Процесс автоматизации в щелевой печи

Целью автоматизации процессов, проходящих в щелевой печи, является программное регулирование температуры в туннеле печи. Программное регулирование осуществляется комплектом приборов. Датчик температуры воспринимает температуру и преобразует ее в сигнал изменения активного сопротивления чувствительного элемента. Этот чувствительный элемент включается в мостовую измерительную схему температур регулятора температуры. Регулятор температуры сравнивает полученное значение текущей  температуры с имеющимся значением заданной температуры. Затем определяется отклонение значения текущей температуры от значения заданной температуры, то есть определяется разница между этими значениями.

После определения отклонения текущего значения температуры от заданного значения температуры возможно протекание трех вариантов регулирования этих значений:

1. текущее значение температуры равно заданному значению температуры. В этом случае мостовая измерительная схема регулятора находится в равновесии. Состоянию равновесия соответствует значение выходного напряжения равное нулю. В таком случае никаких сигналов на исполнительные приборы не поступает.
2. текущее значение температуры больше заданного значения температуры. В таком случае мостовая схема регулятора выходит из состояния равновесия. При выходе мостовой схемы регулятора из состояния равновесия появляется выходное напряжение некоторой величины и определенной полярности. Далее это напряжение усиливается и формируется в сигнал, сигнал должен быть сформирован в соответствии с требованиями закона, которым описывается данный процесс. Такой сигнал поступает на исполнительный механизм. После того, как сигнал поступил на исполнительный механизм, данный исполнительный механизм начинает перемещение регулирующего органа, располагающегося на линии подачи газо-воздушной смеси в сторону закрытия. После таких действий наблюдается снижение расхода газо-воздушной смеси в туннель, в связи, с чем текущее значение температуры начинает понижаться. Этот процесс продолжается до тех пор, пока текущее значение температуры не станет равным заданному значению температуры. Как только эти два значения станут равными друг другу, действие исполнительного прибора прекращается. Таким образом, после ряда проведенных преобразований мостовая измерительная схема регулятора приходит в равновесие, выходное напряжение приобретает значение равное нулю, чему соответствует равенство значений текущей и заданной температуры. 

3. Текущее значение температуры  меньше, чем заданное значение температуры. В этом случае мостовая измерительная  схема регулятора выходит из состояния равновесия. Выходу мостовой измерительной схемы из равновесия соответствует появление выходного напряжения определенного значения противоположной полярности. Далее это напряжение усиливается и формируется в сигнал, сигнал должен быть сформирован в соответствии с требованиями закона, которым описывается данный процесс. Такой сигнал поступает на исполнительный механизм. После того, как сигнал поступил на исполнительный механизм, данный исполнительный механизм начинает перемещение регулирующего органа, располагающегося на линии подачи пара в сторону открытия. После таких действий наблюдается увеличение расхода газо-воздушной смеси, поступающего в щелевую печь, в связи, с чем текущее значение температуры начинает повышаться. Этот процесс продолжается до тех пор, пока текущее значение температуры не станет равным заданному значению температуры. Как только эти два значения стану равными друг другу, действие исполнительного прибора прекращается. Таким образом, после ряда проведенных преобразований мостовая измерительная схема регулятора приходит в равновесие, выходное напряжение приобретает значение равное нулю, чему соответствует равенство значений текущей и заданной температуры.

Таких постов устанавливается такое  количество, которое обеспечивает поддержание  функционирования системы автоматизации  на должном уровне. Количество постов определяется, исходя из длины туннеля печи.

Так организован процесс периода  подъема температуры и процесс  изотермической выдержки. В момент, когда заканчивается время изотермической выдержки, регулятор прекращает воздействие на регулирующие клапана (исполнительный прибор). После прекращения воздействия на исполнительный механизм клапана он закрывается. После закрытия этого клапана начинается воздействие на исполнительный механизм клапана. Как только начинается это воздействие, клапан открывается, и начинается поступление газо-воздушной смеси на гидрозатворы. Гидрозатворы открываются, и внутреннее пространство туннеля печи сообщается с атмосферой. Далее при помощи магнитного пускателя начинается запуск двигателя вентилятора. В результате, атмосферный воздух поступает в полость туннельной печи, он омывает и тем самым охлаждает изделия, находящиеся внутри туннеля печи. По средствам вентилятора и системы отчистки отработанного газа, имеющийся в полости туннельной печи, газ отсасывается и выбрасывается в атмосферу. По истечении времени, отведенного на охлаждение внутреннего пространства туннельной печи, система автоматически выключается.

