Автоматизация технологических процессов обработки металлов давлением с моделированием работы гидропрессового оборудования

• Автор: Пилипенко, Александр Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 250 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. Современное состояние автоматизации технологических процессов обработки металлов давлением
1.1 Анализ технологического процесса вырубки/пробивки как элемента объекта управления
1.2 Анализ технологического процесса валковой штамповки как элемента объекта управления
1.3 Анализ оборудования, используемого в технологических процессах пробивки, вырубки и валковой штамповки как объекта управления
1.4. Анализ существующих автоматизированных систем управления гидропрессовым оборудованием обработки металлов давлением
1.5. Выводы по главе
2. Моделирование работы гидропрессового оборудования при выполнении технологических процессов ОМД
2.1 Математическое моделирование работы гидропрессового оборудования
2.2 Математическая модель работы гидронасоса
2.3 Компьютерное моделирование работы гидравлического оборудования
2.4 Выводы по разделу
3. Разработка системы автоматизированного управления на основе математического моделирования
3.1 Разработка и анализ функциональной и структурной схем системы управления
3.2 Алгоритмы адаптивного управления
3.3 Аппаратная часть системы управления
3.4 Разработка ПИД-регулятора

3.5. Программная реализация системы управления. Алгоритмы диагностики и
самодиагностики комплекса оборудования
3.6. Система контроля на основе машинного зрения
3.7 Выводы по разделу
4. Экспериментальные исследования
4.1. Экспериментальная установка на базе гидравлического пресса ДВ2428А
4.2. Определение размера выборки
4.3. Экспериментальные исследования
4.4. Корреляционный анализ экспериментальных данных
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

ВВЕДЕНИЕ
В современных экономических условиях для промышленных предприятий наиболее актуальным является выпуск конкурентоспособной продукции с минимальными затратами. Производство изделий и деталей методами формоизменяющих операций характеризуется экономичностью расходования металла, возможностью получать детали высокой точности с заданными механическими свойствами. При обеспечении оптимальных параметров работы оборудования, в частности, за счет использования адаптивных систем управления технологическим оборудованием, достигается значительное увеличение показателей энергоэффективности производства.
Значительное количество технологических процессов обработки давлением выполняются на гидропрессовом оборудовании, которое может быть интегрировано с адаптивными системами управления. Особенностью гидравлических прессов как машин с гидравлическим приводом является наличие в цилиндрах и трубопроводах больших объемов рабочей жидкости, вследствие чего при их работе возникают динамические процессы колебания давления жидкости в гидросистеме. Вопросами динамики гидравлических прессов занимались такие ученые, как Б.В. Розанов, А.И. Зимин, М.В. Сторожев, которые отмечали, что вследствие упругой деформации в системах гидравлических прессов «затрудняется выполнение операций с резким сбросом нагрузки, так как при этом происходит гидравлический удар в трубках, сотрясение пресса, нарушение уплотнений». Внедрение адаптивных систем управления, способных учитывать и уменьшать динамические процессы колебания, в устаревшее гидропрессовое оборудование позволяет сократить затраты на переоснащение производства, а также добиться повышения качества продукции и энергоэффективности технологических процессов.
Профессор Н.В. Петров предложил для описания происходящих в прессах процессов зависимость, связывающую расход жидкости и изменение давления с

Системы управления технологическими процессами
Механические 1 Пневматические 1 Г идравлические Электронные
Ф г

Ф Ф Ф і
Автоматические | Автоматизированные Ручные [ Адаптивные
Обучающиеся системы ] Самонастраивающиеся системы

__ 4 >
По виду источника информации По виду метода пополнения информации

Поисковый ] Безпоисковый ] ( Комбинированный |

Г N Характеристик а объекта V. Характеристика входных сигналов V. —/ Характеристика выходных сигналов Ч_ Г л Комбинирова нный источник Ч
Рисунок 1.7 — Схема обоснования выбора вида адаптивной системы
управления
Анализируя системы управления технологическими процессами, можно выделить четыре основных вида[28]:
• механические - наиболее дешевый способ управления, упрощающий труд человека путем внедрения в технологический процесс механизированных приспособлений;
пневматические - обладают высокой точностью и достаточным быстродействием, но имеют целый ряд недостатков, таких как отсутствие возможности внесения изменений в технологический процесс, низкая плавность хода, высокий уровень шума и т.п.;
• гидравлические - весьма дорогой вид систем управления, который является менее шумным и обладает высокой плавностью хода по сравнению с пневматическими системами и при этом остается не менее точным, однако в число недостатков таких систем управления входят медленное быстродействие и отсутствие возможностей изменения технологического процесса;