1 - АСУ СГТУ | Автоматизированные ... Web viewШ кафы управления промышленных роботов fanuc r200ib. Структурно,

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ГАГАРИНА Ю.А.

Факультет Электронной техники и приборостроения

Специальность Автоматизированные системы обработки информации и управления

Кафедра Системотехника

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Разработка автоматизированной системы управления станочным участком

(тема)

Проект выполнил студент

группы АСУ-41 М.В. Аверкин

Руководитель проектак.т.н., доц. Д.Ю. Петров

Консультант по основной части, к.т.н., доцент каф. СТ Д.Ю. Петров

Консультант по экономической части, к.э.н., доц. А.В. Федоров

Консультант поБЖД, д.с.н., проф. В.С. Свечников

Допущен к защите

Протокол № от 2012 г.

Зав. кафедрой системотехники, д.т.н., проф. Ю.Б. Томашевский

Саратов – 2012

Копировал Формат А4

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ГАГАРИНА Ю.А.

Кафедра «Системотехника»

З А Д А Н И Е

на дипломное проектирование

Студенту учебной группы АСУ-41 Факультета ЭТиП Аверкину Михаилу

Васильевичу

Т Е М А П Р О Е К Т А

Разработка автоматизированной системы

управления станочным участком

Утверждена на заседании кафедры, протокол №6 от 24 января 2012 г.

Начало проектирования « 19 » марта 2012 г.

Представление оформленного проекта 04 июня 2012 г.

Дата защиты « » июня 2012 г.

Оценка защиты _______________

Секретарь ГЭК асс. каф. СТ Е.С. Барышникова


Целевая установка и исходные данные

Разработать автоматизированную систему управления станочным

участком обеспечивающую повышение эффективности его функционирования

за счет применения современных информационных технологий.

Техническое описание станков с ЧПУ.

Номенклатура станков с ЧПУ на участке металлообработки.

Руководство пользователя по языку программирования G-код.

Описание системы управления станком с ЧПУ NC Sinumerik 840sl

№п/п

Перечень чертежей, подлежащих разработке Формат Количество

1. Схема станочного участка А1 1

2. Информационная структура АСУ станочного участка

А1 1

3. Структура размещения оборудования АСУ

А1 1

4. Комплексная автоматизация TIA А1 15. Функциональная схема

станочного участкаА1 1

6. Алгоритм программы обработки изделия

А1 1

Руководитель дипломного проекта, к.т.н., доц. ______________Д.Ю. Петров( подпись)


№п/п

Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень вопросов, подлежащих

разработке)Консультанты

1.Анализ автоматизации машиностроительных

предприятий

Петров Д.Ю

2. Разработка системы управления Петров Д.Ю

3. Разработка эксплуатационной документации Петров Д.Ю

4. Технико-экономическое обоснование Федоров А.В

5. Безопасность Свечников В.С

Основная рекомендуемая литература

1. Капустин Н.М. Автоматизация машиностроения / Н.М. Капустин,

Н.П. Дьяконова, П.М. Кузнецов. - М.: Изд-во «Высшая школа», 2002. 224с.

2. Фурунжиев, Р.И. Микропроцессорная техника в автоматике. /

Р.И. Фурунжиев, Н.И. Бохан. - Минск: Ураджай, 1991. 325с.

3. Ловыгин А.А. Современный станок с ЧПУ и CAD CAM / А.А.Ловыгин,

А.В.Васильев, С.Ю.Кривцов. – М.: Изд-во «ЭльфИПР», 2006. 286 с.

4. Сосонкин В.Л. Системы числового программного управления /

В.Л.Сосонкин, Г.М.Мартинов. - М.: Изд-во «Логос», 2005. 293 с.

5. Гурьянихин В.Ф. Проектирование технологических операций обработки

заготовок на станках с ЧПУ / В.Ф.Гурьянихин, В.Н Агафонов. – Ульяновск:

УлГТУ, 2002. 60с.

Руководитель дипломного проекта, к.т.н., доц. ______________Д.Ю. Петров

( подпись)Задание принял к исполнению «___» марта 2012 г.

Студент _________________________________________________М.В. Аверкин( подпись)


УТВЕРЖДАЮРуководитель проекта

Д.т.н., проф. _________ Д.Ю. Петров« » _____________2012 г.

К заданию на дипломный проект

К А Л Е Н Д А Р Н Ы Й Г Р А Ф И К

№ п/п

Разделы, темы и их

содержание

По плану Фактически Отметка руководителя о

выполнениидата объем в % дата объем в %

1.Подбор и изучение литературы

21.10.11 10 21.10.

11 10

2.Сбор данных по предприятию и их анализ

19.01.12 20 19.01.

12 20

3.

Формулирование цели проекта и обоснование проектных решений

31.01.12 30 31.01.

12 30

4. Разработка структуры АСУ

10.03.12 50 10.03.1

2 50

5.Разработка отчетной формы

25.03.12 70 25.03.1

2 70

6.Расчет экономической эффективности

15.04.12 80 15.04.1

2 80

7.

Описание безопасности технологического процесса

01.05.12 90 01.05.1

2 90

8.Оформление дипломного проекта

03.06.12 100 03.06.1

2 100

студент ________________________________________________М.В. Аверкин( подпись)


Лист1

КФБН 230102.65.308

Разработка автоматизированной системы управления станочным

участком

Ведомость дипломного проекта

Лит. Листов1

Кафедра СТ СГТУАСУ 41

У Д П

Лист № докум. Подп. ДатаРазраб.Пров.

Н.контр.Утв.

Аверкин М.В.Петров Д.Ю.

Барышникова Е.С.Томашевский

Ю.Б.

1

Фор

мат

Зона

Поз

. Обозначение Наименование

Кол. Приме

чание

1 Пояснительная записка Разработка системы

12 А4автоматизированногоуправлениястаночным участком

2 Электронная версия 1(диск 700 Мб)


Лист1

КФБН 230102.65.308


участком

Ведомость дипломного проекта



У Д П





Ю.Б.

1


Лист2

КФБН 230102.65.308


участком

Реферат

Лит. Листов


У Д П





Ю.Б.

1

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит 84страниц, 5 таблиц, 24 иллюстраций.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА!

Объектом разработки в данном дипломном проекте является

автоматизированная система управления станочным участком.

Целью разработки является создание автоматизированной системы

управления группой металлообрабатывающих станков.

Рассмотрена организационная структура металлообрабатывающего

участка, изучены функции, выполняемые операторами станков,

конструкторским бюро, отделом технического контроля, наладчиком.

Обоснована необходимость разработки автоматизированной системы, которая

позволит улучшить показатели работы участка в целом, повысить

производительность труда работников, сократить сроки обмена информацией

между конструкторским бюро, отделом технического контроля, наладчиком и

оператором. Позволит оперативно контролировать работу участка в целом.


Лист2КФБН 230102.65.308

Изм. Лист № докум. Подп. Дата

ABSTRACT

Explanatory Note contains 84stranits, 5 tables, 24 illustrations.

Development of an automated machine tool control section.

The object of development in this capstone project is an automated machine tool

control section.

The purpose of development is to create an automated system to manage a group

of machine tools.

We consider the organizational structure of the metal site, studied the functions

performed by operators of machine tools, design bureau, department of technical

control adjuster. The necessity of developing an automated system that will improve

the performance of the region as a whole, increase employee productivity, reduce

time exchange of information between the design office, department of technical

control, adjuster and the operator. Will allow us to control the work area as a whole.


Лист1

КФБН 230102.65.308


участком.

Аннотация



У Д П





Ю.Б.

1

АННОТАЦИЯ

Дипломный проект посвящён разработке автоматизированной системы

управления группой станков с ЧПУ.

Дипломный проект содержит 84 страницы основного текста, в том числе

5 таблиц и 25 рисунков. Графическая часть содержит 6 листов формата А1.


Лист2КФБН 230102.65.308

Изм. Лист № докум. Подп. Дата

THE SUMMARY

The degree project is dedicated to the development of an automated system to

manage a group of CNC machines.

The degree project contains 84 pages of main text, including 5 tables and 24

figures. The graphical part contains 6 sheets of A1.


Лист2

КФБН 230102.65.308

Разработка автоматизированной системы управления станочным участком

Лит. Листов


У Д П





Ю.Б.

1

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ВВЕДЕНИЕ 12

1 АНАЛИЗ АВТОМАТИЗАЦИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ

ПРЕДПРИЯТИЙ 14

1.1 Структура и продукция машиностроительного предприятия 14

1.2 Системы управления жизненным циклом изделий на машиностроительном

предприятии 18

1.3 Системы автоматизации производства на машиностроительном

предприятии 20

1.4 Промышленные протоколы связи 23

1.4 Станки с числовым программным управлением 25

1.5 Постановка задачи дипломного проектирования 31

2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 32

2.1 Разработка структуры системы автоматизации 32

2.2 Компоненты структуры системы автоматизации 34

3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 55

3.1 Программирование в G-кодах 55

4.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 63

5 БЕЗОПАСНОСТЬ 73

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81


Лист

76КФБН 230102.65.308Изм. Лист № докум. Подп. Дата

ВВЕДЕНИЕ

Функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком,

передаются приборам и автоматическим устройствам. Введение

автоматизации на производстве позволяет значительно повысить

производительность труда, сократить долю рабочих, занятых в различных

сферах производства.

До внедрения средств автоматизации замещение физического труда

происходило посредством механизации основных и вспомогательных

операций производственного процесса. Интеллектуальный труд долгое время

оставался немеханизированным. В настоящее время операции

интеллектуального труда, поддающиеся формализации, становятся объектом

механизации и автоматизации.

В основе организации производственного процесса на каждом

предприятии и в любом его цехе лежит рациональное сочетание в

пространстве и во времени всех основных, вспомогательных и

обслуживающих процессов. Особенности и методы этих сочетаний различны

в разных производственных условиях, однако есть и общие принципы:

а) специализации,

б) пропорциональности,

в) параллельности,

г) прямоточности,

д) минимума перерывов,

е) ритмичности.

Станки с ЧПУ впервые появились на рынке еще в 1955 г., их быстрое

распространение началось, однако, лишь с применением микропроцессоров.

Системы контроля качества на базе ЭВМ (Computer-aided Quality

Control — CAQ) — техническое приложение компьютеров и управляемых

компьютерами машин для проверки качества продуктов.


Лист


Система автоматизированного проектирования (Computer-aided Design

— CAD) используется проектировщиками при разработке новых изделий и

технико-экономической документации.

Планирование и увязка отдельных элементов плана с использованием

ЭВМ (Computer-aided Planning — CAP).САР - разделяется по различным

характеристикам и назначениям, по состоянию примерно одинаковых

элементов. Соединение в сеть между собой отдельных элементов происходит

по следующим правилам:

1) физическая однородность измеряемых величин;

2) однотипные каналы связей между этими элементами;

3) совместимость соединений элементов.


Лист


1 АНАЛИЗ АВТОМАТИЗАЦИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ

ПРЕДПРИЯТИЙ

1.1 Структура и продукция машиностроительного предприятия

Саратовский завод «СЕРП и МОЛОТ» в этом году отмечает 124-летие

своей производственной деятельности. Эту знаменательную дату мы

встречаем с гордостью и достоинством. Наш завод вступил на новый этап

модернизации и реконструкции. Более чем вековая история завода наполнена

различными событиями, как радостными и перспективными, так и

негативными. Тяжело пережил завод бурное время перемен и трансформаций

российского общества в последнее десятилетие 20 века. В 90-е годы 20 века в

стране начались масштабные радикальные системные преобразования.

Многие постсоветские промышленные гиганты оказались неспособными

противостоять новым требованиям внутреннего и мирового рынков,

переделам и рейдерским нападкам, что привело к прекращению их

деятельности.

Саратовский завод проявил себя как быстро адаптирующееся,

жизнеспособное предприятие, способное вовремя реагировать на

экономическую ситуацию и, при необходимости, переориентировать

производственный потенциал на новую современную волну. В начале 20 века

в эпоху бурного развития транспортных, авиационных систем наиболее

актуальным и перспективным направлением стало производство

автомобильной и авиационной продукции. Руководство завода «СЕРП и

МОЛОТ» приняло решение переориентировать производственные линии на

производство автокомпонентной продукции. Главной задачей стало

достижения уровня качества, соответствующего мировым стандартам. И нам

это удалось, что подтверждено сертификатом по международному стандарту

качества системы ГОСТ Р ИСО 9001-2008 и заключением контрактов на

поставку автокомпонентов на конвейер GM-AVTOVAZ, УАЗ и КАМАЗ.


Лист


Отработанные до мелочей технологии позволяют выпускать продукцию с

достоинством выдерживающую тяжелые условия российских дорог. Наличие

собственной конструкторско-технологической службы обеспечивает

возможность заводу проектировать, испытывать и доводить до серийного

производства изделия различного уровня сложности в кратчайшие сроки.

Продуманные технологические цепочки позволяют изготавливать детали

достаточной степени точности.

