Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Объект регулирования: Термошкаф цеха деревообработки.

Регулируемая величина: Температура в шкафу.

Элемент САР для письменного выбора по тех. условиям: Элемент сравнения.

Условия для расчета характеристик заданного элемента: Определить температурную погрешность моста от воздействия температуры окружающей среды (1535^оС) на линию связи датчика с мостом

Дополнительные требования: Спроектировать принципиальную схему САР, предложить модификацию автоматического регулятора.



Содержание

Введение

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ

1.1 Сушка

2. ПИСЬМЕННЫЙ АНАЛИЗ РАЗНОВИДНОСТЕЙ И ХАРАКТЕРИСТИК ЗАДАННОГО ЭЛЕМЕНТА САР

2.1 Элемент САР (элемент сравнения)

3. ВЫБОР КОНКРЕТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (САР) ПО УСЛОВИЮ ЗАДАНИЯ - ИП, ЭС, УПУ, ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И Т.Д

3. Выбор конкретных элементов (САР)

3.1 Технические характеристики модели ES-ForthLogic™-SB

3.2 Сушильный камера ВК-4

3.3 Датчик влажности (кондукционный), Датчик открывания дверей (или окон), Преобразователь сопротивления

3.3.1 Датчик влажности (кондукционный)

3.3.2 Датчик открывания дверей (или окон)

3.3.3 Преобразователь сопротивления

3.4 Измеритель влажности и температуры воздуха(мостовая схема)

3.5 Циркуляционный вентилятор, Калорифер, Электромагнитный Клапан контура водоснабжения, Форсунки системы увлажнения воздуха, Воздушная заслонка приточной вентиляции с электроприводом, Воздушная заслонка вытяжной вентиляции с электроприводом

3.5.1 Циркуляционный вентилятор

3.5.2 Калорифер

3.5.3 Электромагнитный клапан контура водоснабжения

3.5.4 Форсунки системы увлажнения воздуха

3.5.5 Воздушная заслонка приточной вентиляции с электроприводом

3.5.6 Воздушная заслонка вытяжной вентиляции с электроприводом

3.6 Электромагнитное реле (РЕ-1Р)

3.7 Электродвигатель

4. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ САР

5. ТЕРМОШКАФ ЦЕХА ДЕРЕВООБРАБОТКИ (СУШИЛЬНОЙ КАМЕРА ВК-4)

5.1 Устройство и принцип действия сушильной камеры

5.2 Устройство и принцип действия вспомогательного оборудования

Заключение

Список литературы



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. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ

1.1 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.



2. ПИСЬМЕННЫЙ АНАЛИЗ РАЗНОВИДНОСТЕЙ И ХАРАКТЕРИСТИК ЗАДАННОГО ЭЛЕМЕНТА САР

2.1 Элемент САР (элемент сравнения)

сушильный камера температурный мост

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.)

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.



Рисунок. 1. Мостом Уитстона (Wheatstone bridge)

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:



Рисунок. 2. Измерение сопротивления R_x

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:

Рисунок. 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 (рисунок. 7.4). 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. ВЫБОР КОНКРЕТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (САР) ПО УСЛОВИЮ ЗАДАНИЯ - ИП, ЭС, УПУ, ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И Т.Д

3.1 Выбор конкретных элементов (САР)

Контроллеры серии ES-ForthLogic™ S это универсальные свободно программируемые логические контроллеры модульной архитектуры, предназначенные для построения как замкнутые, так и интегрированные в другие системы контуры управления произвольным инженерным и промышленным оборудованием малого/среднего уровня сложности в быту и промышленности.

На данный момент в серии насчитывается две модели. Модель ES-ForthLogic™ SB является базовой и предназначена для заданий логического управления и регистрации технологических параметров.

3.1.1 Технические характеристики модели ES-ForthLogic™-SB

Встроенный интерпретатор языка ForthLogic™ для реализации произвольных алгоритмов работы контроллера

6 универсальных входов/выходов : входы для подсоединения сигналов типа "сухой контакт"/"открытый коллектор"; выходы типа "открытый коллектор" (50В; 0,2А); входы могут работать в режиме быстрого счетчика (10кГц); выходы могут работать в режиме формирования ШИМ-сигнала

2 аналоговых входа по току (0/4..20мА); разрядность представления данных 10р.

