Технічний коледж

Скачати 2.18 Mb.

Назва	Технічний коледж
Сторінка	14/19
Дата	12.03.2013
Розмір	2.18 Mb.
Тип	Документи

bibl.com.ua > Фізика > Документи

1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Тема №8 АВТОМАТИЗАЦІЯ МЕХАНІЧНИХ ПРОЦЕСІВ
8.1 Автоматизація транспортування твердих матеріалів
8.1.1 Загальні відомості. Типова схема автоматизації
В якості об’єкту керування процесом транспортування твердих матеріалів візьмемо стрічковий транспортер, що транспортує сипучій матеріал. Показником ефективності цього процесу є витрата транспортованого матеріалу, а метою керування будемо вважати підтримання заданого значення розчину. В зв’язку з тим, що всі збурення на вході в об’єкт (зміна гранулометричного складу матеріалу, його вологості і насипної маси, проковзуванням стрічки транспортера) усунути неможливо, витрату матеріалу слід прийняти в якості регульованої величини і регулювати її коректуванням роботи дозуючих приладів.

Контролю підлягають витрата транспортованого матеріалу і кількість спожитої приводом електроенергії. При різкому зростанні струму через електродвигун привода транспортера, наприклад, у випадку заклинення стрічки, повинні спрацювати пристрої сигналізації і захисту, що відключать двигун транспортера.

В зв’язку з можливістю забруднення певних ділянок транспортної системи сторонніми включеннями (грудками, налиплим матеріалом), а також виходу з ладу окремих елементів транспортера контролюється і сигналізується також наявність потоку матеріалу з допомогою спеціального датчика.

Слід зазначити, що типові схеми автоматизації стрічкового транспортеру при переміщенні штучних вантажів аналогічні, але в якості регульованої величини в цьому випадку необхідно прийняти число одиниць вантажу за одиницю часу, а регулюючий вплив здійснювати коректуванням роботи вантажних пристроїв.

Рис. 8.1 Типова схема автоматизації процесу переміщення сипучих матеріалів: 1 – бункер; 2 – дозатор; 3 – варіатор; 4 – чутливий елемент сигналізатора наявності матеріалу на стрічці; 5 – стрічковий транспортер; 6 – чутливий елемент регулятора витрати матеріалу.
8.1.2 Цілі керування процесом транспортування
В залежності від вимог, що висуває наступний по ходу транспортованого матеріалу технологічний процес, перед транспортним пристроєм можуть ставитись різні задачі.

1. Стабілізація середньої витрати за час. Це завдання ставиться найчастіше і вирішується з допомогою відносно простих приладів.

На рис. (8.2) показані схеми, що забезпечують вимірювання середньої витрати за певний період часу. Принцип дії вказаних приладів базується на вимірюванні зусиль, що виникають за рахунок сил тяжіння матеріалу. Зусилля F, що сприймаються щупом від транспортера і передаються на перетворювач, можуть бути розраховані по рівнянню:

F=Vρgτ=Vρg(L/v) /8.1/

V – об’ємні витрати матеріалу; ρ – густина матеріалу; g – прискорення вільного падіння; τ – час; L – довжина сприймаючої силу стрічки; v – швидкість стрічки

Рис. 8.2 Схеми ваговимірювальних транспортерів: а – весь транспортер діє на чутливий елемент; б – на чутливий елемент діє задній кінець рами транспортера; в – з одним вимірювальним роликом під стрічкою; 1 – транспортер; 2 – щуп; 3 – чутливий елемент; 4 – рама; 5 – нерухомі допоміжні ролики; 6 – вимірювальний ролик
В промисловості використовують декілька варіантів конструкцій приладів вимірювання середньої за певний час витрати: з встановленням всіє рами транспортера на чутливому елементі (рис. 8.2, а); з розміщенням одного кінця рами на елементі, а другого – на рухомій опорі, яка може переміщуватись вздовж рами і тим самим змінювати зусилля, поступаючи на елемент (рис. 8.2, б); з виділенням на транспортері витрато-вимірювальної частини, довжину якої можна міняти переміщенням роликів (рис. 8.2, в).

2. Підтримка заданого миттєвого значення витрати. Це завдання вирішити значно складніше, по-перше, внаслідок флуктуацій витрати, що викликається зміною перерізу прохідного отвору дозатора при проходженні через нього матеріалу, і, по-друге, через складність вимірювання миттєвої витрати. Для вимірювання миттєвої витрати використовують складні прилади, в які входять елементи обчислювальної техніки.

3. Забезпечення певної сумарної кількості матеріалу за певний цикл роботи. Таку задачу необхідно вирішить, наприклад, при складанні шихти, упакуванню певних порцій матеріалу і т.д. В якості приладів, що забезпечують певну порцію матеріалу, використовують автоматичні ваги, що забезпечують зважування матеріалу, завантаження і розвантаження бункера.