Предприятие в непростой рыночной ситуации смогло завоевать

доверие партнеров и обеспечить сборочные производства качественной

отечественной продукцией. И всё это благодаря коллективу саратовского

завода. Многие производственники это люди, которые проработали на заводе

несколько десятилетий. Они стали свидетелями и участниками всей череды

событий и перемен, которые пришлось пережить нашему предприятию. Но

они остались верны заводу даже в самые тяжелые годы деятельности

предприятия. Этот «золотой» кадровый фонд завода «СЕРП и МОЛОТ»

сегодня передает свои знания молодым специалистам и производственникам.

Молодые специалисты, в свою очередь, делятся знаниями о современных

технологических новинках, тенденциях в отрасли. Такая совместная работа

нацелена на внедрение новых эффективных моделей производства,

учитывающих инновационно-технологические и инвестиционные факторы.

Проводится серьезная работа по модернизации самих

производственных линий, обновлению станочного парка, и, самое главное,

переосмысление стиля и методов работы. Серьезное внимание уделяется

рентабельности производства, разработке эффективной ценовой политики,

повышению эффективности организации производства и управления. Это

позволяет выпускать конкурентоспособную компонентную продукцию под

знаком высокого качества. На предприятии обеспечиваются международные

стандарты ведения бизнеса. Предприятие ориентировано на создание


Лист


привлекательных условий для привлечения потенциальных заказчиков,

прямых инвесторов путем повышения качества продукции.

Воспитание нового инженерно-технического поколения, которое

займется освоением высоких технологий производства автокомпонентов с

внедрением системы контроля качества и сервиса продукции .Расширение

линейки выпускаемой автокомпонентной продукции (распределительные

валы к дизельным и бензиновым двигателям, полуоси заднего моста к

легковым автомобилям, ШРУС (передний привод) к легковым автомобилям

и микроавтобусам, карданные валы с ШРУС к легковым автомобилям и

микроавтобусам, передний привод в сборе к основным российским

автомобилям.

Предприятие производит на конвейере для отечественного автопрома

следующие виды продукции:

1. Вал распределительный 740-1006015-04,

2. Вал распределительный 740.21-1006015,

3. Тяга управления передняя 14.1703252,

4. Вал приводной с ШРУС в сборе 21214-2203012-01-0,

5. Вал приводной с ШРУС в сборе 21214-2201012-01-1,

6. Вал промежуточный в сб. в комплектации с фланцем 45.1122.08-00-00-00/

45.1122.08-01-00-02СБ,

7. Замковое соединение для НКТ 73×5,5 шифр 3000,

8. Короткое замковое соединение для НКТ 73×5,5 шифр 3004.

1.2 Системы управления жизненным циклом изделий на

машиностроительном предприятии

Процесс производства промышленных и потребительских товаров

состоит из двух миров: виртуального мира планирования работы и

физического мира производственного предприятия. Оптимизируя связь

между этими двумя областями производственного процесса можно достичь

повышения эффективности производства.


Лист


Siemens сопровождает отдельные этапы управления жизненным

циклом продукта (PLM) широким предложением программных решений и

услуг.

Оптимизированный выход CAM для СЧПУ SINUMERIK

Существенным элементом оптимизации является интеграция

CAM/ЧПУ. С NX, системой CAD/CAM/CAE для всего процесса

конструирования и производства, предлагается открытая и гибкая система

3D, с помощью которой можно оптимизировать всю технологическую

цепочку от CAD-модули до готового продукта. Она включает в себя

разработку и конструирование, а также создание чертежей, симуляцию и

производство.

С NX Вы снижаете издержки: ненужные расходы в течение всего цикла

разработки убираются; NX сокращает задержки и простои, в течение

которых разработчики ищут информацию, ожидают результатов

тестирования или ответов.

Благодаря комбинации NX CAM с интегрированным виртуальным

ядром СЧПУ SINUMERIK VNCK (виртуальное ядро ЧПУ) изготовители

могут достичь макс. точности, проверяя посредством 3D-симуляции свои

этапы обработки и машинные операции.

Виртуальный станок это комбинация ПО от Siemens PLM Software и

Siemens Motion Control. При этом реальный станок отображается как

программная модель 3D. Используется виртуальное ядро ЧПУ VNCK СЧПУ

SINUMERIK и оригинальный интерфейс управления, интегрированный в

систему симуляции RealNC от Siemens PLM.

Интеграция Siemens Motion Control Information System (MCIS в

Teamcenter PLM Software поднимает связь производственного планирования

и изготовления деталей на новый уровень. Siemens предлагает с Teamcenter и

интеграцией MCIS в производство деталей централизованную


Лист


информационную платформу для синхронизации данных виртуального и

физического миров .MCIS DNC (Direct Numerical Control).

MCIS DNC расширяет стандартную функциональность DNC через

интеграцию в Teamcenter. Эта связь предлагает непрерывный менеджмент,

контроль и защиту для параметров производства, связывая станки ЧПУ

напрямую с информацией производственного планирования. Благодаря

прямой передачи программ ЧПУ на станок можно значительно сократить

расходы на управление данными ЧПУ. Происходит безопасное управление

данными и не допускаются затратные потери данных.

Привязка системы управления инструментом MCIS TDI к Teamcenter

гарантирует, что инструменты, специфицированные при производственном

планировании являются именно теми инструментами, которые будут

использоваться на производстве. С помощью комбинации MCIS TDI и

Teamcenter можно оптимизировать загруженность станков и инструментов:

будет обеспечено наличие и подготовка запланированных для конкретного

задания инструментов. Тем самым детали изготовляются с помощью

определенных при планировании ресурсов и инструменты со станками

получают оптимальную загрузку.

1.3 Системы автоматизации производства на машиностроительном

предприятии

Программное обеспечение HMI для СЧПУ Motion Control Information System

MCIS

PROFINET - коммуникация на всех уровнях.

PROFINET - это инновационный и открытый стандарт промышленного

Ethernet для автоматизации, обеспечивающий сплошное объединение в сеть

устройств от полевого уровня и до уровня управления.


Лист


Для решений со станками протокол PROFINET обеспечивает

следующие преимущества:

1) Коммуникация в режиме реального времени. PROFINET отвечает

всем релевантным в автоматизации требованиям реального времени, включая

тактовую синхронизацию. Таким образом, PROFINET подходит и для особо

претенциозных приложений - к примеру, из области Motion Control.

2) Простое формирование сети. PROFINET базируется на технологии

коммуникационных соединений со скоростью передачи данных 100

Мбит/сек и поддерживает, наряду с обычной в локальных сетях кабельной

структуры "звезда" и линейные сетевые структуры. Это минимизирует

расходы на прокладку кабелей и обеспечивает максимальную гибкость. С

помощью беспроводной коммуникации с IWLAN открываются новые

возможности промышленного использования - включая беспроводные

управление и наблюдение.

3) Простой и быстрый монтаж с FastConnect. C помощью системы

ускоренного монтажа FastConnect для PROFINET штекеры для Ethernet могут

быстро и просто собираться на месте.

4) Стандарты IT & безопасность. PROFINET предлагает все функции

для оптимального конфигурирования и диагностики. Через Интернет

возможен доступ ко всем релевантным данным - из любого места, по всему

миру. При этом PROFINET отвечает возросшим требованиям по защите

данных и сетевой безопасности.

5) Safety Integrated. В том, что касается сплошной безопасности для

персонала, оборудования и окружающей среды, PROFINET соответствует

всем необходимым требованиям. При этом использование PROFIsafe создает

сеть для стандартной и безопасно-ориентированной коммуникации - по

одному и тому же кабелю, а также по беспроводной Industrial Wireless LAN

(IWLAN).


Лист


6) SINUMERIK и PROFINET. Комбинация SINUMERIK 840D sl и

PROFINET предлагает высокие рабочие характеристики для станков

касательно числа осей, объема данных и времени циклов.

Модульные концепции оборудования могут быть реализованы очень

просто: PROFINET обеспечивает коммуникацию, подходящую под самые

высокие требования, в режиме реального времени и IT-коммуникацию по

одной шине, а также гибкую коммуникацию с другими СЧПУ SINUMERIK

или SIMATIC и офисными приложениями.

Преимущества использования SINUMERIK и PROFINET:

высокие рабочие характеристики для Ваших станков касательно числа

осей, объема данных и времени циклов;

претенциозная коммуникация в режиме реального времени и IT-

коммуникация; одновременно по одной шине увеличение гибкости при

реализации модульных систем.

быстрому программированию и управлению, а также рентабельной

обработке. Требования к качеству высоки и должны последовательно

Решения с ЧПУ для малых производств;

изготовление маленьких или больших партий в условиях малого

производства требует хорошего планирования и четко отлаженных

процессов.

Производственные процессы и оборудование ЧПУ должны быть

согласованы друг с другом и соответствовать требованиям по простому,

выполняться от первой до последней детали - не важно, идет ли речь о

простых или сложных компонентах. Гибкость и удобство в управлении при

решении любых задач СЧПУ SINUMERIK со своими инновационными

функциями и рентабельным программированием рабочих операций с

ShopMill и ShopTurn. ПО для программирования и управления С ShopMill и

ShopTurn мы предлагаем удобные для пользователя интерфейсы

программирования и управления для фрезерных и токарных станков с ЧПУ


Лист


для маршрутных технологий. ShopMill и ShopTurn позволяют очень быстро

программировать отдельные детали и маленькие серии. Без знаний DIN/ISO

технологические этапы изготовления могут быть быстро перенесены на

технологические карты, наглядно представляющие всю технологическую

информацию по отдельным рабочим операциям. Динамические страницы

помощи позволяют вводить данные без документации. Динамическая

графика Online предотвращает ввод неправильных данных. Тестирование

программы через симуляцию. Предварительно протестированные через

симуляцию программы ЧПУ обеспечивают макс. безопасность процесса - на

основе реальных параметров инструмента. При этом деталь представляется в

2D/3D-графике с высоким разрешением. Преимущества использования

SINUMERIK для малых производств: рентабельная платформа ЧПУ для всех

решений одинаковый графический пользовательский интерфейс или его

компоненты для токарной и фрезерной обработки подходящие методы

программирования для простых и сложных деталей

1.4 Промышленные протоколы связи

Промышленная сеть — сеть передачи данных, связывающая различные

датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры и

используемая в промышленной автоматизации. Термин употребляется

преимущественно в автоматизированной системе управления

технологическими процессами (АСУТП). Описывается стандартом IEC

61158.

Устройства используют сеть для: передачи данных между датчиками,

контроллерами и исполнительными механизмами диагностики и удалённого

конфигурирования датчиков и исполнительных механизмов калибрования

датчиков питания, датчиков и исполнительных механизмов связи между

датчиками, исполнительными механизмами ПЛК и АСУ ТП верхнего уровня.

В промышленных сетях для передачи данных применяют: электрические

линии; волоконно-оптические линии; беспроводную связь (радиомодемы и


Лист


Wi-Fi). Промышленные сети могут взаимодействовать с обычными

компьютерными сетями, в частности использовать глобальную сеть Internet.

Термин полевая шина является дословным переводом английского термина

fieldbus. Термин промышленная сеть является более точным переводом и в

настоящее время именно он используется в профессиональной технической

литературе.

1 Достоинства. 2 Недостатки. 3 Виды промышленных сетей.

3.1 Промышленные сети для автоматизации зданий.

Малораспространённые в России промышленные сети автомобилей.

Достоинства в сравнении с подключением периферийного оборудования к

контроллеру отдельными проводами промышленная сеть имеет следующие

достоинства: в несколько раз снижается расход на кабель и его прокладку;

увеличивается допустимое расстояние до подключаемых датчиков и

исполнительных устройств; упрощается управление сетью датчиков и

исполнительных механизмов;

упрощается модификация системы при изменении типа датчиков,

используемого протокола взаимодействия, добавлении устройств ввода-

вывода; позволяют дистанционно настраивать датчики и проводить их

диагностику. Недостатки при обрыве кабеля: теряется возможность получать

данные и управлять не одним, а несколькими устройствами (в зависимости

от места обрыва и топологии сети; остаётся возможность автономного

функционирования сегмента сети и схемы управления). Для повышения

надёжности приходится резервировать каналы связи или использовать

кольцевую топологию сети.

Виды промышленных сетей

Физический уровень на базе асинхронного интерфейса Modbus — один из

самых известных открытых стандартов промышленных сетей. P-NET —

Электрическая спецификация P-NET основана на стандарте RS-485. LIN —

интерфейс для автомобильных систем. Промышленный Ethernet Profinet


Лист


FOUNDATION Fieldbus HSE (High Speed Ethernet) (FF H2) — вариант

промышленного Ethernet, разработанный FOUNDATION Fieldbus

(FF)EtherCATEthernet Powerlink Ether/IP SERCOS III MODBUS TCP —

разновидность известного стандарта для TCP/IP сетей. HART — стандарт

передачи данных через токовую петлю 4-20мА.FF H1 — полевой протокол,

аналог ProfiBus PA, разработанный FOUNDATION Filedbus (FF)AS-Interface

— дешёвая и помехозащищённая сеть для дискретных датчиков малой

производительности CC-Link (англ.)русск. — семейство промышленных

сетей (СС-Link, CC-Link LT, CC-Link IE), созданных при участии корпорации

Mitsubishi Electric. В настоящее время развитием этого семейства сетей

занимается международный консорциум CLPA. CAN — спецификация

физического и транспортного уровней промышленной сети для

автоматизации транспорта и машиностроения. К нему существуют

множество дополнений, уточняющих и дополняющих стандарт для

определенных задач: CANopen DeviceNet SDS — малораспространён в

России 1939 — малораспространён в России. ProfiBus — промышленная

сеть, международный стандарт, созданный с активным участием фирмы

Siemens AG, содержащий ряд профилей, например: ProfiBus DP, ProfiBus

FMS, ProfiBus PA. Ha рис. 1 представлена обобщенная сетевая структура,

показывающая в общем виде возможное использование того или иного

протокола на определенных уровнях условного промышленного

предприятия.


