Основным функциональным назначением системы натяжения арматурных канатов является управление основными узлами и компонентами, а также сбор и отображение информационных данных с измерительных датчиков в ходе проведения ремонтных работ по замене арматурных канатов в каналообразователях железобетонных конструкций.
Система управления должна обеспечить:
− Сбор, обработку, индикацию, хранение и запись на внешний носитель информации, получаемой от основного комплекса технологического оборудования;
− Управление основными модулями и узлами комплекса технологического оборудования.
Основной целью создания системы является оснащение изготавливаемого технологического оборудования программно-аппаратными средствами для управления и контроля выполнения ответственных ремонтных работ по замене арматурных канатов.
Оснащение системой управления позволит:
− Производить ремонтные работы согласно технологии производства;
− Обеспечивать и контролировать необходимые заданные параметры натяжения армированных канатов согласно техническим требованиям;
− Обезопасить работу оператора и рабочего персонала в ходе выполнения работ.
Краткие сведения объекта автоматизации
Оборудованием для оснащения системой является комплекс электромеханических и гидравлических средств в составе:
− Манипулятор рельсовый;
− Домкрат с силовыми гидроцилиндрами;
− Устройство фиксации пальца (УФП);
− Устройство завинчивания стопорного кольца (УЗСК);
− Гидравлическая насосная станция.
Манипулятор рельсовый предназначен для подвода домкрата к месту размещения каналообразователя и его фиксации в рабочем положении. Оснащен платформой для домкрата, располагаемой на каретке и позволяющей производить регулировку точного позиционирования для соосного размещения домкрата и каналообразователя.
Домкрат с силовыми гидроцилиндрами выполняет функцию натяжения арматурного каната в каналообразователях. Состоит из четырех силовых гидроцилиндров для упора и корпуса с возможность размещения внутри коуша арматурного каната, а также фиксирующего пальца.
Устройство фиксации пальца закрепляется на домкрате. Закрепляет коуш арматурного каната в теле домкрата. Устройство завинчивания стопорного кольца выполняет роль закрутки/раскрутки стопорной гайки в основании цангового анкера для удержания/ослабления арматурного каната и позволяет сохранить установленное натяжения в ходе выполнения работ.
Гидравлическая насосная станция обеспечивает передачу потока жидкости к гидравлическим цилиндрам для работы узлов управления манипулятора, домкрата силового и УФП.
Общий алгоритм проведения работ
В ходе выполнения ремонтных работы выполняется следующий производственный цикл:
1. Размещение домкрата на платформе манипулятора.
2. Закрепление УФП на корпусе домкрата.
3. Установка УЗСК на анкер каналообразователя.
4. Подключение кабелей питания, сигнальных кабелей, а также гидравлических рукавов к основному оборудованию.
5. Разместить домкрат на коуш арматурного каната, используя передвижные узлы манипулятора.
6. После окончательной установки домкрата, при помощи УФП закрепить фиксирующим пальцем корпус домкрата на коуше каната.
7. Путем натяжения каната силовым домкратом произвести ослабление стопорной гайки при помощи УЗСК. После «срыва» гайки, ослабить натяжение каната для его последующего извлечения из каналообразователя.
8. Основное оборудование демонтируется. Производится демонтаж каната и сопутствующие ремонтные работы.
9. В каналообразователь устанавливается новый арматурный канат. Производится повторение процедур по установке оборудования (п. 1-6).
10.Производиться натяжение каната до заданной величины.
11.При помощи УЗСК производится завинчивание стопорной гайки до упора.
12.Натяжение каната ослабляется, фиксирующий палец извлекается. Производится демонтаж оборудования.
Примечание: управление рабочим процессом при натяжении арматурного каната должно осуществляться удаленно, без присутствия оператора или рабочего персонала в непосредственной близости от места проведения работ.
Функциональные характеристики основного оборудования
Основное оборудование имеет следующие функциональные и технические характеристики:
Манипулятор:
− Движение по рельсам обеспечивается четырьмя тележками с колесами. Одна тележка выполнена приводной с возможностью регулировки скорости перемещения;
− Регулировочная платформа имеет ход подъема для подстройки высоты 900 мм при помощи двух гидравлических цилиндров;
− Регулировочная платформа имеет продольный ход (по направлению рельсовых путей) 320 мм для точной подстройки при помощи двух гидроцилиндров;
− Регулировочная платформа имеет возможность поворота вокруг вертикальной оси на величину ±60° для подстройки угла поворота при помощи одного гидроцилиндра 320 мм и зубчатой передачи;
− Регулировочная платформа имеет возможность наклона в горизонтальной плоскости на величину 40° при помощи гидроцилиндра 320 мм и шарнира;
− Регулировочная платформа имеет поперечный ход 1000 мм для размещения домкрата на коуш арматурного каната при помощи двух гидроцилиндров;
− Манипулятор снабжается системой видеонаблюдения, для возможности удаленного наблюдения за процессом размещения домкрата в рабочее положение.
