Разработка микропроцессорной системы управления прокатного стана для вытяжки и прокатки проволоки - Курсовая работа

По назначению прокатные станы делят на 5 основных видов, которые, в свою очередь, можно подразделить на несколько типов: обжимные и заготовочные (блюминги, слябинги, заготовительные сортовые, трубозаготовительные); сортовые (рельсобалочные, крупно-, средне - и мелкосортные, проволочные); листовые - горячей прокатки (широкополосные, толсто - и тонколистовые) и холодной прокатки (листовые, ленто-, фольгопрокатные, плющильные); трубопрокатные; специальные (колесо-, шаро-, бандажепрокатные, для зубчатых колес и др.). По числу валков прокатные станы классифицируют на двух-, трех-, четырех-, шести - и многовалковые (в т. ч. планетарные); по числу рабочих клетей на одно-, двухклетевые и т.д.; по расположению клетей на линейные (клети расположены в одну или несколько линий), непрерывные (клети располагаются одна за другой) и полунепрерывные; по направлению вращения рабочих валков на: нереверсивные и реверсивные. Число и расположение рабочих клетей прокатных станов определяется его назначением, требующим числом проходов металла между валками для получения данного профиля и заданной производительностью. По этому признаку станы подразделяются на 8 типов. Если в одной рабочей клети не удается расположить необходимое число калибров или требуется высокая производительность, применяют станы с несколькими рабочими клетями.Для контроля технологического процесса используется несколько датчиков температуры в виде термопар или пирометрических сенсоров. так как предпочтителен безконтактный контроль то пирометрические сенсоры предпочтительнее. Для контроля процесса протяжки и исключения провисания проволоки изза неравномерности натяжения используется комплекс оптических и пъезодатчиков контролирующих силу натяжения.Для правильного последующего проектирования устройства и реализации его в виде принципиальной электрической схемы требуется первоначально провести анализ основных функций и построение функциональной схемы устройства. ЭК - электронный ключ управления моторами и горелками. АЦП преобразует аналоговый код в цифровой, соединяет термопары с микроконтроллером, термопара контролирует температуру, датчики натяжения контролируют натяжение проволоки, на ЖКИ отображаются параметры, электронные ключи управляют моторами и горелками.Для того, чтобы решить задачу нам нужно выбрать микроконтроллер. К микроконтроллеру необходимо подключить 4 датчика температуры, датчик движения, клавиатуру, четырехстрочный ЖК - индикатор. Таймеры/счетчики 2 (8 разрядов) 1 (16 разрядов) 1 (8 разрядов) 3 (16 разрядов) МК ATMEGA8 имеет следующие отличительные особенности: - 8ми-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым потреблением RISC архитектура. 1 Кбайт встроенной SRAM Встроенная периферия: - Два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравненияВыбрать цифровые датчики температуры не представляет возможным так как они имеют ограниченный температурный диапазон и требуется использовать специализированные термопары которые имеют возможность измерения больших температур. Для сопряжения с последовательным портом требуется согласовать уровни - 12 RB, для этого используется схема на транзисторов VT-1,VT-2, которая обеспечивает преобразование сигналов 0.5 в от UART, контроллер сигнала -12 RS-232 это позволяет без проблем соединять последовательный порт контроллера с портом компьютера при этом если выбрать режим 9-битную передачу, то для этого необходимо просто назначить нужную скорость тактирования, чтобы получить скорость 9600. Если температура места измерения отличается от температуры на свободном конце сенсора, то между свободными концами возникает напряжение, термическое напряжение. Величина термического напряжения зависит от разницы между температурой места измерения и температурой на свободных концах, а также от вида комбинации материалов сенсора. Так как одним сенсором всегда регистрируется одна разница температур, то для определения температуры места измерения свободные концы должны находится в на клемме термокомпенсации с равномерной и известной температурой.На четырехстрочном ЖК-индикаторе отображаются следующие параметры, скорость температура, время. Фиксируется температура в определенный момент времени, при нажатии определенной клавиши, проволока двигается в ту или иную сторону В программе можно выделить следующие блоки: · Обработчик прерывания от последовательного порта. Выполняет считывание команд, переданных от персонального компьютера: общий сброс, открытие клапанов, запуск двигателя и насоса. Для реализации клавиатуры, имеющей 6 клавиши: старт, открытие клапана 1,2,3, насос, двигатель.Всего имеются 6 клавиш. За счет того, что таймер срабатывает каждую миллисекунду ЖКИ, Успевает воспринимать каждый следующий символ т. к ему требуется не менее 100 микросекунд на обработку поспевающих данных. Первые 22 такта заполняют данные в первую строчку. Далее пока не наступит 40 тактов выводим пробелы, чтобы перейти на следующую строку и еще 22 такта используем для вывода 2-ой строки, а после