Лист


Рис.1. Уровни связи и типовые промышленные сети в автоматизации

1.4 Станки с числовым программным управлением

Изобретателем первого станка с числовым (программным)

управлением (англ. Numerical Control, NC) является Джон Пэрсонс (John T.

Parsons), работавший инженером в компании своего отца Parsons Inc,

выпускавшей в конце Второй мировой войны пропеллеры для вертолетов. Он

впервые предложил использовать для обработки пропеллеров станок,

работающий по программе, вводимой с перфокарт.

В 1949 году ВВС США профинансировали Parsons Inc разработку

станка для контурного фрезерования сложных по форме деталей

авиационной техники. Однако, компания не смогла самостоятельно

выполнить работы и обратилась за помощью в лабораторию сервомеханики

Массачусетского технологического института(MIT). СотрудничествоParsons


Лист


Inc с MIT продолжалось до 1950 года. В 1950 году MIT приобрел компанию

по производству фрезерных станков Hydro-Tel и отказался от сотрудничества

с Parsons Inc, заключив самостоятельный контракт с ВВС США на создание

фрезерного станка с программным управлением. В сентябре 1952 года станок

был впервые продемонстрирован публике – про него была напечатана статья

в журнале Scientific American. Станок управлялся с помощью перфоленты.

Первый станок с ЧПУ отличался особой сложностью и не мог быть

использован в производственных условиях. Первое серийное устройство

ЧПУ было создано компанией Bendix Corp. в 1954 г. и с 1955 г. стало

устанавливаться на станки. Широкое внедрение станков с ЧПУ шло

медленно. Предприниматели с недоверием относились к новой технике.

Министерство обороны США вынуждено было на свои средства изготовить

120 станков с ЧПУ, чтобы передать их в аренду частным компаниям.

Первыми отечественными станками с ЧПУ промышленного применения

являются токарно-винторезный станок 1К62ПУ и токарно-карусельный

1541П. Эти станки были созданы в первой половине 1960-х годов. Станки

работали совместно с управляющими системами типа ПРС-3К и другими.

Затем были разработаны вертикально-фрезерные станки с ЧПУ 6Н13 с

системой управления «Контур-ЗП». В последующие годы для токарных

станков наибольшее распространение получили системы ЧПУ

отечественного производства 2Р22. Аббревиатура ЧПУ соответствует двум

англоязычным — NC и CNC, — отражающим эволюцию развития систем

управления оборудованием.

Системы типа NC (англ. Numerical control), появившиеся первыми,

предусматривали использование жестко заданных схем управления

обработкой — например, задание программы с помощью штекеров или

переключателей, хранение программ на внешних носителях. Каких-либо

устройств оперативного хранения данных, управляющих процессоров не

предусматривалось. Более современные системы ЧПУ, называемые CNC


Лист


(англ. Computer numerical control), основаны на системе управления

построенной на: микроконтроллере, программируемом логическом

контроллере, управляющем компьютере на базе микропроцессора.

Аппаратное обеспечение показано на рис.2 и 3.

Рис. 2. Токарный станок с системой управления ЧПУ

Рис. 3.Корзина с контроллерами и платами обвязки Siemens Sinumerik.

На рис 3. вперед выдвинута плата энкодеров

Рис. 4 . Панель управления ЧПУ Siemens Sinumerik


http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:MoriSeikiLathe.jpg

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:CNC_Siemens_Sinumeric_008.jpg

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:CNC_panel_Sinumerik.jpg

Лист


Рис. 5. Шкафы управления промышленных роботов FANUCR200iB

Структурно, в состав ЧПУ входят: пульт оператора (или консоль

ввода/вывода), позволяющий вводить управляющую программу, задавать

режимы работы (выполнить операцию вручную (рис 4,рис 5).

Как правило, внутри шкафа пульта современной компактной ЧПУ,

размещаются её остальные части: дисплей (или операторская панель) - для

визуального контроля режимов работы и редактируемой управляющей

программы/данных (может быть реализован в виде отдельного устройства

для дистанционного управления оборудованием).

Операторская панель контроллер - компьютеризированное устройство,

решающее задачи формирования траектории движения режущего

инструмента, технологических команд управления устройствами автоматики

станка, общим управлением, редактирования управляющих программ,

диагностики и вспомогательных расчетов (траектории движения режущего

инструмента, режимов резания); ПЗУ - память предназначенная для

долговременного хранения (годы и десятки лет) системных программ и

констант; информация из ПЗУ может только считываться.

ОЗУ – память, предназначенная для временного хранения управляющих и

системных программ, используемых в данный момент. В

роли контроллера выступает промышленный контроллер, как то:

микропроцессор, на котором построена встраиваемая система;

программируемый логический контроллер; либо более сложное устройство

управления — промышленный компьютер. Важной характеристикой CNC-

контроллера является количество осей (каналов), которые он способен


http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:FANUC_R2000iB_ControlUnit.jpg

Лист


синхронизировать (управлять) — для этого требуется высокая

производительность и соответствующее ПО. В качестве исполнительных

механизмов используются сервоприводы, шаговые двигатели. Для передачи

данных между исполнительным механизмом и системой управления станком

обычно используется промышленная сеть

(например, CAN, Profibus, Industrial Ethernet). Наиболее известные системы

CNC Зарубежные, Fanuc (Япония), Sinumeric (Siemens, Германия), Heidenhain

(DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH, Германия).После того, как

составлена управляющая программа, оператор при

помощи программатора вводит ее в контроллер. Команды управляющей

программы размещаются в ОЗУ. В процессе создания или после ввода

управляющей программы оператор (в данном аспекте выполняющий роль

программиста) может отредактировать ее, включив в работу системную

программу редактора и выводя на дисплей всю или нужные части

управляющей программы и внося в них требуемые изменения. При работе в

режиме изготовления детали, управляющая программа, кадр за

кадром, поступает на выполнение. В соответствии с командами управляющей

программы, контроллер вызывает из ПЗУ соответствующие системные

подпрограммы, которые заставляют работать подключенное к ЧПУ

оборудование в требуемом режиме — результаты работы контроллера в виде

электрических сигналов поступают на исполнительное устройство —

приводы подач, либо на устройства управления автоматикой станка.

Управляющая система считывает инструкции специализированного языка

программирования (например, G-код) программы, который затем

интерпретатором системы ЧПУ переводится из входного языка в команды

управления главным приводом, приводами подач, контроллерами управления

узлов станка (например, включить/выключить подачу охлаждающей

эмульсии). Разработка управляющих программ в настоящее время

выполняется с использованием специальных модулей для систем


Лист


автоматизированного проектирования (САПР) или отдельных систем

автоматизированного программирования (CAM), которые по электронной

модели генерируют программу обработки. Для определения необходимой

траектории движения рабочего органа в целом (инструмента/заготовки) в

соответствии с управляющей программой используется интерполятор,

рассчитывающий положение промежуточных точек траектории по заданным

в программе конечным. В системе управления, кроме самой программы,

присутствуют данные других форматов и назначения. Как минимум,

это машинные данные и данные пользователя, специфически привязанные к

конкретной системе управления либо к определенной серии (линейке)

однотипных моделей систем управления. Программа для станка

(оборудования) с ЧПУ может быть загружена с внешних носителей

например, магнитной ленты, перфорированной бумажной ленты

(перфоленты), дискеты или флеш-накопителей в собственную память либо

временно, до выключения питания — в оперативную память, либо постоянно

в ПЗУ, карту памяти или другой накопитель: жёсткий

диск или твердотельный накопитель. Помимо этого, современное

оборудование подключается к централизованым системам управления

посредством заводских (цеховых) сетей связи. Наиболее распространенный

язык программирования ЧПУ для металлорежущего оборудования описан

документом ISO 6983 Международного комитета по стандартам и называется

«G-код». В отдельных случаях — например, системы управления

гравировальными станками — язык управления принципиально отличается

от стандарта. Для простых задач, например, раскроя плоских заготовок,

система ЧПУ в качестве входной информации может использовать текстовый

файл в формате обмена данными — например DXF или HPGL.


Лист


1.5 Постановка задачи дипломного проектирования

Разработать техническую структуру автоматизированной системы

управления станочным участком.

Разработать информационную структуру автоматизированной системы

управления станочным участком.

Разработать программное обеспечения на языке программирования G-

код.

Выполнить экономическое обоснование целесообразности разработки

автоматизированной системы управления станочным участком


Лист


2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

2.1 Разработка структуры системы автоматизации

Средства связи в CAM-CNC технологической цепочки, как правило,

осуществляются через формат данных: определяется DIN-ISO 66025 код,

который более чем на 20 лет назад определил основные команды G и M

кодов. Это DIN / ISO код обеспечивает совместимость между различными

системами, но и ограничивает возможности современных контроллеров

станка.

Элементы технологической цепочки CAD / CAM с помощью

виртуализации позволяют эффективно определить форму обработки простых

кодов и параметров. На контроллере эти данные анализируются и преобразуется

снова в некоторые альтернативные представления данных (рис.6).

Рис.6. Пребразование информации в CAD / CAM

В качестве аналогии приведем пример - передача файлов обработки

текстов: напечатав его, отправив его по почте, затем преобразование из

печатного вида с помощью сканера с помощью оптического распознавания

символов (OCR) системы, чтобы попытаться вернуться к документу,


Лист


компьютерный файл. Такой путь неэффективен и существует риск того, что

конечный результат не будет точно совпадать с исходным файлом.

Существует много способов, для улучшиния этой связи в системе

элементе CAM-CNC технологической цепочки (рис7).

Рис.7. CAM-CNC

В CAD / CAM, обычно используем передовые математические

определения, которые называются NURBS - для Non-Uniform Rational B-

Spline. Они являются своего рода формулой,сокращения времени от идеи до

готовой детали. Инструмент создания пути в NX CAM для такой

поверхности может быть основан на определении NURBS.


Лист


С другой стороны, в физическом мире, внутренние математические

модели контроллера SINUMERIK также основаны на архитектуре

NURBS. Каждый путь рассчитывается в системе управления движением на

основе NURBS. Эта новая архитектура, основанная на NURBS открывает

новые возможности в области передачи данных. Чтобы улучшить связь

между NX CAM и контроллером SINUMERIK с помощью NURBS

используются возможности с обеих сторон. Новая архитектура NURDS будет

передавать более сложные пути на основе NURBS инструмента

непосредственно к контроллеру и позволит избежать двойного

преобразования данных и интерпретации.


Лист


Рис.8.Комплексная Автомотизация(TIA).

Комплексная автомотизация в дальнейшем (TIA) имеет много

преимуществ; высокая производительность обработки через плавную

скорость управления, которая обеспечивает более высокую скорость подачи,

повышение эффективности использования оборудования(рис8) .Плавное

управление станком (плавное изменение скорости позволяет избежать

износа) обеспечивает повышение эффективности использования

оборудования,повышение качества обработки за счет плавного управления

скоростью (плавная равномерная непрерывная кривая) обеспечивает

достижение поставленных целей качества продукции.

Повышение точности за счет математической модели обеспечивает

достижение поставленных целей качества продукции. Уменьшение

количества брака.

2.2 Компоненты структуры системы автоматизации

Современное ПО управления SINUMERIK Operate это независящее от

технологии, многоканальное ПО управления для: управления станком,

программирования, диагностики, ввода в эксплуатацию.

Рис.9. Программное обеспечение управления SINUMERIK Operate

Оно предлагает простое, практичное управление станком в различных

производственных ситуациях. Полная техническая поддержка, создания


Лист


программ обработки деталей современным текстовым редактором с

интегрированным Program GUIDE с анимированными элементами.

Встроенный высокопроизводительный контурный вычислитель позволяет

программировать и представлять в графическом виде сложные контуры

деталей. Такие обработки, как сверление, центрование, выточка или

фрезерование карманов просто и обзорно представляются в форме рабочих

операций. С помощью симуляции 2D/3D для токарной и фрезерной

обработки можно быстро проверить программы обработки деталей.

Можно легко изменять или модифицировать интерфейс управления.

Преимущества: простая ориентация, четко разграниченные области

управления с горизонтальными и вертикальными программными клавишами,

открытие всех экранных форм для управления и программирования

нажатием нескольких клавиш, поддержка при работе, всплывающие

подсказки над каждым полем ввода интерфейса, анимированные элементы,

прочая встроенная вспомогательная информация открытость.

Современный текстовый редактор с набором полезных функций;

быстрое создание гибких программ обработки деталей ProgramGUIDE с

анимированными элементами, обеспечивает поддержку при интеграции

циклов в программы обработки, детали маршрутные технологические циклы

для токарной, фрезерной и сверлильной обработки, различные

измерительные циклы (опция): определение и обработка остаточного

материала для контурных карманов и обработки резаньем(рис9).

Автоматическое определение участков контура, которые не могут быть

обработаны большими инструментами. Целенаправленная дополнительная

обработка этих участков с помощью подходящего инструмента меньшего

размера, мощный контурный вычислитель для ввода простых и сложных

контуров, программирование рабочих операций с ShopMill/ShopTurn,

поддержка качающихся головок и поворотных столов, быстрая проверка

программ обработки деталей - встроенная симуляция 2D для токарной и


Лист


фрезерной обработки - симуляция 3D (опция) прорисовка актуальной

обработки (опция) - симуляция актуальной обработки в реальном времени

встроенное управление инструментом для одного магазина более 3 таблиц

магазинов.

Доступ к внешним программам через сетевые диски интерфейсы USB и

COM встроенное ПО для создания пользователем экранов и масок с

помощью SINUMERIK Operate Easy Screen (опция); реализация

пользователем собственных философий и концепций управления с помощью

пакета программирования SINUMERIK Operate - программной библиотеки

Qt, средства разработки Microsoft Visual Studio 2008 (C++).

Отдельное ПО управления SINUMERIK Operate может использоваться

для: PC с операционной системой Windows XP, заказные данные базовых

компонентов см. SINUMERIK 840D sl и SINUMERIK PCU 50.3.

TRANSLINE HMI для SINUMERIK 840D sl - это интерфейс управления

станками для задач управления и наблюдения в крупносерийном

производстве, к примеру, для автоматических линий, обрабатывающих

центров и сборочных конвейеров. TRANSLINE HMI унифицирует

управление станками с различными задачами и технологиями посредством

окон управления и параметрируемого навигационного меню.

Рис.10

Рис.10. Интерфейс управления TRANSLINE HMI для SINUMERIK 840D sl


Лист


Окна управления для различных технологий объединены в

функциональные группы, к примеру: функции станка, подсчет деталей,

такты, обзор деталей, тексты помощи, обзоры функции, смены инструмента,

функции ручного управления. Готовые диагностические средства позволяют

быстро локализовать ошибки при неполадке на станке.

Поддерживается различное аппаратное обеспечение и тем самым

обеспечивается оптимальное соотношение "цена-качество" для различных

приложений.

Стандартное приложение может быть легко согласовано или

дополнено, являясь тем самым оптимальным инструментом для реализации

специальных задач в конкретных проектах.

С помощью работающего на PG/PC ПО конфигурирования можно

параметрировать, конфигурировать и загружать в аппаратное обеспечение

интерфейсов управления для HMI PRO RT. Для встроенной в HMI PRO RT

диагностики ошибок процесса имеется два инструмента для диагностики.

Диагностика ошибок процесс используется в комбинации с S7-PDIAG и S7-

GRAPH. Для создания свободно проектируемых окно управления имеется

простой графический редактор. HMI Lite CE HMI Lite CE состоит из шаблона

проекта, в который с помощью WinCC flexible можно добавлять

специфические для станка или проекта окна управления. Для опционной

диагностики ошибок процесса ProAgent имеется один инструмент

диагностики. Он может использоваться в комбинации с S7-PDIAG и S7-

GRAPH.

ПО HMI-Advanced это мультитехнологическое и многоканальное ПО

управления для станков. Оно предлагает удобное и комплексное управление

станком в полиэкранном режиме.

Ввод поддерживается удобным текстовым редактором с

использованием экранных форм. Высокопроизводительный контурный

вычислитель позволяет программировать и представлять в графическом виде


Лист


сложные контуры деталей. C помощью встроенной 2D/3D симуляции для

токарной и фрезерной обработки возможна быстрая проверка программ

обработки деталей.

Рис. 11 ПО HMI-Adv

C помощью HMI-Advanced можно легко изменять и модифицировать

интерфейс управления (рис 11). С помощью встроенного редактора

интерфейс управления может быть расширен на макс. 20 экранов на

предопределенных программных клавишах в базовом исполнении. На этих

программных клавишах можно размещать специфические для станка

экранные формы, изображения или древовидные структуры управления.

Изменение и расширение поддержки программирования, к примеру,

поддержки циклов, возможно с помощью функции "Расширение интерфейса

управления". Проектирование осуществляется через простые текстовые

файлы. С помощью пакета проектирования SINUMERIK HMI WinCC flexible

2008 можно осуществлять быстрое и простое графическое проектирование

изображений.

Пакет программирования SINUMERIK HMI (с подробной Online

документацией) позволяет осуществлять собственные разработки и

концепции управления с помощью утилиты для разработки Microsoft Visual

Studio 6 или Visual базового ПО HMI. Для использования одной или

нескольких из этих возможностей для каждого PCU необходима опция


Лист


„Лицензия на копирование ОА SINUMERIK HMI". При использовании

встроенного редактора она необходима только начиная с 21 экрана.

ПО HMI-Embedded - это технологическое многоканальное ПО,

работающее на базе "встроенной операционной системы" для управления

станками (рис12). Оно предлагает удобное и комплексное управление

станком в многооконном режиме.

Рис12 HMI-Embedded

Создание программ обработки деталей поддерживается удобным

текстовым редактором с использованием экранных форм.

Высокопроизводительный контурный вычислитель позволяет

программировать и представлять в графическом виде сложные контуры

деталей. С помощью встроенной простой симуляции 2D для токарной

обработки можно быстро проверять программы обработки детали. Удобная

симуляция для фрезерования может быть заказана как опция. Интерфейс

управления без дополнительного ПО может быть расширен на макс. 20

экранов на предопределенных программных клавишах в базовом

исполнении. На этих программных клавишах можно размещать

специфические для станка экранные формы, изображения или древовидные

структуры управления. Изменение и расширение поддержки

программирования, к примеру, поддержки циклов, возможно с помощью


Лист


функции "Расширение интерфейса управления". Конфигурирование

осуществляется через простые текстовые файлы.

ShopMill - это ПО управления и программирования для фрезерных

станков, обеспечивающее удобное управление станком и простое

программирование деталей.

Рис.13.Shop Mill

ShopMill представляет собой комплексное решение СЧПУ для

фрезерной технологии в области подготовки управляющих программ

непосредственно у действующего оборудования (рис. 13).

ShopMill может использоваться на вертикальных и универсальных

фрезерных станках с макс. 12 осями (включая круговые оси и шпиндели) в

одноканальном исполнении. Из 12 осей одновременно могут быть

индицированы 3 линейные и 2 круговые оси, а также 1 шпиндель. Наряду с

обширным пакетом циклов предлагается большое количество практических

функций отладки (к примеру, измерение детали или инструмента) и функции

для обработки данных.

ShopMill имеет наглядную и удобную для пользователя функцию

управления инструментом. Для этой функции необходима ее привязка в

программе электроавтоматики станка. ShopMill поддерживает 3 различных

метода программирования: Программы в G-командах, создаваемые вне

станка (использование программ изготовления форм, подготовленных в


Лист


системах CAD/CAM); Программы в G-командах, создаваемые

непосредственно на станке (при программировании G-кода доступны все

технологические циклы); Программы рабочих операций, создаваемые

непосредственно на станке (опция).

Программирование детали осуществляется очень просто, так как для

этого существует графическая поддержка, благодаря которой не требуются

знания G-кода. ShopMill показывает программу как наглядную

технологическую карту и представляет отдельные циклы и элементы контура

в динамически меняющейся графике. При использовании PCU50.3 области

HMI-Advanced „Службы", „Параметры", „Диагностика" и „Ввод в

эксплуатацию" фиксировано интегрированы в ShopMill.

ShopTurn - это ПО управления и программирования для токарных

станков с одним суппортом, обеспечивающее удобное управление станком и

простое программирование деталей.

Рис.14 ShopTurn

ShopTurn представляет собой комплексное решение СЧПУ для

токарной технологии в области подготовки управляющих программ

непосредственно у действующего оборудования (рис.14). Наряду с

обширным пакетом циклов ShopTurn предлагает множество практических

функций отладки, к примеру, измерение детали или инструмента, и функции

обработки данных. ShopTurn может использоваться на токарных станках с


Лист


одним суппортом с макс. 12 осями (включая шпиндели и вращающиеся

инструменты) в одноканальном исполнении. Из 12 осей одновременно могут

быть индицированы 6 осей и 1 шпиндель. При этом ShopTurn поддерживает

такие опции станка, как ось С, ось Y, встречный шпиндель и качающаяся ось

В. ShopTurn имеет наглядное и удобное для пользователя управление

инструментом. Для этой функции необходима ее привязка в программе

электроавтоматики станка. ShopTurn поддерживает 3 различных метода

программирования: Программы в G-командах, создаваемые вне станка, к

примеру, при помощи систем CAD/CAM; Программы в G-командах,

создаваемые непосредственно на станке (при программировании G-команд

доступны все технологические циклы); Программы рабочих операций,

создаваемые непосредственно на станке (опция).

Программирование детали осуществляется очень просто, так как для

этого существует графическая поддержка и не требуются знания G-команд.

ShopTurn показывает программу как наглядную технологическую карту и

представляет отдельные циклы и элементы контура графически. Функция

„Manual Machine" предлагает такие функции управления, как токарная

обработка с крестовым джойстиком. Отдельные циклы обработки могут

выполняться напрямую, без создания УП. Таким образом, возможно

управление токарными станками через циклы с обработкой перед центром

вращения.

EasyMask это простой инструмент проектирования для создания окон

управления. Проектирование EasyMask осуществляется через записи в

текстовые и INI-файлы с помощью редактора ASCII. Таким образом,

пользователь легко может создавать окна управления.

EasyTrans это простой инструмент для управления блоками данных.

Различные области параметров (R-параметры, блоки данных PLC и

идентификаторы PLC) могут сохраняться в резервной копии на HMI и снова

загружаться в СЧПУ.EasyTrans может создавать, считывать и удалять


Лист


несколько резервных копий в одной директории (рис15). Возможное

конфигурирование через записи в INI-файле.

Рис.15. Easy а)Mask b) Trans

HotWin это приложение, которое дает пользователю возможность

проектирования максимально 32 окна ввода/вывода на интерфейсе

управления (рис16). Активация этих окон может осуществляться через PLC

или сигнал NCK (сигнал 0: окно скрыто, сигнал 1: окно становится

видимым).

Рис.16 HotWin

Содержания окон может проектироваться в синтаксисе HotWin.


Лист


EasyMon это приложение, позволяющее пользователю осуществлять

мониторинг путей перемещения (tool center point) в выбранной плоскости на

интерфейсе управления в режиме Online.

Система MCIS обеспечивает оптимальную интеграцию станков в

систему электронной обработки данных предприятия. Motion Control

Information System (MCIS) - ключ к увеличению производительности. С

помощью Motion Control Information System достигается увеличение

производительности и надежности станков, благодаря интеграции станков в

технологическую цепочку (рис17).

MCIS предлагает широкий спектр мощных программных модулей для

производственного оборудования, управление программами ЧПУ DNC,

управление инструментом TDI, сбор и анализ данных станка MDA/PMT/PDA

связь с верхним уровнем RPC управление техническим обслуживанием TPM

дистанционная диагностика rCs резервное копирование и архивация данных

ADDM.


Лист


Рис.17 Пример сетевого соединения.

Для производства это означает: непрерывная координация

планирования оперативного управления и исполнения; сокращение

подготовительно-заключительного времени и увеличение эффективности;

уменьшение простоя оборудования; упрощенный анализ ошибок.

Благодаря удобному электронному управлению и архивации программ

ЧПУ, станкам всего производственного участка всегда доступны актуальные

программы. Это особенно важно для производственных участков с высокой

гибкостью, разнообразием продукции и часто изменяющимися данными

ЧПУ, например, для обрабатывающих центров, специальных станков и

гибких линий.

Motion Control Information System MCIS

Рис18

Сетевое ПО на SINUMERIK. С помощью DNC Machine, СЧПУ SINUMERIK

через стандартную сеть Ethernet могут быть подключены к файловой

системе. Это служит, к примеру, для обмена программами ЧПУ между

системой программирования ЧПУ и станком с ЧПУ.

Достоинством данной системы является возможность подключении к

файловой системе UNIX что ведет к уменьшению расходов в организации

данных ЧПУ, увеличение времени работы оборудования, благодаря


Лист


сокращению подготовительно-заключительного времени; быстрое, надежное

обеспечение программами программы ЧПУ всегда доступны для

SINUMERIK в актуальном состоянии простая интеграция SINUMERIK в

стандартную сеть Ethernet благодаря вводу программы ЧПУ программистом

и автоматической передаче на SINUMeRiK не требуются манипуляции с

программой со стороны оператора на станке.

Интерфейс управления для передачи/обратной передачи программ

ЧПУ на панели оператора SINUMERIK фиксированная задача или свободная

навигация в сетевых директориях Windows или UNIX, в которых

программист сохраняет программы ЧПУ обзор программ ЧПУ, имеющихся

для станка в сетевых директориях. При этом возможна фильтрация данных,

выбор и передача отдельных или нескольких данных/файлов ЧПУ и

директорий деталей автоматическая загрузка программы в ЧПУ из сетевой

директории, прямая загрузка программ ЧПУ в СЧПУ использование

административной информации Windows (имя, длина файла, дата

создания/изменения) журнал передачи программ ЧПУ удаление данных ЧПУ

в сетевой директории и в СЧПУSINUMERIK зависящие от положения

кодового переключателя права пользователя в СЧПУ SINUMERIK

Рис19 DNC Cell/DNC Plant .

