Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Сушка
• 2. Элемент САР (элемент сравнения)
• 2.1 Мостовые схемы постоянного тока
• 3. Термошкаф цеха деревообработки (сушильной камера ВК-4)
• 3.1 Устройство и принцип действия сушильной камеры
• 3.2 Устройство и принцип действия вспомогательного оборудования

Введение

Автоматизация производства - это процесс в развитии машинного производства, при котором функции контроля и управления, ранее выполняемые человеком, передаются техническим устройствам (средствам и приборам автоматизации) Автоматизация технологического процесса - совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.

Как правило, в результате автоматизации технологического процесса создаётся АСУ ТП.

Основа автоматизации технологических процессов - это перераспределение материальных, энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности).

· Частичная автоматизация - автоматизация отдельных аппаратов,

машин, технологических операций. Производится когда управление процессами вследствие их сложности или скоротечности практически недоступно человеку. Частично автоматизируется как правило действующие оборудование. Локальная автоматизация широко применяется на предприятиях пищевой промышленности.

· Комплексная автоматизация - предусматривает автоматизацию технологического участка, цеха или предприятия функционирующих как единый, автоматизированный комплекс. Например электростанции.

· Полная автоматизация - высшая ступень автоматизации, при которой все функции контроля и управления производством (на уровне предприятия) передаются техническим средствам. На современном уровне развития полная автоматизация практически не применяется, так как функции контроля остаются за человеком. Близкими к полной автоматизации можно назвать предприятия атомной энергетики.

1. Сушка

Сушка - это процесс удаления влаги из древесины путём испарения.

Физическая сущность процесса сушки заключается в том, что нагретый воздух направляется к сырому материалу при соприкосновении с которым он отдает свое тепло а сам охлаждается. Влага в древесине за счет восприятия тепла превращается в парообразное состояние.

Цель сушки: превращение древесины из природного сырья в промышленный материал, с конкретными улучшенными биологическими и физико-механическими свойствами.

Задачи процесса:

1. Придание древесине биологической стойкости.

2. Увеличение прочности древесины (сухая древесина лучше выдерживает механическую нагрузку).

3. Превращение природного материала в промышленный материал с одновременным улучшением качества высушиваемого материала в минимальные сроки.

Основные технологические цели, которые преследует сушка при высушивании древесного материала:

1. Уменьшение форма изменяемости и коробления материала.

2. Уменьшение веса древесины в 1,5 - 2 раза.

3. Предохранение древесины от поражений насекомыми, гнилью и грибами и прочими дереворазрушающими организмами.

4. Увеличение срока службы древесины.

5. Улучшение выполнения последующих технологических операций.

Для сушки пиломатериалов существуют следующие способы сушки древесины:

1. Конвективная газопаровая.

2. Конвективная атмосферная.

Газообразными агентами сушки могут быть:

- атмосферный воздух;

- топочные газы;

- водяной пар.

Исключительно велико значение качественной сушки древесины. Оно предопределяется необходимостью выработки предприятиями высококачественной продукции по всем показателям, а главное по ресурсу её эксплуатации.

Слабо контролируемый процесс сушки приводит так же к значительным убыткам из-за возникновения большого коробления высушиваемого материала, растрескивания, внутренних деформаций и снижения в связи с этим, точности механической его обработки. Совершенно не допустимо нарушение технологии сушки пиломатериалов - досрочная выгрузка из камеры в недосушенном состоянии. Это приводит к нерациональному её использованию и обострению дефицитности древесины.

2. Элемент САР (элемент сравнения)

Элементы сравнения - они сопоставляют задающее воздействие x(t) и управляемую величину y(t).Получаемая на выходе таких элементов разность

e(t)=x(t)-y(t)

передается по цепи воздействия, либо непосредственно на исполнительный механизм. Элементы сравнения, как самостоятельная часть системы не применяется, а является составной частью других устройств, например, автоматических регуляторов (эл. мостовые схемы сравнения, потенциометры, пружинные элементы и др.)

