Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация технических процессов в химической промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 5.16. Пульт управления системой автоматического дозирования (САД).

В настоящее время начинают широко применяться автома-

тические системы развески ингредиентов и управления работой

резиносмесителей (САД, СУРД). Поточная линия приготовле-

ния резиновой смеси работает следующим образом (см. рис,

5.15). Каучуки и сыпучие ингредиенты хранятся в бункерах 1,

4, 7, 23, откуда по командам программного устройства систе-

мы с помощью винтовых или виброшнековых питателей (2, 5,

8, 22) поступают на автоматические весы (3, 6, 9, 14). Мягчи-

тели поступают к весам 11 и 12 из общей циркуляционной си-

стемы через электроуправляемые клапаны 28, 29. Мягчители,

поступающие на заводы в виде кусков, предварительно плавят-

ся. Для большей точности взвешивания винтовые питатели

снабжены двухскоростным приводом, обеспечивающим в конце

взвешивания загрузку весов на малой скорости.

Весы разгружаются (также по командам программного

устройства) на транспортер 10 или в сборные (загрузочные)

емкости 13, 21.

Система автоматического дозирования типа САД обеспе-

чивает программное управление процессами автоматического

взвешивания компонентов смесей; программное управление

процессом полуавтоматического взвешивания компонентов, не

пригодных для автоматического дозирования; автоматический

контроль заданной массы каждого ингредиента (с точностью до

0,2%); автоматический контроль занятости тары каждых весов

перед очередной навеской компонентов смеси; автоматическое

управление весами-дозаторами с компенсацией массы столба

свободно падающего материала; автоматический выбор мате-

261-

Рис. 5.17. Функциональная схема автоматизации вальцов:

1а, 16, 1в, 1г — термоэлектрические преобразователи; 1д — электронный сигнализирующий

потенциометр с обегающей системой; 1е, 1ж, 1и, 1к — сигнальные лампы; 1л — звонок;

2а, 4а — датчики гидравлического динамометра; 26, 4б, 7 — манометры; За — лучковый

термоэлектрический преобразователь; 36 — милливольтметр; 5, 6 — жидкостные термо-

метры; 8 — кнопочный выключатель двигателя вальцов; 9 — конечный выключатель; 10 —•

штанга механизма аварийного останова. (Приборы, отмеченные звездочкой, используют

периодически.)

риала в соответствии с заданной рецептурой смеси; управле-

ние односкоростными и двухскоростными питателями; автома-

тический контроль общей продолжительности цикла навески

(по всем весам); автоматическую разгрузку резиносмесителей

(по времени или температуре в камере резиносмесителя).

Общий вид системы САД дан на рис. 5.16. Система состоит

из сменных блоков, выполненных на бесконтактных элементах.

Блочный принцип построения системы позволяет произвести

быструю смену вышедших из строя узлов. Мнемосхема содер-

жит условное изображение всего технологического оборудова-

ния, исполнительных механизмов и оснащена разноцветными

лампами сигнализации.

На шинных заводах находят применение и другие системы

автоматического управления приготовлением резиновых сме-

сей. Так, система СУРД выполнена на основе релейно-контакт-

ной аппаратуры; в весовых дозаторах используются датчики

сельсинного типа; программа задается штеккерным коммута-

тором или на перфокарте.

262-

Вальцы представляют собой машину с двумя горизонталь-;

ыми валками, вращающимися навстречу друг другу (рис. 5.17)'

Их используют не только для приготовления резиновых смесей,

но и для подогрева смесей перед дальнейшей переработкой,

получения листов смеси, размола регенератора, очистки смесей

от посторонних включений.

Ингредиенты приготовляемой смеси в соответствующие мо-

менты времени загружают в зазор между валками. Образую-

щийся на переднем валке лист смеси срезается и вновь направ-

ляется в зазор. Многократный проход смеси через зазор обеспе-

чивает равномерность распределения всех ингредиентов в

смеси.

