Реферат: Автоматизация сушильно-промывной линии ЛПС-120

Введение

Автоматизация технологических процессов является решающим фактором в повышении производительности труда, а также улучшения качественных и технико-экономических показателей. В данной работе разработана схема автоматизации сушильно-промывной линии ЛПС-120. Процесс промывки ткани и ее сушки после крашения требует высокого уровня точности управления и регулирования, разработаннаяниже схема предусматривает выполнение этих требований и более рационального использования ресурсов, что приводит к экономической целесообразности внедрения автоматизации в процесс управления линией ЛПС-120.

Автоматизация сушильно-промывной линии ЛПС-120 очень важна, учитывая то, что линия является неотъемлемой необходимой частью отделки тканей в текстильной промышленности, от этапа промывки и просушки зависит качество дальнейшей отдекли ткани и изготовляемой продукции в целом.Используемые технические средства автоматизации морально и технически устарели и не могут обеспечить необходимый уровень управления процессом, поэтому основной целью создания автоматизированной системы управления является повышение технологических и технико-экономических показателейпроизводства, при этом система должна обеспечивать необходимое качество выпускаемой продукции.

1.Организационно-техническая часть

1.1.Описание технологического процесса

Линии ЛПС-120предназначены для про­мывки и сушки напечатанных кубовыми, азоидными и азоидными в раппорте с активными красителями хлопчатобумажных и вискозных штапельных тканей и тканей из полиэфирно-целлюлозных волокон с вложением полиэфирного волокна не бо­лее 50%. На линии ЛПС-120обрабатывают ткань поверхностной плотностью 80—250г/м2и шириной 70—125 см.

В линиюдолжна поступать ткань с печатным рисунком, расправленная по ширине после зреления, в воздушно-сухом состоянии. Один конец ткани, находящийся под стопой, при заполненной тележке во время работы линии должен быть легко доступен для сшивания с соответствующим концом ткани, находящимся в смежной тележке. Сшивание кусков ткани должно производиться только стыковым швом с уравниванием ширин стыкуемых кусков за счет образования, по возможности, равномерно распределенных гофров (складок) на концах стыкуемой, более широкой ткани. Кроме того, обрабатываемые ткани не должны иметь пороков(рвань, завалы, жгуты и др.).

Расправленная ткань из тележки проходит через заправочное устройство и поступает в замачивающую ванну, затем в жало валов среднего отжима, выполняющего функции тя­нульного устройства и отжима в линии ЛПС-120,расправленная ткань из тележки проходит через заправочное устройство, поступает в жало валов отжимавыполняющего функцию тянульного устройства и далее проходит в мойную ванну, где ткань обрабатывается водой при техноло­гических параметрах.

Перед жалом валов отжима установлены дуговой тканерасправитель с резиновой рубашкой, перфорированная спрысковая труба, совмещенная с ограждением жала валов отжима, через которую ткань при необходимости может смачиваться холодной или теплой водой, питающей линию.

Далее ткань проходит по ролику рычажного пневмокомпенсатора, огибает направляющий ролик и поступает в мойную ванну ВРМ-120. Перемещаясь в ванне в направлении снизу вверх по двум рядам роликов, продольные оси которых расположены в двух вертикальных и взаимно параллельных плоскостях, перпендикулярных продольной оси линии, ткань первой по направлению ее хода ветвью проходит через моющую жидкость (воду), а затем по мере перемещения по роликам вверх промывается моющей жидкостью (водой), подаваемой навстречу ее движению на всю ширину ветви ткани через трубу. При этом осуществляется рециркуляция моющей жидкости (воды) в ванне с помощью; входящего в ее комплект центробежного насоса, забирающего моющую жидкость (воду) из нижней зоны ванны иподающего ее в трубу. Перед выходом из ванны ткань отжимается в жале валов двухвального отжима, встроенного в ванну, и, проходя по ролику рычажного пневмокомпенсатора, поступает в следующую ванну ВРМ-120. Перемещаясь таким образом по остальным ваннамВРМ-120, ткань промывается. При выходе из последней ванны ткань поступает в жало валов трехвального отжима, обеспечивающего дополнительное частичное удаление из нее избыточной влаги.

Отжатая ткань высушивается до кондиционной влажности контактным способом на сушильных барабанах в сушильной барабанной машине, откуда горячая ткань попадает в охладительную камеру и затем выбирается люлечным тканеукладчиком в тележку.

