Проект автоматизації процесу розфасування та упакування цукру в закритому акціонерному товаристві "Чернівціцукор"

Дипломна робота

Проект автоматизації процесу розфасування та упакування цукру в закритому акціонерному товаристві «Чернівціцукор»

Зміст

Вступ

1. Загальна частина

1.1 Характеристика підприємства

1.2 Характеристика технологічного процесу до автоматизації

1.3 Обґрунтування теми проекту

2. Розрахунково-технологічна частина

2.1 Опис технологічного процесу із засобами автоматизації

2.2 Розробка структурної схеми автоматизації

2.3 Підбір стандартного обладнання

2.4. Розрахунок автоматизуючих пристроїв

2.5 Розробка заходів по монтажу вибраних засобів автоматизації

3. Конструктивна частина

3.1 Основні технічні дані дозуючого пристрою Дискрет-41

3.2 Елементи індикації та керування

3.3 Режим роботи ЕДП

3.3.1 Очікування

3.3.2 Вибір виду продукту

3.3.3 Програмування параметрів

3.3.4 Калібрування нуля шкали

3.3.5 Калібрування точної ваги

3.3.6 Індикація лічильника загальної ваги і лічильника загальної кількості упаковок

3.3.7. Установка лічильників блокування і поточного значення упаковок

3.3.8 Дозування

3.4 Опис параметрів і рекомендації по вибору їх значень

3.5 Можливі неполадки і методи їх усунення

4. Енергетична частина

4.1 Розрахунок витрати енергоносіїв на засоби автоматизації

5. Охорона праці

5.1 Заходи по техніці безпеки

5.2 Протипожежний захист

5.3 Аналіз виробничого травматизму

6. Економічна частина

6.1 Розрахунок витрати на проведення автоматизації

6.2 Розрахунок економії від впровадження автоматизації

6.3 Розрахунок економічної ефективності від впровадження автоматизації

6.4 Висновок про економічну доцільність проекту автоматизації

Використані джерела

Вступ

Автоматика -- це область теоретичних і прикладних знань про автоматично діючі пристрої і системи.

Термін «автоматика" походить від грецького «automatos" -- «самодіючий" і вказує на те, що пристрій самостійний, без участі людини, виконує доручені операції.

Технічні пристрої, на які переводяться різні функції процесу керування, є автоматичними чи пристроями, засобами автоматики.

Використання методів і засобів автоматики для перетворення неавтоматичних процесів в автоматичні називається автоматизацією.

При повній автоматизації обслуговуючий персонал відсутній і його функції зведені до періодичного нагляду за роботою устаткування і виправленню виникаючих ушкоджень.

При комплексній автоматизації обслуговуючий персонал постійно доглядає за роботою устаткування.

При частковій автоматизації автоматизовані окремі агрегати або їх частини.

У залежності від виконуваних автоматичними пристроями функцій розрізняють наступні основні види автоматизації:

1) вимірювання і контроль;

2) сигналізація;

3) керування;

4) регулювання;

5) захист.

Автоматичне вимірювання і контроль дозволяють за допомогою
засобів вимірювання безупинно, періодично контролювати кількісні і якісні показники технологічного процесу.

Автоматична (технологічна) сигналізація призначена для передачі сигналів, що інформують обслуговуючий персонал (оператора, диспетчера) про стан технологічного обладнання і відхилення параметрів, що контролюються.

Сигналізація буває світловою і звуковою, а за інформацією:

попереджувальною -- сигналізація моменту пуску обладнання, початку технологічного процесу і т.д.;

виконавчою -- контроль виконання розпоряджень обслу говуючого персоналу.

аварійною -- повідомлення обслуговуючому персоналу про порушення виробничого процесу.

Автоматичне керування призначене для пуску і зупинки котлів, насосів, вентиляторів, димососів і т.д. По ступені участі людини у включенні і відключенні пристрою автоматичного керування поділяють на напівавтоматичні й автоматичні.

У першому випадку приведення в дію автоматичного пристрою проводиться шляхом натискання на кнопку чи поворотом ручки ключа з пульта керування (дистанційне керування) чи безпосереднє біля агрегату (місцеве керування).

В другому випадку імпульси посилаються датчиками, що контролюють режим роботи. Наприклад, автоматичне включення підживлюючого насоса при витіканні води з мережі.

Автоматичне регулювання призначене для підтримки без участі людини протягом заданого проміжку часу з потрібною точністю заданих режимів технологічного процесу.

У залежності від характеру виміру впливу, що задає, розрізняють системи автоматичного регулювання стабілізації, програмного регулювання і спостереження.

У системах стабілізації вплив, що задає, постійно, у системах програмного регулювання змінюється по раніше заданому законі, а в системах, що стежать, вплив також змінюється, але закон зміни раніше не відомий і задачею системи є забезпечення спостереження за регульованою величиною по мірі зміни величини, що задає.

Автоматичний захист призначений для запобігання ушкоджень устаткування при виникненні перед аварійних режимів. Пристрої автоматичного захисту припиняють контрольований процес (наприклад, процес горіння шляхом відсічення подачі газу) чи забезпечують інші міри ліквідації небезпеки (відкривають запобіжні клапани для зниження тиску в котлі і т.п.).

Автоматичний захист, контроль і сигналізація на котельнях зв'язані між собою. Спочатку подається сигнал про відхилення контрольованого параметра від заданого значення, а потім, коли відхилення перевищить припустимий рівень, спрацьовує автоматичний захист (відсікається подача газу) і видається відповідний сигнал.

1. Загальна частина

1.1 Характеристика підприємства

Чернівецький цукровий завод був введений в експлуатацію в 1902 році. Побудований він був акціонерним товариством «Галицьке товариство цукрової промисловості в більшості на кошти Австрійських і Польських поміщиків.

Після Першої світової війни великі пакети акцій Чернівецького цукрового заводу «Жучка», цукровий завод «Хрещатик» потрапили в Австрійський банк «Єстеррейхище Кредит-Анштальт», в якому були з концентровані капітали Австрії, Германії, Швейцарії і Голландії. У буковинського поміщика Марка Фешора був викуплений пакет акцій з цукрового заводу «Хрещатик» , в результаті чого на Буковині утворився цукровий концерн, яким керувала група банку.

В результаті економічної кризи 1929 року банк збанкрутився, цукрові заводи Буковини стали збитковими. Так продовжувалося до 1935 року. Румунський король Карл XI через управління королівськими володіннями купив по міській ціні акції Буковинських цукрових заводів.

За період з 1930 по 1940 роки цукровий завод «Жучка» не працював в 1930, 1933, 1935, 1937 роках.

В 1940 році після звільнення Буковини Чернівецький цукровий завод був націоналізований і став окремою одиницею.

В часи війни в 1941 році Чернівецький цукровий завод був частково зруйнований, але в часи окупації продовжив працювати з низькою потужністю.

Після великої Вітчизняної війни колектив Чернівецького цукрового заводу поставив перед собою мету по технічному вдосконаленню, механізації трудомістких процесів, охорони праці і за короткий час досягнув рівня передового підприємства цукрової промисловості.

Сировинна база та технічна характеристика заводу

Сировинна база Чернівецького цукрового заводу розміщена в 9 адміністративних районах Чернівецької області, 2 районах Хмельницької області 1 Івано-Франківської області і 2 районах Тернопільської області.

В даний час заготовку буряку на заводі забезпечують 3 стаціонарних бурякоприймальних пункти.

Середня площа посівів цукрового буряка за останні 10 років складає 5157 га. Середня урожайність за цей період становить 223 ц/га. Вихід цукру з одного га - 24,8 ц. Заготовка цукрового буряка в середньому за останніх 10 років складає 112470т.

85% заготовленого цукрового буряка забезпечує колективні сільськогосподарські підприємства, 5% фермери і 10% фізичні особи.

Доставка цукрового буряка з віддалених бурякоприймальних пунктів здійснюється в основному автотранспортом.

Виробнича потужність заводу по переробці цукрового буряка складає 3 тисячі тон за добу.

Норма добового виробництва по переробці цукрового буряка складає 2410 тон за добу.

Виробнича потужність по переробці цукрових тростин складає 500 тон за добу. Норма добової потужності по переробці цукрових тростин-сирця складає 480 тон за добу.

Коефіцієнт використання потужності складає 80%.

В 1976 році проведена повна реконструкція заводу.

В процесі переробки цукрового буряка і виготовлення цукру-піску задіяно обладнання наступних основних цехів і ділянок:

1) бурякопереробне відділення;

2) сокоочисний цех;

3) продуктове відділення.

В процесі переробки цукрової тростини і виробництва цукру-піску задіяне обладнання наступних основних цехів і ділянок:

1) сокоочисний цех;

2) продуктове відділення.

Окрім того задіяне обладнання допоміжних цехів і ділянок:

1) електросилове хазяйство;

2) відділення опалення вапнякового каміння;

3) ТЕЦ;

4) засоби автоматизації і метрології;

5) водопостачання, водовикористання і каналізація;

6) складське приміщення (склад готової продукції загальною площею 5500 кв.м, місткістю 18 тисяч тон цукру; склад тари, склад насіння, матеріальний склад, склад збереження деталей, склад збереження паливно-мастильних матеріалів);

7) цех завантажувально-розвантажувальної техніки і автотранспорту (15 тракторних завантажувачів, 3 грейдерних крана, 1 автокран, 2 автонавантажувачі, 28 одиниць технологічного автотранспорту, 1 трактор-тягач);

8) цех залізно дорожнього транспорту (довжина шляхів становить 5,6 км; 2 тепловози);

9) столярна майстерня;

10) механічна майстерня;

11) відділення жомосушіння і грануляції жому (виробнича потужність - 52т в за добу);

12) відділення по розфасовці цукру-піску в 1 кг пакети (виробнича потужність становить 4т за добу).

Окрім вище сказаних цехів і ділянок є в наявності незадіяна площа рафінадного відділення, цех по виробництву штучного меду.

Основні техніко-економічні показники роботи заводу і асортимент виготовлюваної продукції

В даний час Чернівецький цукровий завод може випускати наступний асортимент товарної продукції:

1) цукор-пісок з цукрового буряка;

2) цукор-пісок з цукрової тростини-сирця;

3) сухий жом;

4) гранульований жом;

5) свіжий жом;

6) потоку;

7) цукор-пісок, розфасований в 1кг пакети;

8) товарне вапно.

Окрім випуску товарної продукції надаються послуги по здачі складських приміщень в оренду з використанням заводських залізно дорожніх шляхів і тепловоза; надаються послуги по тепло забезпеченню житлового фонду; надаються послуги по здачі в оренду вантажного автотранспорту і механізмів.

1.2 Характеристика технологічного процесу до автоматизації

Під час процесу розфасування цукру, його подача здійснюється конвеєрним шляхом в бункер накопичення і подальшої подачі продукту, робітнику необхідно слідкувати за показами розфасовочної машини та вручну зупиняти та запускати її. При цьому потрібно слідкувати щоб подача цукру в машину відбувалась безперервно.

Пакування цукру здійснюється двома робітниками на упакувальній машині. Пакування відбувається шляхом формування пакета з рулонного полімерного матеріалу з наступним наповненням його продуктом, завершальної запайки поперечного шва і його відрізання вручну за допомогою відрізного пристрою.

1.3 Обґрунтування теми проекту

Після проведення детального вивчення існуючої схеми розфасування та упакування цукру і принципу її роботи та проаналізувавши всі існуючі процеси помічено наступні недоліки: регулювання подачі цукру здійснюється вручну, регулювання зважування також здійснюється вручну, що значно збільшує витрати часу і знижує ККД робочої гілки.

З метою усунення даних недоліків для покращення умов праці, зниження витрати часу і підвищення ККД робочої гілки можна запропонувати: встановити розфасовочну машину та встановити на ній автоматичний дозатор, який буде регулювати подачу цукру і дозувати його.

Запровадивши дані засоби автоматизації ми досягнемо: покращення умов парці, зниження витрати часу та підвищення ККД робочої гілки.

Метою даного дипломного проекту є вибір та економічне обґрунтування вибору системи автоматики, яку доцільніше буде використати для автоматичного регулювання процесу розфасування та упакування цукру.

2. Розрахунково-технологічна частина

2.1 Опис технологічного процесу із засобами автоматизації

Під час процесу розфасування цукру, його подача здійснюється конвеєрним шляхом на електронний дозуючий пристрій «Дискрет-41». Особливість режиму дозування - це циклічна робота коли в межах одного циклу набирається потрібна вага (доза) і відбувається її розвантаження.

