела, в том числе
сжиженные углеводородные газы, сырьевые компоненты для нефтехимической
промышленности т.д.

В
производстве высокооктановых добавок и сжиженных углеводородных газов, входят
цеха Д-1, Д-2, Д-4, ДП-10, отделения Д-2, Д-3 и Д-6. Здесь выпускаются
высокооктановые добавки и компоненты к моторным топливам, бутадиен и нормальный
бутан. Ещё одно направление – это производство органического и нефтехимического
синтеза. За него отвечают цеха группы М и И, 101-105, 13-19, 2-3-5, 6-6а, Е-16.
Кроме этого в составе завода работает Центральная научно-исследовательская
лаборатория, а также другие вспомогательные цеха и подразделения. Например,
завод «Омский каучук» обладает одним из самых сложных энергетических хозяйств,
куда входят цеха ВСиВО, 28-51, электроцех, Д-7 и, собственно, ТЭС.

Данная
работа выполнялась на базе слесарного цеха предприятия. В работе исследуется
процесс изготовления валов электродвигателей.

Вал
является связующим звеном, передающим усилие от электродвигателя к различным
механизмам, и подвергается значительным нагрузкам, которые особенно сильны в
его толстой части, поскольку она приходится на середину магнитопровода. Поэтому
изготовление удлинителей валов для электродвигателей должно учитывать
технологические требования по исключительной прочности изделия, переходы в его
диаметрах обязаны быть плавными по максимуму, должна проводиться термообработка
его заготовок, а ступени вала под подшипники должны быть сделаны с высочайшей
точностью.

Удлинение
валов необходимо с целью повышения эффективности производственного
оборудования, совершенствования или переориентации его конструкции.

Удлинители
валом подбираются в соответствии с определенным видом муфты. Например, если
концы валов не имеют возможности близкого расположения друг к другу, можно
использовать сочетание удлинителя вала и упругой (гибкой) муфты, с возможностью
снятия того или иного вала без перестановки оборудования. Также, производят
удлинители валов для соединительных кулачковых муфт разных типоразмеров, в
которых применяются нитрильные элементы. Охватывающие защелки гарантируют
возможность заменять удлинитель вала и регулировать осевое валовое смещение, не
вмешиваясь в работу ведомого или приводного устройства.

Рассмотрим
более подробно особенности технологического процессе производства удлинителей
валов электродвигателей в солидарном цехе исследуемого предприятия.

Габаритный
чертеж детали приведен на рисунке 1.