Домкрат:
− Домкрат оснащен четырьмя силовыми цилиндрами с рабочим ходом 650 мм;
− Сила натяжения домкрата контролируется рабочим давлением в гидросистеме.
УФП:
− УФП оснащен двумя гидроцилиндрами с ходом 550 мм;
− УФП оснащен системой видеонаблюдения для контроля соосного расположения коуша и пальца.
УЗСК:
− УЗСК оснащен электродвигателем с зубчатой передачей;
− УЗСК имеет контроль крутящего момента затяжки стопорной гайки;
− УЗСК имеет контроль угла поворота стопорной гайки.
Гидравлическая насосная станция:
− Возможность подачи гидравлической жидкости на все используемые гидроцилиндры комплексного оборудования в двух направлениях (поршень, шток);
− Контроль давления подачи жидкости на силовой домкрат.
Требования к составу системы управления
Разработка системы управления должна быть основана на оптимальном выборе оборудования с использованием современных технических средств, имеющих необходимые сертификаты соответствия.
Разрабатываемая система должна соответствовать ГОСТ 24.104-85 ЕСС АСУ "Автоматизированные системы управления. Общие требования" с учетом требований, изложенных в данном разделе.
Система должна состоять из следующих подсистем:
− Система сбора и обработки полученной информации от оборудования;
− Система управления и индикации функциональными узлами оборудования.
Требования к автоматизированной системе
Система должна быть разработана и реализована с учетом всех функциональных характеристик комплексного оборудования. Она должна обеспечивать сбор необходимых для производства работ данных, осуществлять управление узлами комплексного оборудования и отображать динамические показания на информационной панели в ходе выполнения ремонтных работ по замене арматурных канатов.
Системой предусматривается общий пульт дистанционного управления с длиной соединительного кабеля не менее 5 м. ПДУ имеет возможность раздельного управления основными компонентами комплексного оборудования.
Пульт управления должен быть ручного исполнения с информационной панелью в виде дисплея и с кнопочной панелью для управления процессом. Все элементы системы управления, индикации и сбора параметров должна обеспечиваться классом защиты IP54.
Программное обеспечение
Программное Обеспечение (ПО) Системы управления должно состоять из:
− Прикладного ПО, разрабатываемого исполнителем с целью реализации функциональных возможностей Системы. Прикладное ПО Системы должно обеспечивать реализацию перечисленных в данном ТЗ функций. Прикладное ПО Системы должно обеспечить реализацию требуемых алгоритмов контроля, защиты, отображения информации, сигнализации и архивирования данных.
Программное обеспечение дистанционного пульта управления состоит из программных пакетов, соответствующих основным компонентам комплексного оборудования, и имеет возможности отдельной загрузки в систему управления.
Техническое обеспечение
Структура и мощность оборудования Системы управления должны соответствовать объемам собираемой, обрабатываемой и хранимой информации, интенсивности трафика обмена информацией. Комплекс технических средств Системы должен быть достаточен для реализации определенных данным ТЗ функций.
Стадии выполнения работ по созданию системы управления
Работы по созданию системы выполняются в соответствии с ГОСТ 34.601-90, в 3 стадии:
− Технический проект;
− Рабочая документация;
− Ввод в эксплуатацию.
На стадии «Технический проект» должна быть осуществлена разработка проектных решений по Системе в целом и ее частям, включая информационную и функциональные модели деятельности, документации на Систему и ее частей, разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования системы.
На стадии «Рабочая документация» должна быть осуществлена разработка рабочей документации на Систему, выбраны производители оборудования, выполнена разработка и адаптация программ, включая разработку пользовательского интерфейса.
На стадии «Ввод в эксплуатацию» должны быть проведены работы по подготовке объекта автоматизации к вводу Системы в действие, подготовке персонала, комплектации системы поставляемыми изделиями (в том числе программными и техническими средствами), пусконаладочные работы, предварительные испытаний, опытная эксплуатация и приемочные испытания.
По завершении стадии «Ввод в эксплуатацию» должна начаться стадия сопровождения, требования и условия которой должны быть определены отдельным договором.
Стадии «Технический проект» и «Рабочая документация» выполняются раздельно.