Режим дозування вмикається натисканням клавіші «Пуск», при цьому вимикається світодіод «Очікування» і вмикається світодіод «Дозування». Вібратор вмикається на потужність грубого дозування. При досягненні ваги продукту в ковші значенню, що відповідає вазі грубого дозування ПДЕ, перемикає вібратор на потужність точного дозування. Точне дозування закінчується при досягненні ваги продукту нижнього значення точної ваги, що визначається негативним допуском. Після завершення точного дозування відбувається контрольне зважування. При цьому вимикається вібратор. Контрольне зважування виконується після стабілізації ваги, необхідне падіння продукту в ківш. В результаті контрольного зважування вага в ковші може бути меншою або більшою значення допуску. У випадку недобору ваги відбувається автоматична досипка, при чому в залежності від значення ваги в ковші, може проводитись як точна, так і груба досипка.

Розвантаження відбувається від розвантажувальної педалі або при подачі зовнішнього сигналу (розвантаження). При цьому вмикається світодіод розвантаження.

Після розвантажування ковша подається команда на його закриття, вимикається світодіод «Вага норма», «Розвантажування», знімається зовнішній сигнал «Доза готова» і після повного закриття ковша починається новий цикл дозування. Сигнал «Готовий» знімається тільки після закриття ковша і відпуску розвантажувальної педалі або зняття сигналу «Розвантаження».

Якщо вага в ковші перевищує верхнє значення допуску, то вмикається світодіод «Перевантаження» і розвантажування ковша блокується.

Для дозволу розвантажування необхідно натиснути кнопку «Розвантаження». При цьому вимикається світодіод «Перевантаження», вмикається світодіод «Норма» і видаються зовнішні сигнали «Готовий» і «Доза готова», а розвантажування відбувається натисканням розвантажувальної педалі або подачі зовнішнього сигналу «Розвантаження». При цьому циклічність роботи не порушується.

Крім того, можна натиснути клавішу «Стоп», перейти в режим очікування (в цьому випадку світодіод «Очікування») і виконати розвантаження натисканням клавіші «Розвантаження», але при цьому циклічність роботи порушується.

Цикл дозування можна зупинити на любому етапі натисканням клавіші «vСтоп», а продовжити - натисканням клавіші «^Пуск», при чому в цьому випадку повернення виконується не в точку зупинки, а на контрольне вимірювання, яке визначає точку, з якої продовжується цикл. Під час зупинки циклу можна виконати розвантаження ковша натисканням клавіші «Розвантаження», після чого ПДЕ автоматично переходить в режим очікування. Для припинення циклічної роботи ПДЕ необхідно на любому етапі проходження циклу дозування натиснути клавішу «</Вага». В цьому випадку вимикається світодіод «Дозування», поточний цикл виконується до кінця, але після розвантаження ПДЕ переходить в режим очікування. Тривалість набору дози в кожному циклі обмежена часом 60сек. Якщо за цей час вага не набрана, то рахується, що бункер подачі продукту пустий. В цьому випадку вимикається вібратор і ПДЕ переходить в режим очікування з індикацією виходу з режиму дозування (світодіод «Очікування» блимає).

В ПДЕ передбачено блокування розвантаження двох і більше доз в одну упаковку. Наприклад, якщо при розвантажуванні чергової дози розвантажувальна педаль не відпускається, то після закриття ковша починається наступний цикл дозування, який продовжується до набору дози. Якщо до моменту набору дози педаль не відпущена, то на дисплей виводиться повідомлення «Р-Вантаж» і розвантажування блокується. Для розвантажування необхідно відпустити педаль і знову натиснути. Аналогічно відбувається блокування розвантажування при подачі зовнішнього сигналу.

Якщо в ПДЕ ввімкнена контрольна перевірка ваги ковша, то після розвантажування і витримки часу для механічної стабілізації ковша виконується зважування ковша. При перевищенні встановленого значення (якщо в ковші залишився продукт) відбувається зупинка дозування. Індикацією цього випадку служить блимання світодіод «Перевантаження». В цьому стані дозволяється ручне розвантаження ковша від клавіші «Розвантаження». Після звільнення ковша ПДЕ відновлює нормальну роботу.

Якщо в ПДЕ установлена автоматична калібровка, то ввімкнення не відбувається після виконання заданого числа упаковок.

Даний агрегат обслуговується одним робітником, спеціального обладнання , приладів чи інструментів для роботи машини непотрібно.

Дочекавшись прогріву ножів до установленої температури, натисканням педалі, розміщеної в нижній частині машини, відбувається притискання зварювальної колодки до матеріалу і в момент притискання відбувається зварка поперечного шву. Протягнувши рукав плівки вниз до нижнього торця ножа поперечної зварки і натиснувши педаль ввімкнення механізму зварки відбувається зварка нижнього шва з одночасним його відрізом. Одночасно відбувається загрузла дозатор і викид продукту в підготовлений пакет. Розмір пакету установлюється з допомогою упора, що регулюється, і розміщений на приймальному столику. При наступному натиску педалі відбувається зварка поперечного шва заповненого пакета з одночасним відрізом і зваркою поперечного шва наступного пакету. В залежності від типу пакувального матеріалу , визначається час зварюваного імпульсу методом підбору.

2.2 Розробка структурної схеми автоматизації

Процес розфасовки та упаковки цукру в пакети виконується таким чином:

Цукор пісок в цех розфасовки та упакування надходить з складу конвеєрним способом на конвеєр лінії розфасовки, з якої подається в бункер.

Для регулювання рівня цукру в бункері встановлений автоматичний пристрій для регулювання з маятниковим електроконтактним контролером.

Коли рівень цукру доходить до певної висоти, то шарнірно підвішений прапорець, відхиляючись перемикає контакти таким чином, що привід транспортера відключається.

З ємкості цукор - пісок подається на автоматизовану лінію розфасовки в пакети з целофанової плівки.

У дозуючому пристрої « Дискрет 41» цукор - пісок розфасовується по 5 кг; 10 кг і т д ( залежно від настройки пристрою); пакується на пакувальній машині Ш25.1 - АУА.

Машина Ш25.1 - АУА складається з наступних основних конструктивних вузлів:

· вузол розмотки плівки;

· вузол формування рукава;

· вузол зварки поздовжнього шва;

· вузол зварки поперечного шва і одночасної відрізки;

· наповнюючий пристрій (ваговий дозатор);

· панель керування.

