Проектирование АСУ непрерывного четырыхклетьевого стана 1700 ОАО "Свеверсталь"

Выходной сигнал измерительного усилителя пропорционален силе натяжения и служит для индикации и использования в качестве действительного значения в подключенном контуре регулирования.

Особые признаки:

• Номинальное усилие от 5 до 100 кН
• Компактная блочная конструкция
• Легко настраивается под различные типы подшипников
• Высокая защита от перегрузок вследствие механических ударов
• Крутильно-жёсткий измерительный элемент из нержавеющей стали

 

Рисунок 2.1 Датчик натяжения ленты HAEHNE BZV - K

Технические характеристики представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1 Технические характеристики датчика натяжения

Техническая характеристика	Величина относ. к номинальной силе,  %
Диапазоны измерения (кН)	5; 10; 20; 50; 100
Макс. рабочее усилие	160 %
Макс предельное усилие	1000 %
Номинальное значение [м В/В]	1,0 mV / V
Kласс точности	0,5 %
Воспроизводимость	max. ± 0,1 %
Нелинейность	max. ± 0,3 %
Гистерезис	max. ± 0,3 %
Дрейф нуля [промиль /°С]	max. 50 ppm / °С
Номинальный диапазон температур	+10...+60°С
Рабочий температурный диапазон	-10...+75°С
Номинальное сопротивление мостика	700 Ω
макс. питающее напряжение [В DС]	10 VD
Стандартный тип защиты	IP 67
Веc типоразмера 01, 02 в кг	25; 33

 

 

2.4.2  Выбор датчика измерения толщины проката

Системы измерения толщины полосы Thermo Scientific RM 200 EM

Системы измерения толщины RM 200 EM обеспечивают точное, высокоскоростное, бесконтактное измерение толщины полосы во многих сферах применения.

Системы оснащены измерительными головками с использованием гамма-излучения для выполнения экономичного и надежного измерения толщины по осевой линии полосы. Может поставляться опциональный сканирующий комплект для измерения поперечного профиля полосы.

RM 200 EM предназначен для эксплуатации с минимальным обслуживанием в самых тяжелых условиях. Также он доступен в двойной конфигурации, что делает систему очень экономичным решением при установке на реверсивных станах холодной прокатки или на производственных линиях с двойными разматывателями.

Рисунок 2.2 Система измерения толщины полосы Thermo Scientific RM 200 EM

Технические характеристики системы представлены в таблице 2.2

Таблица 2.2 Технические характеристики системы измерения толщины полосы

Техническая характеристика	Величина
Тип источника	1 x Am 241 (37 ГБк или 111 ГБк)
Материал, подлежащие измерению	Стальная полоса
Диапазон измерения толщины	От 0,1 до 6,0 мм
Число измерительных головок	1 (измерение в одной  точке); 2 (двойная конфигурация)
Тип детектора	Ионизационная камера (камеры)
Воздушный зазор С-образной рамы	Стандарт 200 мм — или альтернативно 100 мм и 300 м
Глубина С-образной ямы	Стандарт 2 300 мм
Максимальная ширина полосы	1 600 мм

 

 

2.4.3 Выбор датчика скорости

Инкрементный энкодер СКБ ИС ЛИР-250

Инкрементные угловые фотоэлектрические датчики (инкрементные энкодеры) СКБ ИС широко применяются в продукции станкостроительных заводов, робототехнических комплексах, системах технологического и промышленного контроля, а так же во всевозможных измерительных устройствах, работающих в жестких условиях эксплуатации и требующих высокоточной регистрации угловых перемещений объекта (наклон, поворот, вращение). Ниже перечислены примеры применения инкрементных угловых фотоэлектрических датчиков (инкрементных энкодеров)

Модернизация станков:

При модернизации станков для замены импортных энкодеров (угловых датчиков), осуществляющих высокоточную регистрацию углового перемещения вала.

Системы автоматического регулирования:  

1) В системах автоматического  регулирования в цепях обратной  связи по скорости в качестве  импульсного датчика скорости  вращения вала.

2) В системах автоматического  регулирования в цепях обратной  связи по частоте в качестве  импульсного датчика частоты  вращения вала.

3) В системах автоматического  регулирования в цепях обратной  связи по положению в качестве  импульсного датчика положения  вала.

Рисунок 2.3 Инкрементный энкодер СКБ ИС ЛИР-250

Рисунок 2.4 Габаритный чертеж

Таблица 2.3 Технические характеристики энкодера

Техническая характеристика	Величина
Разрешающая способность преобразователя	до 320000 дискрет/оборот
Диаметр корпуса, мм	50
Особенность конструкции	Полый вал
Модификация преобразователя	А
Напряжение питания, В	+5 или   от +10 до +30
Ток потребления не более, мА	120
Выходной сигнал	СН (~1 В), ПИ (TTL), ПИ (НTL)
Количество штрихов на измерительном лимбе	100; 250; 360; 500; 512; 600;  900 ; 1000 ; 1024 ; 1500; 2000; 2048; 2430; 2500; 3200 ;   3600; 5000
Коэффициенты интерполяции	1    2    3    4    5    8    10    12    16
Интервал рабочих температур °С	от 0 до +70      от -40 до +100
Класс точности	6 класс ±30"      7 класс ±75"      8 класс ±150"
Степень защиты от внешних воздействий	IP64
Масса (без кабеля)	0,25 кг
Вибрационное ускорение в диапазоне частот (55...2000) Гц	≤ 100 м/с2
Момент трогания ротора (20°C)	≤ 0,01 Н·м
Ударное ускорение	≤ 300 м/с2
Момент инерции ротора	1,4х10-6 кг·м²

 

 

 

2.4.4 Выбор исполнительного устройства

Асинхронный электродвигатель ERMAN 5AM-250S-10

Трехфазные общепромышленные асинхронные электродвигатели серии 5АМ предназначены для продолжительного режима работы от сети переменного тока.

Электродвигатели предназначены для работы в составе привода различных механизмов от сети переменного тока: вентиляторов, насосов, дымососов, мельниц, дробилок, станков и других установок для нужд различных отраслей промышленности: нефтегазового хозяйства, ЖКХ, электростанций различного типа, сельского хозяйства и др. Электродвигатели изготавливаются для различных климатических зон, в т.ч. тропиков и севера.

Электродвигатели имеют множество модификаций по способу монтажа, категории размещения, климатическому исполнению, электрическим и другим характеристикам, кроме того, по требованию заказчика, предприятие проводит доработку выпускаемых изделий до любых стандартных и нестандартных форм исполнения, в т.ч. по ТЗ заказчика.

Электродвигатели соответствуют: ТУ 3322-003-00212707-99, ТУ ОБН.513.108.

Рисунок 2.5 Асинхронный электродвигатель ERMAN 5AM-250S-10

Таблица 2.4. Технические характеристики двигателя

Техническая характеристика	Величина
Тип двигателя	5AM-250S-10
Мощность, кВт	30
Напряжение, В	220/380
Частота тока, Гц	50
Ток, A	114/65
КПД, %	89
Частота вращения, об./мин.	600
Масса, кг	550
Степень защиты	IP44

 

2.4.5 Выбор пускателя

Бесконтактный реверсивный пускатель БиСТАРТ-Р БСТ-60Р/380-00

БиСТАРТ-Р - реверсивные устройства плавного пуска, динамического торможения и защиты асинхронных двигателей.

Назначение

• Бесконтактное реверсивное управление трехфазными электродвигателями (прямое и обратное вращение);

• Прямой безударный пуск или плавный пуск с ограничением тока;

• Динамическое торможение постоянным током;

• Защита и диагностика электродвигателя: обрыв/перекос фаз, электронная тепловая защита электродвигателя, максимально-токовая защита.

• Защита и диагностика технологического оборудования: перегрузка, заклинивание, неправильное чередование фаз сети.

 

Область применения:

• Краны, кран-балки, тельферы, лебедки, тележки и др.;

• Станочное оборудование;

• Дробилки, транспортеры, конвейеры;

• Деревообрабатывающее оборудование;

• Шиберы, прессы, рольганги, ножницы и др.;

Рисунок 2.6 Пускатель БиСТАРТ-Р

 

Таблица 2.5 Технические характеристики пускателя

Техническая характеристика	Величина
Модель	БСТ-60Р/380-00
Номинальный ток, А	60
Мощность электродвигателя, кВт	22..30
Габариты (IP20), ВхШхГ, мм	325x130x192
Цена без НДС, руб	22 300

 

 

2.4.6 Выбор блока ручного управления

Блок ручного управления БРУ-42

Применяется во всех видах и типах автоматизированных систем управления любыми разновидностями технологических процессов (АСУТП). Кроме того их применяют для переключения и управления цепями, управляющими исполнительными (рабочими) устройствами, для индикации положения в цепях.

- Оснащён устройствами  для ручного или переключения  дистанционным вариантом с автоматического  способа управления на вид  ручного режима, и наоборот;

- Имеет управление при  помощи кнопок интегрирующими  исполнительными (рабочими) механизмами;

- Оснащен световой индикацией  режимов любого управления, и  выходным сигналом регулирующего  устройства, имеющего импульсный  выходной сигнал;

- Функция определения  положений регулирующих органов.

Характеристики:

Габариты: 80х40х150 мм

Масса: 0,8 кг

Потребляемая мощность ≤2,5 Вт

Рисунок 2.7 БРУ-42

2.4.7 Выбор программируемого контроллера

Контроллер Siemens SIMATIC S7-400

Simatic S7 – 400 – это мощный программируемый контроллер для решения задач автоматизации средней и высокой сложности. S7-400 находит применение в машиностроении, автомобильной промышленности, в складском хозяйстве, в технологических установках, системах измерения и сбора данных, в текстильной промышленности, на химических производствах и т.д.

Рисунок 2.8 Контроллер Siemens SIMATIC S7-400

Особенности:

• Широкий спектр модулей для максимальной адаптации к требованиям решаемой задачи.

• Использование распределенных структур ввода-вывода и простое включение в сетевые конфигурации.

• "Горячая” замена модулей.

• Удобная конструкция и работа с естественным охлаждением.

• Свободное наращивание функциональных возможностей при модернизации системы управления.

• Высокая мощность благодаря наличию большого количества встроенных функций.

Программируемые контроллеры S7-400 включают в свой состав:

• Модуль центрального процессора (CPU). В зависимости от степени сложности решаемых задач в программируемом контроллере могут использоваться различные типы центральных процессоров. При необходимости можно использовать мультипроцессорные конфигурации, включающие до 4 центральных процессоров.

• Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов.

• Коммуникационные процессоры (CP) для организации сетевого обмена данными через Industrial Ethernet, PROFINET, PROFIBUS или PtP интерфейс.

• Функциональные модули (FM) – интеллектуальные модули для решения задач скоростного счета, позиционирования, автоматического регулирования и других.

• Интерфейсные модули (IM) для подключения стоек расширения к базовому блоку контроллера

• Блоки питания (PS) для питания контроллера от сети переменного или постоянного тока.

Конструкция контроллера отличается высокой гибкостью и удобством обслуживания:

• Все модули устанавливаются в монтажные стойки и фиксируются в рабочих положениях винтами. Объединение модулей в единую систему выполняется через внутреннюю шину монтажных стоек. К одному базовому блоку допускается подключать до 21 стойки расширения.

• Произвольный порядок размещения модулей в монтажных стойках. Фиксированные посадочные места должны занимать только блоки питания.

• Наличие съемных фронтальных соединителей (заказываются отдельно), позволяющих производить быструю замену модулей без демонтажа их внешних цепей и упрощающих выполнение операций подключения внешних цепей модулей. Механическое кодирование фронтальных соединителей исключает возможность возникновения ошибок при замене модулей.

• Применение модульных и гибких соединителей TOP Connect, существенно упрощающих выполнение монтажных работ и снижающих время их выполнения.

Для данного контроллера будем использовать блок питания Siemens PS 405.

Рисунок 2.9 Блок питания Siemens PS 405

Данный блок питания формирует выходные напряжения =5 В и =24 В, необходимые для работы систем автоматизации SIMATIC S7-400. Питание к модулям подается через внутреннюю шину контроллера.

Основные характеристики и особенности блокf питания Siemens SIMATIC S7-400 PS405:

- Импульсный блок питания  с коммутацией на первичной  стороне в формате модулей S7-400