Проект модернизации автоматизированного прошивного стана ТПА-140
ВВЕДЕНИЕ
АО «Синарский трубный завод» входит в холдинг «Трубная Металлургическая Компания», который является глобальным производителем труб для различных отраслей машиностроения, переработки и добычи: общее машиностроение, нефте– и газодобывающая промышленность.Трубопрокатный агрегат 140 (ТПА–140) предназначен для получения бесшовных горячекатаных труб диаметром от 73 до 168 мм с толщиной стенки от 5 до 20 мм из углеродистых и легированных марок стали. В процессе производства труб используется непрерывнолитая заготовка круглого сечения диаметром от 120 до 160 мм, разрезанная на длины то 1,5 до 4 метров.Прошивной стан ТПА-140 – стан поперечно-винтовой прокатки, предназначенный для производства гильзы из заготовки круглого сечения. Прошивка трубной заготовки сплошного сечения в толстостенную гильзу производится в очаге деформации, образованном двумя валками, верхней и нижней линейкой и короткой удерживаемой оправкой.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………… 5
1 Описание автоматизированного прошивного стана ТПА -140 и обоснование необходимости его модернизации…………..…………. 8
1.1 Характеристика прошивного стана ТПА-140………………………… 8
1.2 Анализ задач управления и обоснование необходимости модернизации прошивного стана ТПА-140……………………………………. 14
1.3 Анализ тенденций развития современных систем управления промышленным оборудованием…………………………………………... 16
1.4 Функционально-стоимостной анализ базового варианта……………. 21
1.5 Разработка технического задания……………………………………... 30
1.5.1 Наименование и область применения………………………………… 30
1.5.2 Основания для разработки…………………………………………….. 31
1.5.3 Цель и назначение разработки………………………………………… 31
1.5.4 Источники разработки…………………………………………………. 32
1.5.5 Технческие требования………………………………………………… 32
1.5.6 Условия эксплуатации…………………………………………………. 33
1.5.7 Режимы работы объекта……………………………………………….. 34
1.5.8 Стадии и этапы разработки……………………………………………. 34
1.5.9 Порядок контроля и приемки………………………………………….. 34
2 Проектирование и конструирование основных технических средств модернизированного прошивного стана……………………………… 35
2.1 Разработка декомпозиционной схемы формирования структуры системы управления модернизированного прошивного стана ТПА-140……………………………………………………………………….. 35
2.2 Разработка структурной схемы системы управления модернизированного прошивного стана ТПА-140………………………………….. 46
2.3 Выбор основных технических средств системы управления……….. 47
2.4 Разработка схемы электрическсой соединений ситемы управления..58
2.5 Разработка подсистемы жидкой смазки………………………………. 60
3 Разработка алгоритмического и программного обспечения………… 65
3.1 Определение состава входных и выходных сигналов……………….. 65
3.2 Разработка алгоритма управления модернизированным прошивным станом ТПА-140………………………………………………………... 68
3.3 Разработка программы управления прошивного стана ТПА-140…... 72
4 Технико-экономическое обоснование проекта………………………. 86
4.1 Функционально-стоимостной анализ проектируемой системы управления……………………………………………………………
4.2 Расчет периода окупаемости и экономическая оценка проекта…….. 91
Заключение……………………………………………………………... 94
Список используемых источников……………………………………. 95
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Дипломное проектирование: Методические указания по подготовке и защите выпускной квалификационной работы студентами очной и заочной форм обучения направления 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» (направленность «Автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении)» /Сост. зав. Кафедрой АПП, к.т.н. О.В. Дмитриева, – Курган: Изд-во Кург. гос. ун-та, 2017.
Пухов А.С. Проектирование автоматизированных технологических систем : учебное пособие : [для студентов направления подготовки 220700.62 "Автоматизация технологических процессов и производств"] / А.С. Пухов ; Министерство образования Российской Федерации, Курганский государственный университет. - Курган: Издательство Курганского государственного университета, 2013. - 191, [1] с.: ил., табл. - Библиогр.: с. 161-171. - ISBN 978-5-4217-0243-6.
АСУТП ТПА 140 БАС-54 Участок прошивного стана: Техническое описание / Уралчерметавтоматика. – изд. 1975
SIMATIC Программируемые контроллеры S-400: Справочное руководство / SIMENS AG. – изд. 1998.
SIMATIC HMI Панель оператора OP270: Справочное руководство / SIMENS AG. – изд. 1998.
SIMATIC HMI Среда программирования ProTool: Руководство пользователя / SIMENS AG. – изд. 1998.
SIMATIC LAD для S-400,S-300 Программирование : Справочное руководство/ SIMENS AG. – изд. 1998.
SIMATIC Конфигурирование аппаратуры и проектирование соединений в STEP 7: Руководство пользователя / SIMENS AG. – изд. 1998.
SIMATIC Конфигурирование аппаратуры и проектирование соединений в STEP 7: Руководство пользователя / SIMENS AG. – изд. 1998.
SIMATIC Программирование в STEP 7: Руководство пользователя / SIMENS AG. – изд. 1998.
Данченко В.Н., Коликов А.П., Романцев Б.А., Самусев C.B. Технология трубного производства; М, интермет-инжениринг. 2002 г. 640 с.
Трубопрокатные агрегаты с прошивным станом относятся к числу наиболее распространенных для производства бесшовных горячекатаных труб. На таких агрегатах производят свыше 30 % всех горячекатаных труб. Широкое распространение станы подобного типа или различные их модификации получили и в зарубежной практике (США, Западная Европа, Япония и др.) благодаря ряду технологических достоинств:- высокой маневренности, позволяющей в короткий промежуток времени осуществить переход с одного типоразмера прокатываемых труб на другой;- универсальности, обеспечивающей производство труб широкого сортамента из разнообразных марок сталей и сплавов (по сравнению с другими способами производства на указанных агрегатах можно прокатывать трубы в наиболее широком диапазоне варьирования отношения диаметра трубы к толщине стенки D0/S0, изменяющегосяот 4-5 до 40-45);- относительно высокой производительности при удовлетворительном качестве труб (годовой объем производства в зависимости от типа агрегата составляет 150—400 тыс. т, а расходный коэффициент металла 1,06— 1,15 в зависимости от марочного состава сталей);- высокой степени механизации и автоматизации производственного процесса.