Электрооборудование и автоматизация станции замера профиля с модулем автоматизированного чтения номера рельса линии неразрушающего контроля - Дипломная работа

Научно-технический прогресс в настоящее время достиг невероятных темпов роста. Нижнетагильский металлургический комбинат - предприятие с многолетней историей, традициями, заложенными 300 лет назад демидовскими мастерами. Рельсобалочный цех специализируется на выпуске продукции транспортного значения - рельсы, фасонные профили для вагоностроения, а также для тракторостроения и др. отраслей. Рельсы производятся как по российским стандартам, так и по зарубежным. Важным аспектом в рельсобалочном производстве является контроль качества рельсов, этот контроль в данном цехе осуществляется линией неразрушающего контроля.Неразрушающий контроль - контроль надежности и основных рабочих свойств и параметров объекта или отдельных его элементов или узлов, не требующий выведение объекта из работы либо его демонтажа. Nondestructive testing (NDT)) также называется оценкой надежности неразрушающими методами (англ. nondestructive evaluation (NDE)) или проверкой без разрушения изделия (англ. nondestructive inspection (NDI)). Например, точно измерить прочность на разрыв какого-то объекта можно только путем приложения разрушающей нагрузки, после чего объект уже не будет пригоден к использованию. Такой контроль обычно применяют только к нескольким объектам из партии, чтобы определить отсутствие в партии нарушения технологий, влияющих на проверяемые параметры. Поэтому железные дороги ведут исследования по повышению надежности дефектоскопии рельсов в условиях эксплуатации за счет совершенствования существующих методов неразрушающего контроля, особенно за счет более широкого применения бесконтактных технологий.Для классификации огромного разнообразия существующих в настоящее время контроллеров рассмотрим их существенные различия. По расположению модулей ввода-вывода ПЛК бывают: - моноблочными - в которых устройство ввода-вывода не может быть удалено из контроллера или заменено на другое. Конструктивно контроллер представляет собой единое целое с устройствами ввода-вывода (например, одноплатный контроллер). распределенные (с удаленными модулями ввода-вывода) - в которых модули ввода-вывода выполнены в отдельных корпусах, соединяются с модулем контроллера по сети (обычно на основе интерфейса RS-485) и могут быть расположены на расстоянии до 1,2 км от процессорного модуля. Часто перечисленные конструктивные типы контроллеров комбинируются, например, моноблочный контроллер может иметь несколько съемных плат; моноблочный и модульный контроллеры могут быть дополнены удаленными модулями ввода-вывода, чтобы увеличить общее количество каналов.Промышленная сеть - сеть передачи данных, связывающая различные датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры и используемая в промышленной автоматизации. Устройства используют сеть для: - передачи данных, между датчиками, контроллерами и исполнительными механизмами В промышленных сетях для передачи данных применяют: - электрические линии; Промышленные сети могут взаимодействовать с обычными компьютерными сетями, в частности использовать глобальную сеть Internet. P-NET - Электрическая спецификация P-NET основана на стандарте RS-485.Линия разработана для несколько типов неразрушающего контроля и обнаружения аномалий и дефектов в профиле, на поверхности и внутренних частях следующих типов рельсов: - P43

- P50

- P65

- P65K

- UIC54

- UIC60

- S49

- 136REЭта линия разделена на несколько станций и согласно НДТ классифицируется для контроля всех типов рельс. Основные станции линии контроля рельс по порядку: Станции подготовки, Станция измерения профиля (лазерная технология), Станция замера вертикальной и горизонтальной прямолинейности (лазерная технология), Система контроля вихревым током Эддитрон, Цифровая станция визуального контроля, Станция УЗК "Сонотрон /24", Станция сухого УЗК "ЕМАТ 880", Станции подготовки: Станция удаления заусенец, Станция размагничивания, Автоматическая станция очистки поверхности рельса, Завершающие станции: Система маркировки дефектов Рельс по рольгангам подается на входной направляющий ролик, далее он проходит через электронные ворота безопасности и механические ворота безопасности, затем идет на станцию задира заусенцев станция размагничивания, для упрощения последующего удаление металлической пыли, далее идет очистка рельса на автоматизированной станции очистки поверхности рельса, далее идет станция измерения профиля с модулем автоматизированного чтения номера рельса, станция измерения горизонтальной и вертикальной прямолинейности рельса, система контроля вихревым током "Эддитрон", система мокрого УЗК "Сонотрон 24", система сухого УЗК "Сонотрон - ЕМАТ 880" (на всех основных станциях производится выявление дефектов рельса), система маркировки дефектов, система нанесения штрих-кода и через выходной направляющий ролик рельс идет далее по линии цеха. Лазеры закрыты двумя парами сдвигаемых панелей (одна на входе и одна на выходе), двумя парами вращающихся дверей (со стороны оператора и со сторо

Содержание

Введение

1. Обзор литературных источников

1.1 Методы неразрушающего контроля

1.2 Программируемые логические контролеры

1.3 Промышленные сети

2. Описание технологического процесса

2.1 Основные станции

2.2 Технологическая схема объекта

2.2.1 Основные элементы линии

2.2.2 Входной направляющий ролик

2.2.3 Рольганги

2.2.4 Электронные ворота безопасности

2.2.5 Механические ворота безопасности

2.2.6 Подготовка рельса

2.2.7 Станция измерения профиля

2.2.8 Система контроля УЗК "Сонотрон™ /24"