8.1.3 Внесення регулюючих впливів шляхом зміни швидкості транспортера

Коли між бункером і транспортером відсутній дозатор, режим якого визначає подачу матеріалу на стрічку, витрата матеріалу буде залежати від швидкості стрічки (чим більша швидкість, тим більша витрата, і навпаки). При такій технологічній схемі регулюючі впливи можуть бути здійснені зміною швидкості стрічки. Найбільш розповсюдженим способом зміни швидкості являється використання електромагнітних муфт, систем з перетворенням частоти струму і двигунів постійного струму.
8.1.4 Системи автоматичного керування транспортерами
Пристрої автоматичного керування транспортерами повинні забезпечувати не тільки регулювання витрати вантажу, але і автоматичний пуск, зупинку, а в окремих випадках і реверсування електродвигунів цих транспортерів. Сигнали на виконання тієї чи іншої операції можуть поступати від командного пристрою, або від шляхових вимикачів і реле швидкості. Використовуються і комбіновані системи, наприклад, система керування пульсуючим транспортером. Пульсуючий транспортер повинен доставити виріб до апарату, зупинити роботу на деякий проміжок часу, необхідний для загрузки виробу в апарат, ввімкнутись знову і працювати до того часу, поки наступний виріб не досягне апарату. Електрична схема, з допомогою якої автоматично виконується зміна операцій, показана на рис.

Рис. 8.3 Електрична схема керування електродвигуном пульсуючого транспортера
Первинний пуск транспортера здійснюється натисненням кнопки S2. Коло котушки K1 магнітного пускача замикається. Своїм контактом K1.4 він блокує кнопку S2, а контактами K1.1-K1.3 замикає силове коло електродвигуна транспортера M. Двигун починає працювати, транспортер починає рухатись. При досягненні виробом апарату спрацьовує кінцевий вимикач, на який діє опір ходової частини транспортера. Положення опору на стрічці строго відповідає положенню виробу. Контакт S4.1 кінцевого вимикача розриває коло пускача K1, і двигун M вимикається; контакт кінцевого вимикача S4.2 замикає круг реле часу K4. Таким чином, зупинка транспортера може відбутися тільки в тому випадку, коли виріб буде знаходитись навпроти апарату, тобто відбувається залежно від стану об’єкта.

По завершенні певного періоду часу контакт K4.2 реле замкнеться, і котушка пускача K1 знову потрапить під напругу, так як контакт S4.1 блокований контактом K4.1. В даному випадку пуск транспортера здійснюється по раніше заданій програмі шляхом відповідної настройки реле часу незалежно від того, встигли загрузити виріб у апарат чи ні.
8.2 Автоматизація процесів подрібнення твердих матеріалів.
8.2.1 Загальні відомості

В якості об’єкта керування при автоматизації процесу подрібнення приймемо барабанний млин сухого помолу. Показником ефективності при керуванні даним процесом є розмір частинок подрібненого матеріалу (товщина помолу), а ціллю керування – підтримання визначеного кінцевого гранулометричного складу матеріалу.

Гранулометричний склад визначається, з одного боку, властивостями матеріалу, що подрібнюється (твердістю, вологістю, густиною, розмірами частинок) і кількістю його в барабані, а з іншого боку – кінетичною енергією, з якою шари матеріалу взаємодіють між собою.

Рис. 8.4 Вплив швидкості обертання барабану млина V на коефіцієнт k
На ділянку подрібнення, як правило, подається різнорідний матеріал, тому в об’єкт керування будуть надходити збурення. Стабілізувати властивості, що подається у млин, неможливо. Єдиною можливістю зменшити частоту і силу збурення є перемішування різних партій сировини з ціллю усереднення їх характеристик.

Кількість матеріалу М в барабані буде визначатись витратами сировини або кінцевого продукту. Залежність між ними визначається за формулою:

М = kF /8.2/

де k - коефіцієнт, що враховує вплив властивості матеріалу, швидкості обертання барабана, ступеня заповнення барабана матеріалом та інших параметрів; ці параметри (крім V) є або постійними величинами, або їх неможливо стабілізувати;

F – витрата сировини або кінцевого продукту.

Таким чином, кількість матеріалу в барабані може бути стабілізована шляхом зміни витрати сировини або кінцевого продукту, а також швидкості обертання барабана.

Кінетична енергія, з якою шари діють на матеріал, залежить від висоти падіння окремого шару і числа співударів шарів в одиницю часу. Зрозуміло, що із збільшенням цих параметрів інтенсивність подрібнення зросте. Висота падіння шару залежить від швидкості обертання. До певної допустимої межі вона зростає, при більш високій швидкості – починає зменшуватись.