На ход процесса на вальцах оказывает влияние температу-

ра валков. Измерять ее непосредственно сложно, так как во-

первых, валки непрерывно вращаются, а во-вторых, поверх-

ность их целиком покрыта резиновой смесью. Поэтому приме^

няют косвенный метод измерения температуры валков — путем

измерения температуры воды, выходящей из валков (жидко-

стные термометры расширения 5-и 6). Периодически темпера-

туру валков измеряют лучковым термоэлектрическим преобра-

зователем За с милливольтметром 3 6. Необходимо иметь в ви-

ду, что показания милливольтметра всегда завышены (вслед-

ствие выделения тепла при трении термоэлектрического пре-

образователя о валок).

В связи с тяжелыми условиями работы подшипники валь-

цов часто перегреваются, поэтому иногда предусматривается

измерение и сигнализация их температуры. Термоэлектрические

преобразователи (1а, 16, 1в, 1г) устанавливают в подшипниках

и подключают к электронному потенциометру (1д) с обегаю-

щей системой контроля и сигнализации. Сигнальные лампы (1е,

1ж, 1и, 1к) устанавливают на мнемосхеме вальцов, что позво-

ляет быстро обнаружить подшипник, температура которого вы-

ше допустимой.

Периодически производится измерение распорного усилия,

приходящегося на подшипники (приборы 2а, 26, 4а, 46). Если

для этого используют гидравлический динамометр, то датчиком

(2а, 4а) является цилиндр, заполненный жидкостью, с порш-

нем, на который действует усилие от подшипника. Создающе-

еся при этом давление жидкости в цилиндре передается по

трубке манометру (26, 46), шкала которого проградуирована в

единицах силы.

При аварийном состоянии (например, при попадании посто-

роннего предмета в зазор) необходимо нажать на штангу 10,

связанную с конечным выключателем 9. При этом отключается

электродвигатель М вальцов и одновременно включается элект-

родинамический тормоз или электромагнитный колодочный

тормоз.

Процесс каландрования. При проведении этого процесса

целью является формование резиновой смеси для получения

263-

Рис. 5.18. Функциональная схема автоматизации каландра:

1, 2, 3 — валки; 1а, 2а, За — термоэлектрические преобразователи; 16, 26, 36—электрон-

ные потенциометры с пневматической регулирующей системой; 1в, 2в, Зв — трехходовые

смесительные клапаны; 4а — датчик толщины"(калибра); 46 — вторичный прибор с элект-

рическим регулирующим устройством; 5а, 56, 5в — термоэлектрические преобразователи

(или термопреобразователи сопротивления); 5г — электронный потенциометр (или мост)

с обегающей системой контроля и сигнализации.

гладких или профильных листов; дублирование листов резино-

вой смеси для получения листа большей толщины; обкладка и

промазка текстильной ткани резиновой смесью. Процесс про-

водят на валковых машинах — каландрах, которые могут

иметь от двух до пяти валков.

Функциональная схема автоматизации процессов 'каландро-

вания представлена на рис. 5.18. Непрерывно срезаемая с валь-

цов специальным ножом лента резиновой смеси по транспорте-

ру поступает в зазор между верхним 1 и средним 2 валками

каландра. Выходящий с каландра бесконечный лист резино-

вой смеси проходит через охладительные барабаны и закаты-

вается в валики с прокладочной тканью.

264-

Основной регулируемой величиной является толщина (ка-

либр) получаемого листа резиновой смеси. Она измеряется ме-

ханическими, индукционными, пневматическими, емкостными

ли радиоактивными приборами (поз. 4а).

В большинстве приборов измерительный ролик находится в

постоянном контакте с листом резиновой смеси и через пере-

даточный механизм обеспечивает изменение положения стрел-

ки на шкале измерительного прибора (или положения плунже-

ра в индукционной катушке, или заслонки по отношению к

соплу, или же одной обкладки конденсатора по отношению к

другой). Непосредственное соприкосновение чувствительного

элемента с листом резиновой смеси приводит к уменьшению

точности измерения вследствие некоторого продавливания ро-

ликом листа или налипания смеси на этот ролик.