2.1 Мостовые схемы постоянного тока

Никакую книгу по электрическим измерениям нельзя было бы назвать полной без раздела о мостовых схемах. Эти гениальные схемы используют индикатор баланса для сравнения двух напряжений, точно так же как и лабораторные весы сравнивают две массы и указывают на то, что они равны. В отличие от "потенциометрических" схем, используемых для простого измерения неизвестного напряжения, мостовые схемы могут использоваться для измерения всех видов электрических величин, в том числе и сопротивлений.

Стандартная мостовая схема, часто называемая мостом Уитстона (Wheatstone bridge), изображена на рисунке 1.

Рис. 1.

Когда напряжение между точкой 1 и минусом батареи равно напряжению между точкой 2 и отрицательным выводом батареи, то индикатор баланса будет показывать ноль, и про такой мост говорят что он "сбалансирован". Состояние баланса моста полностью зависит от отношений R_a/R_b и R₁/R₂, и оно не зависит от напряжения питания. Для измерения сопротивлений с помощью моста Уитстона на место резисторов R_a или R_b устанавливается неизвестное сопротивление, в то время как остальные три резистора являются прецизионными и их номинал известен. Каждый из этих трёх резисторов может быть заменён сопротивлением другой величины или их номиналы могут быть скорректированы, что бы мост сбалансировался, и когда это произойдёт то величина сопротивления неизвестного резистора может быть определена из соотношения величин известных сопротивлений.

Для этого необходимо, что бы измерительная система имела набор переменных резисторов с точно известными значениями, которые могут служить эталонными стандартами. Например, если мост настроен на измерение сопротивления R_x (рисунок 2), то мы должны знать точное значение остальных трёх сопротивлений при сбалансированном мосте, что бы определить величину сопротивления R_x:

Рис. 2.

Каждое из четырёх сопротивлений в мостовой схеме называют плечом. Резистор, последовательно соединённый с неизвестным сопротивлением, R_x обычно называют реостатом моста (это будет сопротивление R_a на рисунке 2), а другие два сопротивления называют плечами отношений моста.

Точные и стабильные образцовые сопротивления к счастью, не сложно изготовить. В действительности они были одними из первых электрических "Стандартных" устройств, изготовленных в научных целях. На рисунке 3 приведена фотография старинного блока стандартных сопротивлений:

Рис. 3. Магазин образцовых сопротивлений

Стандарт сопротивлений, изображённый на рисунке 3, является переменным с дискретным шагом изменения сопротивления: величина сопротивления между клеммами может изменяться в зависимости от количества и положения медных вставок, вставленных в разъёмы.

Мосты Уитстона считаются превосходным средством измерения сопротивления среди схем различных омметров. Но в отличие от всех этих схем, являющихся нелинейными (и имеющих нелинейные шкалы), и связанные с этим погрешности измерений, мостовая схема является линейной (математика описания её работы основана на простых отношениях и пропорциях) и довольно точной.

Имея стандартные сопротивления достаточной точности и нуль-детектор с необходимой чувствительностью, достижимая точность измерения сопротивления может быть не хуже ±0,05% при использовании моста Уитстона. Это метод измерения сопротивления предпочитают использовать в калибровочных лабораториях из-за его высокой точности.

Существует много вариаций основной схемы моста Уитстона. Большинство мостов постоянного тока используются для измерения сопротивления, в то время как мосты переменного тока могут быть использованы для измерения различных электрических величин, таких как индуктивность, ёмкость и частота.

Трехмембранный элемент сравнения на два входа состоит из четырех камер, ограниченных секциями корпуса и блоком трех мембран, связанных между собой штоком и закрепленных по периметру. Площадь средней мембраны превышает площади крайних. Жесткие центры крайних мембран служат заслонками сопел в камерах А и Г. Камеры А и Г сообщены между собой. Воздух питания через верхнее сопло поступает в камеру Г. Через нижнее сопло камера А сообщается с атмосферой. Давление в камерах А и Г - выходной сигнал элемента сравнения Р_вых. Входные сигналы P₁ и Р₂ подаются в камеры В и Б.