Число співударів шарів можна визначити по формулі:

M = η_nVN /8.3/

де η_n - число падінь шару за один оберт барабана;

V - швидкість обертання барабана;

N - кількість шарів у млині (величина постійна).

Число η_n залежить також від швидкості обертання V, із зменшенням V значення η_n збільшується.

Рис. 8.5 Вплив швидкості обертання барабану млина V на число падінь шару за один оберт _n
Висоту падіння та число співударів шарів можна стабілізувати підтримуючи постійну швидкість V, зміною цього параметра можна здійснювати регулюючу дію.

Практика показує, що для підтримки заданих розмірів частинок подрібненого матеріалу, зміна швидкості V не повинна перевищувати 20-30% від номінального значення.

Отже, основною регулюємою величиною слід прийняти гранулометричний склад кінцевого продукту, а регулюючу дію здійснювати зміною швидкості обертання барабана. При цьому слід стабілізувати витрату матеріалу, що ліквідує збурення по цьому каналу і постійну виробничу потужність подрібнювача.

Зауваження: в деяких випадках в промисловості при відсутності безперервно діючих датчиків розмірів твердих частинок, обмежуються стабілізацією допоміжного параметра – кількістю матеріалу в барабані, який і буде одним з головних параметрів процесу. Він реагує практично на всі параметри, що визначають розміри частинок.

Об’єм матеріалу M не піддається точному безпосередньому вимірюванню. На практиці ця регулюєма величина визначається допоміжними методами: по силі струму електродвигуна млина, вібрації барабана чи опори млина, по амплітуді шуму, що створює млин. Найбільше поширення отримав останній метод.

Контролю в даному процесі підлягає витрата матеріалу, амплітуда шуму, що створює млин, кількість спожитої електричної енергії.

Аналізується стан барабана – включений він чи виключений. Крім того, встановлюються пристрої пуску і зупинки двигунів подрібнювача.
8.2.2 Регулювання барабанних млинів мокрого помолу
Автоматизувати ці мелення складніше ніж млини сухого помолу, через появу додаткового рідинного потоку. Витрату води, що подається в млин, слід стабілізувати або змінювати в залежності від кількості матеріалу в млині.

В якості регулюємої величини приймається густина суспензії, яка достатньо точно характеризує товщину подрібнення.
8.2.3 Регулювання об’єму матеріалу шляхом зміни витрати сировини
Якщо для наступного за процесом переміщення технологічного процесу не вимагається постійна витрата подрібненої речовини, то регулюючу дію при стабілізації кількості матеріалу M можна здійснювати зміною витрати сировини. Режим роботи дозуючих пристроїв при цьому повинен відповідати заданому об’єму матеріалу в барабанному млині, а всі інші параметри процесу слід підтримувати постійними.

При використанні млинів мокрого помолу можна стабілізувати об’єм матеріалу зміною не тільки витрати матеріалу M, але і витрати суспензії. Для цього встановлюють регулятор, який закриває чи відкриває зливний отвір млина.
8.2.4 Регулювання млинів, які працюють по замкненому циклу
При роботі млинів по замкненому циклу (рис. 8.6), матеріал після помолу чи суспензія поступають у спіральний гідравлічний класифікатор, в якому відбувається сортування зерен матеріалу. Для класифікації зерен туди подають воду. Дрібні зерна матеріалу видаляють з класифікатора в злив, а крупні повертають в млин в якості рецикла.

Для підтримки нормального режиму класифікатора необхідно встановити автоматичний регулятор, який забезпечить повернення крупних зерен матеріалу в млин. Крупність зерен після класифікатора визначають по величині густини суспензії.

Регулюючу дію при стабілізації густини суспензії можна вносити декількома способами. Найбільш простим і розповсюдженим є зміна витрати води, яка подається в класифікатор. Цей спосіб потребує плавної і повільної зміни швидкості подачі води. В протилежному випадку порушується нормальний технологічний режим класифікатора. Після різкої зміни витрати води режим відновлюється не раніше ніж через 10 хвилин.

Більш бажаною регулюючою дією є така, що не зв’язана з зміною подачі води. Наприклад, можна регулювати густину суспензії шляхом зміни швидкості обертання барабана або величини підйому спіралі класифікатора. Більш ефективним є останній метод, при якому можна змінювати витрату рецикла в дуже широкому діапазоні (від нуля при повному підйомі спіралі до 100% при самому нижньому положенні). Цей метод легко здійснюється на класифікаторах сучасних конструкцій.