DNC Cell/DNC Plant на рисунке 19 оказывает поддержку в

администрировании программ ЧПУ. DNC Cell/DNC Plant - это ПО для


Лист


удобного управления, архивации и передачи программ ЧПУ, с помощью

которого возможно объединение в сеть как небольших, так и сложных

производственных участков ЧПУ с DNC Cell или DNC Plant.

Благодаря удобному электронному управлению и архивации программ

ЧПУ, станкам с ЧПУ всего производственного участка всегда доступны

актуальные программы. Это особенно важно для производственных участков

с высокой гибкостью и часто изменяющимися данными ЧПУ, например, для

обрабатывающих центров, специальных станков и гибких линий,

уменьшение расходов на организацию данных ЧПУ, удобное

централизованное администрирование программами ЧПУ с их

предоставлением, небольшие организационные расходы и простое

обслуживание исключают потребность в дисководе для архивации данных

ЧПУ, увеличение машинного времени и сокращение подготовительно-

заключительного времени, благодаря надежному и быстрому обеспечению

программами ЧПУ благодаря прямому запросу программ ЧПУ с панели

оператора, ЧПУ не требуются терминалы DNC на станке, недорогая,

надежная электронная архивация данных, автоматическая архивация данных

СЧПУ SINUMERIK, простая интеграция различных типов и поколений

СЧПУ, прямое подключение SINUMERIK PCU 50.3 с Windows через

стандартную сеть промышленного Ethernet(рис20).


Лист


Рис20 Прямое подключение.

DNC Cell - решение для одного рабочего места. К DNC Cell может

быть подключен один PC (одно рабочее место). Управление функциями

администрирования возможно только на этом РС.

С помощью Interface-Client DNC IFC Serial (для каждой СЧПУ) до 16

станков с ЧПУ с последовательным интерфейсом могут быть подключены к

DNC Cell. DNC Cell уже содержит интерфейсный модуль DNC IFC Serial.

Дополнительно возможна интеграция макс. еще 16 станков с ЧПУ с

поддержкой Ethernet с модулями DNC IFC SINUMERIK или DNC IFC

Filesyste. DNC Plant - решение для объединения в сеть больших

производственных установок К DNC Plant может быть подключено

несколько сотен станков с ЧПУ. Управление данными ЧПУ осуществляется

на мощном центральном сервере. С помощью программного модуля DNC

HMI (Human Machine Interface) дополнительные места управления

(многопользовательская система) могут быть установлены на Windows-PC

для управления и обслуживания программ ЧПУ. Таким образом, например,

несколько программистов или наладчиков через РС в бюро или на

производстве могут управлять программами ЧПУ.

С помощью Interface-Client DNC IFC SINUMERIK (на каждую

SINUMERIK) осуществляется интеграция СЧПУ SINUMERIK с DNC Plant

через сеть Ethernet. Дополнительно любые станки с ЧПУ с поддержкой

Ethernet с модулями DNC IFC Filesystem могут обеспечиваться программами

ЧПУ (рис21). Интеграция станков ЧПУ с последовательными портами (без

специального протокола) осуществляется через РС-станции. Таким образом,

к одной РС-станции может быть подключено до 16 последовательных

станков с ЧПУ. Для каждого подключения необходима лицензия "Interface-

Client dNc IFC Serial". PC-станция представляет собой станцию управления

на производстве. Отдельной лицензии для него не требуется. В одном


Лист


системе DNC-Plant может работать несколько PC-станций. Функция ПО для

централизованного управления и передачи программ ЧПУ на стандартном

PC (одно рабочее место) подключение ЧПУ или устройств настройки

инструмента через последовательный интерфейс с помощь DNC IFC Serial

интеграция других станков с ЧПУ через сеть Ethernet СЧПУ SINUMERIK

через стандартную сеть Ethernet с DNC IFC SINUMERIK станки с ЧПУ с

поддержкой Ethernet, которые через сетевую файловую систему могут

обеспечиваться программами ЧПУ (см. DNC IFC Filesystem) подключение

систем программирования ЧПУ через стандартную сеть, к примеру, через

Ethernet, Novell или маркерное кольцо автоматический импорт данных из

системы програмирования пользователя функциями, к примеру, индикация,

редактирование, копирование, удаление, разрешение программ ЧПУ и т.п.

передача программ через управление на PC с DNC Cell/

DNC Plant передача программ непосредственно с панели управления

ЧПУ с DNC IFC Dialog по сети автоматическая архивация данных СЧПУ

SINUMERIK сравнение программ ЧПУ/списков программ ЧПУ станков

между СЧПУ SINUMERIK и DNC Cell с помощью DNC Compare интерфейс

управления для параметрирования интерфейсов масштабируемая

конфигурация системы от небольшой локальной системы DNC (DNC Cell) до

системы всего предприятия на базе нескольких рабочих мест (DNC Plant)

сквозное объединение в сеть неоднородного станочного парка ЧПУ

различных поколений и типов СЧПУ, начиная с подготовки инструмента и

заканчивая самим производством.


Лист


Рис 21 DNC IFC File system.

С помощью DNC HMI возможно добавление к DNC Plant рабочих мест, на

которых, к примеру, программисты ЧПУ осуществляют управление своими

программами ЧПУ.

DNC HMI к DNC Plant добавляются рабочие места, к примеру, для

программистов ЧПУ, администраторов, наладчиков станков на производстве

на DNC HMI, в зависимости от права доступа, могут выполняться все

функции управления и администрирования DNC Plant уже содержит один

интерфейс управления.

К центральным задачам процесса производства на базе ЧПУ относится

управление данными инструмента (Tool Data Management). Основными

требованиями являются: непрерывное администрирование инструмента,

оптимизация расходов, сокращение расходов. Для этого используется Tool

Data Information MCIS TDI(рис22).

Рис. 22. Data Information MCIS TDI

Она делает потенциал рационализации прозрачным и эффективным и

предлагает функции, помогающие использовать имеющиеся возможности

экономии. MCIS TDI обладает необходимыми концепциями интеграции и


Лист


функциями для полного обзора используемых инструментов, для замкнутого

цикла данных в процессе производства, для: отдельных станков, гибких

автоматических линий или для всего парка станков СЧПУ с высокой

степенью автоматизации SINUMERIK 840Di sly/840D sly СЧПУ на базе

SIMATIC S7интеграции устройств подготовки инструмента или систем

управления инструментами всего предприятия. Преимущества: при

использовании Tool Data Information TDI корректные данные инструмента

всегда доступны в нужное время в нужном месте; прозрачность оборота

инструментов позволяет экономить расходы на инструмент; модульность

TDI обеспечивает оптимальное для пользователя и потребностей

использование; масштабируемое использование, начиная с отдельного станка

и до целого парка станков.

Функция TDI - это модульная система программного обеспечения, из

элементов которого можно создать решение для любой степени

автоматизации. Концепция всех модулей TDI такова, что они могут

использоваться как на отдельном станке, так и в сетевых производственных

системах, к примеру, обзор всех фактических данных инструмента может

быть показан как на отдельном станке, так и в системе управления.

Благодаря конструкции, на основе решения клиент-сервер и

использованию самых современных коммуникационных механизмов на базе

HTTP/XML возможно гибкое распределение модулей в сети с доступом к

ним с любой стороны. Это означает возможность получения актуальной

информации там, где она необходима. Интерфейсы модулей MCIS TDI

сконструированы таким образом, что они могут работать и управляться как

на базе SI-NUMERIK (функциональные клавиши), на базе PC (выпадающее

меню), так и в окружении TRANSLINE HMI PRO. Модули MCIS TDI могут

оптимально комбинировать друг с другом по выбору. Таким образом,

пользователь получает оптимальное решение своих задач. Кроме этого,

функциональность через TDI Interface Client (IFC) может быть расширена для


Лист


подключения к другим системам, например, PDA. Доступны следующие

функции: TDI Overview, обзор фактических данных инструмента через сеть

TDI Tool handling .

Управление действиями оператора при загрузке/выгрузке с

применением данных ТО от устройства подготовки инструмента TDI

Planning; планирование потребности в инструменте на основе актуальной

загрузки магазина TDI Statistic; статическая обработка использования

инструмента TDI IFC Interface Client для подключения внешних систем

управления инструментом TDI Cell; объединение имеющихся функций на

одном сервере и использование сетевых интерфейсов на базе клиента для

небольших производственных участков TDI Plant; объединение имеющихся

функций на одном сервере и использование сетевых интерфейсов на базе

клиента для больших производственных участков TDI Machine;

самостоятельный пакет функций для планирования инструмента и

подключения устройств подготовки инструмента, для отдельных станков.

TDI Toolplan Generation вспомогательный модуль для создания планов

инструмента на базе симуляции программ ЧПУ TDI Indent Connection.

Самостоятельный модуль для интеграции систем идентификации

инструмента. Программное обеспечение HMI для СЧПУ Motion Control

Information System MCIS для СЧПУ SINUMERIK предполагается, что

стандартное управление инструментом установлено. СЧПУ SINUMERIK без

стандартного управления инструментом или специфические управления

инструментом изготовителей станков могут быть сконфигурированы как

станки на базе SIMATIC S7 или должны подключаться специфически для

проекта.

У СЧПУ сторонних производителей управляемые данные инструмента

ограничиваются упрощенной структурой данных инструмента. Базовыми

условиями является пульт оператора (или СЧПУ) на базе Windows,

возможность обращения к СЧПУ через Ethernet и интерфейс с поддержкой


Лист


OPC. Если необходима возможность регистрации и управления

инструментом, размещенным в инструментальных шкафах, со стороны TDI,

то с соответствующим местом размещения должен быть согласован

интерфейс TDI-Tool handling для загрузки и выгрузки инструмента,

например, интегрированный в сеть Windows-PC. Аппаратное обеспечение PC

от Pentium IV мин. 1 Гбайт RAM; операционная система Windows 2000/XP;

аппаратное обеспечение сервера от Pentium IV, мин.1 Гбайт RAM, жесткие

диски в зависимости от других пакетов MCIS и требований заказчика (к

примеру, 3 x 36 Гбайт (Raid 5), Windows XP Professional, лицензии Client-

Access, дисковод DAT Band для архивации данных, серверная база данных).

Устройство подготовки инструмента SIMATIC S7 .С TDI Overview

предлагается наглядное представление фактических данных инструмента для

подключенных устройств и магазинов инструмента. Преимущества:

целенаправленное снижение количества инструментов, благодаря актуальной

информации о наличии инструмента; увеличение машинного времени,

благодаря своевременному определению "узких мест"; уменьшение времени

процесса, благодаря сетевой доступности данных инструмента (к примеру,

создание программы ЧПУ).

Целенаправленный поиск инструмента с использованием различных

фильтров, простые возможности изменения данных инструмента, к примеру,

увеличение стойкости, блокировка инструмента, согласование данных

инструмента. Функция - выбор компонентов установки через структуру

проводника, управление и представление инструмента из всех имеющихся

мест его нахождения, как то: инструментальные шкафы, устройства

перемещения инструментов, хранилища инструментов, удобные установки

фильтров, к примеру: заблокированные / изношенные инструменты -

инструменты на границе предупреждения, стойкость инструмента, только

занятые или свободные места, повторная установка стойкости выбранных

инструментов на 100% через функциональную клавишу, блокировка


Лист


выбранного инструмента через функциональную клавишу, возможность

адаптации и сохранения Online всех отображенных фактических данных

инструмента, используя свободно-конфигурируемые таблицы данных,

представление всех данных выбранного инструмента (подробности) с

возможностью изменения данных резцов Описание TDI (рис.23).

Рис23

С помощью ADDM возможен полный контроль SIMATIC и СЧПУ

SINUMERIK - круглосуточно и по всем версиям программ. Этот

незаменимый в современном производстве инструмент обеспечивает удобное

сохранение, сравнение и управление данными СЧПУ.

С помощью ADDM все работает на унифицированном интерфейсе

управления - все типы и форматы, от данных ЧПУ, PLC и проектирования до

ПО ЧПУ. Инструмент предлагает однозначные права доступа и интуитивно

понятное управление. При этом структура директорий всегда направлена на

производство - даже структуры сложных систем могут стать понятными за

один шаг.

Надежное и гибкое управление децентрализованными структурами

ADDM может гибко использоваться как для любой системы Client-Server и

баз данных, так и для не подсоединенных в сеть, отдельных станков. Это

означает: централизованная система УД с макс. отказоустойчивостью и

доступностью, а также эффективная архивация всех данных станка.

Эргономика: при необходимости быстрая загрузка необходимой версии.


Лист


Контролируемая, управляемая и документированная архивация, если с

системой одновременно работает несколько человек.

Целенаправленная минимизация времени простоев. На ADDM можно

положиться в любом случае - к примеру, при замене компонентов СЧПУ. В

этом случае ADDM сразу же предоставляет все необходимые данные. С

помощью одного щелчка мышью, без утомительного повторного

параметрирования и конфигурирования - и Вам все равно, идет ли речь об

отдельных программах или целых разделах жесткого диска - необходимые

данные перемещаются в нужное место.


