Publish your project for free and start receiving offers from freelance contractors in serveral minutes after publication!
3000 ₴

Разработка АСУ ТП для линии производства полимерного моноволокна

project expired


Есть потребность в разработке автоматической системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) для линии производства полимерного моноволокна.


Линия состоит из:

1) одношнекового экструдера;

2) ванн охлаждения моноволокна;

3) тянущего устройства (управляется частотным преобразователем INVT Gooddrive10 (GD 10);

4) лазерного одноосевого измерителя диаметра волокна с выходом Modbus;

5) наматывающего устройства с преднатяжителем волокна и раскладчиком.


Задачи:


1) Автоматизировать скорость натяжения волокна тянущим устройством в зависимости от заданного диаметра. Алгоритм следующий: выше скорость тянущего устроийства - меньше диаметр, ниже скорость - больше диаметр при той же производительности экструдера. В процессе производства расплав полимера выходит из экструдера с небольшими пульсациями, а также по мере засорения фильтра расплава полимера его производительность снижается. АСУ ТП должна задавать частотнику такие значения частоты, чтобы он мог удерживать заданный диаметр во всем диапазоне производительности экструдера.


2) Отображение текущих показаний диаметра в цифровом и графическом виде, архивация полученных данных, возможность просмотра архива измерений за любой промежуток времени или метража (после установки измерителя метража в будущем) в табличном и графическом виде.


Дополнительная информация:

Есть известное расстояние от головки экструдера до лазерного измерителя - например оно 10 м.

При определенной частоте и соответственно оборотах двигателя скорость протяжки составляет  60 м\мин

Т.е. мононить доходит от экструдера до лазерного измерителя за 10 секунд (задержка)

Предположим, что необходимый нам диаметр должен быть 2 мм

Предполагаю, что алгоритм следующий:

На скорости 60 м\мин, нам нужно снимать показания диаметра через 10 секунд после выхода расплава из экструдера и если после этого среднеарифметическое значение показаний в течении пары секунд больше 2 мм нам нужно подавать команду частотному генератору увеличить обороты тянущего устройства до тех пор пока диаметр не стабилизируется на среднеарифметической отметке в 2 мм.  В зависимости от величины и направления (+ или -) отклонения должен меняться размер и полярность уставки задаваемой частоты - чем больше среднестатистическое отклонение диаметра тем больше уставка частоты.  Размер уставки должен рассчитываться автоматически программой, при небольших отклонениях диаметра размер уставки минимальный и соответственно наоборот... 

Выводы:

Период задержки прямо пропорционален фактической скорости протяжки. Больше скорость - меньше период задержки и наоборот...

Размер уставки частоты зависит величины отклонения диаметра. Размер уставки и алгоритм ее расчет можно окончательно откорректировать после анализа логов значений диаметра и частоты вращения механизма протяжки. 

  



  1. 14 days100 $
    Олег Прохорович
     115 

    Для разговора нужно больше информации о имеющемся оборудовании и его интерфейсах. В таких задачах нужно применять интегральное регулирование с ограничениями по инерциальности системы.

    Ukraine Kyiv | 3 December 2015 |
  1.  freelancer isn't working in the service any longer
  2. 14 days50000 ₴
    Leyton aac
     231   3    1

    тариф 2000-4000гр в день
    опыт работы с векторными преобразователями для частотного ПИД-регулирования по modbus (FRA,FRE,FR-D700), profibus, внутреннему протоколу "частотника" и т.д. (датчики, токовая петля, шаговики, экструдеры)
    https://youtu.be/sNpmkl8C2nI

    будет нужная Вам визуализация, мониторинг и управление

    Ukraine Odessa | 1 December 2015 |
  • Здравствуйте. Реализация должна быть на основе ПК или на отснове отдельного управляющего устройства?

  • Алексей Бурмистр — project author
    Complain | 30 November 2015 |

    Понятия не имею, я не технический специалист. ПК и USB-Modbus есть в наличии. Если решение на базе ПК может бы достаточно надежным то почему бы и не реализовать без доп. контроллеров? Но мне кажется, что без ПК не обойтись так как нужно архивирование и просмотр статистической информации.

  • Можем обсудить реализацию в виде программы для ПК. На сколько я понял, работать нужно с частотником и с измерителем толщины?

  • Алексей Бурмистр — project author
    Complain | 30 November 2015 |

    Совершенно верно. У обоих есть интерфейс Modbus

  • Можете написать модель измерителя толщины?

  • Алексей Бурмистр — project author
    Complain | 30 November 2015 |

    Модель частотника есть в ТЗ. Информации в интернете хватает

  • Давайте более детальное ТЗ и можем работать.

  • Алексей Бурмистр — project author
    Complain | 1 December 2015 |

    Что значит подробное ТЗ? Каких данных вам не хватает? 

  • Алексей Бурмистр — project author
    Complain | 1 December 2015 |

    Добавил дополнительную информацию в описание проекта. 

