книги из ГПНТБ / Боронихин А.С. Основы автоматизации производства и контрольно-измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов учеб. для техникумов

предотвращая ее чрезмерный нагрев. Сначала она проходит по внут­ реннему цилиндру, затем в конце контейнера переходит в наружный цилиндр и удаляется через отверстие в нем. Температуру телеви­ зионной камеры и пространства между камерой и охлаждающим ци­ линдром непрерывно контролируют. Если температура превышает допустимую, включается аварийный сигнал и подается дополнитель­ ное количество воды. Достоинством данного метода является на­ дежная тепловая защита телевизионной камеры.

Установка контроля температуры подшипников. Одним из пока­ зателей состояния оборудования при его работе является темпера-

тура подшипников. Правильный выбор точек контроля, их количест­ ва обеспечивает эффективный контроль состояния агрегата. Прибор для автоматического контроля температуры подшипников основан на принципе циклического опроса состояния контролируемых кана­ лов при помощи пятидесятиканального коммутатора. Каждый канал предназначен для контроля температуры одного объекта, в котором можно устанавливать до трех преобразователей температуры. Схема прибора представлена на рис. VI. 18. Термопреобразователем являет­ ся малогабаритный медный термометр сопротивления, который ра­ ботает с измерительным мостом. При максимально допустимой темпе­ ратуре подаются световой и звуковой сигналы.

Сигналы разбаланса мостов каналов поступают через коммута­ тор на общую схему контроля, которая включает усилитель постоян­ ного тока и двойное пороговое реле. При достижении усиленного сигнала первой пороговой величины срабатывает световая сигнали­ зация соответствующего канала и общая звуковая сигнализация, а при достижении второй пороговой величины — срабатывает схе­ ма отключения. Схема световой сигнализации имеет два устойчивых состояния. При переключении коммутатора на другой канал сиг-

110

нальная лампа канала, в котором нарушен режим, продолжает го­ реть до тех пор, пока температура не снизится в нем ниже заданной. Звуковую сигнализацию снимают кнопкой. Она вторично включает­ ся только при новом нарушении режима в каком-либо из каналов. Система отключения может иметь столько выходных реле, сколько имеется самостоятельных объектов отключения.

При превышении температуры в контролируемом канале по срав­ нению с заданной на 10° прибор автоматически отключает установку. Система автоматического отключения может быть использована так­ же при необходимости в качестве вторичной аварийной сигнализации. Основная погрешность прибора ±3° С.

Прибор предназначен для измерения температуры в пределах 20—120° С. В схеме предусмотрена сигнализация при достижении заданной температуры в любом из каналов. Причем величина задания на каждом канале независима от величины задания на других кана­ лах. Задание можно устанавливать дискретно через 5° С.

§ ѴІ.З. СРЕДСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Автоматизация контроля основных технологических параметров асбестоцементного производства предопределяет создание эффек­ тивных систем автоматизации, позволяет поднять производитель­ ность формовочных машин, снизить количество брака изделий.

Ведущей организацией в области создания средств автоматиче­ ского контроля для асбестоцементной промышленности является институт ВИАСМ. Этим институтом созданы приборы для автомати­ ческого контроля толщины асбестоцементного листа и стенок асбесто­ цементных труб; уровня и концентрации асбестоцементной суспен­ зии. В этом параграфе приводится описание приборов, проверен­ ных в производстве и выпускаемых серийно.

Устройство для автоматического измерения концентрации асбес­ тоцементной массы. Определение концентрации асбестоцементной суспензии в ваннах сетчатых цилиндров формовочных машин яв­ ляется одной из необходимых технологических контрольных опера­ ций. Прямые непрерывные измерения концентрации асбестоцемент­ ной суспензии в производственных условиях не производят из-за отсутствия приемлемого для этой цели метода. Для создания концентратомера институтом ВИАСМ был использован пневмометри­ ческий метод, который построен на измерении гидростатического давления,определяемого при помощи двух разных подлине пневмометрических трубок, погруженных в контролируемую жидкость. Разность давлений Ар определяется соотношением

Ар — ph,

где р — плотность суспензии; h — разность длин трубок (высота уровня сус­ пензии).

112

Для асбестоцементной суспензии имеется определенная зависи­ мость между ее плотностью и концентрацией. Поскольку разность глубин погружения трубок постоянна, то по перепаду давления в них при продувании сжатого воздуха можно определять концентра­ цию суспензии. Диапазону изменения концентрации асбестоцемент­ ной массы 0—16% соответствует перепад давлений на дифманометре О—250 Па (0—25 мм вод. ст.).

Установка трубок преобразователя непосредственно в ванну сет­ чатого цилиндра не обеспечивает достаточную стабильность и досто­ верность величины концентрации из-за гидродинамических явле-

Рис. VI. 19. Принципиальная пневмогидравлическая схе­ ма устройства для автоматического измерения концент­ рации асбестоцементной массы

ний, возникающих в процессе работы сетчатого цилиндра. Более точно концентрацию измеряют в пробоотборном устройстве, т. е. когда зона замеров вынесена из ванны сетчатого цилиндра. Прин­ цип действия пробоотборного устройства построен на автоматиче­ ском или полуавтоматическом (по вызову) чередовании следующих основных операций (рис. VI. 19): отбор массы из ванны в измеритель­ ный бачок с перемешиванием ее воздухом; выдерживание массы в бачке без перемешивания в период измерения ее концентрации (для этого в бачке установлены две пневмометрическне трубки); слив массы из бачка; промывка бачка и пневмометрических трубок чис­ той водой. Погрешность измерений составляет по абсолютной вели­ чине 1,5—2%. Полный цикл измерения концентрации, включая про­ мывку, составляет 2—2,5 мин.