В приборах, принцип действия которых основан на исполь-

зовании радиоактивных изотопов, толщина измеряется бескон-

тактным методом. Число (3-лучей, прошедших от источника из-

лучения в приемную камеру, зависит от толщины листа рези-

новой смеси. В тех случаях, когда необходимо замерить тол-

щину листа непосредственно на валке каландра, применяют

прибор, измеряющий число лучей, отраженных от резиновой

смеси и валка и попавших в ионизационную камеру.

Толщину листа регулируют вручную или автоматически

путем включения двигателей, перемещающих подшипники вал-

ков. По ширине листа (в крайних точках его) устанавливают

два калибромера (регулятора). Иногда для контроля калиб-

ра применяют один калибромер, двигающийся поперек листа

попеременно в обе стороны.

Другой регулируемой величиной является температура по-

верхности валков. Для непосредственного измерения ее исполь-

зуют специальные поверхностные чувствительные элементы

(термоэлектрические преобразователи или термопреобразова-

тели сопротивления 1а, 2а, За). Применяют также метод кос-

венного измерения температуры поверхности валков — по тем-

пературе воды, выходящей из валков.

Температура подшипников контролируется и сигнализирует-

ся прибором 5г с обегающим устройством. Прибор последова-

тельно подключает к своей измерительной схеме чувствитель-

ные элементы (термоэлектрические преобразователи или тер-

мопреобразователи сопротивления 5а, 56, 5в), установленные в

подшипниках. В случае отклонения температуры подшипника

от допустимой включается звонок и загорается соответствую-

щая лампа на мнемосхеме.

В случае обкладки корда (или промазки ткани резиновой

смесью) измеряют и регулируют массу единицы площади об-

резиненного корда. Для этого используют р-лучевой прибор.

Число частиц, попавших в приемную камеру, зависит от мас-

сы единицы площади листа резиновой смеси.

265-

Рис. 5.19. Центрирующее уст-

ройство:

1 — ткань; 2 — центрирующие вал-

ки; 3 — рама; 1а — щуп (датчик

смещения); 1б — двухпозиционный

регулятор; 1в — мембранный испол-

нительный механизм.

Ткань должна поступать в зазор между валками точно по-

середине длины валков, т. е. расстояния от кромок ткани до

стрел, ограничивающих ширину распределения резиновой сме-

си на валках, должны быть равны с обеих сторон. Для этого

используют различные центрирующие устройства, одно из ко-

торых показано на рис. 5.19. Щуп 1а находится в постоянном

контакте с кромкой ткани 1 и при смещении ткани воздейст-

вует на заслонку в двухпозиционном регуляторе 16. Давление

воздуха на выходе регулятора меняется, и мембранный испол-

нительный механизм 1в поворачивает раму 3 с центрирующими

валками 2 в нужном направлении (например, при наклоне ра-

мы вправо ткань смещается влево).

Ткань, поступающая в зазор между валками, должна быть

определенной ширины, без складок и иметь соответствующее

натяжение. Наиболее просто увеличить ширину ткани с по-

мощью ширительных дуг (изогнутых труб, между которыми

проходит ткань). При изменении ширины ткани посылается

сигнал регулятору, который заставляет исполнительный меха-

низм повернуть дугу в соответствующем направлении.

Ниже описано устройство, обеспечивающее измерение и ре-

гулирование ширины полотна корда (ткани), а также центри-

рование его.

Ширина полотна корда измеряется бесконтактным способом

(рис. 5.20). В каждую скобу 3, совершающую возвратно-посту-

пательное движение от двигателя Ml, вмонтированы сопло 1

и приемная трубка 2. Если полотно корда 4 не закрывает соп-

ла, то струя воздуха, выходящая из сопла, попадает в трубку,

создавая давление под соответствующей мембраной 6, и кон-

такт К замыкается. При пересечении полотном корда струи

воздуха давление под мембраной снижается до нуля, и кон-

такт К размыкается. Размыкание контакта является сигналом

для электронного логического устройства ЛУ к началу под-

счета импульсов, вырабатываемых датчиком. Один миллиметр

перемещения скобы соответствует одному импульсу, поэтому

число миллиметров, пройденных скобой после пересечения

струи воздуха полотном корда, равно числу импульсов, полу-

ченных логическим устройством.

266-

Рис. 5.20. Схема регулирования ширины полотна корда и центрирования его:

7 —сопла; 2 — приемные трубки; 3 — скобы; 4 — полотно корда; 5 — резиновые шланги;

6— мембрана; 7 — дуга ширительного механизма; 8 — центрирующие валки.

Минимальное расстояние между соплами (скобы сошлись)"

составляет 1200 мм, максимальное (скобы разошлись) —

1700 мм. В момент сближения скоб включается генератор им-

пульсов (под действием механической связи скобы с генера-

тором) .

Ширина полотна корда определяется как сумма минималь-

ного расстояния между соплами (эта величина, равная 1200 мм,

постоянно введена в логическое устройство) и числа импуль-

сов, т. е. числа миллиметров, принятых логическим устройством

от обеих скоб. Полученная, сумма указывается с помощью

цифровых индикаторных ламп. При отклонении ширины от за-

данного значения на =1=5 мм логическое устройство выдает

сигнал в пульт управления ПУ, обеспечивающий включение в

соответствующем направлении реверсивного двигателя М2

привода ширительного механизма. При этом дуга 7 поворачи-

вается в соответствующем направлении.

Разность чисел импульсов, полученных от скоб, соответст-

вует смещению полотна корда от средней линии. При смеще-

нии на ±10 мм логическое устройство обеспечивает включение

реверсивного двигателя МЗ привода центрирующего механизма.

Процесс вулканизации автомобильных камер. Перед вулка-

низацией стык камеры замораживают для того, чтобы он не

разошелся при поддувке камер на шаблоне. Эту операцию про-

водят на специальном столе, охлаждаемом до температуры

—8 °С раствором хлорида кальция. Продолжительность вы-

держки (12—15 мин) контролируют с помощью реле времени.

Затем камеры поддувают на шаблоне сжатым воздухом под

267-

Рис. 5.21. Функциональная схема автоматизации процесса вулканизации авто-

мобильных камер:

1а — регулирующее устройство; 16 — исполнительное устройство; 2 — кнопочный пост

управления («Закрытие», «Открытие», «Стоп»); 2а — командный электропневматический

прибор; 26, 2в — трехходовые клапаны; За — термоэлектрический преобразователь; 36 —

регулирующий потенциометр; Зв

—-

исполнительное устройство; 4 — конденсатоотводчик;

5, 6 — реле давления; 7 — камера; 8, 9 — нижняя и верхняя половины пресс-формы; 10 —

шатун; 11 — дуга аварийного выключателя; 12, 13, 15 — конечные электрические выклю-

чатели; 14 — конечный пневматический выключатель.

давлением 0,2—0,5 МПа до наружного диаметра определен-

ного размера, при достижении которого камера касается огра-

ничителя, отключающего подачу в нее воздуха.

Поддутая камера 7 закладывается в нижнюю половину 8

пресс-формы индивидуального (одноместного) вулканизатора

(рис. 5.21). Вентиль камеры соединяют с трубкой, по которой

во время вулканизации внутрь камеры подается теплоноситель

(пар). Обе половины (8 и 9) пресс-формы снабжены рубаш-

кой для подачи пара. Нажатием кнопочного выключателя на

посту управления 2 включают двигатель Ml, который закры-

вает вулканизатор. При полном смыкании верхней половины

пресс-формы с нижней конечный выключатель 15 (SQ2)*

выключает двигатель Ml и включает командный прибор 2а

(КЭП-12у), а шатун 10 воздействует на пневматический конеч-

ный выключатель 14, что обеспечивает подачу воздуха к при-

бору 2а.

Командный прибор 2а открывает трехходовой клапан 26,

и в камеру подается пар из линии, где поддерживается посто-

янное давление регулятором 1а. В конце цикла вулканизации

командный прибор 2а с помощью трехходового клапана 26

прекращает подачу пара в камеру 7, а с помощью трехходово-

го клапана 2в сначала соединяет камеру с линией вакуума

* В скобках указано обозначение контакта на принципиальной электри-

ческой схеме (см. рис. 5.22).

268-

для удаления пара, а затем сообщает ее с атмосферой. Он же

подает команду на включение двигателя Ml для открытия вул-

канизатора. При полном открытии его шатун 10 воздействует

а конечный выключатель 13 (SQ3) и тем самым выключает

двигатель Ml. Командный прибор 2а выключается, готовый к

проведению нового цикла.

Для аварийного останова вулканизатора при его закрытии

служит дуга аварийного выключателя 11, воздействующая на

конечный выключатель 12 (SQ1). После останова двигатель

реверсируется, и вулканизатор полностью открывается.

На кнопочном посту управления 2 кроме кнопки, обеспе-

чивающей закрытие вулканизатора, имеются еще две кнопки:

одна — для открытия вулканизатора при ручном управлении,

другая — для останова двигателя как при закрытии, так и при

открытии вулканизатора.

Реле давления 5 и 6 (два реле устанавливают для повы-

шения надежности) исключают открытие вулканизатора при

наличии давления в камере.

Температуру в вулканизаторе регулируют групповым ре-

гулятором 36. В одну секцию (группу) объединяют до двенад-

цати вулканизаторов. Для каждой секции устанавливают один

регулятор, поддерживающий постоянную температуру конден-

сата, сбрасываемого с вулканизаторов данной секции. Прак-

тика использования таких схем регулирования показала, что

температура во всех вулканизаторах поддерживается в допу-

стимых пределах.

Ниже описана работа принципиальной электрической схемы

вулканизатора (рис. 5.22).

Перед началом работы необходимо включить трехполюсный

автоматический выключатель QF и выключатель SA2 в прибо-

ре КЭП-12у. Для закрытия вулканизатора нажимают двухцеп-

ной кнопочный выключатель SB1. Его замыкающий контакт

включает катушку КМ1 магнитного пускателя закрытия,

а размыкающий контакт (строка 5) разрывает цепь катушки

КМ2 магнитного пускателя открытия (система блокировки,,

предотвращающая одновременное включение обоих магнитных

пускателей). Силовые контакты КМ1 магнитного пускателя за-

крытия замыкаются, включается двигатель Ml, и вулканизатор,

закрывается. Замыкающийся при этом блокирующий кон-

такт КМ1 (строка 10) дает возможность опустить кнопочный

выключатель SB1, а размыкающийся контакт КМ1 (строка 5)

предотвращает одновременное включение магнитного пускате-

ля открытия (катушка КМ2).

При полном смыкании обеих половин пресс-формы срабаты-

вает конечный выключатель SQ2. Его размыкающий контакт

(строка 9) отключает катушку КМ1, а замыкающий (стро-

ка 12) включает катушку К4 соленоидного устройства команд-

ного прибора РЗ (КЭП-12у). При этом замыкается контакт

Р3.1, и начинает работать двигатель М2 прибора. В камеру

269-

~5'вОЗ

•

-4 3 О

I \ \1>;Г,

А! BI С1

А2

(02)

[HI

Еую

iji

(сз)

,\ К11

кмг

ГдП ш

сз

(A3)

SS3

it-

FU3

-в-

1Г []

КЗ

ни

-е-

HL2

-380В

-1273

FU2

<и-

•CZb

Р1 // Р2

',2

SB2

SQ3

13 Р3.5

-JP

'С ?

/О

KM! ig

л КЗ

ХМ 2

НЭП

6ра5оте

Рис. 5.22, а. Принципиальная электрическая схема управления вулканизатором

для автомобильных камер,