Реферати

Реферат: Розробка системи синхронізації положення траверси гідравлічного преса зусиллям 75000тс

Аналіз заходів, спрямованих на підвищення економічної ефективності "Торгово-Технічного будинку ОАО "Татнефть". Особливості експлуатації нафтопромислового устаткування в умовах пізньої стадії розробки родовищ. Технологія використання труб з полімерним покриттям. Аналіз економічної ефективності роботи торгово-технічного будинку ОАО "Татнефть".

Загальне поняття про конструктивізм і його джерела. Вивчення особливостей конструктивізму як одного з напрямків в архітектурі радянського періоду, що відобразився також в образотворчому, прикладний^-прикладнім-прикладному-декоративно-прикладному мистецтві і фотографії. Характерні ознаки стилю: строгість, геометризм, лаконічність форм.

Розробка заходів щодо збільшення прибутку організації (на прикладі ТОВ "Август"). Теоретичні і нормативно-правові аспекти прибутку як фінансового показника розвитку виробництва, задоволення господарських нестатків і соціальних потреб працівників. Економічна ефективність заходів щодо збільшення доходів турфирми "Август".

Операції на венах: історія, сучасний стан питання. Показання і техніка сучасних хірургічних утручань на центральних венах. Визначення значення операцій на венах у сучасній судинній хірургії. Особливості ендоваскулярной хірургії (рентгенохирургії, інтервенційної радіології). Минифлебектомия - метод видалення варикозних вен без розрізів, через маленькі проколи шкіри.

Вивчення основних пристроїв сучасного ПК. Характеристика компонентів системного блоку: мікропроцесора, материнської плати, оперативної пам'яті, твердого диска, CD-DVD приводу, відеокарти і блоку харчування. Вивчення принципу роботи монітора, комп'ютерної клавіатури і механічного маніпулятора миші.

1 АНАЛІЗ ОБ'ЄКТА ПРОЕКТУВАННЯ

В даній курсовій роботі розроблена система синхронізації положення траверси гідравлічного преса зусиллям 75000тс. Необхідність розробки такої системи пояснюється тим, що в процесі штампування через ексцентричне навантаження преса відбувається перекіс траверси відносно нижнього штампу із заготівлею. Через перекоси траверси з'являється клиновидность заготівель, що отримуються, т. е. гіршають їх якісні параметри, потрібно додаткова обробка в механічному цеху, що веде до підвищення витрат на виробництво продукції. Причини виникнення ексцентриситету навантаження: несиметричність форм виробів, що штампуються, нерівномірний нагрів заготівлі, нерівномірне охолодження через специфіку форми виробу. Т. до. дані причини є незмінюваними, то підтримка параллельности траверси відносно стола необхідно здійснювати за допомогою системи синхронізації.

Модернізація системи синхронізації дозволить отримувати штамповані заготівлі високої точності, знизиться об'єм робіт по подальшій обробці деталей, знизиться час обробки заготівель, підвищиться продуктивність, а отже собівартість виробів, що отримуються буде нижче. Т. про. економічний ефект від використання системи синхронізації траверси преса очевидний.

Система синхронізації, що Є на пресі заснована на застосуванні синхронізуючих циліндрів, розташованих в нижній частині траверси. Робота заснована на принципі гідравлічного стеження. При появі перекосу поперечини преса, збільшений тиск в одному синхронізуючому циліндрі підвищує тиск в іншому до вирівнювання траверси. Але в процесі експлуатації такої системи виявили її малу надійність і точність. У сучасних умовах вимоги до точності заготівель, що отримуються зросли, тому з'явилася необхідність в розробці нової системи синхронізації положення траверси.

Малюнок 1.1 - Схема системи обмеження перекосу жвавої поперечини преса 750 МН

Для розробки системи синхронізації положення траверси приведемо необхідні технічні характеристики гідравлічного преса.

Прес має дванадцять робочих циліндрів з діаметром поршня 1520 мм.

Номінальне зусилля - 750 МН, досягається за рахунок тиску всіх 12 циліндрів і власної ваги траверси 5000т (50 МН).

За рахунок різної подачі робочої рідини в групи циліндрів можливий набір зусилля від 50 до 750 МН.

Прес має привід від двухсекционной насосно-акумуляторної станції (тиск 20 і 32 МПа).

Хід траверси - 2000 мм.

Діапазон швидкостей траверси при робочому ході: 0,2 - 30 мм/з.

Зворотний хід поперечини здійснюється спеціальними поворотними циліндрами.

Система синхронізації діє за принципом зміни зусилля в робочих циліндрах при перекосі траверси за допомогою регулювання кількості поступаючої в них рідини. Дане регулювання можна здійснювати різними способами. Розробка нової системи синхронізації має намір відмовитися від синхронізуючих циліндрів, а використати як останні чотири крайніх робітників. Ця можливість зумовлена тим, що в крайніх робочих циліндрах при будь-якому рівні зусилля преса робочий тиск 32 МПа. При цьому в момент появи перекосу необхідно зменшити подачу рідини в крайньому гидроцилиндре і відновить її при зникненні перекосу.

Достоїнства такої підтримки траверси в бесперекосном горизонтальному положенні під час робочого ходу при ексцентричному навантаженні преса в тому, що звільняється робочий простір в нижній частині траверси, можлива більш точна підтримка необхідного тиску штампування.

Регулювати витрату в робочих (що синхронізують) циліндрах можна за допомогою напірного клапана, який включає в свій склад гидроцилиндр, переміщення поршня якого регулює витрату рідини через клапан в робочу гидроцилиндр. Т. про. стоїть задача проектування системи управління переміщенням поршня циліндра напірного клапана в залежності від величини перекосу поперечини преса.

Структурна схема системи синхронізації траверси представлена на малюнку 1.2.

Малюнок 1.2 - Структурна схема синхронізації траверси преса

Регульованим об'єктом є траверса преса. Як чутливий елемент використовуємо датчик положення. Як підсилювально- перетворюючий пристрій застосуємо дросселирующий розподільник. Регулюючий орган - гидроцилиндр напірного клапана.

Важливий елемент алгоритму роботи системи синхронізації - визначення залежності величини витрати рідини в робочому циліндрі від положення траверси. Для цього необхідно ввести в схему контроллер, який буде обробляти інформацію з датчиків положення і видавати сигнали на установку положення золотників у відповідних дросселирующих розподільниках. У результаті керовані клапани будуть відкриватися і закриватися на необхідну величину, подаючи в синхронізуючу гидроцилиндри певну подачу робочої рідини.

Витрата рідини в кожному синхронізуючому циліндрі справляється окремо, по два циліндри на одну насосну установку. Це рішення зумовлене конструктивними особливостями гідравлічного преса. Насосні установки розташовуються у верхній частині преса, безпосередньо поблизу напірних клапанів, регулюючих витрату в синхронізуючих циліндрах. Таким чином запобігаються втрати тиску по довжині трубопровода і в місцевих гідравлічних опорах. Два крайніх циліндри зліва справляються від однієї насосної установки, два крайніх циліндри праворуч - від іншої. При цьому підвищується надійність експлуатації системи синхронізації, т. до. при аварійних ситуаціях, таких як відмова в роботі привідний електродвигуна, є можливість за допомогою другої насосної установки повернути гидроцилиндри в початкове положення. Т. про. відмова в роботі системи обмеження перекосу не вплине істотного чином на функціонування всієї системи.

Для підвищення надійності роботи системи синхронізації необхідно передбачити можливі аварійні ситуації. У основному це підвищення тиску при виході з ладу гидроаппаратури. При цьому необхідно сигналізувати про підвищення тиску у відповідних точках схеми і при необхідності відключити привідний електродвигун для запобігання аварійним ситуаціям.