Для обеспечения возможности перевода системы с автоматического управления на ручное управление и обратно используется избиратель управления, и для перевода системы с дистанционного управления на местное управление применяется другой избиратель управления. В этом случае для ручного и местного управления используются кнопки, которые выполняют функции управления и регулирования идентичные автоматическому управлению, описанному ранее.

На графической части формата  А1 представлена схема, где система  регулирования состоит из ряда независимых контуров регулирования температуры, воздействующих на подачу топлива в зоны подогрева и обжига, а также воздуха в зону охлаждения. Датчиками во всех контурах регулирования являются термопары (поз ТЕ 1-1 – 1-7, 5-1 – 5-4, 6-1 – 6-7). С целью повышения надежности работы системы контроля и регулирования применена принципиальная схема подключения термопар к приборам контроля и регулирования, иными словами, сигнал с одной термопары по двум парам компенсационных проводов одновременно подается на потенциометр и регулятор.

Использование для регулирования  температуры в зоне обжига сигнала  от обычной платинородиевой – платиновый термопары не обеспечивает необходимого качества регулирования, поскольку зона нечувствительности изготовленных регуляторов по постоянному току лежит в пределах 0,1 мВ. В градуировке ПП только эта зона нечувствительности составляет 10⁰С, в то время как процесс требует поддержания с такой точностью температуры в зоне обжига. Для увеличения чувствительности температурного датчика необходимо либо применять гипертермопару из последовательно соединенных термопар, ЭДС которой равна удвоенной ЭДС стандартной термопары, либо ставить термопару ХА в специальных чехлах из жаростойкой стали или фарфора.

Характерной особенностью схемы является ввод упреждающего сигнала о перерыве в подаче плитки в регулятор температуры зоны охлаждения утельной печи. С этой целью используется сигнал термопары, установленной в зоне подогрева печи. При перерыве в подаче плитки температура в этой зоне растет и ко времени подхода этого перерыва к зоне охлаждения достигает определенной величины, соответствующей установленному значению. При превышении температуры относительно заданной в зоне подогрева величины задания поворотная заслонка на трубопроводе подачи холодного воздуха в зону охлаждения автоматически закрывается независимо от значения температуры в зоне охлаждения. Тем самым обеспечивается требуемое качество регулирования температуры в этой зоне.

Применение описанной системы  автоматического регулирования  для управления процессом обжига позволяет поддерживать температурный  режим в зоне подогрева с точностью до 10⁰С, а в зоне обжига до 5⁰С.

Сравнительные испытания ручного  и автоматического управления процессом  обжига в роликовой печи показали, что стабилизация температурных режимов в печи способствует уменьшению выхода брака и повышению сортности продукции. Кроме того, наличие системы автоматического регулирования значительно облегчает труд обжигальщиков по управлению скоростным режимом обжига, сводя его к наблюдению за приборами контроля и регулирования, находящимися в щитовом помещении цеха. Из этого же помещения обжигальщик может дистанционно управлять механизмами печи и регулирующими органами на газо- и воздуховодах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Спецификация оборудования

Таблица 1.

 

Поз. обоз.	Наименование параметра	Предельное значение параметра	Место установки	Наимено- вание и хар-ка	Тип и модель	Кол- во
1)РI 2,7	Давление	1,6 МПа	Щит автоматики	0 – 1,6 МПа	РП	2
2)ТIRC 1-8, 5-6, 6-8	Показатель и регулятор температуры	-200… …+25000С	Щит автоматики	-200… …+25000С	ТЕМ-138	3
3)ТЕ 1-1 – 1-7, 5-1 – 5-4, 6-1 – 6-7	Температура	+1300… …+20000С	Щит автоматики	+1300… …+20000С	ТВР-91	19
4)FE 3-1	Первичный измерительный преобразователь для измерения расхода газа	РРАБ. 0,6…3,5 бар	Установленный по месту	+1300… …+2000 0С	IS-702м	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы.

 

1. Г.Г. Зеличенок; «Автоматизация технологических процессов и учета на предприятиях строительной индустрии»; М.; «Высшая школа»; 1975.
2. Ю.Н. Тахциди, Ю.В. Никитин; «Проектирование систем автоматизации технологических процессов»; Казань; КГАСУ; 2006.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание.

стр.

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Автоматическое управление тепловыми

процессами в щелевых печах………………………………………………5

2. Анализ технологического процесса и его аппаратурного

оформления с точки зрения задач автоматизации……………………..8

3. Описание принципиальной схемы автоматического контроля

и регулирования процесса обжига для конвейерной линии

производства облицовочных плиток.……………………………………..10

Список использованной литературы…………………..……………………15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перечень графического материала:

Функцианальная схема  автоматизации туннельной печи (лист А1).