5 Автоматизация технологических процессов

5.1 Введение

В соответствии с заданием на дипломное проектирова­ние рассмотрены вопросы автоматизации весового дозирования компонентов бетонной смеси.

По технологии дозирования в дозаторном отделении установлено 5 дозаторов:

- для цемента;

- для песка;

- для щебня;

- для воды;

- для добавки Хидетал-ГП-9.

В процессе дозирования осуществляется экспрессное измерение влажности песка и коррекция дозы воды в зависимости от влаги песка.

Дозирование и пересчёт рецептуры в зависимости от свойств компонентов осуществляется на базе микро ЭВМ.

5.2 Автоматизация весового дозирования

Процесс весового порционного дозирования, являющийся процессом существенно нестационарным, реализуется совокупностью сложных взаимодействующих объектов: дозаторов, представляющих собой нестационарные динамические звенья с колебательной слабо демпфированной переходной характеристикой; окружающей среды, воздействующей на дозатор в форме истечение отвешиваемого компонента; регуляторов, обеспечивающих оптимальное управление.

Известно, что нестационарная система отличается характерными признаками принципиального порядка: система всегда нестационарная, имеет бесчисленное множество переходных процессов, зависящих от момента возбуждения, в системах с переменными параметрами возникает проблема устойчивости на конечном интервале времени, по своей динамичности является самостоятельной проблемой.

Взаимодействие внешней среды на дозатор проявляется главным образом в виде ударного характера истечения отвешиваемого компонента, зависящего от большого числа случайных факторов, контроль которых либо невозможен, либо представляет определённые трудности.

Усилие в начальный момент дозирования, как показывают исследования, достигают значения 55-66 Н и вызывают колебательные процессы, по амплитуде соизмеримые с полученным сигналом. Отмечаемое приводит к необходимости отнести дозаторы к классу статистических объектов, характеризующихся известной неопределённостью поведения.

На входе объекта действует сигнал, случайный статистический характер которого обусловлен неравномерностью истечения отвешиваемого компонента.

Априорная информация о регуляторах сводится к следующему: выбор алгоритмов управления, служащих основной характеристикой для разработки внешнего математического обеспечения автоматизированных систем управления, определяется тем, что время возможного наблюдения процесса дозирования невелико и физически реализуемое.

Устройство измерения должно вырабатывать лишь оценки характеристик случайного процесса в реальном времени при неполной информации.

Наиболее правильным техническим решением на сегодня является применение для целей дозирования системы с широко импульсной модуляцией аналоговой сигнала бесконтактного сельсин датчика массы. Импульсивные системы отвечают всем требованиям. Они являются гибкими в информационном отношении, предъявляют широкие возможности для целей коррекции и оптимизации управления. Датчик массы бесконтактный сельсин не чувствителен к вибрации, загрязнению окружающей среды и является исключительно надёжным в условиях многолетней эксплуатации на бетоносмесительных и бетонорастворных узлах. Широкое применение микроЭВМ и современных дис­кретных компонентов позволяет реализовать систему, устойчивую к производственным помехам высокого уровня с программным задатчиком марок бетонной смеси.

В схеме автоматического весового дозирования применены следующие устройства (рисунок 5.1):

• пульт управления с микроЭВМ;

• дозатор цемента АД-600-2БЦ;

• дозатор песка АД-800-БП;

• дозатор щебня АД-1600-БЩ;;

• дозатор воды ДЖ-200Д;

• дозатор добавки Хидетал-ГП-9 ДОП-25-12У4.

Пульт управления обеспечивает дистанционное и автоматическое управление с соблюдением всех необходимых блокировок весовыми дозаторами и другими механизмами; отображения на мнемосхеме состояния всех механизмов, дистанционную передачу показаний от механических измерительных систем дозаторов на пульт с помощью сельсинов. Элементная база схемы релейно-контактная с применением следующих микроэлектронных устройств: бесконтактных датчиков, используемых как отсечные устройства измерительных систем, концевые выключатели.

Дозаторы жидкости оснащены выпускными и впускными затворами с пневмомембранным приводом.

Принцип работы дозаторов весового автоматического дозирования с применением микроЭВМ рассмотрим на примере цемента.

С микроЭВМ на ЦАП (В_о) поступает сигнал на исполнительный механизм НМ₁ (впускной затвор) и цемент подаётся в грузоподъёмный бункер. Масса материала, находящегося в грузоприёмном бункере преобразуется рычажной передачей в усилие, прикладываемое к циферблатному пружинному уравновешенному механизму, на указательной стрелке которого расположен флажок, входящий в прорезь отсечных датчиков. Требуемая масса задаётся путём изменения углового положения датчиков по шкале уравновешивающего механизма. С осью указательной стрелки кинематически связан сельсин-датчик, который вместе с сельсином-приемником образует систему дистанционной передачи показаний [ ].