Першочерговою задачею при розробці системи синхронізації положення траверси преса є розрахунок керованого впускного клапана, т. до. даний гидроаппарат не є типовим і не має довідкових даних. Після розрахунку впускного клапана необхідно для нього спроектувати систему управління, розрахувати і вибрати гидроаппаратуру. Для контролю положення траверси вибрати датчики положення і спроектувати схему сполучення цих датчиків з вибраним микроконтроллером. У алгоритмі роботи необхідно врахувати сигнали з датчиків аварійних ситуацій.

Побудова динамічної моделі системи синхронізації дозволить отримати її перехідної процес і оцінити об'єкт управління на стійкість і швидкодію.

Функціональна схема системи синхронізації приведена на малюнку 1.3. Схема розроблена в пакеті AUTOCAD2000.

Малюнок 1.3 - Функціональна схема системи синхронізації положення траверси преса

2 ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ СИНХРОНІЗАЦІЇ

2.1 РОЗРАХУНОК ВПУСКНОГО КЕРОВАНОГО КЛАПАНА

Принципова схема клапана представлена на малюнку 2.1.

Малюнок 2.1 - Впускний керований клапан гідравлічного преса

1-5 - клапан; 6 - втулка; 7 - отвори; 8 - ущільнення; 9 - кришка; 10 - пружина; 11 - покажчик.

Прохідний перетин клапана:

де Fпл- площа поршня циліндра, що обслуговується даним клапаном;

uпл- швидкість поршня;

uк- швидкість руху рідини через клапан.

При тиску рідини р=20-32Мпа uкдля клапанів вибирають до 20-30 м/з.

Тоді діаметр умовного проходу і діаметр клапана:

Виходячи з отриманого діаметра основного клапана приймаємо діаметр розвантажувального клапана d1=22м, а діаметр штока клапана відповідно d2=12 мм.

Для клапана зусилля для підйому штока визначається по формулі:

де d1- діаметр розвантажувального клапана;

d2- діаметр штока клапана;

Т - сила тертя в манжетах;

П - зусилля пружини.

Нехтуючи силами тертя і зусиллям пружини знайдемо необхідне зусилля:

Звичайна величина підйому розвантажувального клапана 4мм.

2.2 ВИБІР ВИКОНАВЧОГО ГИДРОЦИЛИНДРА

Для регулювання потоком рідини в синхронізуючих циліндрах гідравлічного преса застосований напірний клапан, для його підйому використовуємо гидроцилиндр виходячи з наступних умов:

де і - відповідно паспортне і задане значення штовхаючого номінального зусилля на штоке;

і - відповідно паспортне і задане значення максимального ходу штока гидроцилиндра;

і - відповідно паспортне і задане максимальні значення швидкості руху штока.

Вибираємо гидроцилиндр з одностороннім розташуванням штока ЦРГ25Х12, що має технічну характеристику:

D=25 мм; d=10 мм; =6 мм; =7400 Н; =1,5; =0,95; m=1,88 кг при номінальному тиску.

=7400 Н > =2512Н;

=1,5 > =0,1;

=6 мм > =4 мм.

Для вибраного типоразмера гидроцилиндра визначаємо розрахункові значення необхідного перепаду тиску і об'ємної витрати рідини на вході в гидроцилиндр і - на виході.

Ефективні площі поршня:;.

Необхідний перепад тиску:.

Т. до. закриття і відкриття клапана повинно пройти в мінімальний короткий час, то враховуючи мінімальний час спрацювання дросселирующего розподільника 0,04 з необхідна задана швидкість

uз=4/0,04=0,1м/з.

Витрата рідини:;.

де - необхідний перепад тиску,;

- тиск в нагнетательной порожнині гидроцилиндра,;

- тиск в зливній порожнині гидроцилиндра, (при виборі гидроцилиндра передбачається, що );

- діаметр поршня гидроцилиндра, м;

- діаметр штока гидроцилиндра, м;

- механічний КПД гидроцилиндра;

і - відповідно об'ємні витрати рідини на вході (в нагнетательном трубопроводі) і на виході (в зливному трубопроводі) гидроцилиндра,.

2.3 ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ТРУБОПРОВОДІВ

Гідравлічний розрахунок трубопроводів полягає у виборі оптимального внутрішнього діаметра труби і у визначенні втрат тиску по довжині трубопровода.

Розрахункове значення внутрішнього діаметра труби

де Q-розрахункова об'ємна витрата рідини в трубопроводі,

[u]-швидкість руху рідини, що допускається,

- діаметр труби, м.

Швидкість руху рідини, що Допускається в нагнетательном трубопроводі гідроприводу вибирається за нормативними даними, в залежності від розрахункового перепаду тиску р на виконавчому органі приводу [u](=3м/з)..

З довідкової літератури [1] вибираємо внутрішній діаметр бесшовной холоднодеформируемой труби так, щоб дійсний внутрішній діаметр труби був рівний розрахунковому значенню або більше нього, т. е.

Приймаємо бесшовние холоднодеформируемие труби на нагнетательном і зливному трубопроводі:

труба що має зовнішній діаметр 16 мм, товщину стінки 2 мм і внутрішній діаметр мм.

Визначаємо дійсну швидкість руху рідини в нагнетательном і зливному трубопроводах:

де Q- об'ємна витрата рідини в трубопроводі,

Втрата тиску при русі рідини по нагнетательному трубопроводу (дільниця АБ) і зливному трубопроводу (дільниця ВГ) визначається:,

де - втрата тиску, - коефіцієнт опору;

- густина робочої рідини,; - довжина дільниці трубопровода, - внутрішній діаметр вибраної труби, - дійсна швидкість руху рідини по дільниці трубопровода,

Коефіцієнт опору;

,

де - число Рейнольдса.

Число (критерій) Рейнольдса;

де - кінематичний коефіцієнт в'язкості робочої рідини (масло І-20А),.

2.4 ВИБІР ГИДРОАППАРАТУРИ І ВИЗНАЧЕННЯ ВТРАТ ТИСКУ

Гідравлічна апаратура вибирається з довідника при дотриманні наступних умов:

де і - відповідно номінальний паспортний тиск гидроаппарата і розрахунковий перепад тиску на виконавчому органі приводу;

і - відповідно номінальна паспортна об'ємна витрата гидроаппарата і розрахункова максимальна витрата на вході до виконавчого органу приводу.

Для вибраного типоразмера гидроаппарата визначається дійсна втрата тиску при проходженні розрахункової витрати через гидроаппарат:

де - паспортне значення втрати тиску при проході через гидроаппарат номінальної паспортної витрати;

- дійсне значення витрати, що проходить через гидроаппарат.

1. Запобіжний клапан ПКПД10-20, що має технічну характеристику:

номінальний тиск - 20×106 > 5,4×106;

номінальна витрата - 6,7×10-4 > 0,98×10-4;

втрата тиску - 0,25×106;

об'ємна витрата витоків - 2×10-6;

діаметр умовного проходу - 0,01 м;

маса - 4,5 кг.

Втрата тиску рідини при проходженні каналів запобіжного клапана:.

2. Дросселирующий розподільник з пропориональним електричним управлінням РП6, що має технічну характеристику:

номінальний тиск - >;

номінальна витрата - > 0,49×10-4;

втрата тиску - 1,2 ×106;

об'ємна витрата витоків - 2,5×10-6;

мінімальний час спрацювання - 0,04 з;

діаметр умовного проходу - 6×10-3м;

діаметр золотника - 9×10-3м;

максимальне зміщення золотника - 1×10-3м;

діаметр сопла - 0,4×10-3м;

максимальне зміщення заслонки - 0,4×10-3м;

маса - 0,5 кг.

Втрата тиску рідини при проходженні каналів гидрораспределителя:.

3. Двосторонній гідравлічний замок ГМ3 6/3, що має технічну характеристику:

номінальний тиск - >;

номінальна витрата - > 0,49×10-4;

втрата тиску - 0,3×106;

об'ємна витрата витоків - 0,6×10-6;

діаметр умовного проходу - 0,006 м;

маса - 0,8 кг.

Втрата тиску рідини при проходженні каналів гідравлічного замка:.

4. Фільтри, що мають технічні характеристики:

приймальний фільтр ФВСМ32:

номінальна витрата - 6,7×10-4 > 0,98×10-4;

втрата тиску - 0,007×106;

діаметр умовного проходу - 0,032 м;

точність фільтрації - 80мкм;

маса - 4кг.

напірний фільтр 1ФГМ32:

номінальний тиск - 32×106 > 9,12×106;

номінальна витрата - 5,3×10-4 > 0,98×10-4;

втрата тиску - 0,08×106;

діаметр умовного проходу - 0,022 м;

точність фільтрації - 10мкм;

маса - 5кг.

зливний фільтр ФС25:

номінальний тиск - 0,63×106;

номінальна витрата - 4,2×10-4;

втрата тиску - 0,1×106;

діаметр умовного проходу - 0,02 м;

точність фільтрації - 25мкм;

маса - 1,9 кг.

Втрата тиску рідини:;.

5. Реле тиску ВГ62-11, що має технічні характеристики:

контрольований тиск - 1..20МПа;

об'ємні витрата витоків 0,8×10-6;

маса - 2,3 кг.

Сумарні втрати тиску при проходженні рідини як в нагнетательном, так і в зливному трубопроводах складаються з втрат тиску по довжині трубопровода і в гидроаппаратуре, встановленій в трубопроводах, що розглядаються.

Оскільки дільниці опору сполучаються послідовно, то сумарні втрати в нагнетательной або зливної лініях гидросистеми визначаються алгебраїчним підсумовуванням всіх втрат тиску в елементах трубопровода.

Сумарні втрати тиску в нагнетательном трубопроводі

(0,002+0,0053+2×0,065+2×0,003+0,003)×106=

=0,143×106.

Сумарні втрати тиску в зливному трубопроводі

(0,0016+2×0,065+2×0,003+0,004)×106=0,142×106.

2.5 ВИБІР ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ

Вибрати з довідника джерело живлення гидросистеми з необхідними параметрами можна тільки після визначення розрахункових значень необхідних тиску і витрати на виході з насосної установки.

Т. до. як виконавчий орган використовується гидроцилиндр з одностороннім розташуванням штоков, то розрахунковий тиск на виході з насосної установки визначається:

0,143×106+2×5,4×106+0,142×106=11,1×106.

Розрахункова витрата на виході з насосної установки:,

де - розрахункове значення витрати на вході до виконавчого органу;

- сумарна витрата витоків рідини через капілярні щілини кінематичних пар гидроаппаратов, встановлених в нагнетательной лінії (внутрішні витоки апаратів);

- витрата, затрачена на функціонування регуляторів потоку.

=2×0,49×10-4+2×10-6+3×0,8×10-6+2×0,6×10-6+2×2,5×10-6=

=1,09×10-4.

Як джерело живлення вибираємо пластинчатий насос з нерегульованим робочим об'ємом при дотриманні наступних умов:;,

де і - відповідно паспортні номінальні значення тиску і продуктивність (подачі) насоса на виході.

Вибираємо пластинчатий насос з нерегульованим робочим

БГ 12-21М, що має технічну характеристику:

- номінальний тиск -;

- номінальна продуктивність -;

- робочий об'єм -;

- частота обертання ротора - 25 про/з;

- об'ємний КПД - 0,75;

- механічний КПД - 0,8;

- загальний КПД - 0,6;

- маса - 9,5 кг.