2.2.9 Контроль сухим УЗК

2.2.10 Инспекция устройства автоматического считывания номера рельса. Маркировка

2.2.11 Нанесение ярлыков

2.3 Автоматика

2.3.1 Основная панель электропитания

2.3.2 Главные электропанели станции

2.3.3 Станция измерения профиля

2.3.4 Панель низкого напряжения

2.3.5 Контроллер

2.3.6 Сеть AS-i

2.3.7 Приводы и сервомоторы

2.4 Требования к системе контроля измерения профиля

3. Конструкторская часть

3.1 Алгоритм работы

3.1.1 Система замера профиля

3.1.2 Модуль автоматизированного чтения номера рельса

3.2 Принципиальная схема

3.3 Построение макроструктуры управления (автоматного графа)

4. Исследовательская часть

4.1 Усовершенствование макроструктуры управления

5. Организационно-экономическая часть

5.1 Расчет капитальных затрат

5.2 Определение увеличения прибыли

5.3 Определение эксплуатационных расходов

5.4 Определения срока окупаемости

6. Энергосбережение

6.1 Теоретическое обоснование эффективности энергосбережения

6.2 Экономия топливно-энергетических ресурсов

6.3 Основные этапы разработки программы энергосбережения

6.4 Энергосбережение в электроприводах

6.5 Компенсация реактивной мощности

6.6 Энергосбережение после внедрения линии неразрушающего контроля

7. Безопасность при эксплуатации и ремонтах оборудования

7.1 Общая характеристика объекта с точки зрения безопасности

7.2 Обоснование эффективности автоматизации с точки зрения безопасности человека

7.3 Категория помещений по электробезопасности

7.4 Алгоритмические и программные решения, обеспечивающие безопасность персонала

7.5 Рекомендации по организации рабочего места оператора автоматизированной системы управления

7.7 Расчет искусственного освещения

Заключение

Библиографический список

Научно-технический прогресс в настоящее время достиг невероятных темпов роста. Для того чтобы предприятия сохраняли свою конкурентоспособность им необходима постоянная модернизация оборудования. Одним из таких передовых предприятий является Евраз НТМК.

Нижнетагильский металлургический комбинат - предприятие с многолетней историей, традициями, заложенными 300 лет назад демидовскими мастерами. Сейчас это крупнейший в мире комбинат по переработке обогащенных ванадием титаносодержащих руд с полным производственным циклом. Основной продукцией ЕВРАЗ НТМК являются железнодорожные колеса, рельсы и бандажи, продукция строительного сортамента и трубная заготовка, а также стальные полуфабрикаты.

Рельсобалочный цех ОАО "НТМК" был сдан в эксплуатацию 15 апреля 1949 года. Это был первый отечественный рельсобалочный стан.

В 1967 году в составе цеха запущено отделение термообработки, предназначенное для объемной закалки рельсов в масле.

Рельсобалочный цех специализируется на выпуске продукции транспортного значения - рельсы, фасонные профили для вагоностроения, а также для тракторостроения и др. отраслей. Рельсы производятся как по российским стандартам, так и по зарубежным.

В качестве исходной заготовки в настоящее время используется только непрерывно-литая заготовка, получаемая на МНЛЗ.

Производственная мощность, тыс. т в год: цеха - 1200;

термоотделения - 700.

Годовой объем производства - 800 тыс. т в год

Важным аспектом в рельсобалочном производстве является контроль качества рельсов, этот контроль в данном цехе осуществляется линией неразрушающего контроля. Она еще только вводится в эксплуатацию, все оборудование представлено и установлено канадской фирмой NDT.

Линия контроля и измерения рельсов для ЕВРАЗ НТМК представляет собой высокотехнологичную автоматизированную линию контроля. Эта линия разделена на несколько станций и согласно NDT классифицируется для контроля всех типов рельс.

Длина рельса может достигать 105 м.

Рельсы - одно из ведущих направлений комбината.

Высокое качество рельсов является не только гарантам безопасности железнодорожных перевозок, но и залогом успехов в экономики компании. Для улучшения контроля качества рельсов, а также для соответствия современным международным требованиям и необходима линия неразрушающего контроля рельсов (ЛНК) в рельсобалочном цехе НТМК. Согласно исследованиям, проведенным на Новокузнецком металлургическом комбинате, где ЛНК фирмы "НДТ Текнолоджис Inc." работает уже 2 года, после ввода линии в эксплуатацию прибыль от продажи рельсов возрастет на 19,57%, только за счет сертификата качества. Также возрастет конкурентоспособность предприятия, производство рельсов будет соответствовать современным международным требованиям, рейтинг компании ЕВРАЗ повысится.

Целями дипломного проекта являются анализ электрооборудования, средств автоматизации, способов установки и особенностей эксплуатации, соответствующих требованиям удобства и безопасности станции замера профиля ЛНК, построение макроструктуры управления, ее совершенствование и исследование в програмной среде.