Автоматизация установки нанесения внутреннего покрытия

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………...    5

1 ЛИНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ

ТРУБ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ…………………………………………    7

1.1 Описание технологического процесса антикоррозионного

защитного покрытия труб……………………………………………………………….    7

1.2 Автоматизация установки нанесения внутреннего покрытия……………………    13

1.3 Измерительные приборы……………………………………………………………    13

1.3.1 Преобразователь измерительный уровня буйковый САПФИР-22 ДУ………...    14

1.3.2 Преобразователь температуры ПТ-С……………………………………………..    15

2 МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ УСТАНОВКИ НАНЕСЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ПОКРЫТИЯ ………………….    16

2.1 Проектирование центрального процессора………………………………………..    16

2.2 Выбор памяти………………………………………………………………………..    18

2.3 Блок дешифратора адресов памяти и портов ввода/вывода………………………    18

2.4 Выбор микросхем устройств ввода/вывода и системного таймера-счетчика…...    18

2.5 Организация дешифрации адреса для УВВ и таймера-счетчика…………………    19

2.6 Организация опроса датчиков………………………………………………………    19

2.7 Организация сигнализации и управления………………………………………….    20

2.8Организация опроса клавиатуры и индикации…………………………………….    20

2.9 Расчет потребляемой мощности………………………………………………….    21

3 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ КОНТРОЛЛЕРА…………………………...    22

3.1 Задание предельных значений……………………………………………………...    22

3.2 Принцип управления и сигнализации……………………………………………...    22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ    ………………………………………………………………………...  23

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………….    24

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Структурная схема микропроцессорной системы………….    25

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Алгоритм функционирования системы……………………..    26

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Распределение адресов ОЗУ…………………………………...    28

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Распределение адресов ПЗУ…………………………………...    29

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Программа……………………………………………………….    30

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Спецификация элементов………………………………  ……..    39

ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Схема электрическая функциональная…………...Формат А1

РЕФЕРАТ

Курсовая работа 38 с., 5 рис., 6 табл., 12 источников, 7 прил.

Объектом исследования является установка нанесения внутреннего антикоррозийного покрытия труб.

Цель работы: разработать структурную и принципиальную схемы микропроцессорной системы.

Параметрами контроля являются: уровень и температура компонентов эпоксидного покрытия в емкости для хранения дневного запаса, температура смесителя компонентов эпоксидки для внутреннего покрытия и температура сушильной печи. Управление установкой заключается в поддержании необходимой температуры в смесители компонентов.

    В задачу разрабатываемой микропроцессорной системы входит контроль вышеперечисленных параметров, управление температурой смесителя, а также звуковая и световая сигнализация в случае выхода какого-либо параметра за установленные границы.

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ.

 

Широкое внедрение микропроцессорной техники в сферы производства, научных исследований, эксплуатации оборудования с использованием средств вычислительной техники, эффективность этого процесса неразрывно связана с развитием многочисленных сложных технических разработок.

 Основной технической базой автоматизации управления технологическими процессами являются специализированные микропроцессорные устройства (МПУ). При изучении специализированных МПУ рассматриваются приемы проектирования, как аппаратных, так и программных средств МПУ. Проектирование аппаратных средств требует знания особенностей микропроцессорных комплектов, микросхем различных серий и функциональных возможностей микросхем, входящих в состав микропроцессорного комплекта, умения правильно выбрать серию. Проектирование программных средств требует знаний, необходимых для выбора метода и алгоритма решения задач, входящих в функции МПУ, для составления программы (часто с использованием языков низкого уровня - языка кодовых комбинаций, языка Ассемблера), а также умения использовать средства отладки программ. Основой МПУ является микропроцессор - интегральная схема (ИС), обладающая такой же производительностью при переработке информации, что и большая ЭВМ. Более точно - это программно управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управление им, построенное, как правило, на одной или нескольких БИС. Сегодня микропроцессорная техника - индустриальная отрасль со своей методологией и средствами проектирования.