Содержание

Введение

1. Техническое задание

2. Разработка функциональной схемы

3. Разработка принципиальной схемы

3.1 Выбор управляющего микроконтроллера

3.2 Выбор электронных элементов

4. Разработка программы управления

4.1 Разработка алгоритма программы

4.2 Описание программы

4.3 Описание используемых интерфейсов

Приложение

ПРОКАТНЫЙ СТАН - в металлургии машина или система машин для осуществления прокатки. Оборудование прокатного стана для деформирования металла называется основным, а для прочих операций - вспомогательным (транспортные рольганги, пилы, ножницы, моталки и т.п.) или отделочным (правильные машины, защитные устройства и др.). По назначению прокатные станы делят на 5 основных видов, которые, в свою очередь, можно подразделить на несколько типов: обжимные и заготовочные (блюминги, слябинги, заготовительные сортовые, трубозаготовительные); сортовые (рельсобалочные, крупно-, средне - и мелкосортные, проволочные); листовые - горячей прокатки (широкополосные, толсто - и тонколистовые) и холодной прокатки (листовые, ленто-, фольгопрокатные, плющильные); трубопрокатные; специальные (колесо-, шаро-, бандажепрокатные, для зубчатых колес и др.).

Обжимные, заготовочные и сортовые прокатные станы характеризуются диаметром рабочих валков, листовые - длиной бочки валков, трубопрокатные - наружным диаметром труб. По числу валков прокатные станы классифицируют на двух-, трех-, четырех-, шести - и многовалковые (в т. ч. планетарные); по числу рабочих клетей на одно-, двухклетевые и т.д.; по расположению клетей на линейные (клети расположены в одну или несколько линий), непрерывные (клети располагаются одна за другой) и полунепрерывные; по направлению вращения рабочих валков на: нереверсивные и реверсивные.

Число и расположение рабочих клетей прокатных станов определяется его назначением, требующим числом проходов металла между валками для получения данного профиля и заданной производительностью. По этому признаку станы подразделяются на 8 типов. К одноклетевым станам относят большинство блюмингов, слябинги, шаропрокатные станы, станы для холодной прокатки листов, ленты и труб. Если в одной рабочей клети не удается расположить необходимое число калибров или требуется высокая производительность, применяют станы с несколькими рабочими клетями. Наиболее совершенны многоклетевые непрерывные станы, в которых металл одновременно прокатывается в нескольких клетях. Непрерывные станы служат для горячей прокатки заготовки, полос, сортового проката, проволоки, труб, а также для холодной прокатки листов, жести, ленты и др. профилей. Скорость прокатки на станах весьма различна. У обжимных, заготовительных, толстолистовых, крупносортных станов скорость прокатки составляет 2-8 м/с.

Наибольшие скорости прокатки характерны для непрерывной прокатки: сортового проката - 10-20 м/с; полосового - 25-35 м/с; проволоки - 50-70 м/с; холодной прокатки жести - около 40 м/с. Заготовительные станы могут быть двух типов в зависимости от исходного металла - слитков, отлитых в изложницах, или непрерывнолитых заготовок. В первом случае заготовительный стан является также обжимным. Типичные представители таких станов - слябинг, когда требуется плоская заготовка крупных размеров (слябы) и блюминг с установленным за ним собствственно заготовочным непрерывным станом, если требуется прокатные заготовки квадратного или круглого сечения для сортовых, проволочных и трубопрокатных станов. За последней клетью этих станов располагаются летучие ножницы для разрезки заготовки на части требуемой длины или пилы и стеллажи для резки, охлаждения и осмотра заготовки.

Заготовительный стан может иметь две непрерывных группы клетей с горизонтальными и вертикальными (для исключения кантовки металла) валками. В этом случае заготовительный стан для выпуска заготовок больших размеров имеет в разрыве между группами клетей летучие ножницы и шлеппер для передачи металла на обводной рольганг. В России заготовительные станы обозначают по диаметру прокатных (шестеренчатых) валков в группах клетей, например - 900/700/500. При использования непрерывнолитой заготовки заготовительные станы устанавливают рядом с МНЛЗ в целях использовования тепла неостывшего металла. Листовые и полосовые станы горячей прокатки предназначены для производства плит толщиной 50-350 мм, листов толщиной 3-50 мм и полос (сматываются в рулон) толщиной 1,2-20 мм. Толстолистовые станы состоят из 1-2 двух и четырехвалковых - клетей с длиной бочки валков 2,8-5,5 м, иногда с установленными перед ними дополнительными клетями с вертикальными валками для обжатия боковых кромок.

Для прокатки полос наибольшее применение получили широкополосные непрерывные или полунепрерывные станы, состоящие из 10-15 четырехвалковых клетей с длиной бочки валков 1,5-2,5 м и нескольких клетей с вертикальными валками. Весь прокатываемый металл сматывается в 15-50-т рулоны. Эти станы значительно более производительны, чем толстолистовые, поэтому они используются также и для прокатки толстых (4-20-мм) листов, которые изготавливаются при разматывании рулонов и их разрезке. Со стороны выхода металла из валков устанавливаются выходные рольганги и большое количество вспомогательного оборудования для обработки и транспортиртировки проката; у толстолистовых станов - правильные машины, ножницы, печи для термической обработки и т.д., а у широкополосных станов - моталки для сматывания полос в рулоны, конвейер для транспортировки рулонов и оборудование для разматывания рулонов, их правки и разрезки на листы. " прокатный стан микроконтроллер