Лист


3 РАЗРАБОТКА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

3.1 Программирование в G-кодах

G-код — условное именование языка программирования устройств с

числовым программным управлением (ЧПУ). Был создан компанией

Electronic Industries Alliance в начале 1960-х. Финальная доработка была

одобрена в феврале 1980 года как стандарт RS274D. Комитет ISO утвердил

G-код, как стандарт ISO 6983-1:1982. Госкомитет по стандартам СССР — как

ГОСТ 20999-83. В отечественной технической литературе G-код

обозначается, как код ИСО 7-бит (ISO 7-bit). Производители систем

управления используют G-код в качестве базового подмножества языка

программирования, расширяя его по своему усмотрению.[1]

Программа, написанная с использованием G-кода, имеет жесткую

структуру. Все команды управления объединяются в кадры — группы,

состоящие из одной или более команд. Кадр завершается символом перевода

строки (CR/LF) и имеет номер, за исключением первого кадра программы и

комментариев. Первый (а в некоторых случаях ещё и последний) кадр

содержит только один символ «%». Завершается программа командой M02

или M30. Комментарии к программе размещаются в круглых скобках, как

после программных кодов, так и в отдельном кадре.

Порядок команд в кадре строго не оговаривается, но традиционно

предполагается, что первыми указываются подготовительные команды,

(например, выбор рабочей плоскости), затем команды перемещения, затем

выбора режимов обработки и технологические команды. Подпрограммы

могут быть описаны после команды M02, но до M30. Начинается

подпрограмма с кадра вида Lxx, где xx — номер подпрограммы,

заканчивается командой M17.

Основные (называемые в стандарте подготовительными) команды

языка начинаются с буквы G: премещение рабочих органов оборудования с


Лист


заданной скоростью (линейное и круговое), выполнение типовых

последовательностей (таких, как обработка отверстий и резьба), управление

параметрами инструмента, системами координат, и рабочих плоскостей

максимум 4 команды в кадре.

Таблица 1

Свободные кодов

Подготовительные (основные) команды

Коды Описание

G00-G03 Позиционирование инструмента

G17-G19 Переключение рабочих плоскостей (XY, ZX, YZ)

G20-G21 Не стандартизовано

G40-G44 Компенсация размера различных частей инструмента (длина, диаметр)

G53-G59 Переключение систем координат

G80-G85 Циклы сверления, растачивания, нарезания резьбы

G90-G91 Переключение систем координат (абсолютная, относительная)

Таблица 2

Основные команды

Команда Описание Пример

G00 Ускоренное перемещение инструмента (холостой ход) G0 X0 Y0 Z100

G01 Линейная интерполяция G01 X0 Y0 Z100 F200

G02 Круговая интерполяция по часовой стрелке G02 X15 Y15 R5 F200

G03 Круговая интерполяция против часовой стрелки G03 X15 Y15 R5 F200

G04Задержка выполнения программы, способ задания величины задержки зависит от реализации системы управления

G04

G15 Отмена полярной системы координат G15 X15 Y22.5; G15;

G16 Полярная система координат (X радиус Y угол) G16 X15 Y22.5

G17 Выбор рабочей плоскости X-Y

G18 Выбор рабочей плоскости Z-X

G19 Выбор рабочей плоскости Y-Z

G40 Отмена компенсации радиуса инструмента G1 G40 X0 Y0 F200


Лист


Продолжение таблицы 2Команда Описание Пример

G41 Компенсировать радиус инструмента слева от траектории G41 X15 Y15 D1 F100

G42 Компенсировать радиус инструмента справа от траектории G42 X15 Y15 D1 F100

G43 Компенсировать длину инструмента положительно G43 X15 Y15 Z100 H1 S1000 M3

G44 Компенсировать длину инструмента отрицательно G44 X15 Y15 Z4 H1 S1000 M3

G49 Отмена компенсации длины инструмента G49 Z100

G53 Отключить смещение начала системы координат станка G53 G0 X0 Y0 Z0

G54-G59

Переключиться на заданную оператором систему координат G54 G0 X0 Y0 Z100

G70 Программировать в дюймах M70

G71 Программировать в мм M71

G80 Отмена циклов сверления, растачивания, нарезания резьбы метчиком и т. д. G80

G81 Цикл сверления G81 X0 Y0 Z-10 R3 F100

G82 Цикл сверления с задержкой G82 X0 Y0 Z-10 R3 P100 F100

G83 Цикл прерывистого сверления (с полным выводом сверла) G83 X0 Y0 Z-10 R3 Q8 F100

G84 Цикл нарезания резьбы G95 G84 M29 X0 Y0 Z-10 R3 F1.411

G90 Задание абсолютных координат опорных точек траектории G90 G1 X0.5 Y0.5 F10

G91 Задание координат инкрементально последней введённой опорной точки G91 G1 X4 Y5 F100

G94 F (подача) — в формате мм/мин. G94 G80 Z100

G95 F (подача) — в формате мм/об. G95 G84 X0 Y0 Z-10 R3 F1.411

Технологические команды языка начинаются с буквы М. Включают

такие действия, как: сменить инструмент, включить/выключить шпиндель,

включить/выключить охлаждение, работа с подпрограммами.


Лист


Таблица 3

Технологических коды

Вспомогательные (технологические) команды

Код Описание Пример

M00Приостановить работу станка до нажатия кнопки «старт» на пульте управления, так называемый «безусловный технологический останов»

G0 X0 Y0 Z100 M0

M01 Приостановить работу станка до нажатия кнопки «старт», если включён режим подтверждения останова G0 X0 Y0 Z100 M1

M02 Конец программы, без сброса модальных функций M02

M03 Начать вращение шпинделя по часовой стрелке M3 S2000

M04 Начать вращение шпинделя против часовой стрелки M4 S2000

M05 Остановить вращение шпинделя M5

M06 Сменить инструмент T15 M6

M07 Включить дополнительное охлаждение M3 S2000 M7

M08Включить основное охлаждение. Иногда использование более одного M-кода в одной строке (как в примере) недопустимо, для этого используются M13 и M14

M3 S2000 M8

M09 Выключить охлаждение G0 X0 Y0 Z100 M5 M9

M13 Включить охлаждение и вращение шпинделя по часовой стрелке S2000 M13

M14 Включить охлаждение и вращение шпинделя против часовой стрелки S2000 M14

M17 Конец подпрограммы M17

M25 Замена инструмента вручную M25

M97

Запуск подпрограммы, находящейся в той же программе (где P - номер кадра, в случае примера переход осуществится к строке N25), действует не везде, предположительно - только на станках HAAS

M97 P25

M98Запуск подпрограммы, находящейся отдельно от основной программы (где P - номер подпрограммы, в случае примера переход осуществится к программе O1015)

M98 P1015

M99 Конец подпрограммы M99

M30 Конец программы, со сбросом модальных функций M30


Лист


Параметры команд задаются буквами латинского алфавита

Таблица 4

Параметры команд

Код Описание Пример

X Координата точки траектории по оси X G0 X100 Y0 Z0

Y Координата точки траектории по оси Y G0 X0 Y100 Z0

Z Координата точки траектории по оси Z G0 X0 Y0 Z100

P Параметр команды G04 P101

F Скорость рабочей подачи G1 G91 X10 F100

S Скорость вращения шпинделя S3000 M3

R Параметр стандартного цикла или радиус дуги (расширение стандарта)

G81 R1 0 R2 −10 F50 или G1 G91 X12.5 R125

H Параметр коррекции выбранного инструмента G1 G41 D1 X10. F150.

P Число вызовов подпрограммы L82 P10

I,J,K Параметры дуги при круговой интерполяции G03 X10 Y10 I0 J0 F10

L Вызов подпрограммы с данной меткой L12

Обработка буквы W (вписанной в прямоугольник 34х27 мм, (см. рис. 6)

на условном вертикально-фрезерном станке с ЧПУ, фрезой диаметром 4 мм,

в заготовке из органического стекла.

Рис24

Красным цветом на рис.24. выделен результат обработки.

Следующее описание основано на образце треугольника. Это —

простая подпрограмма, до которой Погашений Ось Z 1/10 медленно

двигается глубже на каждом повторении, от 0,1 на 0,5 дюйма ниже верхней

плоскости, которая является нулевой.

G00 Z1 Холостое перемещение по оси Z до 1 дюйма.


http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Letter_W,_example_for_G-code.png

Лист


G00X0Y0 Холостое перемещение по осям X к 0 и Y к 0

M3 M7 F50 Вращение шпинделя по часовой стрелке ВКЛЮЧЕНО,

насос охлаждения (или пылесос, и т.п.) ВКЛЮЧЕН, рабочая подача

установлена на 50 дюймов в минуту.

Таблица 5

Кадр Содержание Комментарий

% Начало программы

N1 G90 G40 G17 Система координат абсолютная, компенсация на радиус инструмента выключена, плоскость интерполяции XoY

N2 S500 M3 Задать скорость вращения шпинделя и включить шпиндель

N3 G0 X2.54 Y26.15 Переход в точку начала обработки на холостом ходу

N4 Z1.0 Подход к заготовке по Z, недоходя 1 мм, на холостом ходу

N4 G1 Z-1.0 F100 Врезание в заготовку на подаче 100 мм/мин

N5 X5.19 Y 2.0 Первый штрих буквы W

N6 X7.76 Продолжение движения

N7 X16.93 Y26.15 Второй штрих буквы W


N9 X25.4 Y2.0 Третий штрих буквы W


N11 X32.17 Y 26.15 Четвертый штрих буквы W

N12 G0 Z12 Отвод инструмента от заготовки на холостом ходу

N13 M5 Выключить шпиндель

N14 M02 Конец программы

Все приведенное выше является стандартным началом для простой

программы.

The following is the Offset G-code

G52 Z -0.1

Offset Z by negative 1/10 inch

The axis will not move but the DRO (Digital Read-Out)

will advance from Z of 1. (from Z position moved to above) to 1.1


Лист


M98 P1

Call subroutine named "1" This is the original G-code; it is in this color below

The router cuts the triangle and the controlling software returns to the following

line;

the process is repeated.

G52 Z -.2 Offset Z by negative 2/10 inch

M98 P1

Call subroutine named "1"

The router cuts again and repeats the process after each M98 below


M98 P1 Call subroutine named "1"





G52 Z0 Offset Z by 0 ( that is, clear the offset; set things back to normal ) see Note 2

G00 Z1 Rapid to Z 1

M30 End and rewind

O1 Letter "O" defines the beginning of subroutine, "1" is the label or name of the

subroutine.

The following is the triangle's G-code that is to be repeated.

G01 Z0 go to Z0

G01 Y3 go to Y3 this is the vertical leg of the triangle

G01 X2 Y0 go to 2,0 this is the diagonal leg of the triangle

G01 X0 Y0 go to 0,0 this is the bottom leg of the triangle

M99


Лист


End Subroutine and return to the line following the M98 that called it.

This will repeat until there are no more M98s; the controller will read the

remaining code until reaching M30.

G00 Z1

G00 X0 Y0

M3 M7 F50

G52 Z -0.1

M98 P1

G52 Z -.2

M98 P1

G52 Z -.3

M98 P1

G52 Z -.4

M98 P1

G52 Z -.5

M98 P1

G52 Z0

G00 Z1

M30

O1

G01Z0

G01 Y3

G01 X2 Y0

G01 X0 Y0

M99


Лист


4.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Расчет экономической эффективности и обоснование необходимости

разработки автоматизированной системы управления станочным участком.

Цель: показать необходимость разработки АСУ станочным участком.

Расчет экономическое обоснование дипломного проекта проводится по

следующим этапам: выбор базы сравнения, капитальные единовременные

затраты, необходимые для совершенствования или создания

организационных систем, связанные главным образом с изменением

производственных фондов, текущие эксплуатационные затраты, связанные с

функционированием комплекса технических средств и организационных

систем, общий условно-годовой экономический эффект.

4.1 Выбор базы сравнения

За базу сравнения была выбрана система, разработанная и внедрённая на

производстве в Великобритании. Эта АСУ ТП включает такие основные

элементы, как контроллеры фирмы ICP серии I8000 и CNC-систему Genesys.

Исходные данные для расчета. Таблица 5

Показатели Единица измерения

Базовый вариант Проектируемый вариант

1 2 3 4Назначение и

область применения- АСУ ТП на базе ICP

I8000 и GenesysАСУ ТП на базе

SIEMENS и TraceModeНадёжность всей

системы % 95 99

Расчет затрат на разработку, монтаж системы и внедрения её в производство

При расчете экономической эффективности создания новой и

модернизации существующей системы, аппаратуры и их элементов, прежде

всего, необходимо установить степень их новизны (см. табл. 6)


Лист


Таблица 6

Группа новизны Характеристика групп новизны Коэффициен

т новизны

Н1

Конструкция, являющаяся воспроизведением существующих изделий без существенных конструктивных

и размерных изменений (заимствованный принцип)1,0

Н2

Конструкция, являющаяся модификацией существующих изделий, имеющая новые конструктивные размеры с

соблюдением идентичности решения задач (заимствованный принцип)

1,3

Н3

Конструкция, являющаяся воспроизведением существующих изделий с конструктивной и размерной

переработкой отдельных блоков, узлов, деталей и элементов (заимствованный принцип)

1,6

Н4

Конструкции, новые по конструктивному исполнению, требующие экспериментальной проверки конструктивных

решений или принципов, не имеющие прототипов (совершенно новая разработка)

2,0

В нашем случае конструкция является воспроизведением уже

существующего изделия, но с переработкой отдельных блоков, узлов,

деталей и элементов. Следовательно коэффициент новизны qн = 1,6 (группа

новизны Н3).

