Расчетно-пояснительная записка

Тема: Автоматизация установки ВП-1

Оглавление

1 Введение 4

2 Комплексно-принципиальная схема 6

2.1 Описание КПС 6

2.2 Элементы механической КПС 6

3 Описание системы энергообеспечения и управления 14

3.1 Элементы системы управления 14

3.2 Элементы системы энергообеспечения 21

3.3 Силовое оборудование 23

4 Документы, сопровождающие КПС 25

5 Описание процессной модели 27

Сервисные функции 32

6 Расчёт и описание принципиальной электрической схемы 33

7 Описание управляющей программы 34

Заключение 35

Список использованных источников 36

Реферат

Курсовой проект содержит 5 графических листов, выполненных в пакете КОМПАС-3D V14 и Corel Draw. Расчетно-пояснительная записка выполнена в Microsoft Word 2010, содержит 34 листа, 24 рисунков и 4 таблицы. В проекте разработана система автоматического управления установкой поста термовакуумной обработки (ТВО).

1-ый лист содержит комплексную принципиальную схему установки.

2-ой лист содержит комплексную принципиальную схему питания и управления с указанием всех энергетических и управляющих сигналов и перечнем всех элементов.

3-ий лист содержит процессную модель работы САУ, а также алгоритм работы установки, разбитый на подпроцессы.

4-ый лист содержит принципиальную электрическую схему соединений САУ.

5-ый лист содержит внешний вид управляющей программы.

• Введение

Основной целью курсового проектирования является автоматизация процессов отжига на установке ВП-1. Данная установка является установкой лабораторного типа. Поставлена задача автоматизации процесса отжига пластин в вакууме путем разработки максимально эффективной САУ с учетом особенностей установки и протекающих процессов.

Целевой интерфейс

Установка ВП-1 предназначена для отжига пластин. Производительность зависит от материала, скорости откачки, скорости выхода на температурный режим, реакции оператора на меняющиеся параметры.

Механический интерфейс

Пластина устанавливается на нагревательной плите, которая разогревает пластину до 600^оС (максимум). После определённой выдержке при температуре отжига пластина охлаждается в вакууме с помощью холодной воды.

Основными элементами установки являются:

• Вакуумная система (Вакуумный насос, клапан и вакууметр).
• Камера (с датчиком закрытия двери).
• Нагрев (нагревательная плита, термопара, подведённая непосредственно к обрабатываемой пластине, водяное охлаждение, оснащённое расходомером).

Технические требования:

1. Напряжение питания 220 В.
2. Давление охлаждающей воды 1,5 атм, расход не менее 0,5 м /ч, температура от 5 до 20 С˚.
3. Сопротивление системы заземления не более 4 Ом.

Технические характеристики:

1. Предельное давление в камере 10^-2 Па.
2. Время достижения рабочего давления 10^-1 Па в камере – 30 мин.
3. Максимальный размер пластин – 300 мм.

Энергетический интерфейс

Питание установки производится от сети с напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

Информационный интерфейс

Информационный интерфейс после разработки САУ будет состоять из процессорного модуля СPU188-5 фирмы Fastwell, который монтируется в корпусе в стойку. К данному модулю через соответствующие интерфейсы присоединяются локальные микроконтроллеры управления вакуумными насосами, системой охлаждения нагревательной плиты, сенсорный экран. Предусматривается работа в автоматическом режиме и в режиме полуавтомата, с контролем действий оператора.

1. Комплексно-принципиальная схема

2.1 Описание КПС

Комплексная принципиальная схема (КПС) должна отображать ресурсы установки и согласовывать их между собой. Комплексная принципиальная схема установки изображена на Листе 1.

Основной частью установки можно считать вакуумную камеру. Все приборы служат для того, чтобы создать рабочую среду для отжига пластины и выдержать при этих параметрах заданное количество времени. Все приборы можно разделить на две основные части: вакуумную и температурную.

Вакуумная система управляется собственным контроллером от компании Edwards. К нему подключаются вакуумный насос, клапан и датчик давления. Сам контроллер подключается к общей системе. Он является просто связующим звеном между нашей системой и системой насосов. Таким образом, можно управлять вакуумной системой используя более простые команды.

Температурная система состоит из трёх основных элементов: нагревательная плита, термопара для контроля температуры на пластине и водяное охлаждение. Охлаждение в свою очередь состоит из водного клапана и расходомера, который служит в качестве детектора поступления воды в трубках.

Есть ещё одна часть – это сама камера. В ней есть ещё один элемент, который нельзя отнести ни к температурной, ни к вакуумной системе – это датчик закрытия дверцы камеры. Он служит для дополнительной защиты, чтобы у оператора не было возможности начать процесс при открытой дверце.

1. Элементы механической КПС

Таблица 1. Элементы механической КПС