В залежності від потреби пристрій може працювати із заданою потужністю.

Дозування відбувається 3 у фази.

В першій фазі грубого дозування цукор насипається в ківш, продуктивність вібратора при цьому висока, після досягнення ѕ заданої ваги вібратор переходить у другу фазу - режим точного дозування, після контрольного переваження маси цукру в ковші, цукор можна досипати за допомогою вібратора або навпаки ( третя фаза).

Вмикається машина кнопкою блоку керування, електричний сигнал з якого поступає на електродвигун дозатора.

З цього ж блоку керування з іншої кнопки поступає сигнал на вузли зварки швів.

Пакет, в який фасується цукор, формується за допомогою вузлів формування рукава, який складається з коміра і труби, що закріплена на кронштейні та вузла розмотки плівки, що складається з валу, двох конічних втулок і підшипникових опор.

Після наповнення сформованого пакету цукром, запаюється поперечний шов та одночасно здійснюється відрізання пакета, який після цього з приймального столика від упакувальної машини по конвеєрі транспортується на склад готової продукції. Вся лінія підключена до щита, на який надходять сигнали рівня цукру, датчика обліку упаковок, сигнали з дозуючого пристрою.

2.3 Підбір стандартного обладнання

Загальна характеристика вертикальної пакувальної машини Ш25.1. - АУА

Машина пакувальна Ш25.1. - АУА, вертикальна, призначена для упакування сипучих, непильних продуктів в полімерний плівочний матеріал і експлуатації в умовах закритого, опалюваного і провітрюваного приміщення. Зона приміщення, в якій експлуатується машина, повинна відповідати вимогам, забезпечуваним замовником:

1) по вогнебезпеці - категорія «В»;

2) класифікації по ПУ - 11 - 11а;

3) температура навколишнього середовища +20С⁰(+/- 7С⁰);

4) відносна вологість повітря - не більше 60% при +25С⁰;

5) якість електроенергії по ДСТУ 13109-87.

Пакування відбувається шляхом формування пакета з рулонного полімерного матеріалу з наступним наповненням його продуктом, завершальної запайки поперечного шва і його одночасного відрізання.

У зв'язку з постійною роботою по вдосконаленню машини, при якій підвищується надійність та якість експлуатації, існують деякі відмінності в конструкції машин, які не впливають на принцип роботи та експлуатації, також ці машини виготовляють по технічному завданню замовника.

Машина Ш25.1. - АУА складається з наступних основних конструкторських вузлів:

1) вузол розмотування плівки;

2) вузол формування рукава;

3) вузол зварювання поздовжнього шва;

4) вузол зварювання поперечного шва і одночасного відрізання;

5) наповнюючий пристрій (ваговий дозатор);

6) приймальний столик;

7) панель керування.

Вузол розмотки плівки складається з валу, двох конічних втулок і підшипникових опор. Між втулками на валу встановлюється рулон з плівкою, після чого вал разом з плівкою ставиться на підшипникові опори.

Вузол формування рукава складається з коміра і труби, яка кріпиться на кронштейні. Вузол зварювання поздовжнього шва складається зі зварочного ножа, підкладки, яка кріпиться на трубі і механізму притискання.

Вузол зварки поперечного шва складається з зварювальних колодок і підкладок, закріплених на відповідних ручках, механізмі їх переміщення з ручкою керування, а також включає в себе кінцевий вимикач, який керує вмиканням колодки і зварочних ножів.

Наповнюючий пристрій з напівавтоматичним наповненням пакету складається з електронного вагового дозатора з блоком керування «Дискет-4».

Приймальний столик з регулюючим упором служить для регулювання висоти пакетів, при ручній протяжці плівки і прийомі готових пакетів.

Панель керування розміщена справа, на ній розміщені органи керування для установки оптимальних режимів роботи-пайки і обрізки пакетів. Електронний блок керування розміщений збоку на каркасі машини.

Порядок установки

Для установкою агрегату необхідно провести зовнішній огляд машини і провірити наявність частин згідно комплекту поставки, викладеному в паспорті. Перед установкою машини необхідно її провірити, очистити поверхню від пилу. При очищенні не можна користуватись металевими предметами та розчинниками. При встановленні машини вертикально на землю потрібно під'єднати контур заземлення до клем, тобто заземлити машину.

Підготовка машини до роботи

Даний агрегат обслуговується одним робітником, спеціального обладнання , пристроїв чи інструментів для роботи машини непотрібно.

Перед запуском машини необхідно провірити надійність з'єднання всіх конструктивних вузлів, звернути увагу на закріплюючі деталі і кріплення органів керування. Ознайомитись з розміщенням та призначенням органів керування і контролю на панелі керування. Провірити надійність заземлення, приєднати кабель живлення в електромережу 220В. Якщо машина була занесена в приміщення після перебування на мінусовій температурі то перед ввімкненням її необхідно витримати в нормальних умовах на протязі трьох годин. Установити органи керування плавного регулювання часом режимів роботи в крайнє ліве положення, надіти рулон з плівкою на вал розмотую чого вузла, закріпити рулон з двох сторін конусами і установити на підшипникові опори, щоб плівка розмотувалась знизу рулону. Заправити плівку в кільцевий зазор між коміром і трубою і протягнути її до нижнього торця труби. Плівка з рулону поступає на формуючий комір і скручується в трубу. В такому положенні протягується вниз, краї полотна складаються навхрест утворюючи вертикальний шов пакету.

При ввімкненні машини в електромережу та ввімкненні тумблера «Сеть» в положення «Вкл», при цьому загорається відповідний світодіод на панелі керування. Натисканням кнопки, розміщеної на панелі керування,включаємо механізми зварки повздовжнього і поперечного швів.

Дочекавшись прогріву ножів до установленої температури, натисканням педалі, розміщеної в нижній частині машини, відбувається притискання зварювальної колодки до матеріалу і в момент притискання відбувається зварка поперечного шву. Протягнувши рукав плівки вниз до нижнього торця ножа поперечної зварки і натиснувши педаль ввімкнення механізму зварки відбувається зварка нижнього шва з одночасним його відрізом. Одночасно відбувається загрузла дозатор і викид продукту в підготовлений пакет. Розмір пакету установлюється з допомогою упора, що регулюється, і розміщений на приймальному столику. При наступному натиску педалі відбувається зварка поперечного шва заповненого пакета з одночасним відрізом і зваркою поперечного шва наступного пакету. В залежності від типу пакувального матеріалу , визначається час зварюваного імпульсу методом підбору: поступово збільшують часові витримки ручного потенціометра «Пайка-відрізка» на панелі керування. Роблять декілька пробних пайок.