К настоящему времени накоплен большой практический опыт проектирования микропроцессорных систем, область применения которых постоянно расширяется. Программно - аппаратный принцип построения микропроцессорных систем (МС) является одним из основных принципов их организации и заключается в том, что реализация целевого назначения МС достигается не только аппаратными средствами, но и с помощью программного обеспечения - организованного набора команд и данных.

Универсальность и большая функциональная насыщенность МП с программным управлением создали условия для разработки компактных и дешевых МПС различного назначения. Затраты на проектирование таких систем существенно снижены за счет наличия развитых средств проектирования и наборов вспомогательных и периферийных БИС, расширяющих функциональные возможности МС. Именно поэтому системы данного класса нашли самое широкое распространение в практической деятельности.

При разработке МС приходится принимать во внимание большое число особенностей МП и микропроцессорных комплектов БИС: технологических, конструктивных, временных, энергетических, эксплуатационных, функциональных и др. Функциональные особенности характеризуют логическую организацию МП и микропроцессорных БИС, принципы их построения, использования и взаимодействия. Они являются основными, так как раскрывают его потенциальные возможности логической и арифметической обработки информации.

 

1 ЛИНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ ТРУБ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ.

 

1.1 Описание технологического процесса антикоррозионного защитного покрытия труб.

 

Линия может работать в полуавтоматическом и ручном режиме. Отдельные части оборудования могут управляться индивидуально или централизованно с пультов управления.

Трубы подаются на входные покати с помощью вилочных погрузчиков, кранов или других средств (не входящих в нашу поставку).

После того, как трубы попали на наклонные входные покати, они скатываются к стопорам. По сигналу датчика о том, что входной конвейер может принять следующую трубу, одна труба опускается на конвейер, а остальные удерживаются стопорами.

Входной конвейер подает трубу к станции предварительного нагрева. При необходимости труба может двигаться с высокой скоростью и стыковаться с предыдущей трубой, так что они проходят станцию предварительного нагрева в виде непрерывного потока.

Трубы нагреваются, чтобы улучшить качество процесса дробеметной очистки и предотвратить коррозию после очистки трубы из-за конденсации водяных паров на трубу.

В станции предварительного нагрева труба нагревается до температуры около 50°С для удаления влаги с помощью газовой горелки с регулируемой производительностью. Горелка автоматически отключается на режим пониженной мощности при отсутствии труб в печи. При поступлении трубы горелка вновь автоматически включается на полную мощность. Трубы при необходимости могут нагреваться до температуры 350°С при значительно меньшей производительности.

 

От станции предварительного нагрева трубы подаются на станцию покрытия концов труб, состоящую из двух установок для очистки концов труб и двух установок плазменного напыления.

Трубы опрокидываются с конвейера входной секции и скатываются по покатям к стопорам. Затем трубы устанавливаются на установки для вращения. По обоим концам установок для вращения на тележках, которые могут перемещаться, чтобы перекрыть диапазон длины труб от 8 до 12 м, установлены пневматические дробеструйные установки.

Дробеструйные установки со штангами и соплами специально предназначены для очистки концов внутренней поверхности труб и снабжены системой очистки дроби и пылесборником.

После очистки трубы опрокидываются на покати и скатываются ко второй установке для вращения, на концах которой на тележках установлены установки для плазменного напыления.

Установки для плазменного напыления с компьютерным управлением предназначены для нанесения защитного слоя металла на концы труб. Концы труб защищаются алюминиевыми протекторными кольцами с поперечным сечением около 15x3 мм или могут быть защищены протекторным слоем сплава на основе никеля толщиной около 250 мкм. После нанесения слоя металла покрытые зоны временно защищаются одноразовыми самоклеющимися лентами из ПВХ или бумаги.

Затем трубы опрокидываются на покати, скатываются и ложатся на промежуточный конвейер диаболо, а затем перемещаются к участку внутренней дробеметной очистки. Там они снимаются с конвейера на покати. В конце покати стопоры останавливают и укладывают четыре трубы, которые поднимаются транспортными тележками на станцию внутренней очистки. Трубы очищаются по всей длине от ржавчины и других видов загрязнения. В качестве абразива используется колотая дробь.

 

 

Тележка дробемета перемещает четыре дробеметные штанги и пылесборник так, чтобы закрыть концы труб. Пылесборник придвигается к концам труб, и начинается процесс очистки вращающейся трубы. В процессе очистки дробеметные штанги перемещаются внутри трубы до тех пор, пока головка не достигнет другого конца трубы.

Затем дробеметные штанги извлекаются с большой скоростью, а загрязненный воздух отводится из труб вентиляционной системой пылесборников.

Абразив, разбрасываемый в трубе, собирается в камере сбора абразива. Отсюда он передается с помощью ленточного транспортера к установке восстановления абразива, где он очищается, и в готовом для повторного использования виде помещается в емкость вместе с новой порцией дроби.

После очистки пылесборники отводятся от концов труб, и трубы поднимаются транспортными тележками и перемещаются на промежуточные покати и к продувочной станции, где они останавливаются держателями.

Продувочная станция обеспечивает внутреннюю очистку от остатков дроби и пыли. Пылесборник закрывает конец трубы, после чего продувочная штанга входит в трубу, продувает дробь и вынимается. После контроля изолированные и сваренные трубы перемещаются в конец здания и снимаются на выходные покати, а затем укладываются на складские покати или на грузовики для транспортировки с помощью кранов (не включенных в нашу поставку).

В случае, когда сварка тройных плетей не требуется, отдельные трубы могут перемещаться по выходному конвейеру с помощью тех же покатей и гидравлических устройств.

Фиттинги подаются на линию изоляции фиттингов с помощью вилочных погрузчиков, кранов или других средств. Они хранится на поддонах под монорельсовым конвейером. Затем они поднимаются по одной и подвешиваются на тележки конвейера. Фиттинги транспортируются в печь предварительного нагрева, где они нагреваются до температуры около 50°С. После нагрева они перемещаются в дробеструйную установку, где они очищаются до степени Sa 2 1/2, а затем в установку для ручной очистки.

 

 

В этой установке труднодоступные части фиттингов и их внутренняя поверхность очищаются дробью вручную. После очистки фиттинги транспортируются в кабину для плазменного напыления, где на их концы с помощью ручной установки плазменного напыления наносятся алюминиевые протекторные кольца.

Затем они перемещаются в окрасочную камеру, где они покрываются изнутри и снаружи жидкой эпоксидной краской, аналогичной той, которая используется для прямых труб. После покрытия они перемещаются в сушильную печь где они выдерживаются около 30 мин. при температуре около 70°С для сушки покрытия. После сушки фиттинги снимаются с конвейера и складируются на поддонах.

Качество покрытия контролируется дефектоскопом. Толщина, адгезия и другие свойства покрытия контролируются с помощью соответствующего оборудования для контроля и в соответствии с инструкциями по контролю. После контроля, трубы собираются для отправки на станцию сварки. Передача труб на станцию сварки осуществляется с помощью конвейера диаболо, которой передает трубы одна за одной на вращающийся конвейер диаболо. Этот конвейер вращает трубы в продольном направлении и передает их на станцию первичной сварки.

Передача труб на станцию сварки происходит с помощью промежуточного конвейера диаболо. Перемещение труб на этот конвейер с вращающегося конвейера происходит обычным способом: труба останавливается после вращения, укладывается на покати и сбрасывается на конвейер.

На станции сварки первая труба из тройной плети транспортируется до конца конвейера станции сборки и устанавливается рядом со сварочной установкой. Вторая труба подается к той же сварочной установке, позиционируется, и обе трубы по отдельности вращаются для центрирования. После центрирования концы труб свариваются с помощью ручной установки для сварки в среде СО₂ и проваривается корневой шов.

Затем свободный конец второй трубы устанавливается рядом со второй сварочной установкой, третья труба подается, и сваривается второй шов. При малой толщине стенок на станции первичной сварки может производиться полная сварка швов. При относительно больших толщинах стенок и высокой производительности основной шов заполняется на станции вторичной сварки.

Собранные тройные плети передаются на станцию вторичной сварки с помощью наклонных покатей и гидравлических устройств управления трубами. Тройная плеть опускается на установки для вращения. Две сварочные установки перемещаются вдоль моста и устанавливаются над местом стыка. Сварка происходит или под слоем флюса или в среде СО₂ и управляется электронной системой слежения за швом. Оба стыка тройной плети свариваются одновременно.

После окончания сварки станции передвигаются на концы моста, а труба по покатям переходит на станцию ультразвукового контроля. Контроль качества сварки производится двумя ручными ультразвуковыми тестерами. Труба вращается на установках для вращения, а два оператора проверяют швы с соответствующих рабочих мест.

После контроля труба опрокидывается на покати и перемещается на выходной конвейер. На средней части выходного конвейера трубы могут быть визуально осмотрены и убраны при наличии каких-либо дефектов.

Затем держатели опрокидывают трубу дальше на покати. Труба скатывается до стопоров и опускается на конвейер диаболо после того, что датчик сигнализирует о возможности приема новой трубы. Труба катится по конвейеру и по одной опускается на установки для вращения для нанесения внутреннего покрытия.

Компоненты эпоксидного покрытия хранятся в бочках по 200 л. и перекачиваются в емкости для хранения дневного запаса. Предварительно бочки нагреваются в камере подготовки краски. Емкости для хранения дневного запаса по 400 л каждая с двойными стенками для масляного подогрева снабжены смесителями. Два первичных насоса производительностью около 10 л/мин снабжены подогреваемыми шлангами для передачи краски в дозирующее устройство. Нагрев емкостей обеспечивается термоустановкой с регулируемым термостатом.

Один конец трубы помещается в вентиляционную камеру, которая устанавливается на тележке для перекрытия всего диапазона длины труб, а в другой конец вставляется штанга для покрытия. Штанга на большой скорости вводится до конца трубы.

 

 

Два компонента эпоксидки для внутреннего покрытия перекачиваются в смеситель через нагреватель и тщательно перемешиваются при температуре 40-60°С. Затем смесь подается через нагреваемые шланги к соплу. Распылительный пистолет и статический миксер смонтированы на штанге для покрытия и соединены с дозирующим устройством нагреваемыми шлангами. Затем труба начинает вращаться, и при обратном движении штанги с переменной регулируемой скоростью сопло безвоздушного распыления начинает работать и труба покрывается. Штанга поддерживается в трубе специальными поддерживающими роликами.

Из-за очень короткого срока жизни смешанной системы примерно через 5-6 мин после остановки работы предусмотрена автоматическая промывка системы. Промывка производится, когда штанга находится в начальном положении. Растворитель собирается в емкость и вручную передается в установку регенерации, снабженную необходимыми фильтрами.

Распыленный туман отсасывается через систему фильтров в вентиляционной камере. Покрытая труба опрокидывается на выходные покати и катится к сушильной печи, где она выдерживается около 20 мин. при температуре около 70°С для высушивания краски перед дальнейшем обработкой.

Когда трубы высушены, они останавливаются, опускаются на выходной конвейер диаболо, передаются на вращающийся конвейер диаболо и опрокидываются на промежуточные покати, где проверяется качество покрытия.

 

Автоматизация установки нанесения внутреннего покрытия.

Параметрами контроля являются: уровень и температура компонентов эпоксидного покрытия в емкости для хранения дневного запаса, температура смесителя компонентов эпоксидки для внутреннего покрытия и температура сушильной печи. Управление установкой заключается в поддержании необходимой температуры в смесители компонентов.

    В задачу разрабатываемой микропроцессорной системы входит контроль вышеперечисленных параметров, управление температурой смесителя, а также звуковая и световая сигнализация в случае выхода какого-либо параметра за установленные границы.