Модернізація лабораторного прокатного стана 150 для формування у студентів навичок дослідження об'єкта автоматизації
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: Дослідження роботи автоматизованих систем управління з застосуванням компьютерів в значної мірі дозволяє скоротіти час, але не дає повного представлення роботи системи на реальному об’екті. Тому застосування реальних об’єктів для дослідження систем управління в навчальному процесі є доцільним і корисним. Метою дослідження є модернізація лабораторного прокатного стана 150, призначеного для про-катки свинцю, олова та пластиліну, і оснащення його датчиками і виконавчими механізмами. В роботі виконано заміну ручного натискного пристрою прокатної кліті автоматизованим, для чого додатково встановлений черв’ячний редуктор, що дозволило збільшити загальне передатне число до 94,5. Переміщення натискних гвинтів здійснюється від двигуна змінного струму, який управляється за допомогою панелі оператору DOP-103BQ і частотного перетворювача MS-300 з вбудованим ПЛК. Як датчик переміщення застосували фотоімпульсний датчик ПДФ-3. Встановлене обладнання та розроблене програмне забезпечення для панелі оператора і ПЛК забезпечилі високу точність встановлення натискних гвинтів в задане положення. Додаткове було розроблено програмне забезпечення для вимірювання енергосилових параметрів процеса прокатки: сили прокатки і електричних параметрів двигуна постійного струму привода прокатної кліті. Вимірюівання енергосилових параметрів і розмірів прокату до и після прокатки дозволило визначити жорсткисть кліті і прокату, що необхідно для розрахування коефіцієнтів передачи автоматизованої системи настройки прокатної кліті.
RUS: Выполнена модернизация лабораторного прокатного стана 150 для выполнения студентами исследований состояния как объекта автоматизации. Дополнительно на нажимное устройство были установлены редуктор с двигателем переменного тока, фо-тоимпульсний датчик положения нажимных винтов, месдози. Для управления двигате-лем применили панель оператора HMI DOP-103BQ, частотной преобразователь MS-300с встроенным ПЛК. Разработаное программное обеспечение для панели оператора и ПЛК обеспечило перемещения нажимных винтов в заданное положение с требуемой точностью. Для исследования процесса прокатки разработано программное обеспечение, которое осуществляет измерение силы прокатки, электрических параметров двигателя прокатной клети и отображение on-line измеряемых параметров на экране монитора. Измеряемые параметры сберегаются и могут быть конвертированы в Exel-файлы.
ENG: Studying the operation of automated control systems using computers significantly reduces the time, but does not give a complete picture of the system on a real object. Therefore, the use of real objects for the study of control systems in the educational process is appropriate and useful. The purpose of the study is to modernize the laboratory rolling mill 150, designed for rolling lead, tin and plasticine, and equip it with sensors and actuators. The manual pressure device of the rolling stand was replaced by an automated one, for which an worm gearbox was additionally installed, which allowed to increase the total gear ratio to 94.5. The thrust screws are moved from the AC motor, which is controlled by the DOP-103BQ operator panel and the MS-300 frequency converter with built-in PLC. As a displacement sensor used photopulse sensor PDF-3. The installed equipment and the developed software for the operator panel and the PLC provided high accuracy of installation of pressure screws in the set position. Additionally, software was developed to measure the power parameters of the rolling process: the rolling force and the electrical parameters of the DC motor of the drive of the rolling stand. The software allows you to configure the board, ie select the type of board, the channels used to measure voltage signals, select measurement ranges, signal color on the graph, signal polling frequency, number of points to display on the graph, parameters of graph coordinate axes. In the process of measurement, the output of signals to the monitor screen is performed simultaneously. Before rolling, the measurement process is started using the keyboard or mouse and the change of parameters is displayed on the screen in real time. At the end of the rolling process, the measurement stops, and the graphs of parameter changes over time remain on the monitor screen, which allows you to quickly analyze the process. The measurement results can be saved in an Excel file and then the file can be viewed. The file stores: the time of measurement of parameters and the values of parameters those were measured. Measurement of power parameters and sizes of rolled products before and after rolling allowed to determine the stiffness of the stand and rolled metal, which is necessary to calculate the transmission coefficients of the automated tuning system of the roll-ing stand.
RUS: Выполнена модернизация лабораторного прокатного стана 150 для выполнения студентами исследований состояния как объекта автоматизации. Дополнительно на нажимное устройство были установлены редуктор с двигателем переменного тока, фо-тоимпульсний датчик положения нажимных винтов, месдози. Для управления двигате-лем применили панель оператора HMI DOP-103BQ, частотной преобразователь MS-300с встроенным ПЛК. Разработаное программное обеспечение для панели оператора и ПЛК обеспечило перемещения нажимных винтов в заданное положение с требуемой точностью. Для исследования процесса прокатки разработано программное обеспечение, которое осуществляет измерение силы прокатки, электрических параметров двигателя прокатной клети и отображение on-line измеряемых параметров на экране монитора. Измеряемые параметры сберегаются и могут быть конвертированы в Exel-файлы.
ENG: Studying the operation of automated control systems using computers significantly reduces the time, but does not give a complete picture of the system on a real object. Therefore, the use of real objects for the study of control systems in the educational process is appropriate and useful. The purpose of the study is to modernize the laboratory rolling mill 150, designed for rolling lead, tin and plasticine, and equip it with sensors and actuators. The manual pressure device of the rolling stand was replaced by an automated one, for which an worm gearbox was additionally installed, which allowed to increase the total gear ratio to 94.5. The thrust screws are moved from the AC motor, which is controlled by the DOP-103BQ operator panel and the MS-300 frequency converter with built-in PLC. As a displacement sensor used photopulse sensor PDF-3. The installed equipment and the developed software for the operator panel and the PLC provided high accuracy of installation of pressure screws in the set position. Additionally, software was developed to measure the power parameters of the rolling process: the rolling force and the electrical parameters of the DC motor of the drive of the rolling stand. The software allows you to configure the board, ie select the type of board, the channels used to measure voltage signals, select measurement ranges, signal color on the graph, signal polling frequency, number of points to display on the graph, parameters of graph coordinate axes. In the process of measurement, the output of signals to the monitor screen is performed simultaneously. Before rolling, the measurement process is started using the keyboard or mouse and the change of parameters is displayed on the screen in real time. At the end of the rolling process, the measurement stops, and the graphs of parameter changes over time remain on the monitor screen, which allows you to quickly analyze the process. The measurement results can be saved in an Excel file and then the file can be viewed. The file stores: the time of measurement of parameters and the values of parameters those were measured. Measurement of power parameters and sizes of rolled products before and after rolling allowed to determine the stiffness of the stand and rolled metal, which is necessary to calculate the transmission coefficients of the automated tuning system of the roll-ing stand.
Description
О. Потап: ORCID 0000-0001-8643-0228; І. Маначин: ORCID 0000-0001-9795-6751; М. Рибальченко: ORCID 0000-0001-5162-5201
Keywords
лабораторний прокатний стан 150, натискний пристрий, панель оператора, частотний перетворювач, програмований логічний контролер ПЛК, сила прокатки, енергосилові параметри, КАВП
Citation
Зінченко М. Д., Потап О. Ю., Рибальченко М. О., Маначин І. О. Модернізація лабораторного прокатного стана 150 для формування у студентів навичок дослідження об'єкта автоматизації. Системні технології. Дніпро, 2021. Т. 3. № 134. С. 87–98. DOI: 10.34185/1562-9945-3-134-2021-10.