Упевнившись що машина працює нормально, приступають до її експлуатації.

Ремонт машини

Ремонт машини повинен проводитися особами, які мають спеціальні навики, знайомі з характеристикою машини і принципом її роботи. Рекомендується проводити ремонт особам-представникам підприємства-виробника.

Перед ремонтом і запуском машини потрібно, обов'язково, ознайомитися з правилами безпеки.

Для доступу до складових частин машини необхідно відключити напругу і зняти бокові та задню панелі. Перед тим як розпочати ремонт несправної частини, необхідно провірити чи поступають на неї вхідні сигнали і наявність номінального струму, керуючись принциповою електричною схемою. (рис.1)

Правила безпеки при роботі на вертикальній пакувальній машині Ш25.1. - АУА

1. До роботи на машині допускаються особи, які досягли віку 18 років, пройшли відповідний інструктаж по техніці безпеки: ввідний і на робочому місці, ознайомлені з інструкцією та ознайомлені з правилами безпеки та прийомами роботи на машині.

2. Для забезпечення безпеки обслуговуючого персоналу при роботі на машині потрібно виконувати наступні правила безпеки:

- перед початком роботи необхідно оглянути машину, прибрати по сторонні предмети, які заважають при роботі на машині;

- категорично забороняється працювати на машині, якщо її корпус не заземлено;

- забороняється виконувати наладку машини в процесі роботи і під напругою;

- забороняється виконувати заміну комплектуючих, ремонт, чистку в робочому режимі машини;

- при виявленні поломок в машині, роботу необхідно припинити, машину вимкнути і повідомити про неполадки своєму керівництву.

3. Ввімкнення машини для регулювання і ремонту з знятими кришками, стінками і відкритою задньою панеллю дозволяється тільки особам, які пройшли відповідний інструктаж та підготовку.

4. При роботі на машині не допускається доторкання з частинами та елементами які служать провідниками.



Рис. 1. Схема електричних з'єднань вертикальної пакувальної машини Ш25.1. - АУА

Рис. 2. Загальний вигляд вертикальної пакувальної машини Ш25.1. - АУА

1- вузол розмотки плівки; 2- вузол формування рукава; 3- вузол зварки повздовжнього шва; 4- вузол зварки поперечного шва; 5- дозатор; 6- приймальний столик; 7- панель керування.

Технічна характеристики вертикальної пакувальної машини Ш25.1. - АУА

Основні технічні характеристики

Напруга електромережі...........................................................................220

Частота струму, Гц.....................................................................................50

Установлена потужність, кВт, не більше................................................0,7

Зовнішній діаметр рулону, мм.........................................................250-350

Габаритні розміри, мм...........................................................600х700х2300

Маса, кг.....................................................................................................120

Допустима погрішність наповнення пакету, гр до................................1,0

Потужність, пак/хв.................................................................................до12

Змінні технічні характеристики

Маса дози, гр...........................................................................від 25 до 1500

Ширина установлює мого рулону, мм............................................250-400

Тип пакувальної плівки:

Поліетилен товщиною, мкм..........................................................20-60

Поліпропілен товщиною, мкм......................................................30-50

Розміри пакету:

Довжина, мм...............................................................................100-280

Ширина, мм................................................................................100-165

Потужність, цикл/год. до..................................................................600

При роботі на вертикальній пакувальній машині Ш25.1. - АУА для того щоб не проводити розфасовку цукру вручну встановлюють на агрегат електронні дозуючі пристрої.

Електронний дозуючий пристрій Дискрет-41

Електронний дозуючий пристрій «Дискрет 41» (ЕДП) призначений для автоматичного дозування сипучих продуктів.

ЕДП виконаний в якості універсального програмного пристрою з автономним джерелом живлення і може використовуватись як у дозуючих, так і в автоматичних пакувальних агрегатах.

Вимірювальна частина ЕДП розрахована на підключення тензометричного датчика маси з номінальним значенням вимірювальної маси 5 кг робочим коефіцієнтом передачі рівним 2 мВ/В. Також можна використовувати датчики з діапазоном вимірювальної маси до 25 кілограм. Верхня межа вимірювального датчика не повинен бути меншим сумарного значення маси продукту що дозується і дозуючого ковша.

Реальна апаратна точність ЕДП при використанні датчика на5 кг з РКП рівним 2 мВ/В складає +/- 0,2 г. При використанні датчика з більшою вимірювальною масою апаратна точність погіршується. Апаратну точність можна покращити при використанні датчиків з меншим діапазоном вимірювання або з більшим РКП. Однак, основну погрішність у вимірюванні маси вносить не ЕДП, а датчик, тому вибір датчика являється рішаю чим. Окрім того, на протязі 30 хв. Після ввімкнення ЕДП відбувається стабілізація параметрів датчика, і в цей час не можна виконувати калібровку і дозування.

Вимірювання і обробка маси в ЕДП відбувається з дискретністю 0,1 г.

В ЕДП передбачено вісім силових каналів для керування зовнішніми виконуючими пристроями, які мають напругу живлення 24 В і постійний струм до 3 А. В якості виконуючих пристроїв можуть бути ланцюги керування оптосимісторів і оптотеристорів, реле, двигун постійного струму, кроковий двигун, пристрій пневматики, інші елементи автоматики. Канали 1-4 використовуються для керування приводом розвантажувального пристрою, канал 5 використовують для керування вібратором 1, канал 6 - для керування вібратором 2, канал 7 - для подачі сигналу «доза готова», канал 8 використовується для керування приладом перекриття потоку продукту в режимі точного дозування. Канали керування вібраторами абсолютно ідентичні і не залежать один від одного.

Для живлення виконуючих пристроїв повинне бути передбачене зовнішнє джерело постійного струму напругою 24 В відповідної потужності.