Рис. 8.6 Схема регулювання роботи класифікатора
8.2.5 Регулювання щокових подрібнювачів
При подрібненні матеріалу в щокових подрібнювачах в першу чергу слід забезпечити їх рівномірне завантаження. Це досягається шляхом коректування роботи живильників в залежності від потужності подрібнювача. Вибір регулюємої величини зумовлений жорсткою залежністю між виробничою потужністю подрібнювача і потужністю (струмом) його електропривода.
8.3 Автоматизація процесів дозування та змішування твердих матеріалів
8.3.1 Загальні відомості. Фізичні основи процесу
В якості ОК приймемо дозатор перервної дії зі стрічковим транспортером. Показником ефективності процесу є витрата матеріалу, що дозується. Ціллю керування є підтримання визначеного значення цієї витрати.

Масова витрата матеріалу через стрічковий транспортер визначається за рівнянням:

F=Svρ^´ /8.4/

де S – площа прохідного отвору;

v – швидкість руху матеріалу;

ρ¹ – насипна густина матеріалу.

Із зміною всіх визначаючих параметрів в об’єкт можуть надходити відповідні збурення.

Площа рівна добутку ширини стрічки в (величина постійна) на висоту відкриття заслінки h. Площа на виході буде періодично зменшуватись при проходженні частинок матеріалу, які будуть зменшувати прохідний отвір. Приймається, що частинки (куски) матеріалу мають форму кулі з еквівалентним діаметром d_екв. Тоді матимемо поправку h¹ до висоти h, яка врахує зменшення площі S:

/8.5/

Таким чином, площа S визначається рівнянням:

/8.6/

і залежатиме від висоти, відкриття заслінки h і діаметра частинок d_екв.

Висоту відкриття заслінки h порівняно просто стабілізувати, або змінювати при дозуванні. Діаметр d_екв визначається процесом подрібнення, який передує процесу дозування.

Швидкість v також може змінюватись при коливання напруги і частоти струму в електричній мережі двигуна дозатора, а також при ковзанні приводних пасів і стрічки транспортера на ведучому барабані. Шляхом ціленапрямленої зміни швидкості v з допомогою варіатора чи іншого спеціального обладнання можна здійснювати регулюючу дію.

Через зміну насипної густини ρ (в залежності від попереднього технологічного процесу, через метеорологічні умови і вологість навколишнього середовища) буде змінюватись внутрішнє тертя, що є сильним збуренням.

Отже в об’єкт будуть надходити ті чи інші збурення для компенсації яких потрібно вносити регулюючу дію шляхом зміни ступеня відкриття заслінки, або швидкості переміщення матеріалу.

Регулюючою величиною буде витрата матеріалу, що дозується.

Контролювати слід витрату матеріалу і його кількість, а сигналізувати значні відхилення витрати від заданого значення та стан привода дозатора (вкл/викл) у випадку повного припинення подачі матеріалу на стрічку дозатора та ін. механізмів.

1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Схожі:

Тема. Поняття про технічний рисунок, креслення Мета: сформувати уміння та навички виконувати технічний рисунок, креслення у масштабі; ознайомити учнів з типами ліній і умовних...	М. Дніпропетровськ Дніпропетровський університет економіки та права... ...
ТЕХНІЧНИЙ РЕГЛАМЕНТ Цей Технічний регламент розроблений з урахуванням вимог Директиви Ради Європи від 29 травня 1997 р. №97/23/ЄС про обладнання, що...	ПРАВИЛА ПРИЙОМУ до Державного вищого навчального закладу «Нововолинський... Провадження освітньої діяльності у Державному вищому навчальному закладі “Нововолинський електромеханічний коледж” здійснюється відповідно...
Державний вищий навчальний заклад «Куп’янський автотранспортний коледж»... Комунальний заклад охорони здоров′я ″ Ізюмський медичний коледж″ 64300, м. Ізюм, вул. Старопоштова, 41 0-5743 2-12-46	Додаток 8 до правил прийому в ДВНЗ «Нововолинський електромеханічний... Прізвище, ім'я, по батькові вступника у сертифікатах зовнішнього незалежного оцінювання різних років повинно збігатися з прізвищем,...
Технічний регламент «Вимоги щодо виробництва молока та молочних продуктів» Загальні положення Цей Технічний регламент визначає обов’язкові вимоги до молочної продукції та процесів її виробництва, у тому числі, стосовно інформації,...	К. М. Ситника Допущено Міністерством освіти і науки України Рецензенти: д-р техн наук, проф. /. М. Астрелін (Національний технічний університет України «КПІ»), д-р техн наук, проф. О. Я. Лобойко...
РІВНЕНСЬКИЙ ЕКОНОМІКО ГУМАНІТАРНИЙ ТА ІНЖЕНЕРНИЙ КОЛЕДЖ	ВП «Коледж технологій та дизайну Луганського національного університету... ВП «Коледж технологій та дизайну Луганського національного університету імені Тараса Шевченка»

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання