Проектування та розробка системи автоматичного регулювання витрати сипких матеріалів
Сторінки роботи
зміст роботи
Механізація та комплексна автоматизація промисловості та транспорту багато в чому залежать від створення досконалих засобів автоматичного зважування та дозування сипучих матеріалів та рідин у хімічній, металургійній, вугільній та харчовій промисловості, будівництві, залізничному, річковому та морському транспорті, виробництві будматеріалів та пластмас.
Розробка досконалих типів ваг і вагових дозуючих приладів ведеться на базі застосування пружних вагових елементів, електрорезистивних, вібраційно-частотних, магніто-анізотропних, феродинамічних, пневматичних датчиків в сукупності з найбільш досконалими електричними, пневматичними, гідравлічними агрегатами. рахунково-аналітичними машинами та іншими засобами автоматизації.
Прилади та засоби автоматизації для вимірювання та дозування маси, призначені для автоматизації зважування, обліку та дозування різних матеріалів, сировини, напівфабрикатів та готової продукції, включають різні ваги та вагові дозатори. Можлива класифікація ваг і вагових дозаторів залежно від похибки, меж та продуктивності, рівня їх автоматизації та області застосування охоплює 4 основні групи (рисунок 1):
 |
Рисунок 1 – Класифікація приладів для вимірювання та дозування маси.
Конструкції та схеми автоматичних вагових дозаторів, призначених для автоматизації зважування та дозування рідин, за характером технологічного процесу виробництва поділяються на дві групи: дискретної та безперервної дії.
Схема дозаторів дискретної дії покликана забезпечити рівномірне, регульоване завантаження вантажоприймального бункера дозованого матеріалу відповідно до встановлених для неї циклу і необхідної точності зважування.
Основними перевагами цих дозаторів є порівняльна простота конструкції, висока точність (±0,1%).
Відповідно до фізико-хімічних характеристик дозованого матеріалу та вимог точності дозування дозатори мають різні типи живильників, ваговимірювальні вантажоприймальні пристрої та СУ.
Автоматичні вагові та дозуючі прилади можуть будуватися із застосуванням різних типів вагових механізмів (важельних, пружних елементів, електротензорезисторних, вібраційно-частотних, пневматичних та гідравлічних датчиків та їх комбінацій).
Головним напрямом у конструюванні засобів автоматизації зважування та дозування є створення вагової техніки здатної забезпечити не тільки вимірювання маси – зважування, а й автоматичне керування та регулювання технологічними процесами. Сучасні автоматичні вагові та дозуючі пристрої є основною ланкою комплексної автоматизації у різних галузях промисловості.
Класифікація автоматичних вагових і дозуючих приладів для сипучих матеріалів та рідин будується відповідно до структури побудови технологічного процесу, тобто. з розміщенням обладнання по висоті, з рухом матеріалів у потоці самопливом та при горизонтальному розміщенні обладнання, з конвеєрним транспортуванням матеріалів.
Відповідно до такого поділу технологічних процесів виробництва автоматичні ваги та вагові дозатори класифіковані на дві основні групи (рисунок 2):
Рисунок 2 – Класифікаціяавтоматичних ваг та вагових дозаторів
В якості процесу для впровадження ЛСУ, що розробляється, виберемо процес наповнення мішків сипучим матеріалом (пісок, цемент, цукор і т.д.).
Розглянемо його (рисунок 3):
Подача (1) стрічковим механізмом (2), який керується двигуном (8) - порожнього мішка (3) виконання операції завантаження (4) мішка сипучим матеріалом з дозатора, встановленого у схемі вагового дозування. Закінчення виконання операції контролюється датчиком. У момент закінчення відбувається переміщення (5) наповненого мішка (7) на операцію зашивки (6) одночасно з цим подається новий мішок на завантаження. Після закінчення операції зашивки мішка проводиться його видалення
з апарата, переміщення наступного мішка на зашивку та порожнього на завантаження. Цикл повторюється.
Малюнок 3 – Процес наповнення мішків сипучим матеріалом
1 - подача порожнього мішка на завантаження;
2 – стрічкоподаючий механізм;
3 – порожній мішок;
5 – переміщення наповненого мішка;
7 – наповнений мішок;
8 – двигун стрічкоподаючого механізму;
9 – лінії зв'язку та управління.
Механізм автоматичного завантаження мішків є багатозв'язковим об'єктом, тобто. у ньому необхідно керувати кількома величинами і відповідно встановлювати кілька локальних систем керування.
За завданням курсового проекту необхідно розробити локальну (керуючу одним параметром) систему керування.
Виберемо параметр управління:
- Регулювання витрати сипучого матеріалу.
- Маса сипучого матеріалу, що опинився в мішку.
1 РОЗШИРЕНЕ ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ
"Система автоматичного регулювання витрати сипучих матеріалів"
1.2 Вимоги до ЛСУ
Вимоги до систем управління автоматичних вагових дозаторів повинні відповідати задачі автоматизації технологічних процесів. У загальному випадку вони можуть бути сформульовані в такий спосіб.
Повинні бути встановлені алгоритми та оптимальні схеми управління дозаторами дискретної та безперервної дії, що забезпечують однокомпонентне та багатокомпонентне дозування матеріалів з необхідними метрологічними та функціональними залежностями у системах автоматичного регулювання та управління технологічними процесами виробництва.
Вирішенню цієї важливої науково-технічної проблеми повинні передувати створення автономних і зв'язкових агрегатних систем управління однокомпонентного та багатокомпонентного дозування з уніфікованими вхідними та вихідними сигналами (електричними, пневматичними та гідравлічними), що забезпечують корекцію регульованих параметрів за сигналами датчиків, що характеризують різні показники процесу продукту чи напівпродукту.
Автоматичні вагові дозатори дискретної дії нині особливо широко застосовують у різних галузях народного господарства.
Дозуючий пристрій, що проектується, повинен забезпечувати дозування сипучих матеріалів по 50 кг в упаковку.
Зробимо розрахунок енергоємності:
Випуск за зміну:
Один мішок-
Енергоємність людини становить близько 100 Вт, таким чином людина не в змозі забезпечити виконання цього процесу вручну.
Висновок - ЛСУ необхідна, її розробка та використання виправдані.