2)Управление камерой сушки через силовой шкаф:
- подпитка водой влажного термометра;
- звуковой и световой аварийной сигнализацией;
- вентиляторами и их реверсом;
- подпитка водой системы увлажнения;
- управление контуром водяного обогрева;
- системой увлажнения, кондиционирования и пропарки.
3)Диагностика:
- включение механизмов;
- датчиков температуры;
- наличие 3-х фазного напряжения;
- других аварийных ситуаций.
Недостатками этого модуля являются:
- невозможность выбора породы древисины;
- не имеет дисплей для визуального оценивания параметров;
- сушка производится лишь для пиломатериала от 30 до 50 мм;
- модульное исполнение контролера.
2.2 Модуль С2
Выполняемые функции:
- Для поддержания необходимого значения влажности сушильного агента предусмотрена возможность измерения относительной влажности воздуха и подачи исполнительных команд, психрометрическим методом или с помощью емкостного датчика влажности фирмы "Honeywell". В штатном исполнении автоматика комплектуется психрометрическими датчиками.
- Если автоматика в камере сушки оснащена и психрометрическими датчиками и емкостным датчиком в программе "настройки" существует возможность переключений на любой из методов измерений относительной влажности;
- Автоматика "Модуль-С2" имеет жидкокристаллический графический дисплей. Графики температуры и влажности можно наблюдать в реальном времени и просматривать в записи на дисплее прибора и/или на экране компьютера.
- Существует возможность задавать пятнадцать различных программ регулирования по 20 участков каждая. При необходимости перепрограммирования, при смене сортимента древесины алгоритмы сушки вводятся оператором согласно "Технологии камерной сушки древесины", которая штатно входит в документацию на "Модуль-С2". Перепрограммирование занимает 10-15 минут.
- График регулирования (программа сушки) может содержать до 20 участков регулирования, на каждом из которых, отдельно задаются требуемые значения температуры воздуха и, согласно техпроцесса, установка по относительной влажности (психрометрической разности). Каждый из 20 участков имеет длительность до 96 часов. Время непрерывной работы автоматики камеры сушки охватывает до 80 суток.
- Предусмотрено включение сигнализации при завершении процесса сушки.
- Предусмотрено ведение архивных записей, оператор может просмотреть эти записи в ручном режиме с панели прибора или с ПК, архив 128 килобайт.
сушильная камера древесина
Рисунок 2.2 - Контролер Модуль С1
Жидкокристаллический дисплей с графическим изображением кривых температуры и влажности позволяет без листания архивных записей контролировать работу операторов сушильных камер, и быстро выяснить, в какой из смен были несанкционированные колебания технологических параметров сушки древесины. Оснащение автоматики "Модуль-С2" психрометрическими датчиками и емкостным датчиком фирмы Honeywell, увеличивает надежность работы камеры сушки в целом. В нештатной ситуации выхода из строя одного из датчиков, есть возможность переключиться на параллельную систему измерения и без остановки завершить процесс сушки. К одному ПК можно подключить до 10-ти систем Модуль-С2». Управление процессом сушки возможно как в ручном, так и в автоматическом режиме. Электронный блок может располагаться на расстоянии до 50-ти метров от камеры сушки. Устройство Модуль-С2 позволяет снизить влияние человеческого фактора на процесс сушки и произвести сушку древесины с соблюдением отработанной и заданной технологии, проконтролировать соблюдение технологического режима и максимально облегчить работу оператора при управлении камерой сушки.
Недостатками является:
- долговременность процесса сушки от 96 часов;
- малая информативность жк-дисплея;
- большое количество брака;
- модульное исполнение контролера.
2.3 Модуль С3
Автоматическая система управления технологией процесса сушки древесины Модуль С3 выполнена на базе микропроцессора фирмы ATMEL (США) ATMEGA 128 и отличается от АСУ Модуль С1 функциональными дополнениями и изменениями. Влажность и температура сушильного агента измеряется не психрометрическим методом, а совмещенным в одном корпусе, емкостным и температурным датчиком фирмы "Honeywell" (США). Это изменение позволило отказаться от ряда исполнительных узлов и механизмов, и ввести дополнительные функции без удорожания конструкции. Помимо реверса, появилась возможность использования для управления работой вентиляторов обдува частотно-регулируемого электропривода, что, кроме значительной - до 30-40% экономии электроэнергии позволяет менять скорость воздушного потока по штабелю, в зависимости от породы, толщины и влажности древесины на разных этапах процесса сушки. Работу или отказ вентиляторов можно визуально наблюдать в реальном времени на экране жидкокристаллического дисплея, что упрощает работу оператора. Появилась новая функция - процесс сушки начинается после прогрева древесины до определенной температуры. В случае обрыва температурного датчика древесины, процесс сушки начнется по временной программе, аналогично автоматике Модуль С1. При опросе автоматикой оператора о параметрах пиловочника, подлежащего сушке, в меню уточняется - обрезной или необрезной пиломатериал закладывается в сушильную камеру. Температурные датчики теплоносителя в Модуль С3 стоят на входе и выходе сушильной камеры, что позволяет судить о завоздушивании системы отопления.
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