2.6 РОЗРАХУНОК НАГНЕТАТЕЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА НА МІЦНІСТЬ

Прочностной розрахунок трубопровода полягає у визначенні товщини стінки труби з умов міцності. Труба розглядається як тонкостенная оболонка, схильна до рівномірно розподіленого тиску. З достатньою для інженерної практики точністю мінімально допустима товщина стінки визначається:,

де - товщина стінки труби, м;

- розрахунковий тиск на виході з насосної установки,;

- внутрішній паспортний діаметр труби, м;

- напруження, що допускається,.

Для труб, виконаних з сталі 20,.

З довідників товщина стінки труби вибирається так, щоб дійсна товщина стінки труби дещо перевищувала розрахункове значення, т. е..

Вибираємо трубу з параметрами:

мм, мм > 0,95 мм.

2.7 ВИБІР ПРИВІДНИЙ ЕЛЕКТРОДВИГУНА

Як привідний електродвигун звичайно використовується трифазний асинхронний електродвигун з короткозамкнутим ротором общепромишленного застосування. Електродвигун вибираємо при дотриманні наступних умов:;,

де і - відповідно номінальні паспортне і розрахункове значення активної потужності на валу ротора насоса;

і - відповідно номінальні паспортні значення частоти обертання роторів електродвигуна і насоса.

Розрахункова номінальна потужність на валу ротора насоса при дроссельном регулюванні швидкості,

де - розрахункова потужність на валу ротора насоса, кВт;

- розрахункове значення номінального тиску на вихідному штуцере насоса (точка А), МПа;

- значення номінальної продуктивності (подачі) на вихідному штуцере насоса (точка А), м3/з;

- загальний КПД вибраного типоразмера насоса.

кВт.

Вибираємо трифазний асинхронний електродвигун з короткозамкнутим ротором 4А132М4У3, що має наступну технічну характеристику:

номінальна потужність - 4 кВт > 2 кВт;

синхронна частота обертання - 25 про/з==25 про/з;

маса - 100 кг.

3 РОЗРОБКА МИКРОКОНТРОЛЛЕРНОЙ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ

3.1 ВИБІР МИКРОКОНТРОЛЛЕРА

Для обробки інформації з датчиків положення, виконання алгоритму роботи і подачі керуючих сигналів на виконавчу гідравлічну апаратуру застосовуємо 28-виводний микроконтроллер PIC14000, тактова частота якого без застосування кварцового резонатора 4МГц, об'єм ОЗУ 192 байта, 22 лінії введення-висновку, об'єм ПЗУ 4Кх14.

Даний микроконтроллер - дешевий мікроелектронний пристрій, має достатні технічні характеристики для обслуговування системи синхронізації, що розробляється.

Основні функції микроконтроллера в системі, що розробляється - це опит чотирьох датчиків положення, десяти датчиків тиску, шести елементів фільтрації робочої рідини, проведення розрахунків по алгоритму роботи і видача сигналів управління на запобіжні клапани, дросселирующие розподільники і привідний електродвигуни.

Функціональна схема микроконтроллерной системи управління представлена на малюнку 3.1.

Малюнок 3.1 - Функціональна схема микроконтроллерной системи управління

3.2 ВИБІР ДАТЧИКА ПОЛОЖЕННЯ І РОЗРАХУНОК СХЕМИ СПОЛУЧЕННЯ З МИКРОКОНТРОЛЛЕРОМ

Для забезпечення вимірювання робочого діапазону переміщення траверси використовуємо закриту систему вимірювання лінійних переміщень на базі фотоелектричної лінійки LS-623 з наступними технічними характеристиками:

- робочий діапазон вимірювань - 2540мм;

- міжштриховий крок - 20мкм;

- системна точність 10мкм;

- розріз лінійки (висота х товщина) 75х37мм.

Система має прямокутні імпульси (ТТL-вихід).

Вибрана система вимірювання лінійних переміщень задовольняє всім вимогам по монтажу, габаритним розмірам і діапазону вимірювання.

Схема сполучення датчика положення з микроконтроллером являє собою набір лічильників, які вважають імпульси від датчика і через регістр-клямку передають дані в порт микроконтроллера.

Розрахунок необхідних параметрів схеми сполучення виконуємо для робочого ходу траверси при максимальній швидкості руху =30 мм/з і мінімальній швидкості руху =0,2 мм/з. Опит датчиків положення необхідно організувати через кожні 2 секунди - час перехідного процесу системи синхронізації по положенню (визначено при моделюванні системи).

З урахуванням того, що крок лінійки 0,02 мм (50 імпульсів за 1с),

при =30мм/з: за 2с кількість імпульсів від датчиків=2×30×50=3000имп.;

при =0,2 мм/з: за 2с кількість імпульсів від датчиків=2×0,2×50=20имп.

Т. про. опит датчика положення контроллер буде вести через кожні 20 імпульсів.

Для підрахунку імпульсів від датчика положення вибираємо чотирьох розрядний лічильник К555ІЄ7.

Необхідна кількість мікросхем лічильників для підрахунку 20 імпульсів - 2 шт., т. до. 20 в двійковому коді =25(два 4-х розрядних лічильника).

Для фіксування інформації на виході лічильника імпульсів використовуємо RS-тригер.

Логічний елемент "И" К555ЛИ5, сигнал на виході якого служить для установки інформації на тригері і обнулення старшого лічильника імпульсів.

У системі всього 4 датчика положення, інформація з яких поступає на один порт А микроконтроллера.

Після прочитаної інформації з тригерів микроконтроллер через порт З скидає ті тригери в 0, з яких прочитана інформація. При цьому у відповідних регістрах накопичувачах ведеться підрахунок сумарного положення траверси відносно нижнього штампу.

Принципова схема сполучення датчика положення з микроконтроллером представлена на малюнку 3.2.

Малюнок 3.2 - Принципова схема сполучення датчика положення з микроконтроллером

3.3 ПРОЕКТУВАННЯ СХЕМИ СПОЛУЧЕННЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА З ДАТЧИКАМИ АВАРІЙНИХ СИТУАЦІЙ

Сигнали з датчиків тиску і фільтруючих елементів необхідно подавати на порт введення микроконтроллера через оптрони АОТ123А для перетворення рівнів сигналу в TTL. Т. до. загальне число сигналів, що обробляються дорівнює 16, а порт введення микроконтроллера 8-разрадний, то необхідно застосувати шифратор К155ПР6. Принципова схема сполучення микроконтроллера з датчиками аварійних ситуацій приведена на малюнку 3.3.

Малюнок 3.3 - Принципова схема сполучення микроконтроллера з датчиками аварійних ситуацій

3.4 ПРОЕКТУВАННЯ СХЕМИ СПОЛУЧЕННЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА З КЕРОВАНОЮ АПАРАТУРОЮ

Керуючі сигнали з порту виведення подаються на запобіжні клапани і дросселирующие розподільники, номінальне напруження яких 24В. для сполучення сигналів застосовуємо транзисторні оптрони АОТ123Б. Сигнали управління електродвигунами через оптрони подають живильне напруження на електромагнітне реле постійного струму РЕС-6, ті, що замикають контакти якого подають напруження на електродвигун.

Принципова схема сполучення микроконтроллера з керованою апаратурою приведена на малюнку 3.4.

Малюнок 3.4 - Принципова схема сполучення микроконтроллера з керованою апаратурою

3.5 РОЗРОБКА БЛОК СХЕМИ АЛГОРИТМУ

Алгоритм роботи програми заснований на значенні положення траверси, що вимірюється за допомогою чотирьох систем вимірювання лінійних переміщень. При появі перекосу траверси свідчення датчиків положення будуть різні. Мінімальне значення всіх датчиків приймається за необхідне, визначається відхилення свідчень інших датчиків. По цим відхиленням розраховується зміна швидкості від номінального значення і відповідно необхідне зменшення витрати рідини в синхронізуючих гидроцилиндрах. По лінійній залежності витрати рідини через керований клапан від величини підйому розвантажувального клапана (величини ходу поршня керуючого гидроцилиндра), представленої на малюнку 3.5, визначається необхідне положення поршня керуючого гидроцилиндра.

Малюнок 3.5 - Графік залежності витрати рідини через клапан від ходу поршня керуючого гидроцилиндра.

Обчисливши необхідне положення поршня циліндра микроконтроллер видає керуючі сигнали на виконавчу гидроаппаратуру.

4 РОЗРОБКА ДИНАМІЧНОЇ МОДЕЛІ ОБ'ЄКТА

Після проведення розрахунків і вибору гідравлічної апаратури можлива розробка динамічної моделі системи, за допомогою якої є можливість дослідити поведінку системи в динаміці.

Для складання моделі необхідно розрахувати передавальні функції дросселирующего розподільника, робочого органу (гидроцилиндра), при необхідності коректуючих пристроїв. Очікуваний перехідної процес до встановлення значення переміщення поршня гидроцилиндра в напірному клапані - апериодический без перерегулирования, з малим часом перехідного процеса.

Гідроприводи, оснащені гидроаппаратурой з пропорційним електричним управлінням, мають стандартні вузли: електронний підсилювач - суматор БУ2110 і пропорційний магніт ПЕМ6. Передавальні функції вказаних гидроаппаратов:

Передавальна функція дросселирующего розподільника з пропорційним електричним управлінням

Дросселірующий розподільник з пропорційним електричним управлінням складається з наступних елементів: пропорційного електромагніту ПЕМ6, гідравлічного моста і циліндричного золотника, що виконує функції двох дроселів, встановлених на вході і виході з виконавчого органу приводу.

Передавальна функція гідравлічного моста із зворотним зв'язком

де Кп - коефіцієнт передачі,

Витрата через сопло при середньому положенні заслонки

де m - коефіцієнт витрати, m=0,7;

dс- діаметр сопла;

х0- максимальне зміщення заслонки;

Рк - командний тиск, що підводиться до елемента "сопло-заслонка",.

Коефіцієнти посилення:

по витраті -

по тиску -

Коефіцієнт зворотного зв'язку

Ефективна площа основного золотника

де dз- діаметр золотника.

Динамічна жорсткість потоку рідини в щілині золотника

де РА- розрахунковий тиск на виході з насоса.

Постійна часу гідравлічного моста,

де m3- маса золотника.

Відносний коефіцієнт демпфирования коливань

де f - приведений коефіцієнт в'язкого тертя,.

Передавальна функція золотника

Значення Кз визначається:

де Q - витрата, що підводиться до дросселирующему розподільника.

Отже, передавальна функція розподільника з пропорційним електричним управлінням (електрогидроусилителя)

Передавальна функція гидроцилиндра.

де Кгц - коефіцієнт передачі,

Постійна часу гидроцилиндра

де m - маса жвавих частин.

Сгц - коефіцієнт динамічної жорсткості гилроцилиндра,

де Епр - приведений модуль пружності стінок гидроцилиндра і рідини,

Lгц - довжина ходу поршня гидроцилиндра.

Відносний коефіцієнт демпфирования коливань

де f - приведений коефіцієнт в'язкого тертя,.

Передавальна функція гидроцилиндра може бути представлена:

Малюнок 4.1 - Динамічна модель системи синхронізації траверси гідравлічного преса.

Динамічна модель побудована в пакеті MATHLAB5.1, отриманий перехідної процес роботи системи при подачі керуючого впливу представлений на малюнку 4.2.

Малюнок 4.2 - Перехідної процес роботи системи

Т. про. система синхронізації як об'єкт управління є стійкою системою, час перехідного процесу менше за 1с.