На линиях ЛПС-120 осуществляется высококачественная обработка тканей, предусмотренная ее назначением, при умеренном потреблении воды и пара на единицу продукции. Интенсификация промывки достигается за счет увеличения времени пребывания ткани в ванне, создания во­дяного клина между тканью и поверхностью роликов, подачи воды сверху навстречу движущейся вверх ткани, чередования промывки с отжимом.

Для обеспечения возможности обработки ткани с минимальным натяжением на каждом приводном ролике ванны установлена фрикционная муфта с ручной регулировкой.

Для стабильного центрирования обрабатываемых тканей на входе в линию и перед трехвальным отжимом установлены пневмомеханические тканенаправители. На последних предусмотрены датчики слежения за шириной ткани, которые осуществляют автоматический останов линии при сожгучивании ткани, проходящей в зоне тканенаправителей.

Для уменьшения расходов воды и моющих растворов при промывке тканей предусмотрена возможность организации противотока моющей жидкости (воды) в группах смежных ванн, работающих в одинаковых технологических режимах. При этом вода подается в последнюю по ходу ткани ванну в группе смежных ванн, а сливается из первой ванны этой группы.

Для стабильного соблюдения заданных температурных режимов работы ванн и обеспечения при этом минимально возможного расхода пара предусмотрено автоматическое поддержание заданной температурымоющей жидкости (воды) в каждой ванне в отдельности. Для уменьшения расхода пара на сушку ткани в линии применен трехвальный отжим, обеспечивающий удаление избыточной влаги из ткани.

Для сокращения влаговыделений в цех все ванны закрыты крышками и дверями.

Для охлаждения горячей высушенной ткани до температуры
не более 40°С в промывно-сушильной линии имеется охладительная камера.Для исправления диагонального перекоса ткани перед сушильной машиной установлены перекосные ролики.

Каждая колонка сушильной барабанной машины укрыта щитовой теплоизоляцией, обеспечивающей температуру наружных стенок не более 45°. Машина в целом оснащена вытяжным вентилятором.

Для питания линии паром, горячей и холодной водой предусмотрены трубопроводы в пределах линии.

1.2. Разработка структурной схемы

В разработанной схеме автоматизации процесса используется современный программируемый микроконтроллерный регулятор DL-05. Сигналы датчиков уровня, давления, влажности и расхода поступают на вход программируемого микроконтроллерного регулятора DL-05, где обрабатываются и регистрируются. Регулятор выдаёт сигналы на исполнительные устройства, которые управляют исполнительными механизмами — клапанами. Для изменения и индикации параметров системы данные из регулятора поступают на операторскую панель управления.

Параметры системы представлены на технологической карте. (Приложение 1)

1.3. Разработка функциональной схемы автоматизации

Разработка функциональной схемы автоматизации производилась в соответствии с ОСТ 36-27-77 «Обозначения условные в схемах автоматизации технологических процессов». Данный стандарт устанавливает развернутый способ построения условных графических изображений для выполнения функциональных схем автоматизации.

Серная кислота, горячая и холодная вода через систему трубопроводов закачиваются насосами в промывные ванны ВРМ-120 по управляющему сигналу регулятора или по команде оператора, при достижении верхнего граничного уровня жидкости в ваннах насосы выключаются, и заполнение ванн прекращается. Для измерения расхода поступающих жидкостей используются датчики расхода Rosemount 3095MV. Для измерения параметров жидкостей в ванне используются — датчик уровня Rosemount 3300 и термометр сопротивления Метран-281.

Вторым объектом управления является сушильная машина СБМ2-2/120, в которую посредством трубопровода подается пар для сушки ткани. Измерение параметров подаваемого пара происходит при помощи многопараметрического датчика Rosemount 3095MV, измеряющего температуру, давление и расход пара. Измерение влажности ткани на выходе измеряется при помощи инфракрасного влагомассомера АКВАР-1207.

Цифровые сигналы (на базе HART-протокола) или токовые 4-20 мА от датчиков поступают на регулятор DL-05, на котором они обрабатываются и выводятся на сенсорную панель HMI-601 для отображения хода процесса и корректировки параметров системы.

1.4. Разработка автоматизированного рабочего местапри помощи Trace Mode 6

Создание экрана для участка сушильного аппарата. На созданном экране будут отображаться технологические параметры участка сушки ткани в сушильном аппарате.

В соответствии с ТЗ на проектирование назначим аргументы шаблону экрана участка измерения параметров процесса — щелчок ПК на созданном шаблоне экрана и выбор из выпадающего списка пункта Свойства, там — вкладка Аргументы. Здесь и далее с помощью иконки создаются необходимые аргументы, задаются их имена, тип, тип данных, значения по умолчанию, привязки, флаги и т.д.

Те аргументы, значения которых будут отображаться на экране, имеют тип IN, а те, что задаются с клавиатуры АРМ, отображаются на экране и пересылаются в конечном итоге в PC-based контроллер, имеют тип OUT. Флаг NPдля аргумента Date_Time означает то, что при автопостроении каналов по аргументам шаблона этот аргумент не будет участвовать в процессе автопостроения.

С помощью графических объектов (ГО), сохраненных в ресурсных библиотеках и вызываемых с помощью иконки панели инструментов, а также графических элементов (ГЭ) объемных труб, эллипс, текста, линий создадим статическую часть экрана. Графические объекты размещаются с использованием метода drag-and-dropи допускают масштабирование.

В правой части экрана с помощью иконки разместим ГЭ «Тренд» для вывода параметров Температура, Влажность, Давление и Расход. Основные свойства ГЭ оставим заданными по умолчанию. Добавим для отображения на тренде четыре кривые, связав их с соответствующими аргументами экрана, и зададим для них цвет и толщину линий, интервалы выводимых значений.

Для отображения текущего значения влажности ткани, температуры в аппарате, расхода и давления пара используем ГЭ ползунок и стрелочный прибор. Делаем привязку приборов к аргументам процесса Температура, Влажность, Давление и Расход. Сверху элементов добавляется наименование измеряемого параметра и единиц измерения параметра с помощью Текст.

В левом верхнем углу графического экрана разместим ГЭ Текст для отображения текущего времени. Свойства — цвет, шрифт, привязка и формат вывода изменить.

Для перехода на другие стадии процесса обработки ткани выбираются элементы Кнопка, размещаются в правом верхнем углу, которые привязываются к экранам Промывочные ванны и Тканеукладочная машина.

2.Техническая часть

2.1. Выбор технических средств автоматизации

2.1.1. Выбор датчика расхода, температуры и давления жидкости/пара в трубопроводе

Разрабатываемая система должна производить учет параметров поступающих в промывные ванны жидкостей и подаваемого в сушильную машину пара. Для измерения расхода серной кислоты, горячей и холодной воды выбирается многопараметрический датчик Rosemount 3095MV, поскольку этот датчик позволяет одновременное измерение температуры, давления и расхода, то он также выбирается и для измерения параметров пара в трубопроводе.

Датчик Rosemount 3095MV функционально делится на сенсорный модуль и модуль электроники. Многопараметрический сенсорный модуль включает в себя высокоточный емкостный сенсор перепада давлений и пьезорезистивный сенсор абсолютного давления. Кроме того, имеется вход для подключения четырехпроводного термосопротивления ТСП Pt100, измеряющего температуру процесса. Микропроцессор, расположенный в сенсорном модуле, обеспечивает линеаризацию и коррекцию показаний сенсоров.

Модуль электроники принимает от сенсорного модуля три скорректированные цифровые переменные процесса: перепад давлений, абсолютное давление, температуру и с помощью собственного микропроцессора вычисляет значение расхода, скомпенсированного по давлению и температуре, или массового расхода. На выходе модуля формируется сигнал 4-20 мА, который могут принимать традиционные аналоговые вторичные приборы. Кроме того, модуль электроники обеспечивает также коммуникацию по HART-протоколу с программой Engineering Assistant, установленной на персональном компьютере, HART- коммуникатором или другим устройством HART путем наложения цифрового сигнала на токовый 4-20 мА.

Структурная схема датчика представлена на Рис.4.1.1.

<
>

Рис.2.1.1. Структурная схема многопараметрического датчика Rosemount 3095MV

Технические характеристики расходомера Rosemount 3095MV

приведены в таблице 2.1.1.

Таблица 2.1.1.

Технические характеристики расходомера Rosemount 3095MV

Диапазон измерения (кПа)

1500-2500000

Диапазон измерения (оС)

-30-160

Диапазон измерения (м3 /ч)

1-500

Основная относительная погрешность, (%)

± 2,5

Номинальная температура,

-20 — 50

Напряжение питания, В

220

Токовый выходной сигнал, мА

4 — 20 сцифровым сигналом на базе НАRТ протокола

2.1.2.Выбор датчика температуры в ванне

Для измерения температуры в промывной ваннецелесообразно использовать термоэлектрический преобразователь температуры ТПР Метран-281. Преобразователь температуры ТПР Метран-281предназначен для измерения температуры в химических неагрессивных средах, а также агрессивных, не разрушающих материал оболочки.