  • Andrey Golovin
    Complain | 30 November 2015 |

    Здравствуйте. Есть опыт в разработке таких систем. Самый оптимальный вариант применение ПЛК. Знаю и программирую много разных ПЛК. Посоветую оптимальный (самый дешёвый и функциональный вариант) ПЛК при общении напрямую. Могу провести разработку от электрической схемы, монтажной и тд до программирования самого ПЛК. Также возможна сборка и монтаж. Если вы всё же настаиваете на ПК (пром. ПК), такой вариант тоже можно обсудить и реализовать. В любом случае нужна ваша заинтересованность и прямое общение, на нормальное ТЗ описание задачи пока что не тянет. 

  • Алексей Бурмистр — project author
    Complain | 1 December 2015 |

    Задача достаточно тривиальная. Есть частотник и лазерный измеритель, модели известны,задача добиться постоянного диаметра и накапливать данные о измеренном значении диаметра в процессе производства (период архивирования данных 2-4 часа, т.е. за 1 партию или максимум за одну смену). 

    Еще могу добавить, что время прохождения мононити от экструдера до лазерного измерителя от 8 до 12 секунд в зависимости от диаметра и скорости. Т.е. задержка не очень велика.

    Какой еще информации вам не хватает? Почему применение ПЛК вы считаете оптимальнее чем ПК?



  • Павел Орьев
    Complain | 1 December 2015 |

    Однозначно ПЛК .

    ПК только для архивирования и визуализации.

  • Leyton aac
    Complain | 1 December 2015 |

    нет никаких проблем сделать на ПК. Взять индустриальный безвентиляторный ПК, - их в спутники даже ставят на автоматику, да и возможностей больше = тут же визуализацию делать.

  • Алексей Бурмистр — project author
    Complain | 1 December 2015 |

    Добавил дополнительную информацию в описание проекта. Надеюсь она упростит решение задачи и даст ответы на некоторые вопросы.

  • Leyton aac
    Complain | 1 December 2015 |

    Вам действительно нужно просто настроить ПИД регулятор (или реализовать его на ПК), который уже и так есть в Вашем "частотнике". Эмпирические коэфициенты Вы дали.
    Вы даже согласны на П-регулятор 🙂
    В GD-10 уже все сделано, осталось настроить частотнику обратную связь. Популярная и типовая задача для студентов (вместо нити - котел, вместо толщины - температура, скорость = температура ТЭН). Проект простой, - нужны навыки.
    Рабочий макет можно за день сделать, но недели 2 уйдет "убрать костыли".

  • Алексей Бурмистр — project author
    Complain | 1 December 2015 |

    Я где-то так себе все и представлял.. Мне по сути нужно, чтобы кто то сваял это и показал в режиме удаленного доступа на своем ПК в режиме эмуляции. А установить у себя я думаю мы и собственными силами сможем. Если, что-то и нужно будет "подкрутить" то это можно сделать на уже установленном и подключеном ПК в режиме удаленного доступа. Я думаю 2 недели это для студентов первого курса... а реально за пару сеансов можно все подправить... если алгоритм был продуман правильно на стадии проектирования.

  • Алексей Бурмистр — project author
    Complain | 1 December 2015 |

    Пример с котлом не совсем корректен... при нагреве жидкости время реакции (включения нагрева) не имеет значения. А при протяжке моноволокна реакция должна быть и быстрой и точной 

  • Leyton aac
    Complain | 1 December 2015 |

    эти "скорости", это три цифры, будет что-то типа 0.4,0.2,0.9
    Вашу скорость протяжки при ПИД-регулировании задаёт величина дифференциального коэффициента. У вас будет почти единица. Значит, П-регулятор Вам не подойдет. Нужен ПД-регулятор и примитивнейший "modbus-мастер" между частотником и лазерным датчиком. Давайте тоговаться !

  • Vladimir Chekhurskyy
    Complain | 2 December 2015 |

    Вставлю свои 5 коп. По мне так тех. процесс сам по себе ошибочен. Для получения стабильного диаметра нити ее лучше и правильней формировать горячей  прокаткой сразу после выхода из экструдера 

  • Алексей Бурмистр — project author
    Complain | 2 December 2015 |

    Мне интересно как вы сделаете прокаткой идеально круглую нить без следов роликов из полужидкого расплава и к тому же который сразу прилипает к металу?
    На сегодняшний день линия полностью рабочая и качество нити вполне удовлетворительное. Только обратная связь реализована через аналоговый вход лазерного измерителя и потенциометра (одного из) частотного преобразователя. Проблема только в том, что аналоговый выход лазерного преобразователя иногда не выдерживает такую нагрузку (пререгрев) и иногда проскакивают ложные показания, которые в свою очередь вносят деструктивные данные в обратную связь. Хотелось бы уйти от аналоговой схемы обратной связи.
    И плюс при аналоговой схеме оператор должен периодически вносить коррективы вторым потенциометром в систему обратной связи. Хотелось бы упростить работу оператора.

  • Есть такие решения ...прокатные . И валки там не металлические ))

    Да и человеческий фактор исключен полностью. Но решение это не трехкопеечное((

  • А если использовать аналоговые сигналы 0-10В, то для ПИД-регулирования и ПЧ сгодиться. А архивирование и визуализацию можно сделать на базе - http://webhmi.com.ua/

  • Add

Project published
1 December 2015
779 views
Invited to project