Переработка одноразовых шприцов (стр. 13 из 18)
Задача автоматической системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) состоит в отыскании оптимальных режимов совместно работающих аппаратов, распределении нагрузок между отдельными или параллельно работающими агрегатами с учетом имеющихся ресурсов сырья, энергии и других показателей. В данном случае информация может передаваться на диспетчерские пункты предприятия, обеспечивающие ее анализ, обработку и использование.
На локальном уровне задача сводится к стабилизации необходимых режимов процессов, протекающих в отдельных аппаратах, путем поддержания заданных значений характерных технологических величин (расход, температура, качественные показатели получаемых продуктов и др.). Кроме того, выполняется оптимизация процессов с учетом их особенностей (процесс проводится при условии максимальной выработки целевого продукта из единицы сырьевого материала, минимальных удельных затрат энергии на получение продукта заданного качества или при других условиях). Одновременно осуществляется сигнализация о нарушении заданного режима, защита и блокировка оборудования, его пуск и остановка, дистанционное управление процессом и т.д. Эти задачи решаются с помощью локальных автоматических систем, входящих в АСУ ТП.
Автоматизация производства не принижает роли исследователя, инженера или техника, управляющего производством. Наоборот, она повышает производительность их труда, требует от них более высокого уровня знаний для решения задач при приеме и обработке информации, умения правильно применить и заложить оптимальную программу производства и дать ее правильное толкование. Применение автоматических средств в производстве освобождает человека от нетворческой механической работы, исключает возможность возникновения субъективных погрешностей [26].
4.2 Основные характеристики системы автоматизации проектируемого экструдера
Разрабатываемая производственная линия по переработке композиций на основе вторичного полипропилена и полиэтилена на предприятии ООО "Алькор" состоит из:
ножевой дробилки для мокрого размола;
промывочного лотка;
центробежной и термической сушки;
смесителя силосного типа;
экструдера.
В данном разделе рассмотрим автоматизацию хвостовой части проектируемой линии - экструдера (гранулирующего устройства). Схема автоматизации экструдера представлена на рисунке 4.1 и на слайде
4.3 Регулирование значений температуры различных зон пластикационого канала
В пластикационном канале, необходимая температура для правильного протекания технологического процесса переработки полимера, устанавливается на щите центрального контроллера и обеспечивается термоэлектро нагревательными элементами (ТЭНами). Вблизи каждого нагревательного элемента расположен датчик температуры.
Датчиками температуры служат термоэлектрические преобразователи (термопары) с металлическими электродами.
Чувствительный элемент представляет собой два термоэлектрода, сваренных между собой на рабочем конце в термопару (рабочий спай) и изолированных по всей длине при помощи керамической трубки. Изолированный чувствительный элемент помещают в защитную арматуру, в комплект которой входит водозащищенная головка с колодкой зажимов. Двойные термопары имеют два электрически изолированных чувствительных элемента. Свободные концы термопар через колодку зажимов присоединяются к вторичному прибору или преобразователю. В качестве вторичного прибора используется милливольтметр.
Принцип действия термоэлектрического преобразователя основан на изменении термоэлектродвижущей силы, развиваемой термопарой из двух различных проводников.
Для автоматического регулирования температуры рабочей зоны экструдера датчики температуры подсоединяют в мостовую схему. Задатчиком температуры устанавливается необходимая температура для каждой зоны нагревания. Мост разбалансируется заданной величиной сопротивления датчика температуры и величиной сопротивления задатчика температуры. По сигналу разбаланса моста регулятор включает устройство питания нагревательных элементов.
При нагревании цилиндра экструдера мост балансируется увеличением значения сопротивления от повышения температуры. Напряжение на входе регулятора температуры уменьшается, соответственно уменьшается и напряжение на нагревательных элементах. При балансе моста регулятор температуры поддерживает напряжение на нагревательных элементах постоянным. При нагреве баланс моста нарушается, фаза моста изменяется на противоположную и регулятор температуры вырабатывает сигнал, которым отключает схему питания нагревательных элементов. При небольшом разбалансе моста в ту или другую сторону регулятор температуры увеличивает или уменьшает напряжение на нагревательных элементах.
Цилиндр экструдера, состоящий из семи зон, наревется семью ТЭНами, и для поддержания заданной температуры функционируют семь нагревательных элементов.
В цилиндре экструдера располагается семь зон нагрева, которые представлены в таблице 4.1
Также следует отметить, что каждой термопарой определяется фактическая температура каждой зоны цилиндра экструдера и её значение высвечивается на центральном щите контроллера. Это позволяет визуально наблюдать работу каждой зоны нагрева [27].
В разрабатываемом проекте используются термопары типа ХК. Технические характеристики термопары ХК приведены в таблице 4.2
Таблица 4.1 - Температурные режимы
| Номер зоны | Материал | ||
| ПЭВД | ПЭНД | ПП | |
| Зона нагрева 1 | 95 | 95 | 100 |
| Зона нагрева 2 | 180 | 185 | 180 |
| Зона нагрева 3 | 195 | 185 | 180 |
| Зона нагрева 4 | 195 | 185 | 180 |
| Зона нагрева 5 | 200 | 195 | 180 |
| Зона нагрева 6 | 200 | 195 | 160 |
| Зона нагрева 7 | 200 | 200 | 160 |
Таблица 4.2 - Технические характеристики термопары
| Тип термопары | Условное обозначение | Материал термоэлектрода | Температура, °С | |||
| положительного | отрицательного | от | до | |||
| ТХК | XK (L) | Хромель ТНХ 9,5 (90,5% №+9,5%Сг) | Копель МНМц 43-0,5 (56% Cu+44% Ni) | -200 | 800 | |
4.4 Контроль и регулирование давления расплава в пластикационном канале экструдера
Для определения давления в проектируемом экструдере используется датчик давления типа DyniscoMDT 462L-1/2-35C-15/46-T80.
Датчик представляет собой механический щуп с чувствительной мембраной, расположенной непосредственно в области определения давления, по средствам газовой трубки он соединяется с электронным блоком - преобразователем, который преобразует поступившую информацию в электрический сигнал. Преобразованный сигнал может принимать значения от 0 В до 10 В, что равняется от 0 до 3,5-107 Па соответственно. Если полученный сигнал превышает 2,2-10 Па, центральный контроллер посылает аварийные сигналы на привод двигателя постоянного тока, вращающий шнек, и на насос, подающий расплав на головку. Происходит полная остановка червячной машины.
Датчик служит для определения давления расплава в наиболее сложных местах экструдера:
на дросселе (сужение пластикационного канала, которое находится сразу же после шнека). Если измеряемое давление не соответствует номинальному значению в рассматриваемом месте, преобразованный сигнал с вторичного прибора поступает на центральный контроллер, а оттуда на двигатель постоянного тока, вращающий шнек экструдера. Соответственно, если давление превышает номинальное значение, скорость вращения шнека уменьшается, и наоборот;
на сите, которое служит для фильтрации расплава перед грануляцией. Если увеличивается давление на сите, значит, оно забилось, а если уменьшается - сломалось или повредилось. В этом случае преобразованный сигнал с датчика передается в центральный контроллер, откуда подается звуковой сигнал для обслуживающего персонала (сирена, гудок), сообщающий о срочной операции замены сита;
непосредственно на фильере, после насоса, регулирующего подачу массы на головку. Насос служит для равномерной подачи расплавленной массы на гранулирующую головку. Результат измерения датчика давления поступает в центральный контроллер, где он сравнивается с номинальным, и если равенства нет, контроллер выдает регулирующий сигнал на насос. Если давление недостаточное - насос начинает работать более активно, и наоборот [28].
4.5 Пульты управления
Гранулирующее устройство оснащено тремя пультами управления, с помощью которых устанавливается необходимые параметры, касающиеся производственного процесса.
Пульт управления 1 представлен на рисунке 4.2
Данный пульт управления предусмотрен для установки температуры в зонах нагрева в зависимости от производимого материала и имеет семь рабочих приборов амперметров, которые показывают семь зон нагрева и подаваемую на них силу тока, а также семь полуавтоматов.
Рисунок 4.2 - пульт управления 1
Пульт управления 2 представлен на рисунке 4.3