Файл: Повышение надежности системы автоматизации на машине периодической промывки текстильных материалов модели hydra.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2023
Просмотров: 442
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФГБОУ ВО «Ивановский государственный политехнический университет»Филиал ИВГПУ в г. Вичуге Ивановской областиДОПУСК К ЗАЩИТЕРуководитель филиала ИВГПУ в г. Вичуге Ивановской областиЕ.Ф. Пескова
Выпускная КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТАпо специальности: 15.02.07 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)на тему: Повышение надежности системы автоматизации на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRAАвтор: Вертепова Евгения Юрьевна (подпись) (дата) Руководитель: к.т.н., доц., Пахотина И.Н (подпись) (дата)Консультанты по разделам:Раздел 1: Теоретическая часть к.т.н., доц., Пахотина И.Н (подпись) (дата)Раздел 2: Практическая частьк.т.н., доц., Пахотина И.Н (подпись) (дата)Иваново 2021Министерство науки и высшего образования РФФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«Ивановский государственный политехнический университет»
Колледж ИВГПУКафедра мехатроники и радиоэлектроникиУТВЕРЖДАЮЗав. кафедрой МиРЭ, к.т.н., доцент__________________ Р.Р. Алешин«_____» ______________ 2021 г.ЗАДАНИЕна выпускную квалификационную работупо специальности15.02.07 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)Обучающегося Вертеповой Евгении ЮрьевныГруппа АТП9-41 № зачетной книжки 1467Тема: Повышение надежности системы автоматизации на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRAУтверждена приказом по ИВГПУ № от г.Срок предоставления ВКР к защите - «22» июня 2021 г.Исходные данные: Технический паспорт машины периодической промывки модели «HYDRA», основные характеристики процесса промывки и натяжения ткани.Содержание работы:Введение…………………………………………………………………………...51.Теоретическая часть…………………………………………………………….82.Практическая часть……………………………………………………………36Заключение………………………………………………………………………58Список использованных источников…………………………………………..60 Задание выдал руководитель ВКР И.Н. Пахотина(подпись, дата) Задание принял к исполнению _________________ Е.Ю. Вертепова(подпись, дата) СОДЕРЖАНИЕВведение…………………………………………………………………………...51. Теоретическая часть……………………………………………………..….81.1. Сущность и назначение процесса промывки текстильных материалов………………………………………………………………………....81.2. Устройство и работа промывочной на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRА…………………………141.3. Автоматические устройства для контроля и регулирования процесса промывки текстильных материалов……………………………………………161.4. Надежность системы. Основные понятия надежности………………..251.5. Основные показатели надежности системы и их характеристика…………………………………………………………………...321.6. Выводы по разделу………………………………………………………362. Практическая часть……………………………………………………….372.1. Расчеты показателей надежности………………………………………372.2. Рекомендации по повышению надежности АСУ на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA……….44
2.3. Оценка надежности методами теории вероятности и математической статистики………………………………………………………………………..502.4. Расчет оптимального натяжения ткани………………………………...532.5. Повышение надежности системы автоматизации. Резервирование….562.6. Анализ надежности резервированной системы управления процессом промывки ткани………………………………………………………………….592.7. Выводы по разделу………………………………………………………61Заключение……………………………………………………………………….63Список использованных источников…………………………………………...65ВВЕДЕНИЕПод автоматизированной системой управления (АСУ) понимается комплекс технических средств (компьютеров, промышленных контроллеров, устройств числового программного управления станками и промышленными роботами, устройств управления транспортными средствами и другими технологическими установками), объединенных локальными вычислительными сетями и обеспечивающих сбор, обработку, хранение и передачу управляющей информации.Автоматикой называется отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения автоматических систем и устройств, выполняющих свои основные функции без непосредственного участия человека.Классификация систем автоматики:1. Автоматические системы контроля, которые могут иметь разновидности в виде автоматических систем измерения (АСИ) и автоматически систем сигнализации (АСС).2. Автоматические системы управления (АСУ). Частным случаем АСУ является автоматическая система регулирования (АСР).Система автоматического регулирования служит для автоматического поддержания постоянства выходного параметра объекта регулирования с заданной точностью, характеризующую производственный процесс, и включает в себя ЗУ для выработки эталонного значения параметров; СУ для определения разности между эталонным и текущим значением параметра (сигнала рассогласования); исполнительного устройства; объекта регулирования и датчика, предназначенного для снятия текущего значения параметра, его преобразования в необходимый вид сигнала и подачи на сравнивающее устройство.Элементом автоматики называется обособленная часть схемы автоматики, функционально выполняющая свою функцию (например, усилитель, стабилизатор).Надежность – сложное свойство системы сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнить требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность является одним из важнейших сложных свойств системы, совокупность которых образует его качество.
Надежность является комплексным свойством объекта, включающим следующие четыре составляющие:- безотказность автоматизированных систем управления Б — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки;- ремонтопригодность автоматизированных систем управления Р — свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания;- сохраняемость автоматизированных систем управления С — свойство объекта непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение и после хранения и (или) транспортировки;- долговечность автоматизированных систем управления Д — свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.Тема ВКР: «Повышение надежности системы автоматизации на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA».Цель ВКР: изучение надежности системы автоматизации на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA и рекомендации по ее повышению.Задачи ВКР: - изучение сущности и назначения процесса промывки текстильных материалов; - описание устройства и работы промывочной машины; - автоматические устройства для контроля и регулирования процесса промывки текстильных материалов; - характеристика и основные понятия надежности системы; - характеристика и расчет показатели надежности системы; - рекомендации по повышению надежности АСУ на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA.
Рассмотрим процессы обработки материалов в жидкости, в основном применительно к теплоиспользующим установкам текстильной промышленности. Перечислим некоторые из этих процессов.1. Шлихтование — нанесение на пряжу шлихты — крахмала или синтетических веществ с аналогичными свойствами. Эта процедура способствует увеличению прочности пряжи и уменьшению коэффициента трения в процессе ткачества. Из полученной ткани шлихту удаляют путем промывки водой или растворами — это расшлихтовка ткани.2. Отварка производится с целью удаления природных примесей, а также примесей технологического характера, попадающих на волокно в процессах прядения и ткачества.3. С целью удаления из волокон природных красящих веществ производится беление.4. Мерсеризация производится с целью повышения сорбционной способности хлопковых волокон, что увеличивает гигроскопичность материала и его способность к окрашиванию.5. Процесс крашения.6. Промывка производится на различных стадиях технологического процесса и ставит своей задачей либо удаление природных загрязнений, например из шерсти, либо удаление компонентов растворов, использовавшихся в процессе обработки материала. 7. Аппретирование — нанесение на ткань аппрета с целью придания ей необходимых потребительских свойств, например таких, как несминаемость, стойкость к истиранию, водоупорность и т.д.В рассмотренных процессах, за исключением промывки, обработка материалов производится водными растворами соответствующих реагентов. Термодинамические (плотность, температура насыщения и др.) и теплофизические (удельная теплоемкость, теплопроводность, вязкость и др.) свойства растворов несколько отличаются от соответствующих свойств чистого растворителя — воды, а значения параметров, описывающих указанные свойства, зависят от концентрации растворов и от температуры.Из курса химии известно, что скорость протекания физико-химических процессов растет с повышением температуры. Поэтому повышение температуры раствора способствует увеличению скорости обработки материала, а следовательно, и повышению производительности установки. Отсюда следует, что процессы обработки материалов в жидкости должны протекать при повышенных температурах, что требует рационального подвода теплоты к раствору. Значение температуры растворов в тех или иных процессах обработки может ограничиваться свойствами самих растворов, свойствами обрабатываемого материала либо чисто технологическими требованиями. Если несколько аппаратов (машин), в которых последовательно протекают различные стадии обработки материалов, агрегированы в единую линию, то скорость всего процесса будет определяться наиболее медленной его стадией. В таком случае вряд ли целесообразно интенсифицировать за счет повышения температуры более быстро протекающие стадии процесса.
| | | |
| подпись | | дата |
Колледж ИВГПУКафедра мехатроники и радиоэлектроникиУТВЕРЖДАЮЗав. кафедрой МиРЭ, к.т.н., доцент__________________ Р.Р. Алешин«_____» ______________ 2021 г.ЗАДАНИЕна выпускную квалификационную работупо специальности15.02.07 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)Обучающегося Вертеповой Евгении ЮрьевныГруппа АТП9-41 № зачетной книжки 1467Тема: Повышение надежности системы автоматизации на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRAУтверждена приказом по ИВГПУ № от г.Срок предоставления ВКР к защите - «22» июня 2021 г.Исходные данные: Технический паспорт машины периодической промывки модели «HYDRA», основные характеристики процесса промывки и натяжения ткани.Содержание работы:Введение…………………………………………………………………………...51.Теоретическая часть…………………………………………………………….82.Практическая часть……………………………………………………………36Заключение………………………………………………………………………58Список использованных источников…………………………………………..60 Задание выдал руководитель ВКР И.Н. Пахотина(подпись, дата) Задание принял к исполнению _________________ Е.Ю. Вертепова(подпись, дата) СОДЕРЖАНИЕВведение…………………………………………………………………………...51. Теоретическая часть……………………………………………………..….81.1. Сущность и назначение процесса промывки текстильных материалов………………………………………………………………………....81.2. Устройство и работа промывочной на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRА…………………………141.3. Автоматические устройства для контроля и регулирования процесса промывки текстильных материалов……………………………………………161.4. Надежность системы. Основные понятия надежности………………..251.5. Основные показатели надежности системы и их характеристика…………………………………………………………………...321.6. Выводы по разделу………………………………………………………362. Практическая часть……………………………………………………….372.1. Расчеты показателей надежности………………………………………372.2. Рекомендации по повышению надежности АСУ на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA……….44
2.3. Оценка надежности методами теории вероятности и математической статистики………………………………………………………………………..502.4. Расчет оптимального натяжения ткани………………………………...532.5. Повышение надежности системы автоматизации. Резервирование….562.6. Анализ надежности резервированной системы управления процессом промывки ткани………………………………………………………………….592.7. Выводы по разделу………………………………………………………61Заключение……………………………………………………………………….63Список использованных источников…………………………………………...65ВВЕДЕНИЕПод автоматизированной системой управления (АСУ) понимается комплекс технических средств (компьютеров, промышленных контроллеров, устройств числового программного управления станками и промышленными роботами, устройств управления транспортными средствами и другими технологическими установками), объединенных локальными вычислительными сетями и обеспечивающих сбор, обработку, хранение и передачу управляющей информации.Автоматикой называется отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения автоматических систем и устройств, выполняющих свои основные функции без непосредственного участия человека.Классификация систем автоматики:1. Автоматические системы контроля, которые могут иметь разновидности в виде автоматических систем измерения (АСИ) и автоматически систем сигнализации (АСС).2. Автоматические системы управления (АСУ). Частным случаем АСУ является автоматическая система регулирования (АСР).Система автоматического регулирования служит для автоматического поддержания постоянства выходного параметра объекта регулирования с заданной точностью, характеризующую производственный процесс, и включает в себя ЗУ для выработки эталонного значения параметров; СУ для определения разности между эталонным и текущим значением параметра (сигнала рассогласования); исполнительного устройства; объекта регулирования и датчика, предназначенного для снятия текущего значения параметра, его преобразования в необходимый вид сигнала и подачи на сравнивающее устройство.Элементом автоматики называется обособленная часть схемы автоматики, функционально выполняющая свою функцию (например, усилитель, стабилизатор).Надежность – сложное свойство системы сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнить требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность является одним из важнейших сложных свойств системы, совокупность которых образует его качество.
Надежность является комплексным свойством объекта, включающим следующие четыре составляющие:- безотказность автоматизированных систем управления Б — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки;- ремонтопригодность автоматизированных систем управления Р — свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания;- сохраняемость автоматизированных систем управления С — свойство объекта непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение и после хранения и (или) транспортировки;- долговечность автоматизированных систем управления Д — свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.Тема ВКР: «Повышение надежности системы автоматизации на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA».Цель ВКР: изучение надежности системы автоматизации на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA и рекомендации по ее повышению.Задачи ВКР: - изучение сущности и назначения процесса промывки текстильных материалов; - описание устройства и работы промывочной машины; - автоматические устройства для контроля и регулирования процесса промывки текстильных материалов; - характеристика и основные понятия надежности системы; - характеристика и расчет показатели надежности системы; - рекомендации по повышению надежности АСУ на машине периодической промывки текстильных материалов модели HYDRA.
-
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Рассмотрим процессы обработки материалов в жидкости, в основном применительно к теплоиспользующим установкам текстильной промышленности. Перечислим некоторые из этих процессов.1. Шлихтование — нанесение на пряжу шлихты — крахмала или синтетических веществ с аналогичными свойствами. Эта процедура способствует увеличению прочности пряжи и уменьшению коэффициента трения в процессе ткачества. Из полученной ткани шлихту удаляют путем промывки водой или растворами — это расшлихтовка ткани.2. Отварка производится с целью удаления природных примесей, а также примесей технологического характера, попадающих на волокно в процессах прядения и ткачества.3. С целью удаления из волокон природных красящих веществ производится беление.4. Мерсеризация производится с целью повышения сорбционной способности хлопковых волокон, что увеличивает гигроскопичность материала и его способность к окрашиванию.5. Процесс крашения.6. Промывка производится на различных стадиях технологического процесса и ставит своей задачей либо удаление природных загрязнений, например из шерсти, либо удаление компонентов растворов, использовавшихся в процессе обработки материала. 7. Аппретирование — нанесение на ткань аппрета с целью придания ей необходимых потребительских свойств, например таких, как несминаемость, стойкость к истиранию, водоупорность и т.д.В рассмотренных процессах, за исключением промывки, обработка материалов производится водными растворами соответствующих реагентов. Термодинамические (плотность, температура насыщения и др.) и теплофизические (удельная теплоемкость, теплопроводность, вязкость и др.) свойства растворов несколько отличаются от соответствующих свойств чистого растворителя — воды, а значения параметров, описывающих указанные свойства, зависят от концентрации растворов и от температуры.Из курса химии известно, что скорость протекания физико-химических процессов растет с повышением температуры. Поэтому повышение температуры раствора способствует увеличению скорости обработки материала, а следовательно, и повышению производительности установки. Отсюда следует, что процессы обработки материалов в жидкости должны протекать при повышенных температурах, что требует рационального подвода теплоты к раствору. Значение температуры растворов в тех или иных процессах обработки может ограничиваться свойствами самих растворов, свойствами обрабатываемого материала либо чисто технологическими требованиями. Если несколько аппаратов (машин), в которых последовательно протекают различные стадии обработки материалов, агрегированы в единую линию, то скорость всего процесса будет определяться наиболее медленной его стадией. В таком случае вряд ли целесообразно интенсифицировать за счет повышения температуры более быстро протекающие стадии процесса.