Блок мембран находится под воздействием сил, развиваемых давлениями в камерах элемента сравнения. Мембраны обладают малой жесткостью, и поэтому даже при рассогласовании входных давлений, равном всего 150-200 Па, суммарное усилие достаточно для перемещения блока мембран в одно из крайних положений. При P₁ > P₂результирующая сила будет направлена вниз, и блок мембран опустится. Сопло в камере А при этом закроется и перекроет линию выхода воздуха в атмосферу, а сопло в камере Г откроется, и воздух питания, поступая в камеры А и Г, сформирует на выходе элемента сравнения сигнал 1. При P₁ < P₂ мембранный блок поднимается вверх, сопло в камере Г закроется, и прекратится подача воздуха питания, а сопло в камере А откроется, и линия выхода элемента сравнения сообщится с атмосферой. При этом сигнал на выходе станет равным 0. Таким образом, трехмембранный элемент сравнения представляет собой пневматическое реле, отрабатывающее зависимость:

Р_вых = 1 при P₁ > P₂

Р_вых = 0 при P₁ < P₂

На структурных схемах элементы сравнения представляют в виде последовательно соединенных узла суммирования, на который поступают входные сигналы со своими знаками, и релейного звена.

В пневматических приборах пятимембранные элементы сравнения часто используют в качестве мембранного сумматора для алгебраического суммирования непрерывных входных сигналов. Для этого выходной сигнал Р_вых направляют в камеру Б (камеру отрицательной обратной связи). Элемент приходит в равновесие, когда усилия, развиваемые входными давлениями, уравновешиваются усилием, создаваемым Р_вых = Р_Б, и расходы воздуха через пневмоконтакты "сопло-заслонка" равны. Так как суммарные площади мембран в камерах Б, В, Г и Д одинаковы, то при равновесии справедливо равенство

Р_вых = P₁ - Р₂ + Р₃.

Следовательно, при такой коммутации элемент сравнения выполняет функцию сумматора, который складывает два сигнала со знаком плюс и один - со знаком минус.

3. Термошкаф цеха деревообработки (сушильной камера ВК-4)

Камера ВК-4, представлена на рисунке 1, предназначена для сушки пиломатериалов из древесины хвойных и лиственных пород до эксплуатационной влажности в паровоздушной среде нормальными и форсированными режимами по 3 категории качества сушки.[1]

Камера ВК-4 относится к камерам периодического действия, выполненным в строительных ограждениях. Она является камерой с поперечно-вертикальной циркуляцией, осуществляемой непосредственно вентиляторами. В данной камере сушильный агент проходит через штабеля в поперечном (относительно длины досок) направлении, а траектория его кольцевого движения внутри камеры лежит в вертикальной плоскости. Побудителями циркуляции здесь служат осевые реверсивные вентиляторы 2. При вращении вентиляторов воздух совершает круговое движение поперек камеры, проходя последовательно через калориферы и штабель. Если циркуляция направлена по часовой стрелке, то в левой половине циркуляционного канала создается разрежение, а в правой напор. В этом случае левая часть циркуляционного канала служит для притока свежего, а правая для выхлопа части отработавшего воздуха. При реверсировании потока назначение каналов меняется на обратное.

Лесосушильная камера выполнена из монолитного железобетона толщиной 500 мм, утепленного газосиликатными блоками толщиной 150мм по ГОСТ 5742-76 и слоем пенопласта ПВ-1 толщиной 25 мм, защищенного снаружи листовым алюминием толщиной 1,5 мм. Горизонтальное перекрытие выполнено из железобетона толщиной 200 мм, утепленного сверху пенобетоном толщиной 400 мм и защищенного от проникновения влаги кровельным материалом (рубероидом) толщиной 8 мм.

В качестве гидроизоляции с внутренней стороны ограждений расположен слой стеклоткани толщиной 2 мм.

Каждая камера вмещает четыре штабеля (два по её длине, два по ширине), загрузка и выгрузка которых проводится по рельсовым путям.

Металлический ложный потолок разделяет камеру по высоте на две зоны - сушильную, куда закатываются укладываемые без шпаций штабеля и зону циркуляционного канала. В зоне циркуляционного канала установлено шесть реверсивных осевых вентиляторов серии У 12-10

Для нагревания агента сушки в камере применяют пластинчатые калориферы КФС-11 5, расположенные в верхнем рециркуляционном канале, и ребристые чугунные 3, расположенные между штабелями.

Теплоносителем является насыщенный водяной пар.

Циркулирующий агент сушки при движении через штабель изменяет своё состояние. Перед новым заходом в штабель первоначальное состояние сушильного агента восстанавливается при помощи нагревательных и воздухообменных устройств. Установленные калориферы с запасом обеспечивают подвод теплоты, необходимой для проведения процесса сушки и проведение начального прогрева.

Камера оборудована системой пропарки. Пропарочная перфорированная труба устанавливается вдоль циркуляционного канала. Помимо основного назначения она служит для пожаротушения.

Металлический ложный потолок перекрывает не всю ширину камеры, по всей длине боковых стен имеются отверстия, через которые агент сушки из циркуляционного канала попадает в сушильную зону. К недостаткам камеры ВК-4 с точки зрения аэродинамики можно отнести недостаточную ширину (675 мм) бокового циркуляционного канала между штабелем и боковой стеной камеры, что приводит к неравномерности распределения агента сушки по высоте штабеля. В проходах между продольными стенами и штабелями поставлены наклонные экраны, сужающие книзу сечение околоштабельных каналов, что способствует выравниванию скорости сушильного агента по высоте штабеля. При этом по данным межведомственных испытаний все же наблюдается неравномерное распределение скорости агента сушки по высоте штабеля: внизу штабелей скорость в среднем на 0,6 м/с меньше, чем вверху (скорость замеряли на выходе из второго штабеля). Коэффициент использования потока 60%. Это свидетельствует о неудовлетворительном экранировании разрывов между штабелями, между штабелями и ограждениями.

Отличительной особенностью камеры является конструкция вентиляторного узла, представляющего собой съемный вентиляторный блок. Привод вентилятора осуществляется от электродвигателя посредством цепной двухрядной передачи, теплоизоляционного щита, гидросистемы для смазки и охлаждения подшипников. Вентиляторно-приводные узлы, устанавливаемые в люках перекрытия являются съемными. Направляющая коробка крепиться на перекрытии камеры и служит для установки вентиляторного блока. Хотя вентиляторный узел может быть легко заменен, привод посредством цепной передачи необходимо отнести к конструктивным недостаткам данной камеры, так как цепные передачи при больших скоростях, особенно в условиях лесосушильных камер, работают неудовлетворительно.

Следует учесть и то, что такие вентиляторные блоки промышленность не производит.

Для воздухообмена при использовании для сушки нормальных и форсированных режимов камера оборудована приточно-вытяжной системой 4 и трубами, на которых установлены заслонки, сочлененные с электрическими исполнительными механизмами.

В зависимости от направления вращения вентилятора функции каналов изменяются. Реверсирование осуществляется прибором КЭП-12У.

Конструкция одностворчатых дверей 1 и откидных участков рельсов обеспечивает надежную герметизацию дверных проемов. Штабель формируется на подштабельной тележки 6 с помощью лифтов - подъёмников и перемещаются траверсной тележкой.

Для предотвращения коробления пиломатериалов камеры оборудованы пневмоприжимами, что позволяет сушить пиломатериалы в зажатом состоянии. Сила прижима в четыре тонны действует на штабель в течение всего процесса сушки, включая и период остывания пиломатериалов. Пневмоприжимы состоят из пневмоцилиндров и прижимной рамки, которые устанавливаются над штабелями. Под действием сжатого воздуха (4 атмосферы) происходит опускание поршня цилиндра и прижимной рамки, что обеспечивает зажатие штабелей. Обязательным условием при этом является вертикальная укладка одинаковых по толщине прокладок (строганных в угол). В борьбе с короблением помогает также замена треков подштабельными тележками с базой, равной размерам штабеля в плане. Тележки обеспечивают наибольшую прочность и жёсткость подштабельного основания.

Для наблюдения за пиломатериалом в процессе сушки в торцовых стенах камер устанавливаются иллюминаторы с освещением. Чтобы облегчить труд обслуживающего персонала и сократить время наблюдения за текущей влажностью пиломатериалов и взвешиванием контрольных образцов, разработано специальное устройство для закладки их в камеру без захода в неё. Устройство монтируется на торцовой стене камеры со стороны коридора управления.

Закладные детали для прохода паровых труб, психрометрического устройства приточно-вытяжных труб, герметизируются во время строительных работ.

В камере ВК-4 предусматривается автоматическое регулирование температуры и психрометрической разности агента сушки с помощью регулирующих приборов 7.

Производительность камеры при форсированных режимах около 6800м ³ условного материала в год.

Техническая характеристика сушильной камеры ВК-4 представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика сушильной камеры ВК-4

3.2 Устройство и принцип действия вспомогательного оборудования

древесина сушка термошкаф автоматический

Траверсная тележка (рисунок 2) движется вдоль фронта сушильных камер по рельсам, уложенным в специальном углублении - траверсной траншее. Штабель закатывают на траверсную тележку по уложенному на ее платформе рельсовому пути. Уровень рельсов этого пути точно соответствует уровню головки рельсов транспортных и камерных путей. Тележка со штабелем перемещается вдоль фронта камер и останавливается против камеры, подлежащей загрузке. После этого штабель перекатывают с тележки в камеру. Из камеры штабель выгружают в обратном порядке.

Тележка состоит из двух сварных рам, покрытых рифленой листовой сталью. Одна рама является грузовой платформой, другая - платформой машиниста. На платформе машиниста устанавливаются лебедка привода передвижения тележки и пульт управления. К грузовой платформе приварены два рельса 8 типа Р 18 на расстоянии между ними 1000мм. Грузовая платформа имеет 8 катков, четыре из них ведущие. Эти катки сидят на одном валу 5. На ободах ведущих катков имеются шестерни, находящиеся в зацеплении с шестернями приводного вала.

Привод механизма передвижения и ведущий вал связаны цепной передачей. Привод механизма передвижения тележки 4 состоит из электродвигателя, электромагнитного тормоза и редуктора.

Лебедка 2 состоит из электродвигателя, редуктора 3, открытой зубчатой передачи и барабана. Трос, закрепленный одним концом на барабане лебедки, проходит под грузовой платформой и с противоположной стороны ее, огибая блоковую батарею 6, состоящую из одного горизонтального и двух вертикальных блоков, выводится на эту платформу. На конце троса вплетается крюк. Для управления тележкой имеются контроллеры 1 и кнопочный пост.

Техническую характеристику траверсной тележки ЭТ-6,5-15 представим в таблице 2.

Таблица 2 Техническая характеристика траверсной тележки ЭТ-6.5-15

Рисунок 2-Траверсная тележкаЭТ-6.5-15

Лифт предназначен для облегчения ручного труда при формировании или разборке штабеля пиломатериалов на треках или подштабельной тележке. Лифт рассчитан на формирование сушильного штабеля длиной до 6500 мм, шириной до 1800 мм и высотой до 2600 мм.

Для формирования штабеля высотой 3 м необходимо сделать помост высотой 500мм со стороны укладки штабеля. Лифт расположен в приямке, в который опускается платформа 1 по мере набора штабеля. Платформа поднимается и опускается с помощью четырёх подъёмных винтов 4,6, приводимых во вращение от привода 5 через систему коробок конических передач 3, находящихся на дне приямка.

Опоры каждого подъёмного винта монтируют на стойке 2 и коробке конической передачи. Стойки соединены между собой поперечными элементами и образуют жесткую раму. Гайки на подъёмных винтах жестко связаны с подъёмной платформой. Крайние верхнее и нижнее положения платформы фиксируются конечными выключателями.

Схема лифта Л-6,5-15 представлена на рисунке 3

Техническая характеристика лифта Л-6,5-15 представлена в таблице 3.

Таблица 3 Техническая характеристика лифта Л-6,5-15

Рисунок 3 - Схема лифта Л-6,5-15

Размещено на Allbest.ru