Файл: Диплом Автоматизация регулирования сушильной камеры.doc
Добавлен: 20.10.2018
Просмотров: 2423
Скачиваний: 96
Рисунок 2.3 – Контролер Модуль С3
Модуль С3 обеспечивает:
1) Измерение и индикацию на цифровом 4-х строчном
жидкокристаллическом экране панели оператора параметров:
- температура сушильного агента (Тк);
- относительная влажность сушильного агента (Wk)
- температура теплоносителя на входе в СК (Тввх);
- температура теплоносителя на выходе из СК (Тввых);
- температура древесины в диапазоне минус 40…+110°С;
- кондуктометрическая влажность древесины.
2) Контроль и управление механизмами сушильной камеры:
- вентиляторы обдува;
- привод крана шарового (заслонки) теплоносителя;
- привод(ы) приточно-вытяжной вентиляции;
- парогенератор системы увлажнения;
- клапан доливки воды в емкость парогенератора;
- контроль состояния 3-х фазной сети питания;
- индикация состояния оборудования камеры на цифровом 4-х строчном жидкокристаллическом экране панели оператора;
-световая индикация состояния оборудования камеры на панели ШУ.
3) Проведение сушки пиломатериалов в автоматическом режиме:
- задание программы сушки c клавиатуры панели оператора;
- автоматическая реализация процесса сушки по заданной программе;
- автоматическое протоколирование параметров цикла сушки (запись истории).
Недостатки Модуля С3:
- громоздкость оборудования;
- необходимо подключение отдельного ПК;
- большой брак продукции;
- модульное исполнение контролера.
2.4. САУМ-1000
Также
рассмотрим отечественную продукцию на
базе импортного контролера. Такие
устройства марки САУМ предлагает фирма
СКРОН
г. Брянск. При изготовлении
автоматики
САУМ, СКРОН использует контроллеры
германских и итальянских производителей.
Поэтому в САУМ внесены режимы сушки
древесины, применяемые деревообработчиками
в странах Западной Европы.
САУМ-1000 обеспечивает для конвективных лесосушилок автоматическое, полуавтоматическое, ручное управление процессом сушки и отключение камеры по заданной влажности древесины. Позволяет, по желанию, включать или выключать фазу кондиционирования. Имеет фиксированные программы для сушки всех пород древесины, управление реверсом осевых вентиляторов, систему увлажнения водой, 4 точки измерения влажности лесоматериалов, 1 датчик температуры, 1 датчик влажности воздуха, световую индикацию неполадок и положения исполнительных механизмов сушильной камеры, а также разъём ннтерфейса RS-485 для соединения с персональным компьютером. Автоматика имеет 5 релейных выходов для управления электроприводами сушильной камеры. При достижении пиломатериалом заданной оператором влажности, система автоматики САУМ-502 выключает сушильную камеру.
Рисунок 2.4 – Контролер САУМ-1000
САУМ-1000 имеет режимы "Сушки" и "Тепловой обработки". Режим "Тепловой обработки" - HT даёт возможность проводить процесс обезвреживания древесных материалов в соответствии с требованиями международного стандарта по фитосанитарным мерам ISPM-15, что позволит экспортёрам получить для сертификации продукции регистрационный номер в Росгоскарантине. Гарантийный срок на контроллеры составляет до 3 лет при обслуживании на предприятии-изготовителе.
Отечественное оборудование, имеет более низкую стоимость выпускаемой продукции, но по сравнению с импортными аналогами, имеет высокую долю брака изделий, порядка 15 – 17%, для имортного производителя эта цифра составляет 2 – 5% на всю долю готовой продукции.
В данном проекте я предлагаю заменить часть отечественного оборудования, на продукцию компании Salma. Компания Salma в качестве базовых элементов использует контролеры итальянской торговой марки HOLZMEISTER.
3. Выбор технических средств автоматизации
В данном проекте я предлагаю заменить часть отечественного оборудования, на продукцию компании Salma. Компания Salma в качестве базовых элементов использует контролеры итальянской торговой марки HOLZMEISTER.
В качестве элементной базы контролеров HOLZMEISTER применены комплектующие ведущих производителей, таких как: АВВ, Legrand, Schneider Electric, Siemens. Применена концепция защиты от перегрузок и короткого замыкания любого исполнительного механизма от электродвигателя вентилятора, до катушки электроклапана. Итальянские контроллеры имеют в своём составе блоки реле, но в некоторых из них они реализованы на материнских платах и выход из строя реле влечёт за собой дорогостоящий ремонт всего контроллера, соответственно и простой камеры. В этой разработке все управляющие контакты контроллера продублированы отдельными реле, что значительно повышает надёжность эксплуатации и высокую ремонтопригодность. Обо всех неисправностях, возникших в системе управления незамедлительно известит контроллер LOGO, с выдачей информации на свой дисплей о характере неисправности, дате и времени. Поступенчатое включение вентиляторов камеры обеспечивает плавное увеличение нагрузки сети. Органы управления на лицевой панели дают возможность к эксплуатации камеры как в автоматическом режиме, при помощи управляющих команд с контроллеров HOLZMEISTER, так и в ручном режиме при помощи управляющей арматуры шкафа. Так же реализована возможность и полуавтоматического режима управления, когда в процессе сушки в автоматическом режиме технологу необходимо произвести корректировку одного из параметров не прибегая к остановке цикла и изменению программы сушки, лишь достаточно перевести отдельные органы управления в ручной режим, не вызывая сбоя в работу камеры.
3.1. Выбор датчиков
Температурные датчики от Dallas Semiconductor с прямым преобразованием сигнала в цифровую форму не требуют дополнительных аналого-цифровых преобразователей и имеют точность от ±0,5˚С до ±2,5˚С. Они могут работать в температурном диапазоне от -50˚до+125˚С. Функциональным ядром микропроцессора DS 18В20 является температурный датчик прямого преобразования в цифровой код. Это патентованная схема использует два генератора частоты с разными температурными коэффициентами, настроенными на одну температурную точку. Разность между количеством выработанных одним и другим генератором импульсов за единицу времени является исходным значением для определения соответствия цифрового кода и измеряемой температуры. Накопительный сумматор, входящий в функциональное ядро, позволяет скорректировать все нелинейности во всем диапазоне температур. Поэтому дополнительной подстройки или использования аналого-цифровых преобразователей не требуется. Точность измерения прибора указана в их технических условиях. Разрешающая способность с 12-разрядным считыванием выпускается заводом – по умолчанию. Пользователь может сконфигурировать разрешение в 9, 10, 11 или 12 разрядов. После выдачи команды «Преобразование Т» прибор выполняет температурное преобразование. Цифровые данные сохраняются в сверхоперативной памяти на 16 разрядов. После того, как датчик выполнил температурное преобразование, значение температуры сравнивается со значением, хранящимся в триггерах Твыс и Тниз. Эти регистры только 8-разрядные, и разряды с 9 по 12 для сравнения не используются. Если результат температурного измерения выше, чем Твыс, или ниже Тниз, внутри прибора устанавливается сигнальный флажок, который корректируется с каждым температурным измерением. Пока сигнальный флажок установлен, датчик ответит на аварийную команду поиска. Это позволяет соединить множество приборов, делающих одновременно температурные измерения, в параллель. Если температура выходит за установленные пределы, прибор будет идентифицирован и немедленно считан. При этом нет необходимости считывать не аварийные приборы.
Рисунок 3.1 - Цифровой термометр DS 18В20.
Цифровой
термометр позволяет считывать температуру
с разрешением от 9 до 12 разрядов. Информация
передается из DS
18В20 по однопроводному Интерфейсу.
Питание для чтения, записи и выполнения
преобразования может быть получено или
по шине данных, или от отдельного внешнего
3…5,5 В источника питания. Поскольку
каждый DS
18В20 содержит уникальный серийный номер,
записанный лазером при производстве,
многочисленные
DS
18В20 могут быть подключены на одну шину.
Это позволяет разместить датчики в
различных местах и собирать ведущему
шины информацию по простому 2-проводному
кабелю (прямой и обратный провод).
Основные узлы:
- 64-разрядное, записанное лазером ПЗУ;
- температурный датчик;
- энергозависимые температурные сигнальные триггеры;
- регистр конфигурации.
Связь с DS 18В20 осуществляется через однопроводной порт. Пока протокол функции ПЗУ не будет установлен, память и функции управления прибором будут недоступны. Ведущий шины сначала должен обеспечить одну из пяти команд функции ПЗУ. Эти команды управляют 64- разрядным лазерным ПЗУ прибора и могут выделить нужный из множества приборов, присутствующих на однопроводной шине. После успешного выполнения функциональной команды ПЗУ память и управление микросхемой доступны, и ведущий может обеспечить выполнение любой из 6 команд памяти и функциональных команд управления.
3.2. Выбор контроллера
Современным
продуктом компании HOLZMEISTER
является контроллер для сушильных камер
DELPHI. Контроллер Delphi - современный
промышленный контроллер, предназначенный
для полностью автоматического управления
циклом сушки, включая промежуточные
влаготеплообработки, согласно классическим
режимам сушки различных пород древесины.
Контроллер Delphi имеет жидкокристаллический
дисплей, удобное меню, обеспечивающее
быстрый доступ ко всем функциям. В
исходном состоянии дисплеи показывают
измеряемую температуру (Temperature),
равновесную влажность (E.M.C.Equilibrium moisture
content) и влажность древесины (Timber moisture
content), отражает положение всех исполнительных
механизмов. Эти значения обновляются
в непрерывном режиме. Все измеряемые
параметры записываются в память
контроллера, где они сохраняются даже
в случае выключения питания.
Контроллер оснащен системой iButton, которая представляет собой считывающее устройство, расположенное непосредственно на панели контроллера и набор электромагнитных ключей. С помощью этой системы можно не только заблокировать клавиши контроллера, но также обновить программное обеспечение, сохранить или вызвать программу сушки.
Рисунок 3.2 – Контроллер DELPHI.
Технические характеристики:
- диапазон измерения температуры сушильной камеры 0 - 130° С;
- диапазон измерения влажности древесины 6 - 90% при 25° С;
- диапазон измерения равновесной влажности 4 - 30% при 25° С;
- 6 датчиков влажности древесины;
- 2 датчика температуры;
- 2 датчика ЕМС;
- цифровой интерфейс: RS232 для прямого подключения ПК, RS485 для подключения сети сушильных камер.
Основные характеристики программного обеспечения:
- автоматический цикл сушки состоит из 8 этапов;
- каждый этап сушки может определяться значением ЕМС, градиентом и длительностью;
- программное обеспечение состоит из программы начальной загрузки (обновляется только на заводе изготовителя) и программы управления процессом сушки (обновляется пользователем);
-управление режимом увлажнения, режимом работы клапана нагрева, режимом работы воздушных заслонок, режимом работы вентиляторов, реверсом вентиляторов;
- при аварийной ситуации на панели контроллера загорается красный светодиод.
- Высококонтрастный жидкокристаллический графический дисплей;
- 2 светодиода;
-
Строка текущего состояния и строка меню
на каждой странице экране.
Блок
коммутации и реле (LG29):
- Выходы реле для увлажнения, нагрева (открытие + закрытие), воздушных заслонок (открытие + закрытие), вентиляторов, сигнала тревоги (24В - макс. 4А для всех выходов);
- Аналоговый выход для управления скоростью вентиляторов (0 - 5 или 0 -10В);
- Питание: 24 Vac/dc - 1А;
-
Интерфейс соединения блоков KILN-BUS.
Блок
измерения (LG25):
- 6 датчиков влажности древесины (6 -90% при 25° С, погрешность 0,1%);
- 2 датчика ЕМС (4 - 30% при 25° С, погрешность 0,1%);
- 2 датчика температуры (0 - 120° С, погрешность 1° С);
- Цифровой фильтр шумоподавления сети питания (MNR);
- Цифровая автоматическая калибровка;
-
Интерфейс соединения блоков
KILN-BUS.
Стандартное
оборудование:
- Контроллер DELPHI;
- Внешний усилитель LG25;
-2 панели датчиков для установки внутри сушильной камеры (каждая включает: датчик температуры, ЕМС зажим, три вилки бананового типа для влажности древесины, десяти метровый изолированный тефлоновый кабель);
- 6 кабелей датчиков древесины;
- по 14 электродов влажности древесины разной длинны (15, 25, 40мм);
- 100 целлюлозных пластин для определения ЕМС;
- детали и аксессуары для установки;
- 3 ключа iButton с 3 программами сушки + 2 ключа iButton для блокировки клавиш;
- Руководство по эксплуатации.
По сравнению с отечественными аналогами контролер DELPHI более качественно следит за процессом сушки, что позволяет уменшить количество брака с 16% до максимальных 5%. Единственным недостатком контролера является его дороговизна ( в 2 раза выше отечественных).
3.3. Вентиляторы
Циркуляция воздуха в камере обеспечивается осевыми вентиляторами. Двигатели «SIЕMENS» в тропическом исполнении (степень защиты IP-55, класс теплостойкости изоляции h) предназначены для работы в условиях высокой влажности и температуры. Крыльчатка вентилятора (производство фирмы «DLK», Швеция) диаметром 800 мм отлита под давлением из алюминиевого сплава и динамически сбалансирована, что придает ей легкость и коррозионную стойкость. Скорость воздушного потока сквозь пакеты досок достигает 3,2 – 4,2 м/с. Поток воздуха реверсируется примерно каждые 5 часов (в зависимости от типа и размера досок). Мощность двигателя одного вентилятора - 3 кВт.