1 быстрый последовательный порт RS485 с поддержкой протокола MODBUS RTU и возможностью работы в режимах MASTER или SLAVE

встроенный легкодоступный считыватель карт памяти типа SD/SDHC/MMC

порт miniUSB для прог

программирования и взаимодействия с контроллером.

внутренняя память на 25000 событий (2Мб)

часы реального времени с резервным питанием

2 светодиода разных цветов для индикации напряжения/состояния контроллера. Звуковая сигнализация событий. Напряжение питания 9В..30В постоянного тока корпус на DIN-рейку шириной 3S диапазон рабочих температур: -40°С..+80°С относительная влажность: 0..90%, без конденсации.

Рисунок. 4. Модель ES-ForthLogic™-SB

3.2 Сушильная камера ВК-4

Таблица. 1. Характеристика сушильной камеры ВК-4

Показатели	Значения
1. Габаритные размеры штабелей, мм Длина Ширина Высота	6500 1800 2600
2. Число штабелей, загружаемых в камеру, шт.	4
3. Ёмкость камеры в условном материале, м3	57,6
4. Годовая производительность, м3; при режиме: Форсированный Нормальный	6000 4400
5. Побудитель циркуляции сушильного агента	Осевой реверсивный вентилятор серии У12 №10
6. Число вентиляторов, шт.	6
7. Установленная мощность, кВт	21; 16,6; 14,2;
8. Скорость циркуляции сушильного агента через штабель, м/с	2 - 3
9. Удельный расход электроэнергии, кВт, при режиме: Форсированный Нормальный	36,4 40
10. Характеристика теплового оборудования	Пластинчатые и ребристые трубы
11. Средний расход пара, кг/час при режиме: Форсированный	450
Нормальный	369
12. Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота	14400 6200 5210

3.3 Датчик влажности (кондукционный), Датчик открывания дверей (или окон), Преобразователь сопротивления

3.3.1 Датчик влажности (кондукционный) GSF 38K

Короткий втыкаемый зонд

Технические данные:

Диапазон измерения: Содержание воды (w): 0,0 ... 50%, влажность материала (u): 0,0 ... 100%

Зонд: Диаметр: 15 мм / 25 мм; длина: около 35 см, с рукоятью

Кабель: BNC, около 1,5м

Может использоваться с приборами: GMH 3830, GMH 3850

Не может использоваться с GMH 3810!

Область применения: для измерения влажности материалов небольшой глубины/толщины

3.3.2 Датчик открывания дверей (или окон) Геркон

Для массивных металлических дверей (гаражи, склады, металлические шторы в палатках/магазинах, массивные входные двери) прекрасно подойдёт геркон для металлических дверей. Этот геркон защищён от магнитных наводок, которые могут появиться у массивной железной двери (обычный геркон может не сработать!). Имеет больший порог срабатывания, чем обычный геркон. Имеет два диода. Один загарается при срабатывании, второй загорается при срабатывании, если садится батарейка. Технические характеристики датчика открытия металлической двери:

Порог срабатывания - 3,0 - 5,0 см

Напряжение питания 9-12 В (Батарейка 23А)

Время работы от батарейки - до года (при срабатывании 3 раза в день)

3.3.3 Преобразователь сопротивления

Измерительные нормирующие преобразователи сопротивление-ток ПСТ-b-Pro предназначены для преобразования сигналов термопреобразователей сопротивления 50М, 100М, 50П, 100П, Pt 100, Pt 500, Pt 1000, 100Н, 500Н, 1000Н по ГОСТ Р 8.625-2006 в унифицированный сигнал постоянного тока 4…20 мА.

Измерительные нормирующие преобразователи температуры ПСТ-b-Pro являются развитием серии ПСТ.