Для використання ЕДП в складі автоматичних пакувальних машин передбачена синхронізація з пакувальним автоматом, яка здійснюється трьома зовнішніми сигналами «ГОТОВО», «РОЗГРУЗКА», «БЛОКИРОВКА». Сигнал «ГОТОВО» формується після завершення дозування, а сигнал «РОЗГРУЗКА» служить для розвантаження ковша. Для підвищення потужності можлива установка на одній пакувальній машині більше одного ЕДП. Ля цього випадку передбачений зовнішній додатковий сигнал «БЛОКИРОВКА» при подачі якого відбувається блокування розвантажувального пристрою ЕДП. В ручних дозуючих машинах сигнал «РОЗГРУЗКА» може поступати від розвантажувальної педалі або кнопки, окрім того на панелі ЕДП передбачена відповідна клавіша.

Всі зовнішні сигнали керування і синхронізації мають гальванічну розв'язку.

При вимкненні ЕДП повторне ввімкнення можна виконувати не раніше чим через 1 хвилину.

Елементи індикації включають шести розрядний семи сегментний світодіодний дисплей і 10 світодіодів.

Режими роботи ЕДП

В ЕДП реалізовані 8 режимів роботи:

- очікування;

- вибір виду продукту;

- програмування параметрів;

- калібровка нуля шкали;

- калібровка точної ваги;

- індикація лічильника загальної маси і лічильник загальної кількості упаковок;

- установка лічильників блокування і поточного значення упаковок;

- дозування.

2.4 Розрахунок автоматизуючих пристроїв

Розрахунок і вибір апаратури і проводів схеми живлення з наступною перевіркою на втрати напруги

Складовими частинами електроприводу, що автоматизується, являється: автоматичний вимикач, магнітні пускачі, теплові реле захисту, трансформатор кола управління, кнопочні станції, сигнальні лампи. Дані складових елементів вибираються з довідника за даними характеристиками приводу. Характеристики двигунів задані заводом-виробником обладнання цього технологічного процесу, а саме:

Електродвигун - дозатора, Р_н=2,2 кВт, 750 об/хв., ККД=0,825.

Електродвигун - вібратора 1, Р_н=0,8 кВт, 750 об/хв.

Електродвигун - вібратора 2, Р_н=1,1 кВт, 750 об/хв.

Електродвигун - конвеєрної лінії, Р_н=0,8 кВт, 750 об/хв.

Автоматичний вимикач АЕ-2046 380-440В, 50 Гц І_н=12,5 А, струм відсікання І_в=14 А. Вмикає живлення в силове коло і коло управління. Здійснює захист електрообладнання від пере навантажень та струмів короткого замикання.

Магнітний пускач призначений для дистанційного пуску двигуна дозатора; ПМЕ-111, U=380 В, І_н=5,6 А без теплового реле, захищає двигун при пониженні напруги в мережі.

Магнітний пускач призначений для дистанційного пуску двигунів ПМЕ-042, U=380 В, І_н=5 А, з тепловим реле ТРН, захищає двигуни при пониженні напруги в мережі.

Теплове реле - ТРН-25, І_н=25 А, захищає двигун дозатора від перенавантажень.

Теплове реле - ТРН-10, Ін=10(А), захищає двигуни від перевантажень.

Трансформатор ТБФ-0,16, U₁₌380-400В, 50 Гц, U₂=110В. Забезпечує коло управління живленням змінним струмом, напругою 110В, 50 Гц.

Кнопки пуску КнП-КЕ-031-250 В

Для розрахунку електрохарактеристики автоматизуючих пристроїв, необхідно знайти номінальні та пускові сили струму електродвигунів.

Визначаємо номінальні струми електродвигунів, для цього скористаємось формулою:

(2.1.)

де: Р_н=2200 Вт - номінальна потужність двигуна;

U=380 В - напруга;

=0,83 - ККД;

Р_н=0,8 кВт - номінальна потужність двигуна;

₁=0,745 - ККД двигунів;

=0,78 - ККД двигуна.

Визначаємо відповідно пускові струми електродвигунів. З каталогових даних відомо, що для цих марок асинхронних двигунів відношення:

Іn=Іном=7,

звідси випливає формула:

Іn=7ЧІ_н;

Іn_{Д =} 7 Ч 4.88 = 34.16 (A);

Іn_в1= 7 Ч 2.09 = 14.63 (A);

Іn_в2= 7 Ч 2.68 = 18.76 (A);

де: In = (34.16; 14.63; 18.76) - пускові струми двигунів;

І_н = (4.88; 2.09; 2.68) - номінальні струми двигунів.

Визначаємо номінальні струми плавких запобіжників для захисту двигунів:

(2.2)

де: In - пускові струми двигунів;

І_зап - номінальні струми плавних запобіжників.

Визначаємо струм плавких вставок для захисту живильного кабелю:

(2.3)

Таким чином для захисту живильного кабелю необхідно взяти плавкий запобіжник на номінальний струм Ізап=25,4(А). У випадку відсутності стандартних плавких вставок підбираємо діаметр мідного дроту плавкої вставки по струму плавлення:

І_пл = (1,25 ч 1,3) І_зап = 1,3 Ч 25,4 = 33,06 (А) (2.4)

Із довідкових таблиць вибираємо мідний дріт діаметром 0,6 мм на струм плавлення 38 А.

Виходячи з розрахунків приведених вище вибираємо автоматичний вимикач та електропроводку увімкнення електричних двигунів. Згідно правил експлуатації і нормального функціонування електроустановки не може виникати довготривале пере навантаження. Тому вимоги ПЕЕ можна виразити наступним чином:

або І_{н.доп.Пр} ? І_н.роз.(2.5)

де: І_н.роз. - номінальний струм розчеплювача автомата;

І_{н.доп.Пр} - довготривалий допустимий струм навантаження провідника.

Очевидно, ці дві величини струмів повинні бути рівними або більшими від номінального струму електродвигуна.

Звідси вираз набуває такого вигляду:

І_{н.доп.Пр} ? І_н.розщ. ? І_н.ел.д. (2.6)

де: І_н.ел.д - номінальний струм електродвигуна.

Як відомо із вище проведених розрахунків, найбільший номінальний струм на двигуні. Із каталогу вибираєм автоматичний вимикач (АЕ-2046, Ін._рощ=12,5 (А);): провід АПВ 4х2,

Із співвідношення

І_{н.доп.Пр} ? І_н.розщ. ? І_НД,

видно, що 15>12,5>5 (А), тобто, нерівність дійсна, відповідно електричний двигун і електропровода захищені.

Перевіримо чи не спрацює автомат при пуску електродвигуна.

Як відомо, практичний термін пуску асинхронних двигунів, з нормальним пуском, складає не менше 2 с.

В відповідності до (А) - секундної (часово-струмової) характеристики автоматичного вимикача АЕ 2046 з комбінованим розщеплювачем кратність відношення пускового струму двигуна до струму розщеплювача складає К_а = 3,5.

В нашому випадку:

(2.7)

Як бачимо (К_а > К_р) кратність автомата більша від розрахункової, тому автомат не спрацює при пуску двигуна.

Для дистанційного ввімкнення електричних двигунів використовуємо магнітні пускачі:

для електродвигуна Д₁ - ПМЕ - 111, І_н = 10А; і теплове реле ТРН - 25, І_н = 25А;

для електродвигунів Д₂, Д₃, Д₄, - ПМЕ - 042, І_н = 5(А) з тепловим реле ТРН - 10, І_н = 10(А).

2.5 Розробка заходів по монтажу вибраних засобів автоматизації

Автоматичні системи контролю і регулювання складаються з універсальних взаємозамінних пристроїв або являються комплектними пристроями.

Система контролю складається з датчика, проміжного перетворювача і вторинного пристрою. Датчик призначений для перетворення вимірювальної величини в сигнал, зручний для дистанційної передачі і наступних перетворень. Проміжний перетворювач служить для входу вторинного прибору і виходу датчика по виду і рівню сигналів. Функції проміжного перетворювача виконує спеціальний і універсальний комп'ютерний пристрій, який може корегувати і формувати вихідний сигнал по різних законах, фільтрувати перешкоди, проводити розрахунки.

Вторинний прилад призначений для перетворення інформації у форму, зручну для сприйняття і оброблення оператором. Прилади виконують ряд функцій: покази вимірюваної величини - реєстрацію, інтегрування, сигналізацію, перетворення сигналу, регулювання. Прилад реалізує одну або декілька функцій, контролює одну або декілька величин одночасно або поступово, тобто на вхід приладу можна подавати сигнали від 1-го або кількох первинних перетворювачів.

Система регулювання складається з датчика, власне регулятора, виконуючого механізму і додаткових пристроїв. Датчики систем контролю і систем регулювання однакові.

Регулятор може мати: вмонтовані або ті, що входять в комплект, пости дистанційного керування виконавчими механізмами; прилади індикації регулюючої величини, помилки і положення виконуючого механізму; задатчики. В склад системи регулювання входять вторинні вимірювальні прилади, які мають вбудовані регулюючі прилади або прилади, що являються задатчиками регуляторів.

Установка приладів залежить від їх призначення і конструктивного виконання. Прилади встановлюють на щитах, пультах, на технологічному обладнанні і комунікаціях. В залежності з цим прилади автоматики мають різні технічні на монтаж і наладку.

Прилади автоматики, що установлюються на технологічних трубопроводах (звужуючи прилади, відбори імпульсів, трубна регулююча апаратура), монтують і випробовують разом з технологічними трубопроводами.

Прилади автоматики, що встановлюються на обладнання (датчики, первинні прилади і проміжні перетворювачі, виконуючі механізми), які не являються конструктивним елементом обладнання, монтують після завершення монтажу технологічного обладнання, однак місця для установки цих приладів повинні бути підготовлені в процесі виготовлення або монтажу обладнання.

Контрольно-вимірювальні прилади, регулятори, керуючі ЕВМ встановлюють після завершення будівельних робіт, монтажу технологічного обладнання і монтажу щитів і металоконструкцій під монтаж приладів.

Монтаж приладів допускається тільки в приміщеннях, в яких забезпечується безпечне ведення монтажних робіт, захист приладів від атмосферних опадів, низьких температур, водяної пари і пари агресивних речовин, а також від забруднення і випадкових пошкоджень.

До початку монтажу приладів з приміщення повинен бути усунено будівельне сміття. Зберігають прилади до поступлення в монтаж на складах. Зберігають прилади в упакованому вигляді. Рухомі частини приладів повинні бути закріплені розпірними планками, скобами, розтяжками та іншими засобами. Прилади розміщують на стелажах в один ряд із вільним доступом для огляду та вилучення.

При довгому зберіганні апаратура і прилади піддають періодичному огляду в терміни, передбачені інструкціями заводів-виробників.

Транспортують прилади до місця монтажу у запакованому вигляді, рухомі частини приладів повинні бути закріплені.

Прийом в монтаж полягає у зовнішньому огляді та випробуванні прилад.

При зовнішньому огляді перевіряють відповідність технічної характеристики приладу в проектній документації (тип, градуювання, межі вимірювання, контролююче середовище, клас точності виконання та інші показники); дійсність і збереження гарантійних тавро заводу-виробника; комплектність приладу - наявність паспорту, інструкції по монтажу і експлуатації, випускного атестату та іншої технічної документації; наявність запасних запчастин, кріпильних і приєднувальних додаткових елементів та інструменту відповідно упаковочній відомості; цілісність корпусів, показників, скла, покриття, деталей та вузлів.

Випробовування приладів проводять в лабораторії з ціллю визначення відповідності характеристик приладу паспортним даним та придатності до роботи. В процесі випробування перевіряють: відповідність вихідних сигналів паспортним; опір електричної ізоляції; герметичність систем; правильність роботи кінематики; точність показів та спрацьовування регулюючої частини.

У випадку необхідності, якщо допускає інструкція приладу, виконують переградуювання та змінюють інші характеристики приладу.

Прилади, що мають дефекти, що були знайдені при зовнішньому огляді та випробуваннях, в монтаж не допускаються.

Не потребують випробування перед монтажем манометричні термометри, термоелектричні і опору, манометри, ротаметри, рівнеміри, електроапаратура. Результати зовнішнього огляду і стендових випробувань оформляють актом.

Прийняті в монтаж прилади встановлюються на місце експлуатації. Місце установки приладів та приборів визначається проектом. Місця установки і взаємне розміщення приборів повинні забезпечувати необхідну точність вимірювання, вільний доступ до налагоджувальних і з'єднуючих елементів, хороше освітлення огляд відрахувальних приладів, зручне обслуговування.

До установлених приладів та апаратів підключають живлення, пневматичні та гідравлічні лінії.

Повністю змонтовані системи випробовують та налагоджують. Після роботи під навантаженням на протязі встановленого терміну системи здаються в експлуатацію.

Схеми зовнішніх електричних і трубних проводок дають загальну уяву про всі вимірювальні комплекти і елементи, що в них входять, їх відносне розташування, способи і засоби з'єднання між собою. На цих схемах відбірні пристрої зовнішніх зв'язків первинних приладів із вторинними або відповідними щитами із вказуванням місць встановлення номерів по специфікації і номерів установчих креслень. На схемах умовно зображують трубні обв'язки, а також запірну арматуру трубних проводок. На всіх з'єднувальних лініях вказують марку кабелю, число жил, їх переріз, а для труб вказують марку матеріалу і ДСТУ, а також протяжність ліній. В кружках в розриві ліній проставляють номер кабелю і труби. На схемі також наносять маркування кожної жили кабелю, що зберігається на всіх проміжних і кінцевих з'єднаннях від первинного пристрою до приладу на щиті.

Нумерація труб відрізняється від нумерації кабелів тим, що перед цифрою є 0. Характеристики кабелів і труб подані у вигляді виносок. Номери кабельних і трубних проводок в межах одного проекту не повинні дублюватися. Схеми зовнішніх кабельних і трубних з'єднань виконуються без масштабу.

3. Конструктивна частина

Замість виготовлення макету засобу чи системи автоматизації, виконую детальний опис електронного дозуючого пристрою «Дискрет-41» та його характеристики (рис. 3.1).

В ЕДП передбачено 8 силових каналів для керування зовнішніми виконавчими механізмами, що живляться напругою 24В і незмінним струмом до 3А.. В якості виконавчих приладів можуть бути ланцюги керування оптосемисторів або оптотеристорів, реле, двигунів постійного струму, крокові двигуни, пристрої пневматики та інші елементи автоматики. Канали 1 - 4 використовуються для керування приводом розвантажувального приладу, канал 5 - для керування вібратором 1, канал 6 - для керування вібратором 2, канал 7 - для подачі сигналу «Доза готова», канал 8 призначений для керування приладом перекриття потоку продукту в режимі точного дозування. Канали керування вібраторами абсолютно ідентичні і не залежать один від одного.

Всі зовнішні сигнали керування і синхронізації мають гальванічну розв'язку.

Модель ЕДП «Дискрет-41» була створена на базі попередніх варіантів «Дискрет-4» і «Дискрет-40». Принципова різниця складається з того, що за допомогою додаткового програмування може бути виконана фігурація з багатьма додатковими функціями.

В початковому положенні початкові установки «Дискрет-41» відповідають початковим установкам моделі «Дискрет-4»:

1) привід розвантажувального приладу - кроковий двигун (можливість крокового двигуна в режимі регулювання часом відкриття розвантажувального приладу або варіант застосування двигунів постійного і змінного струму електромагнітів, приладів пневматики);

2) подаючий прилад - електромагнітний вібратор (можливе застосування альтернативних подаючих приладів, що забезпечують різну продуктивність);

3) установлення (калібровка) нуля шкали - тільки ручна в режимі очікування (можливе застосування поєднання ручної в режимі очікування і автоматичної виду 1 або 2 в режимі дозування);

4) контрольна перевірка ваги ковша - вимкнена (може бути увімкнена);

5) датчик ваги - датчик з номінальним значенням ваги 5 кг, з максимальним значенням ваги дозуючого продукту - 2000г (може бути настройка на датчик з номінальним значенням ваги 10 кг, з максимальним значенням ваги дозуючого продукту 5000г);

6) керування занавіскою - вимкнено (може бути увімкнено).

Інша конфігурація повинна бути оговорена при замовленні виробу.

3.1 Основні технічні дані

1. Датчик ваги - тензометричний на 5 кг (на 10 кг) з РКП 2 мВ/В.

2. Мінімальне значення дозуючого продукту визначається можливостями датчика і механіки, максимальне - 2000г (5000г).

3. Апаратна точність вимірювання ваги - ±0,2г (±0,4г).

4. Точність автоматичної калібрування нуля шкали - не гірше ±0,5г (±0,1г).

5. Точність дозування - в залежності від заданого допуску і дозуючого продукту.

6. Продуктивність - в залежності від заданого допуску і продукту, що дозується.

7. Перелік параметрів, що програмуються, дозування по кожному продукту:

- вага - від 0г до 2000г (0г - 5000г);

- вага грубого дозування - від 0г до 2000г (0г - 5000г);

- вага контрольної перевірки ковша - від 0г до 200г;

- потужність вібратора 1 в режимі точного дозування - від 0 до 100;

- потужність вібратора 1 в режимі грубого дозування - від 0 до 100;

- потужність вібратора 2 в режимі точного дозування - від 0 до 100;

- потужність вібратора 2 в режимі грубого дозування - від 0 до 100;

- поправка для компенсації кінетичної енергії в режимі точного дозування - від 0 до 200г (від 0 до 500г);

- позитивний допуск - від 0 до 200г (0 до 500г);

- негативний допуск - від 0 до 200г (0 до 500г);

- час стабілізації ваги перед контрольним вимірюванням - від 0 до 10сек;

- час стабілізації ковша після розвантаження - від 0 до 10 сек;

- час стабілізації пристрою перекриття потоку - від 0 до 10 сек;

- час розвантажування ковша (для крокового двигуна) - від 0 до 10 сек;

- час прямого ходу приводу розвантажувального приладу (для інших приводів) - від 0 до 10 сек;

- кут повороту вала привода розвантажувального пристрою (для крокового двигуна) - від 0 до 125;

- час зворотного ходу приводу розвантажувального пристрою (для інших приводів) - від 0 до 10 сек;

- коефіцієнт, що визначає час відкриття ковша (для крокового двигуна) - від 0 до 20;

- період увімкнення автоматичного калібрування нуля шкали - від 0 до 2000.

8. Число різновидів продуктів зі всіма запрограмованими параметрами, що зберігаються в пам'яті ЕДП - 18.

9. Значення в лічильнику загальної маси - від 0 до 50000 кг.

10. Значення в лічильнику загального числа упаковок - від 0 до 50000 шт.

11. Значення в лічильнику блокування - від 0 до 9999 шт.

12. Максимальний час набору дози, що визначає наявність продукту в загрузочному бункері - 60 сек.

12. Число силових каналів керування зовнішніми пристроями - 8. Характеристики силових каналів керування: