Автоматизация технологических процессов химико-термической обработки изделий на промышленных предприятиях

• Автор: Маврин, Андрей Борисович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

1.1. Основные черты исследуемого объекта

1.2 Технологии ХТО

1.2.1. Азотирование стали.

1.2.2. Цементация стали

1.2.3. Нитроцементация.

1.2.4. Углеродоазотирование

1.3. Предшествовавшие исследования в области ХТО.

1.4. Кинетика процесса поверхностного насыщения

1.5. Массоперенос диффузионного насыщения

1.6. Диффузия компонента в фазах насыщаемого слоя

1.7. Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
ПОДСИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ
2.1. Обоснование модели объекта
2.2. Многоэтапные технологии.
2.3. Учет легирующих элементов.
2.4. Варианты моделирования.
2.5. Обоснование алгоритмов управления.
2.6. Основной алгоритм.
2.7. Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДСИСТЕМ АСУ ТП
3.1. Подсистемы технического обеспечения.
3.2. Функциональный состав.
3.3. Организация интерфейса.
3.4. Основы программного обеспечения.
3.4.1. Непрерывная работа
3.4.2. Ожидание сигнала готовности
3.4.3. Использование прерываний.
3.4.4. Прямой доступ в память ПДП
3.5. Физическая и логическая архитектуры
3.6. Принципы передачи данных.
3.6.1. Внутренняя организация шины.
3.7. Передача данных по уровням.
3.7.1. Типы передач данных
3.7.2. Пакеты
3.7.3. Контрольная сумма.
3.7.4. Транзакции
3.7.5. Изохронные передачи.
3.8. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
4.1. Обоснование элементной базы
4.1.1. Выбор МК, АЦП и элементов интерфейса
4.1.2. Выбор АЦП.
4.2. Структура микропрограммы.
4.2.1. Общее описание алгоритма.
4.3. Модули интерфейса
4.3.1. Регистры интерфейсного модуля
4.3.2. Таймерсчетчик
4.3.3. Шаг газовой составляющей
4.4. Работа основной программы
4.4.1. Формат кода состояния
4.5. Алгоритм ПО контроллера со стороны ПК.
4.6. Программа мониторинга ХТО.
4.6. Выводы по главе 4.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ


Возникает необходимость автоматизации процессов ХТО обоснования и разработки АСУ ТП аппаратнопрограммного комплекса, для автоматического мониторинга и управления этими процессами на основании хорошо обоснованного физического представления об их развитии, с применением современных математических методов оптимизации исредств электроники. В данной работе проводится анализ. ХТО с целью обоснования технологических процессов и их математических моделей как объектов в АСУ ТП. С этой целью, обоснованы и реализованы математические модели процессов ХТО, алгоритмы, структуры взаимодействия и конструкции составляющих АСУ ТП на основе специализированного электронного контроллера с. Система обеспечивает контроль во времени всех необходимых параметров газовой среды ее состава, температуры, давления, при возможности использования четырх иболее компонентов, насыщающей среды. Результаты экспериментов и промышленного внедрения системы. Автоматизация технологических процессов ХТО на основе их теоретического анализа, с применением современных технических и программных средств. Теоретического анализа кинетики процессов ХТО. Разработки соответствующих математических моделей исследуемых процессов как объектов управления. Обоснования технологий ХТО с учетом возможностей автоматического контроля и управления. Обоснования и разработки алгоритмов, обеспечивающих управление процессами ХТО. Программной и технической реализации алгоритмов. Разработки, отладки и внедрения АСУ ТП, обеспечивающей реализацию предложенных алгоритмов. Проведен целенаправленный теоретический анализ процессов ХТО с цельюконкретной постановки задачи. Разработаны математические модели основных и сопутствующих процессов, относящихся поставленной задаче. По результатам моделирования обоснованы принципы управления технологическими процессами ХТО. Сформированы и отлажены алгоритмы АСУ ТП. В результате теоретического анализа ХТО как объекта исследований, обоснования, критериев и алгоритмов управления спроектирована, испытана и внедрена в производство автоматизированная система управления технологическими процессами ХТО. Москва, гг. Томск, г. САИТ Обнинск, г. Результаты теоретического анализа процессов ХТО. АСУ ТП. ХТО. ГЛАВА 1. Требуемый фазовый состав и структура насыщающего слоя определяются эксплуатационными требованиями к изделиям. Например, для деталей ДВС, работающих при высоких температурах и механических нагрузках, целесообразно азотирование создание слоя с хорошо развитой нитридной зоной повышенной твердости и жаростойкости. Вариант технологического комплекса ХТО представлен на, рис. Недостатков такого рода удается избежать обоснованной организацией ХТО в автоматизированной установке, с некоторым усложнением технологии, но с несравненно более высоким качеством результатов. При этом может быть обеспечена глубина насыщенного слоя не мкм, как при традиционной ХТО, а. ХТО такого рода целесообразна для металлических изделий сложной формы, и не только для стальных деталей или агрегатов ДВС, но вообще для изделий самого различного назначения, работающих в особо сложных условиях лопаток газовых турбин, труб и полусфер, нагруженных корпусов и баков для хранения агрессивных и опасных смесей из алюминиевых и. Например, усталостная прочность лопаток газотурбинных двигателей после обработки повышается в 1,5 раза, объем брака снижается примерно в 5 раз. Конкретные условия эксплуатации требуют создания диффузионных слоев с определенными структурными составляющими, от которых зависит работоспособность. Процессы ХТО как объекты управления определяются большим количеством взаимосвязанных параметров, измерение, и контроль которых не просты и вообще далеко не всегда возможны. Поиск эффективных технологических режимов потребовал обширного объема лабораторных и промышленных исследований для обоснования алгоритмов и параметров обработки в связи с широкой номенклатурой марок сплавов и технологического оборудования. При азотировании изделия загружаются в герметичные печи, куда поступает аммиак ЫН3. При нагреве аммиак диссоциирует по реакции 2ЫН3 2Ы ЗН2. Атомарный азот поглощается поверхностью и диффундирует вглубь изделия. Типовые азотируемые стали ХМЮА, ХМЮА, ЗОХТ2НЗЮ. Глубина и поверхностная твердость азотированного слоя зависят от ряда факторов, основные изжоторых температура, продолжительность азотирования исостав.