Технические характеристики

Схема подключения преобразователя Четырёх-, трёх-, двухпроводная

Диапазон унифицированного выходного сигнала постоянного тока: 4…20 мА

Режим работы непрерывный, круглосуточный

Время выборки входного сигнала 200 мс

Время установления выходного сигнала при скачкообразном изменении входного, не более 1 с

Время установления рабочего режима, не более 5 мин

Дополнительная погрешность в диапазоне рабочих температур от 0 до 80 °С 0,005 %/градус

Сопротивление нагрузки, не более при Uпит=24 В 700 Ом; при Uпит=36 В 1300 Ом

Напряжение питания 10…36 В

Потребляемая мощность, не более 1,1 Вт

Диапазон линейного выходного тока 3,8…20,5 мА

Порог срабатывания датчика изоляции 200 кОм ± 25 %

Монтаж Щитовой, монтажное окно 92х92 мм

Габариты Ш 43х27 мм

Условия эксплуатации Температура: -40...80 °С

Влажность: 95% при 35 °С

Масса, не более 40 г

3.4 Измеритель влажности и температуры воздуха(мостовая схема)

Портативный термогигрометр ИВТМ-7 МК

В приборе ИВТМ-7 МК2 измерительный зонд (преобразователь) соединен с блоком индикации гибким кабелем (неразрывное соединение).

В этой модели не реализуется возможность установки порогов сигнализации.

Таблица.2. Технические характеристики

Диапазон измерения относительной влажности газов, %	от 0 до 99
Основная погрешность измерения относительной влажности, %	±2,0
Дополнительная погрешность измерения влажности от температуры окружающего воздуха в диапазоне рабочих температур, %/оС, не более	0,2
Диапазон измеряемых температур, оС	от минус 20 до + 60
Абсолютная погрешность измерения температуры, оС	±0,2
Постоянная времени измерения влажности, с, не более	60
Единицы представления влажности	% отн. вл.,г/м3
Количество точек ручной статистики	64
Количество точек автоматической статистики	до 10000
Питание прибора	от 2-х батареек типоразмера ААА напряжением, 1.5В либо через сетевой адаптер напряжением от 4 до 10 В
Напряжение питания сетевого адаптера	220±10 В, 50±1 Гц
Время непрерывной работы прибора без замены элементов питания, лет, не менее(*)	1
Потребляемая прибором мощность, мВт, не более	15
Напряжение срабатывания индикации разряда батарей, В	2,7±1%
Длина кабеля адаптера сети RS-485 (при скорости 4800 бит/с), м, не более	1200
Длина кабеля для подключения первичного преобразователя к измерительному блоку, м, не более	10
Интерфейс связи с компьютером	RS-232
Длина кабеля для подключения прибора к компьютеру, м, не более	15
Суммарная масса блоков прибора, кг	0,2
Габаритные размеры блока измерения и индикации, мм, не более первичного преобразователя, мм, не более	130х70х25 Ж14х60
Рабочие условия применения блока измерения и индикации температура воздуха, оС относительная влажность, % (без конденсации влаги) атмосферное давление, Кпа	от -20 до +40 от 10 до 95 от 84 до 106
Рабочие условия применения первичного преобразователя температура воздуха, оС относительная влажность, % (без конденсации влаги) атмосферное давление, Кпа	от -20 до +60 от 2 до 98 от 84 до 106
Средний срок службы, лет	5

3.5 Циркуляционный вентилятор, Калорифер, Электромагнитный клапан контура водоснабжения, Форсунки системы увлажнения воздуха, Воздушная заслонка приточной вентиляции с электроприводом, Воздушная заслонка вытяжной вентиляции с электроприводом

3.5.1 Циркуляционный вентилятор

Циркуляционный вентилятор обеспечивает расход воздуха без учета решетки и фильтра до 170 м³/ч.

Потребляемая мощность: 17 Вт.

Размеры вентилятора: 119х119х38 мм.

Размеры кронштейна: длина- 140 мм, расстояние между центрами монтажных отверстий- 130 мм.

Тип подшипника: шариковый.



Таблица.3. Технические характеристики:

Расход воздуха без решетки и фильтра, м3/ч	Напряжение питания, В	Масса, кг	Уровень шума, дБА	Артикул
170	230	0,82	41	NSYCVF170M115
	115			NSYCVF170M230

3.5.2 Калорифер

Технические характеристики калориферов КСк 2

Характеристики приведены для режима:

температура воды на входе - 150°С;

температура воды на выходе - 70°С;

температура воздуха на входе - минус 20°С;

массовая скорость в набегающем потоке - 3,6 кг/м² с;

скорость воды в трубах - 0,7 ± 0,035 м/с;

аэродинамическое сопротивление 3-х рядных калориферов - 53,5 ^+4,28

аэродинамическое сопротивление 4-х рядных калориферов - 68,2 ^+5,46

Теплоноситель - горячая или перегретая вода с параметрами:

рабочее давление не более - 1,2 МПа;

температура не более - 190°С

Показатели надежности:

средний срок службы, лет, не менее - 11;

полный установленный ресурс, ч, не менее - 13200;

установленная безотказная наработка, ч, не менее - 3000;

среднее время восстановления работоспособного состояния, ч, не более - 12.

3.5.3 Электромагнитный клапан контура водоснабжения

Электромагнитный клапан ДУ 20

Тип - электромагнитный соленоидный клапан 2/2 прямого действия, нормально закрытый(открытый), производство КНР.

Рабочая среда - воздух, газ, вода, легкие масла.

Все электромагнитные клапаны 2W поставляются с катушками переменного тока 220В, клапаны диаметром Ѕ», ѕ», 1» могут комплектоваться катушкой переменного тока 24В.

Предельно допустимое давление - 11бар. (до 10 атм., 1МПа) 5-80 градусов С.

3.5.4 Форсунки системы увлажнения воздуха

Туманообразующие форсунки TecnoCooling распыляют от 2,76 до 12,12 л воды в час. В воздух попадает мелкодисперсная водяная пыль, мгновенно испаряющаяся под воздействием тепла. Проектирование форсунок системы увлажнения TecnoCooling помогает равномерно увлажнять воздух по всему пространству. Возможно создание нескольких зон увлажнения на базе туманообразующей системы с раздельной системой управления и датчиками, работающими через электронный блок контроля.

Перед использованием в системе туманообразования высокого давления, вода должна пройти через систему фильтрации, мембранные установки обратного осмоса или системы умягчения воды. Эти меры продлят срок службы форсунок и позволят свести пыление к минимуму.

3.5.5 Воздушная заслонка приточной вентиляции с электроприводом

Автоматическая приточная камера АПК или что то же самое приточная установка, предназначена для подачи очищенного и подогретого воздуха в помещения.

АПК имеют производительность по воздуху от 200 до 100000 м3/час в зависимости от величины и выполняемых ими функций по обработке воздуха. АПК состоит из отдельных секций, соединенных между собой при монтаже на общей раме. Особенности АПК:

- Производится 9 типоразмеров приточных установок производительностью от 200 до 100 000 м3/час;

- Рассчитаны на различные теплоносители - вода, пар, электричество;

- Моноблочная конструкция приточной установки АПК (до типоразмера 6,3 включительно), приточная камера представляет собой единый жесткий моноблок.

- Разработана каркасно-панельная конструкция приточной установки. Встроенная система шумопоглощения, позволяет снизить уровни корпусного шума на 11 дБА, а шума на выходе из установки на 6-10 дБА (исполнение 03).

3.5.6 Воздушная заслонка вытяжной вентиляции с электроприводом

Воздушная заслонка АЗД

Воздушная заслонка унифицированная общепромышленного назначения применяются в системах вентиляции, кондиционирования воздуха, воздушного отопления с рабочим давлением до 1000 Па (100 кгс/). Воздушная заслонка унифицированная предназначена для регулирования количества воздуха и невзрывоопасных газо воздушных смесей, агрессивность которых по отношению к углеродистым сталям обыкновенного качества не выше агрессивности воздуха, с температурой 80С°, не содержащих липких веществ и волокнистых материалов, с содержанием пыли и других твердых примесей в количестве не более 100 мг/м3.

3.6 Электромагнитное реле (РЕ-1Р)

Назначение: для гальванической развязки между силовыми цепями и цепями управления электроустройствами. Выполнены в корпусе шириной один модуль S для непосредственного монтажа на DIN-рейке 35 мм.

Действие: подача напряжения питания на обмотку электромагнита реле приведет к переключению контактов реле. Состояние контактов реле сигнализируется загоранием зеленого светодиода. В момент пропадания напряжения питания контакты реле вернутся в начальное (свободное) состояние.

Таблица.4 технические характеристики

Технические характеристики:
соответствие стандарту	IEC 61095
напряжение питания:
PЕ-1P 220 В (PK-1P/220)	220В~
PЕ-1P 110 В (PK-1P/110)	110В~/=
PЕ-1P 48 В (PK-1P/48)	48В~/=
PЕ-1P 24 В (PK-1P/24)	24В~/=
PЕ-1P 12 В (PK-1P/12)	12В~/=
максимальный ток нагрузки	16 A
группы выходных контактов	1 переключающий
напряжение изоляции	400В
напряжение пробоя изоляции	контакты - обмотка 2,5 кВ
между группами контактов	3,6 кВ
между разомкнутыми контактами	1,2 кВ
уровень загрязнения	3
выносливость к перегрузкам	3 кВ
класс безопасности	В
степень защиты	IP20
время реакции срабатывания	не более 40 мс
время реакции отключения	не более 20 мс
выносливость механическая	не менее 5х106 циклов
потребляемый ток	25 мА
индикация срабатывания	зеленый светодиод

3.7 электродвигатель

АИР 80 В4 - это асинхронный электродвигатель применяется преимущественно на промышленных и производственных предприятиях, в качестве приводов различного оборудования используемого в производственных или строительных целях. Токарные, сверлильные, фрезеровочные станки, насосы, компрессоры, краны, различные холодильные агрегаты, подъемники, погрузчики, лифты и т.д. Единственное, что необходимо здесь отметить, это то, что данная модель электродвигателя применяется в тех местах, где требуется небольшая частота вращения вала ротора и сравнительно малая мощность.

Благодаря системе переключения схемы соединения обмоток статора электродвигателя данная модель может подключаться как к трехфазному напряжению 220 В так и 380В.

Техническая характеристика электродвигателя АИР 80 В4:

Напряжение 380/220В, частота 50 Гц.

Высота оси вращения - 80 мм.

Исполнение станины алюминиевое

Схема соединения обмоток «звезда-треугольник»

Масса электродвигателя, - 20 кг

Мощность электродвигателя, - 1,5 кВт

Класс изоляции - F

Частота вращения электродвигателя - 1500 об./мин.cos ц электродвигателя - 0,78

КПД электродвигателя - 77.5 %

Предельные отклонения напряжения питания от -5 до +10%, частоты тока ±2,5% то номинальных значений.

Номинальный режим работы - S1 по ГОСТ 183-74.



4. РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ САР

Расчет температурной погрешности САР от воздействия температуры окружающей среды на соединительную линию

Определяем общее сопротивление соединительной линии по формуле

(1)

где: с - удельное сопротивление проводов линии, ;

l - длина провода, ;

S - площадь сечения провода, м.

По справочнику находим с_Al = , при температуре 20⁰С. По формуле (1) находим сопротивление линии при температуре 20⁰С 2Rл = 1,418 Ом.

Таблица. 5 Изменение сопротивления алюминиевого провода от воздействия температуры

	0	10	20	30	40	50	60
	52	54,21	56,42	58,63	60,85	63,07	65,28

По формуле (2) находим сопротивление (R_t) линии при максимальном изменении температуры в цехе:

R_t =R₀ (1+б?t),(2)

где:R₀ - сопротивление линии при 20⁰С (2Rл = 1,418 Ом);

t - изменение температуры линии при максимальном отклонении (15⁰С); б- температурный коэффициент сопротивления (для алюминия 0,004⁰С^-1).

R_t =1,418 (1+0,004•15) =1,5 Ом

Находим изменение сопротивления линии от окружающей температуры по формуле (3)

?R_лин = R_t - R₀(3)

?R_лин = 1,5 - 1,418 =0,085 Ом

Формируем решение о необходимости введения трехпроводной схемы:

-если найденное изменение сопротивление линии больше 0,5% (?R> 0,11) , то трехпроводная схема нужна;

-если изменение сопротивление линии меньше 0,5% (?R< 0,11 Ом), то остается двухпроводная схема.

?R_лин =0,085Ом изменение меньше 0,5% будем применять двухпроводную схему.



5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ САР НА ОСНОВЕ ВЫБРАННЫХ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ОПИСАНИЕ ЕЁ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ

5.1 Устройство и принцип действия сушильной камеры

Камера ВК-4, представлена 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 У12-10

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.

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 6800м³ условного материала в год.

Техническая характеристика сушильной камеры ВК-4 представлена в таблице1.



Таблица.6 - Характеристика сушильной камеры ВК-4

Показатели	Значения
1. Габаритные размеры штабелей, мм Длина Ширина Высота	6500 1800 2600
2. Число штабелей, загружаемых в камеру, шт.	4
3. Ёмкость камеры в условном материале, м3	57,6
4. Годовая производительность, м3; при режиме: Форсированный Нормальный	6000 4400
5. Побудитель циркуляции сушильного агента	Осевой реверсивный вентилятор серии У12 №10
6. Число вентиляторов, шт.	6
7. Установленная мощность, кВт	21; 16,6; 14,2;
8. Скорость циркуляции сушильного агента через штабель, м/с	2 - 3
9. Удельный расход электроэнергии, кВт, при режиме: Форсированный Нормальный	36,4 40
10. Характеристика теплового оборудования	Пластинчатые и ребристые трубы
11. Средний расход пара, кг/час при режиме: Форсированный	450
Нормальный	369
12. Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота	14400 6200 5210



Рисунок.5. Схема камера ВК-4:

1- съемное вентиляторное устройство; 2- трубы ребристые длиной 2м; 3- калорифер; 4-Приточно-вытяжная система; 5- одностворчатая дверь; 6- откидной рельс; 7- подштабельная тележка; 8- блок психрометрический.

5.2 Устройство и принцип действия вспомогательного оборудования

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 Р18 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 7 Техническая характеристика траверсной тележки ЭТ-6.5-15

Показатель	Значение
1. Грузоподъемность, т	15
2. Допускаемые размеры штабеля для перевозки на специальных тележках, мм: длина ширина высота	6500 1800 3000
3. Скорость передвижения тележки, м/мин	21,66
4. Скорость передвижения троса лебедки, м/мин	7,92
5. Максимальное тяговое усилие на тросе лебедки, кН	7,8
6. Общая установленная мощность, кВт в том числе: передвижение тележки лебедки	9 5 4
7. Количество рельсовых путей для тележки, шт	4
8. Габаритные размеры тележки, мм: длина ширина высота общая от головки рельса высота между головками нижнего и верхнего рельсов	3900 6490 1660 215
9. Масса тележки, кг	3000

Рисунок.6. 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 8 Техническая характеристика лифта Л-6,5-15

Показатель	Значение
1. Грузоподъемность	15
2. Габариты подъемной платформы, мм: длина ширина	6900 2200
3. Ход платформы, мм	2600
4. Наибольшая высота от уровня головки рельса пола до верха рельса на платформе, мм	715
5. Расстояние между стойками подъемных винтов, мм: по длине по ширине	5000 2480
6. Скорость перемещения платформы, м/с	0,0104
7. Мощность электродвигателя АО2-61-6 исп. М 101, кВт	10
8. Габариты приямка, мм: длина ширина высота	7000 3000 3115
9. Масса, кг	2930

Рисунк.7. Схема лифта Л-6,5-15



Заключение

Рациональность каждого технологического процесса оценивается эффективностью использования материала и производительностью труда. С целью упорядочения технологии изготовления, а также создания стабильности высокого качества выпускаемой продукции, в практике применяются операционные технологические режимы деревообработки и типовые технологические процессы, которые разработаны как справочные материалы для технологических и производственных служб предприятий на базе применения стандартизированного сырья и материалов, типовых оборудования, инструмента и измерительных приборов.

По мере изменения нормативно-технической документации, внедрения нового оборудования и инструмента технологические режимы постоянно корректируются и совершенствуются. Ниже приведен действующий перечень технологических режимов деревообработки, разработанных ВНИИДревом.

Перспективным планом развития деревообрабатывающей отрасли страны предусмотрено увеличить объемы производства продукции, повысить производительность труда, более полно использовать лесосырьевые ресурсы.

Один из путей повышения эффективности лесопиления - концентрация и специализация лесопильного производства, ввод в эксплуатацию новых технологий деревообработки. Технический уровень лесопильного производства будет повышаться за счет создания и внедрения нового оборудования, ввода оптимальных методов раскроя пиломатериалов. В этом направлении намечаются следующие мероприятия:

механизация выгрузки и сортировки сырья перед распиловкой по диаметрам и качеству;

замена лесопильных рам и обрезных станков устаревших моделей новыми;

внедрение линии агрегатной переработки бревен диаметром до 24 см;

применение пакетоформирующих линий, высокопроизводительных сушильных камер, линий браковки и сортировки пиломатериалов;

дальнейшее развитие пакетного метода перевозки материалов;

переработка отходов на технологическое сырье и короткомерных пиломатериалов на клееную слоистую древесину и бурно развивающуюся в последнее время биотопливо (пеллеты).

В фанерной промышленности основные усилия направлены на повышение производительности труда, расширение ассортимента и улучшение качества продукции. Для этого следует шире применять термическую обработку сырья в открытых бассейнах; технологию склеивания фанеры с предварительной холодной подпрессовкой пакетов; увеличение этажности горячих прессов с 15 до 25; линии окорки и разделки сырья; линии сборки и склеивания фанеры; роликовые газовые сушильные камеры с сопловым дутьем; механизацию складских работ.

Дальнейшее развитие производства ДСП пойдет по пути повышения технологического уровня и увеличения мощности действующих заводов; модернизации горячих прессов и увеличения их этажности; интенсификации технологического процесса за счет повышения температуры плит пресса; внедрения технологии облагораживания поверхности плит слоем тонкоразмолотой древесноволокнистой массы и окрасочными композициями; совершенствования технологии сухого и мокрого способов производства плит, отвечающих требованиям деревянного панельного домостроения.

В домостроении предстоит разработать новые конструкции элементов домов, отличающиеся технологичностью изготовления и отделки, создать и внедрить технологию и оборудование для индустриального изготовления и отделки элементов панельных деревянных домов. Кроме того, необходимо создать атмосферо, био и огнестойкие конструкционные и облицовочные материалы на основе измельченной древесины, а также теплоизоляционные материалы.

Техническое перевооружение мебельного производства будет осуществляться за счет совершенствования системы проектирования и повышения технологичности мебели; дальнейшей концентрации производства, углубления технологической специализации и межотраслевой кооперации; совершенствования технологии и внедрения перспективных технологических процессов на базе новых видов материалов; комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. Технологическая специализация будет развиваться в направлении создания и расширения комбинатов мебельных деталей, специализирующихся на выпуске как щитовых, брусковых и клееных деталей, так и стекольно-зеркальных изделий, мягких и декоративных элементов, раскрое тканей и т.п.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что решающее условие дальнейшего развития лесной и деревообрабатывающей промышленности - увеличение производительности труда, основанное на ускорении научно-технического прогресса. Мы должны стремиться к возрастанию производительности труда, к снижению себестоимости продукции. Технический прогресс должен идти в направлении создания и применения новых, более производительных и безотходных методов технологии деревообработки, создания новых видов конструкций выпускаемых машин, механизмов и приборов, применения более современного производительного оборудования, в том числе роботов и станков с программным управлением, механизации производственных процессов, внедрения научной организации труда и производства.



Список литературы

1. Тюкина Ю.П., Макарова Н.С. Технология лесопильно-деревообрабатывающего производства: Учеб. для СПТУ. - М.: Высш. шк, 1988.

2. Материаловедение для профессий, связанных с обработкой дерева - учебник / Б.А. Степанов ; Ин-т развития проф. образования. - М. : Academia : ИРПО, 2000. - 328 с

3. Справочник по деревообработке - справочное издание / В.А. Бобров. - Ростов н/Д : Феникс,2003. - 319 с.

4. Технология деревообработки - Учебник / С.Н. Рыкунин, Л.Н. Кандалина. - М. :Academia, 2005. -350 с

5. Дерево - чертежи, схемы, описание приемов обработки древесины, практ. советы] Геннадий Федотов. - М. :Эксмо, 2004. - 191 с

6. http://ru.wikipedia.org

7. http://www.wood.ru

8. http://www.woodtechnology.ru/

9. Сушка древесины / Расев А. - И. Изд. Высш. школа 1980

10. Справочник по сушке древесины. Под редакцией Е. С. Богданова. Изд. Лесн. пром-сть. 1990

Размещено на Allbest.ru