Затраты на разработку и изготовление образца изделия и внедрение его в

производство (Кон), включают расходы на проектирование и конструирование

нового изделия (Зпк), используемые материалы и комплектующие изделия

(Зм), заработную плату рабочих, изготовляющих новое изделие (Ззп),

конструирование и изготовление техоснастки (Зто), на испытания (Зи),

перестановку, переналадку изделия (Зоб), корректировку технической

документации (Зкд):

Кон = (Зпк+ Зм+ Зто+ Зи+ Зоб+ Зкд)* qн

Затраты на проектирование могут быть определены в соответствии с

нормами времени и расценками на все виды проектно-конструкторских работ

по формуле:

Зпк = Тк*Чс

где Тк – трудоемкость проектно-конструкторских работ, чел, (н/час);


Лист


Чс – стоимость одного чел/руб. (час/руб).

Трудоемкость конструкторских работ можно определить по формуле:

Тк =tk*λ*kki*kri

где tk – трудоемкость конструкторских работ на определенный формат

чертежа, чел/час;

λ – число чертежей (листов) соответствующего формата;

kki*kri – коэффициенты графической сложности.

Определение трудоемкости по различным форматам чертежей.

Таблица 7

Название техдокументации

Количество (λ) Формат kki kri tk Тк

1 2 3 4 5 6 7Варианты технических

структурных схем 1 А1 2,0 2,2 76,2 335,28

Функциональная схема 1 А1 2,0 2,2 76,2 335,28Схема силовая

принципиальная 1 А1 2,0 2,2 76,2 335,28

Система управления 2 А1 3,0 3,2 76,2 670,56Программное обеспечение

автоматизированнойсистемы управления. Блок-

схемы алгоритмов

2 А1 4,0 4,2 76,2 670,56

Тк = Σ Ткi 2346,96

Тк = 2346,96 (чел/час)

Определим величину Чс. Средняя заработная плата на современных

предприятиях по автоматизации составляет 15000 рублей. Тогда при 24

рабочих днях в месяц и 8-ми часовом рабочем дне значение Чс будет равно:

Чс = 15000/(24*8)= 78,125 (руб/час)

Тогда Зпк будет равно:

Зпк = Тк * Чс =167,04*23,44 =183356,25 (руб)

Общая сумма затрат на основные материалы и покупные комплектующие

системы рассчитываются по формуле:

Зм=К*ЦМ


Лист


где ЦМ – цена одного узла; К – количество узлов в системе.

Расход и стоимость основных материалов проектируемой системы

представлены в таблице 8.

Находим величину затрат на комплектующие системы:

Таблица 8

Наименование узла Кол-во Стоимость 1 шт, руб.

Общая стоимость, руб.

Контроллер SIEMENS S7-300 6 30000 180000Канал аналогового ввода 80 2500 200000

Канал аналогового вывода 20 4000 80000Канал дискретного ввода 200 1000 200000

Канал дискретного вывода 100 1000 100000Частотный преобразователь 1 40000 40000Частотный преобразователь

MICROMASTER 1 1000000 1000000

CNC-система 1 100000 100000Итого: 1900000

Зм=1900000 руб.

Основная заработная плата рабочих, изготовляющих оригинальные

детали и узлы, ведущие сборку и монтаж, настройку проектируемого

изделия, определяется по укрупненным нормативам, исходя из

проектируемой технологии изготовления нового изделия и фактических

трудовых затрат. Для определения основной заработной платы необходимо

составить перечень изготовляемых деталей и узлов со всеми операциями

обработки и определить разряд работы и норму времени на деталь.

Ззп = Σ tшт*Чс*Кт

где tшт – норма времени на операцию;

Чс – часовая ставка первого разряда, руб.;

Кт – тарифный коэффициент соответствующего разряда.

При заработной плате 3500 рублей и количестве рабочих дней, равном

24, значение Чс равно:

Чс =3500/(24*8)=18,23 (руб)


Лист


Перечень изготовляемых деталей операциями обработки записан в

таблице 9.

Таблица 9

Узел и наименование операции Разрядработ

Норма времени,

ч

Тарифный

коэфф.

Часоваяставка,

руб

Зар. плата, руб

Контроллер Программирование 5 0,3 1,6 50 15

Монтаж 4 0,5 1,6 40 20Наладка 4 0,8 1,6 20 16

Калибровка 5 0,4 1,6 45 18

Датчик Программирование 5 0,1 1,6 20 2

Монтаж 4 0,5 1,6 40 20Наладка 4 0,8 1,6 20 16

Калибровка 5 0,6 1,6 45 27

CNC-системаПрограммирование 5 0,9 1,6 80 72

Монтаж 4 0,1 1,6 10 1Наладка 4 0,4 1,6 10 4

Калибровка 5 0,7 1,6 45 31,5

Частотный преобразователь

Программирование 5 0,3 1,6 50 15Монтаж 4 0,5 1,6 40 20Наладка 4 0,8 1,6 20 16

Калибровка 5 0,4 1,6 45 18Итого: 311,5Цеховые накладные расходы (75%): 233,625Общезаводские накладные расходы (150%): 467,25

Себестоимость системы включает в себя стоимость комплектующих узлов и

стоимости монтажных работ, а также работ по настройке и калибровке,

основную заработную плату производственных рабочих и косвенные

расходы (цеховые, заводские), приходящиеся на единицу продукции. На

основе произведенных выше расчетов произведена калькуляция

себестоимости системы, результаты которой приведены в таблице 10.

Таблица 10

Наименование затрат Сумма, руб.Конструкторские работы 183356,25Основные материалы 1900000Основная заработная плата 311,5Цеховые расходы 233,625Общезаводские накладные расходы 467,25Итого: 2084368,625

Внепроизводственные расходы составляют 5% от заводской себестоимости

системы:


Лист


2084368,63 * 0,05 = 104218,44 руб.

Полная себестоимость:

2084368,63+ 104218,44 = 2188587,06 руб.

Затраты на разработку и изготовление нового образца изделия и

внедрение его в производство, с учетом коэффициента новизны равно:

Кон = 2188587,06 * 1,6 = 3501739,31 руб.

Плановая прибыль составляет 15% от полной себестоимости

проектируемой системы:

3501739,31 * 0,15 = 525260,91 руб.

Ориентировочная цена проектируемой системы составляет:

3501739,31 + 525260,91 = 4027000,22 руб.

Полученная цена системы (К2=4027000,22 руб.) ниже стоимости

аналогичной, которая составляет (К1=5000000 руб.), т.е. (К1 > К2). Поэтому

срок окупаемости не рассчитывается.

4.2 Расчет затрат, связанных с эксплуатацией системы

Эксплуатационные расходы включают в себя затраты на основные и

вспомогательные материалы, заработную плату обслуживающего персонала,

затраты на энергию, ремонт изделия, амортизационные отчисления, прочие

расходы.

Расчет эксплуатационных затрат ведется по изменяемым статьям,

которыми являются:

затраты на энергию;

затраты на ремонт;

затраты на амортизационные отчисления.

Остальные статьи расходов не изменяются.

Заработная плата обслуживающего персонала (инженеры, мастера,

сборщики, рабочие), определяется по следующей формуле:

Зп = Зо + Зд + Нч


Лист


где Зо – основная зарплата;

Зд – дополнительная зарплата;

Нч – начисления соцстраху (Нч = 0,365*( Зо + Зд));

Основная зарплата обслуживающего персонала:

Зо = Кm * Чтс * Фдр * Ко * т

где Чтс – часовая тарифная ставка первого разряда;

Кm – тарифный коэффициент соответствующего разряда;

Фдр – действительный годовой фонд времени одного рабочего;

Ко – коэффициент учета нормы обслуживания;

т – количество смен (т=1);

Заработная плата обслуживающего персонала освещена в таблице 11.

Таблица 11

Система Часоваяставка,

руб

Тарифныйкоэффициент

Годовойфонд

времени, ч

Коэффициентучета

нормы обслужива

ния

Дополнительная

зарплата, руб.

Зарплатаобслуживающего персонала,

руб.

Новая 30 1,6 3000 1 5000 149000Базовая 35 1,6 3000 1 5000 173000

Затраты на электроэнергию определяются по формуле:

Зэ=N d∗K w∗Сэ

60∗К∗Фдо

где Nд – потребляемая мощность, кВт;

К - коэффициент использования по времени;

Сэ – стоимость 1кВт/ч;

Фдо – действительный фонд времени работы техники;

Кw – коэффициент использования мощности.

Значение действительного фонда времени работы изделия можно определить

из следующих соображений: система будет эксплуатироваться за год 24 часа

в сутки. Следовательно,

Фдо = 365*24=8760 (часов).


Лист


Затраты на электроэнергию для рассчитанной системы

Таблица 12

Система

Потребляемая

мощность, кВт

Коэффициент

использования

мощности

Стоимость 1 кВт/ч

энергии

Коэффициент использования по

времени

Годовой фонд времени работы

техники, час

Общая стоимость

электроэнергии

Новая 6,5 0,6 1,3 1 8760 740,22Базовая 8 0,6 1,3 1 8760 911,04

Затраты на ремонт составляют 5% от цены изделия:

Нового: Зр = 4027000,22 * 0,05 = 201350,01 руб.

Базового: Зр = 5000000 * 0,05 = 250000 руб.

Величина амортизационных отчислений составляет 15 % от стоимости

изделия:

Нового: За = 4027000,22 * 0,15= 604050,03 руб.

Базового: За = 5000000 * 0,15 = 750000 руб.

Результаты расчетов снесем в таблицу 13.

Калькуляция затрат, связанных с эксплуатацией

Таблица 13

Наименование затрат Сумма, руб.Базовая система Проектируемая ситсема

Затраты на энергию 911,04 740,22Затраты на ремонт 250000 201350,01Амортизационные отчисления 750000 604050,03Прочие расходы 173000 149000Итого: 948911,04 955140,26

4.3 Расчет экономической эффективности от применения системы

Годовой экономический эффект от производства и использования

новой техники можно определить по формуле:

Энх = (С1+Ен*К1)-( С2+Ен*К2).

где С1, С2 – годовая себестоимость работы до и после внедрения новой

техники;

Ен – нормативный коэффициент эффективности (0,15);


Лист


К1 и К2 – капитальные затраты потребителя при использовании старой и

новой техники.

Тогда:

С2 = 955140,26 руб. (см. табл. 8);

С1 = 948911,04 руб.

К1 = 5000000 руб. (стоимость системы);

К2 = 4027000,22 руб.

Следовательно, экономический эффект от создания системы составит:

Энх = (948911,04+0,15*5000000)-(955140,26+0,15*4027000,22)= 1698911,04-

1559190,29= 139720,75 руб.

Сравнительные технико-экономические показатели

Таблица 14

№ Показатели Единица измерения

Проектируемая система

Базоваясистема

I. Технические характеристики

1 Назначение и область применения -

Автоматизация технологического

процесса формования

листового стекла

Автоматизация технологического

процесса формования листового стекла

2 Тип системы - автоматизированная автоматизированнаяНадёжность % 99 95

Срок эксплуатации лет 10 5II. Экономические показатели

9Затраты на

проектирование и изготовление системы

руб. 4027000,22 5000000

10 Эксплуатационные расходы руб. 955140,26 948911,04

11Условно-годовой экономический

эффектруб. 139720,75 -


Лист


Выводы

Результаты, проведенного технико-экономического расчета, позволяют

выявить следующие экономические показатели для новой системы:

1) цена разрабатываемой системы составляет 4027000,22 рублей;

2) эксплуатационные расходы в год составляют 955140,26 рублей;

3)экономический эффект от внедрения новой системы составил

139720,75 рублей.


Лист


5 БЕЗОПАСНОСТЬ

Цель: анализ опасных и вредных производственных факторов.

Разработка комплекса инженерно-технических и организационных

мероприятий, направленных на гарантированное поддержание опасных и

вредных факторов в нормативной величине.

Безопасность технологического процесса – это состояние, когда

соблюдаются правовые, ведомственные, санитарно-гигиенические нормы,

проводятся инженерно-технические и организационные мероприятия, в

результате чего опасные факторы не выходят за пределы нормативной

величины.

В процессе управления технологическим процессом возможно

появление опасных и вредных факторов.

Основные из них:

Поражение электрическим током,

Возможность возникновения пожара,

Повышенная температура воздуха,

Повышенный уровень шума,

Недостаточная освещённость рабочего места.

Риск причинения ущерба технике и здоровью людей будет минимальным

только в случае соблюдения следующих правил.

Санитарно-гигиенические нормы

Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий;

правила и нормы по охране труда и техники безопасности, как мероприятия

правового порядка, осуществляются на основе Конституции РФ, Кодексов

законов о труде и Постановлений правительства. Трудовое законодательство

обязывает все предприятия и учреждения принимать необходимые меры к


Лист


устранению вредных условий работы, предупреждению несчастных случаев,

противопожарной безопасности и к содержанию рабочих мест в надлежащем

санитарно-гигиеническом состоянии, согласно правилам и нормам по

технике безопасности и производственной санитарии.

Операторы технологического процесса сталкиваются с воздействием

таких опасных и вредных производственных факторов, как повышенный

уровень шума, повышенная температура воздуха, производственная пыль,

недостаточная освещенность рабочей зоны, электрический ток, статическое

электричество и др. Многие сотрудники связаны с воздействием таких

психофизиологических факторов, как умственное перенапряжение,

перенапряжение зрительных и слуховых анализаторов, монотонность труда,

эмоциональные перегрузки.

Воздействие указанных неблагоприятных факторов приводит к

снижению работоспособности, вызываемое развивающимся утомлением.

Длительное нахождение человека в зоне комбинированного воздействия

различных неблагоприятных факторов может привести к профессиональному

заболеванию.

Анализ травматизма среди работников операторского пульта

показывает, что в основном несчастные случаи происходят от воздействия

опасных производственных факторов, например, при монтаже сложного

инженерного оборудования, при выполнении сотрудниками несвойственных

для них работ. На втором месте случаи, связанные с воздействием

электрического тока на работников.

Температура воздуха

Основной опасностью на данном виде производства является

повышенная температура в помещении. Причиной этого является то, что

температура рабочей области ванны расплава при производстве стекла

достигает отметки в 1000С. С целью создания нормальных условий труда


Лист


для операторов ТП, установлены нормы производственного микроклимата,

которые отображены в ГОСТ 12.1.005-88[19]. Эти нормы устанавливают

оптимальные и допустимые значения температуры для рабочей зоны

операторского пульта (от 18 до 25 градус по шкале Цельсия) с учетом

избытков явной теплоты, тяжести выполняемой работы и сезонов года. С

целью поддержания метеорологических условий производственной среды

согласно ГОСТ 12.1.005-88[19] и действующим санитарным нормам СН 512-

78 [21], в помещениях необходимо предусматривать систему

кондиционирования.

Повышенный уровень шума

В связи с большим количеством автоматизированных механизмов и

агрегатов, работающих одновременно, существует шумовая опасность на

операторском пульте.

Стандарт ГОСТ 12.1.003-83 [15] устанавливает классификацию шумов,

допустимые уровни шума на рабочих местах, общие требования к шумовым

характеристикам установок, машин, механизмов и т. п. и к защите от шума.

Для оператора установлен допустимый уровень звукового давления 71 дБ.

Средства и методы защиты от шума подразделяются на:

- коллективные,

- индивидуальные (по ГОСТ 12.1.029-80[25]).

В виду особенностей технологического процесса производства стекла,

коллективные средства и методы защиты от шума не могут быть применены

в полной мере. В такой ситуации применяют меры к уменьшению

интенсивности отраженных от поверхностей помещений волн, что

достигается звукопоглощением. Под звукопоглощением понимают свойство

акустически обработанных поверхностей уменьшать интенсивность

отраженных ими волн за счет преобразования звуковой энергии в тепловую.

Наиболее выраженными звукопоглощающими свойствами обладают


Лист


волокнисто-пористые материалы: фибролитовые плиты, стекловолокно,

минеральная вата, пористый поливинилхлорид и др.

Для индивидуальной защиты рекомендуется одевать противошумовые

наушники, закрывающие ушную раковину снаружи, противошумовые

вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к

нему.

Освещенность рабочих мест

Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает

возможность нормальной производственной деятельности. Сохранность

зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность

на производстве в значительной мере зависят от условий освещения.

К системам производственного освещения предъявляют следующие

основные требования:

Соответствие уровня освещенности рабочих мест характеру выполняемой

зрительной работы.

Достаточно равномерное распределение яркости на рабочих поверхностях

и в окружающем пространстве.

Отсутствие резких теней, прямой и отраженной блёскости.

Постоянство освещенности во времени.

Оптимальная направленность излучаемого осветительными приборами

светового потока.

Долговечность, экономичность, электро- и пожаробезопасность,

эстетичность, удобство и простота эксплуатации.

В зависимости от природы источника световой энергии различают

естественное, искусственное и совмещенное освещение. В помещении

операторского пульта, необходимо применять искусственное освещение. Для

искусственного освещения помещений операторского пульта, согласно

нормам СНиП 23-05-95[24], следует использовать люминесцентные лампы, у


Лист


которых высокая световая отдача (до 75 лм/Вт и более), продолжительный

срок службы (10000 ч.), малая яркость светящейся поверхности, близкий к

естественному спектральный состав излучаемого света, что обеспечивает

высокую цветопередачу. Наиболее приемлемыми для помещений

операторского пульта являются люминесцентные лампы ЛБ и ЛБТ

мощностью 20, 40 или 80 Вт.

Пожарная безопасность

Основываясь на требованиях и определениях пожарной безопасности

ГОСТ 12.1.004-91[22] можно сделать вывод, что помещения операторского

пульта по пожарной безопасности принадлежат к категории «Д». Для

поддержания пожарной безопасности обязательным является:

наличие автоматических систем пожаротушения (при этом они

должны быть специальными, для электроустановок),

наличие индивидуальных средств пожаротушения (порошковые

огнетушители, в помещениях операторского пульта ручные

огнетушители устанавливают из расчета один огнетушитель на

40-50 м2 площади, но не менее двух в помещении согласно ГОСТ

28130-89[23]),

наличие автоматических систем пожарной сигнализации,

распространяющихся на весь цех,

проведение организационных мероприятий с работниками

операторского пульта (противопожарный инструктаж, техника

безопасности).

Пожарная опасность двигательно-генераторных агрегатов при

электроснабжении операторского пульта обусловлена возможностью

короткого замыкания, перегрузки, пробоя, искрения. Для безопасной их

эксплуатации необходимы правильный расчет и выбор аппаратов защиты.

Напряжение к электроустановкам операторского пульта подается по


Лист


кабельным линиям, которые представляют собой пожарную опасность.

Эксплуатация АСУ ТП связана с необходимостью проведения

обслуживающих, ремонтных и профилактических работ. При этом

прокладывают временные электропроводки, ведут пайку и чистку отдельных

узлов и деталей. Возникает дополнительная пожароопасность, требующая

принятия соответствующих мер пожарной профилактики. В частности, при

работе с паяльником следует использовать несгораемую подставку с

несложным приспособлением для уменьшения потребляемой мощности в

нерабочем состоянии. Вынужденная эвакуация при пожаре протекает в

условиях нарастающего действия опасных факторов пожара.

Кратковременность процесса вынужденной эвакуации достигается

устройством эвакуационных путей и выходов. Наиболее распространенными

путями эвакуации являются проходы, коридоры, фойе и лестницы. Выходы

считаются эвакуационными, если они ведут из помещений: первого этажа

наружу непосредственно или через тамбур, вестибюль, лестничную клетку.

Причиной гибели людей на пожарах чаще всего является не огонь или

высокая температура, а токсичные продукты горения, поэтому

противодымная защита зданий, направленная на незадымляемость

эвакуационных путей и удаление продуктов горения в определенном

направлении, является первостепенной задачей противопожарной

профилактики.

Электробезопасность

Обслуживающий персонал операторского пульта должен всегда

помнить, что опасность представляют первичные цепи блоков питания и

линии, ведущие от источников высокого напряжения. Исключительно

важное значение, для предотвращения электротравматизма имеет правильная

организация обслуживания действующих электроустановок, проведение

ремонтных, монтажных и профилактических работ. Большая часть


Лист


оборудования использует в качестве рабочих токов и напряжений низкие

показатели, не являющиеся опасными для операторов. Особую опасность

представляют приборы, работающие на больших напряжениях. К таким

приборам относятся преобразователи частоты и блоки питания. К ним

подводится напряжение сети переменного тока 380В(220В), частотой 50 Гц, а

выходное напряжение на выводах иногда достигает 500 и более Вольт с

частотой 5-7 кГц и выше.

Согласно ГОСТ 12.1.009-76[16] в помещениях операторского пульта

все металлические нетоковедущие части оборудования (корпуса, щиты,

шкафы), которые могут оказаться под напряжением должны быть заземлены

(т.е. для сетей с изолированной нейтралью соединены с землей).

Помещения операторского пульта должны быть оборудованы контуром

– шиной защитного заземления, электрически соединенной с землёй. Все

подлежащие заземлению элементы присоединяют к контуру – шине

отдельными заземляющими проводниками, не допуская их

последовательного включения.

Но трехфазные сети переменного тока могут работать как с

изолированной, так и с заземленной нейтралью. В таких сетях напряжением

до 1000 В согласно ГОСТ 12.1.030-81[14] оборудование должно быть

занулено (т.е. для сетей с заземлённой нейтралью соединены с нулевым

заземленным проводником).

Согласно ГОСТ 12.4.154-85[18] для автоматического отключения

электроустановок от сети при возникновении в ней опасности поражения

человека электрическим током должно быть установлено защитное

оборудование представляющее собой устройства защитного отключения.

При работе с оборудованием на операторском пульте запрещается:

Включать устройства при неисправной защите электропитания;

Подключать и отключать разъемы кабелей электропитания и блоков

вентиляции при поданном напряжении электросети;


Лист


Заменять съемные элементы под напряжением, кроме оборудования

предусматривающего «горячую» замену модулей, без выключения

питания;

Снимать крышки, щиты, закрывающие доступы к токоведущим частям.

При техническом обслуживании оборудования на операторском пульте

обязательным является выполнение следующих правил:

При проверке и обслуживании съемных блоков электропитания их

корпуса должны заземляться;

Измерение напряжения в токоведущих частях с напряжением более 36

В необходимо производить, пользуясь резиновыми ковриками и

изолированными щупами;

При прозвонке электрических цепей необходимо эти цепи обесточить и

проверить отсутствие напряжения с помощью вольтметра;

Металлические корпуса приборов следует заземлять;

При искрении электропроводки и возгорании кабелей необходимо

отключить электропитание;

При угрозе возникновения пожара и при самом пожаре необходимо

отключить электроэнергию, включить пожарную сигнализацию,

вывести людей из помещения, вызвать пожарную команду.

При получении травмы, связанной с поражением электрическим током,

используя медицинскую аптечку, следует оказать пострадавшему

доврачебную помощь;

После окончания работ необходимо привести рабочее место в порядок

и отключить электропитание.


Лист


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком,

передаются приборам и автоматическим устройствам. Введение

автоматизации на производстве позволяет значительно повысить

производительность труда, сократить долю рабочих, занятых в различных

сферах производства.

До внедрения средств автоматизации замещение физического труда

происходило посредством механизации основных и вспомогательных

операций производственного процесса. Интеллектуальный труд долгое время

оставался немеханизированным. В настоящее время операции

интеллектуального труда, поддающиеся формализации, становятся объектом

механизации и автоматизации.

В основе организации производственного процесса на каждом

предприятии и в любом его цехе лежит рациональное сочетание в

пространстве и во времени всех основных, вспомогательных и

обслуживающих процессов. Особенности и методы этих сочетаний различны

в разных производственных условиях, однако есть и общие принципы;

а) специализации

б) пропорциональности

в) параллельности

г) прямоточности

д) минимума перерывов

е) ритмичности.


Лист


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Капустин Н.М. Автоматизация машиностроения / Н.М. Капустин,

Н.П. Дьяконова, П.М. Кузнецов. - М.: Изд-во «Высшая школа», 2002. 224с.

2. Фурунжиев, Р.И. Микропроцессорная техника в автоматике. /

Р.И. Фурунжиев, Н.И. Бохан. Минск: Ураджай, 1991. 325с.

3. Ловыгин А.А. Современный станок с ЧПУ и CAD_CAM / А.А

Ловыгин., А.В Васильев., С.Ю Кривцов. издательство ЭльфИПР 2006,

286стр.

4. Сосонкин В.Л., "Системы числового программного управления"/ В.Л

Сосонкин., Г.М Мартинов.,издательство логос ,2005,293,стр

5. Гурьянихин В.Ф. "Проектирование технологических операций

обработки заготовок на станках с ЧПУ" В.Ф Гурьянихин., В.Н Агафонов

УлГТУ 2002 .60стр.

6. Хайнц Петцольд "Числовое управление в производстве"/ издательство

ферлаг европа-лермиттель,ноурней ,Фолльмер Гмбх&Ко 45стр. 1984.

7. Гурьянихин В.Ф "Автоматизированная подготовка управляющих

программ для станков с ЧПУ"/., В.Ф Гурьянихин, М.Н.Булыгина

УлГТУ.90стр. 2001.

8. Кошкин В.Л. Аппаратные системы числового программного

управления/ Москва Машиностроение 1989 248стр

9. Официальный сайт компании сименс


Лист


Дипломная работа выполнена мной самостоятельно. Все

использованные в работе материалы и концепции из опубликованной

научной литературы и других источников имеют ссылки на них.

«__»июня 2012 г. _________________________ М.В. Аверкин


Documents

1 - АСУ СГТУ | Автоматизированные ... Web viewШ кафы управления промышленных роботов fanuc r200ib. Структурно,