Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2022

Идентификатор DOI: 10.31772/2712-8970-2022-23-2-347-356

Ключевые слова: digital twin, casting and rolling line, TIA Portal software environment, aluminum alloys processing, цифровой двойник, литейно-прокатная линия, программная среда TIA Portal, обработка алюминиевых сплавов

Аннотация: При производстве и эксплуатации ракетно-космических установок широко используются различные алюминиевые сплавы, как в конструктивных элементах, так и в линиях связи, электроснабжении. Параметры операций обработки сплавов должны жестко выдерживаться для исключения брака и получения продукции нужного качества. Технологические процессы обработки металлов в космическом машиностроении содержат такие операции, как литье, прокатка, прессование и могут использовать непрерывные линии расплав - кристаллизация - формоизменение, что предъявляет дополнительные требования к комплексному управлению такой линией. Целью работы является создание цифрового двойника для управления совмещенным литейнопрокатным комплексом. На основе ранее представленных математических моделей агрегатов и компонентов комплекса (печь, лоток, кристаллизатор, узел прессования, правильно-охладительное устройство, шпули) в программной среде TIA Portalс применением микропроцессорного контроллера S7-1200 разработана программа, которая имитирует изменение параметров как прокатываемого металла, так и устройств литейно-прокатной линии. Представлена структура и пользовательский интерфейс программы. Проведены расчёты параметров технологического цикла при обработке трёх сплавов, которые дают представление о распределении температур и скоростей прокатываемого металла в каждом узле установки. Программу можно использовать на производстве как для предварительных расчетов обработки различных сплавов с целью подбора нужных управляющих воздействий, так и в ходе процесса в составе действующего АСУТП для уточнения параметров охлаждения и скорости литья. In the production and operation of rocket and space installations, various aluminum alloys are widely used, both in structural elements and in communication lines and power supply. The parameters of alloys processing operations must be strictly maintained in order to exclude defects and obtain products of the required quality. Technological processes of metal processing in space engineering include such operations as casting, rolling, pressing and can use continuous melt-crystallizationshape lines, which imposes additional requirements on the integrated control of such a line. The aim of the work is to create a digital twin to control a combined casting and rolling complex. Based on the previously presented mathematical models of the units and components of the complex (furnace, tray, mold, pressing unit, straightening and cooling device, spools), a program has been developed in the TIA Portal software environment using the S7-1200 microprocessor controller, which simulates the change in parameters of both rolled metal, and devices of the casting and rolling line. The structure and user interface of the program are presented. The calculations of the parameters of the technological cycle in the processing of three alloys were carried out, which give an idea of the distribution of temperatures and speeds of the rolled metal in each unit of the installation. The program can be used in production both for preliminary calculations of the processing of various alloys in order to select the necessary control actions, and during the process as part of an existing process control system to refine the cooling parameters and casting speed.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал

Выпуск журнала: Т. 23, № 2

Номера страниц: 347-356

ISSN журнала: 27128970

Место издания: Красноярск

Издатель: Сибирский государственный университет науки и технологий им. акад. М.Ф. Решетнева

• Якивьюк П.Н. (Сибирский федеральный университет, Институт цветных металлов и материаловедения)
• Пискажова Т.В. (Сибирский федеральный университет, Институт цветных металлов и материаловедения)
• Сальников А.В. (ООО «Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр»)
• Гофман П.М. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК