Презентация

1.

Модернизация автоматизированной системы
управления линией производства изделий из
полиэтилена
Зайнуллин Тимур Улфатович
Студент группы 2221113

2.

Введение
801-1000
13-18
322
10
На сегодняшний день полиэтилен занимает лидирующие позиции по объёмам
производства среди всех типов синтетических полимеров. Этот материал
встречается буквально повсюду — от водопроводных труб и канализационных
систем до упаковочной плёнки и бытовых предметов. По данным
международных аналитических агентств, мировое производство полиэтилена
превышает 100 миллионов тонн в год, а доля Российской Федерации
составляет порядка 3–4 процентов мирового объёма. Неудивительно, что при
такой распространённости образуется значительное количество отходов,
которые нуждаются в грамотной утилизации и переработке для повторного
использования.
Самым рациональным и экономически оправданным способом обращения с
полиэтиленовыми отходами считается механический рециклинг. Суть этого
подхода заключается в последовательном измельчении исходного
полимерного сырья и повторной грануляции методом экструзии. В результате
получается вторичный гранулят, пригодный для дальнейшего использования в
производстве труб полиэтиленовыхизделий.

3.

Актуальность
801-1000
13-18
322
10
На многих действующих предприятиях вторичной переработки полиэтилена
управление технологическим процессом по-прежнему ведётся вручную или с
применением устаревших средств локальной автоматики. Оператор
контролирует показания приборов визуально, самостоятельно корректирует
настройки нагревателей и скорость привода, принимает решения при
возникновении нештатных ситуаций. При круглосуточном трёхсменном
режиме работы, который является стандартным для экструзионных линий
(остановка и повторный разогрев экструдера — процесс, занимающий 4–6
часов), такой подход неизбежно приводит к ошибкам персонала и
запаздыванию реакции на отклонения технологических параметров.
Разработка автоматизированной системы управления (АСУ) с применением
современных программируемых логических контроллеров (ПЛК), цифровых
датчиков с унифицированным токовым выходом 4–20 мА. Всё это
обеспечивает стабильное качество продукции, снижение энергозатрат на 20–
30 процентов, уменьшение доли брака на 30–40 процентов и существенное
повышение безопасности труда.

4.

Анализ предметной области
Описание объекта автоматизации
801-1000
13-18
Рисунок 1 – Схема размещения оборудования до модернизации
322
10

5.

Анализ предметной области
Цели и задачи
801-1000
13-18
322
10
Цель работы — разработка проекта автоматизированной линии
производства полиэтиленовых гранул, направленной на замену ручного
контроля технологических параметров непрерывным автоматическим
регулированием с использованием ПЛК.
Для достижения данной цели поставлены следующие задачи: описать
объект автоматизации, технологический процесс и обосновать
необходимость модернизации; провести обзор основного
технологического оборудования, средств измерения и контроллеров,
доступных на рынке; выбрать конкретные модели оборудования и средств
автоматизации для каждого узла линии с обоснованием выбора;
разработать структурную и функциональную схемы автоматизации;
разработать схему подключения оборудования к ПЛК; разработать
управляющую программу на языке ST; описать алгоритм работы системы и
представить блок-схему.

6.

Разработка системы управления
IDEF0 модель
801-1000
13-18
322
10
Рисунок 2 – Схема описания технологического процесса
Схема описания технологического процесса представлена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.08.00.00 Д1].

7.

Разработка системы управления
Объект автоматизации после модернизации
801-1000
13-18
322
10
Рисунок 3 – Схема размещения оборудования после модернизации

8.

Разработка системы управления
Функциональная схема
801-1000
13-18
322
10
Рисунок 4 – Функциональная схема автоматизации
Функциональная схема автоматизации представлена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.08.00.00 ТХ].

9.

Разработка системы управления
Структурная схема
801-1000
13-18
322
10
Рисунок 5 – Схема электрическая структурная
Схема электрическая структурная представлена на чертеже [БР 1.150304. 2221113.26.08.00.00 Э1].

10.

Разработка системы управления
Выбор устройств
801-1000
13-18
322
10
Были подобраны устройства удовлетворяющие требованиям и с хорошим
соотношением цена-качество. Были выбраны:
1) дробилка с возможностью установки воздушного транспорта;
2) шнековые загрузчики;
3) вакуумный загрузчик с фильтром;
4) вакуумный загрузчик;
5) бункеры;
6) датчики уровня для бунверов;
7) ПЛК;
8) HMI;
9) контакторы
10) реле;
11) БП;
12) автоматы защитные;
13) тепловые реле.
Более подробно см. пояснительная записка стр. 33

11.

Разработка системы управления
Разработка принципиальных схем
801-1000
13-18
322
10
Рисунок 6 – Схема электрическая принципиальная
Схема электрическая принципиальная представлена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.08.00.00 Э3].

12.

Разработка системы управления
Разработка принципиальных схем
801-1000
13-18
322
10
Рисунок 7 – Схема электрическая принципиальная подключения моторов
Схема электрическая принципиальная представлена на чертеже [БР 1.150304.2221113.26.08.00.00 Э3.1].

13.

Разработка программной части
Алгоритм
801-1000
13-18
322
10
Рисунок 8 – Общая блок-схема
Общая блок-схема приведена на чертеже [БР 1.150304. 2221113. 26.08.00.00 Д2].

14.

Разработка программной части
Описание проекта
801-1000
13-18
322
10
По команде оператора через HMI система начинает работу и запускает шредер,
дробилку, транспортеры. При заполнении дробилки, шредер и транспортер
между шредером и дробилкой отключаются. При заполнении бункера для
дробленки, шредер, дробилка, транспортеры отключаются, до тех пор пока
бункер не опустеет до необходимого значения. Автозагрузчик экструдера
оснащен собственным контролером и сам регулирует уровень заполнения,
система лишь управляет его общим включением и выключением. Экструдер
оснащен собственным контролером и сам управляет режимами работы в паре
с гранулятором. При заполнении финального бункера для гранул, экструдер
гранулятор и транспортер до бункера останавливаются, до тех пор пока бункер
не опустеет до необходимого значения. Работой термопластавтомата управляет
оператор, который сам руководит работой автозагрузчика гранул для
термопластавтомата.
Программный код см. пояснительная записка стр. 71

15.

Заключение
801-1000
13-18
322
10
Главным практическим итогом работы стала модернизация системы
управления линией производства изделий из полиэтилена.
В первой главе выполнен анализ предметной области. Описан объект
автоматизации.
Во второй главе выполнена разработка системы управления. Разработана
функциональная схема автоматизации. Произведён обоснованный выбор всех
компонентов системы. Разработана схема подключения оборудования к ПЛК.
В третьей главе выполнена разработка программной части системы
управления. Составлена полная таблица переменных. Разработана блок-схема
алгоритма. Реализована управляющая программа на языке структурированного
текста ST в среде GX Works3.
Таким образом, все поставленные задачи ВКР выполнены в полном объёме.
Цель ВКР была достигнута.

16.

Модернизация автоматизированной системы
управления линией производства изделий из
полиэтилена
Спасибо за
внимание!