113

Прибор для автоматического контроля геометрических парамет­ ров асбестоцементных листов. Для автоматизации процесса формо­ вания асбестоцементного листа необходимо контролировать толщи­ ну и разнотолщинность листа и учитывать число оборотов формат­ ного барабана. Эта задача может быть также решена путем поддер­ жания толщины пленки в заданных пределах и фиксации числа обо­ ротов форматного барабана, для чего необходимо измерять среднюю толщину пленки за цикл образования листа.

Институтом ВИАСМ создана установка для автоматического из­ мерения толщины и разнотолщинности асбестоцементного листа, средней толщины пленки, фиксации числа пленок и выдачи команд

Рис. VI.20. Блок-схема установки для автома­ тического измерения толщины и разнотол­ щинности асбестоце­

ментного листа

1 — форматный барабан;

2 — нож срезчика

на срез листа. В схемах контроля геометрических параметров при­ менен электромеханический метод измерения с использованием в ка­ честве преобразователей перемещения линейных дифференциальных трансформаторов.

Блок-схема установки (рис. VI.20) включает два параметриче­ ских преобразователя Д1 иД2, установленных по краям форматного барабана. Преобразователи имеют по два дифференциальных транс­ форматора. Схема измерения толщины построена в двух вариантах: 1) с использованием в качестве вторичного прибора показывающего, записывающего и регулирующего прибора; 2) с использованием по­ казывающего милливольтметра с регулирующим устройством. В пер­ вом случае схема включает линейный дифференциальный трансфор­ матор ДТ1 преобразователя Д1 и вторичный прибор ВП-1. Измерение толщины осуществляется по нуль-балансной схеме. Каждому поло­ жению плунжера ДТ1, зависящему от измеряемой толщины, соот­ ветствует определенное положение указателя вторичного прибора ВП-1. Во втором случае использован нормирующий преобразователь НП и вторичный прибор ВП -Ѵ. При достижении заданной толщины листа происходит замыкание контактов регулирующего вторичного прибора и выдается команда на срез листа.

114

Схема измерения разнотолщинности построена на том же прин­ ципе, что и схема измерения толщины, но с использованием сигналов от двух преобразователей Д1 и Д2 (ДТ2 и ДТЗ). Первичные обмотки Д Т преобразователей включаются последовательно, а вторичные — встречно. Разность напряжений, снимаемых с преобразователей, подается на вторичный прибор ВП-2, по-которому можно судить о разнотолщинности навиваемого листа. При выходеразнотолщин­ ности за установленные задатчиками вторичного прибора значения загорается лампа в световом табло СТ, сигнализирующая о необхо­ димости вмешательства машиниста в ход технологического процесса.

Схема выдачи команды на срез листа включает регулирующее устройство вторичного прибора ВП-1 и промежуточное электромаг­ нитное реле Р1, служащее для подачи команды в схему управления работой срезчика СУС. При достижении заданного значения толщи­ ны листа замыкаются контакты регулирующего устройства ВП-1 {ВП-1') и срабатывает реле Р1, которое остается в таком состоянии до прихода форматного барабана в положение, определяемое сраба­ тыванием концевого выключателя КВ-1. Образовавшаяся электри­ ческая цепь обеспечивает выдачу команды в схему управления рабо­ той срезчика СУС. При срабатывании реле Р1 загорается лампа, установленная в световом табло СТ, сигнализирующая об окончании цикла намотки, что позволяет при необходимости управлять работой срезчика вручную с пульта управления машиной ПУ.

Схема учета числа пленок включает два конечных выключателя КВ-2 и КВ-3, блок управления БУ, в котором размещены электро­ магнитные реле, управляющие работой схемы, два коммутатора К-1 и К-2, выполненные на шаговых искателях (соответственно ШИ-1 иШИ-2), и световое табло СТ, на котором зажигаются цифры в соот­ ветствии с числом пленок предыдущего цикла намотки. При каж­ дом обороте форматного барабана срабатывает конечный выключа­ тель КВ-2, в результате чего ротор ШИ-1 переходит из одного по­ ложения в другое. Таким образом, каждому положению ротора ШИ-1 соответствует определенное число оборотов форматного барабана. В момент среза листа замыкается конечный выключатель КВ-3, который включается при срабатывании ножа срезчика. При этом шаговый искатель ШИ-2, включаясь на самоход, приходит в поло­ жение, идентичное положению ШИ-1, и останавливается, после чего шаговый искатель ШИ-1 возвращается в исходное состояние. Таким образом, число пленок, образовавших лист, оказывается зафикси­ рованным ШИ-2 на время последующего цикла, в течение которого ШИ-1 вновь учитывает каждый оборот форматного барабана.

Схема измерения средней толщины пленки включает дифферен­ циальный трансформатор ДТ4, блок контроля БК, конечный выклю­ чатель КВ-4 и вторичный прибор ВП-3. Для работы схемы исполь­ зуют ряд ламелей шагового искателя ШИ-1. Блок контроля БК представляет собой электронный прибор, содержащий усилитель, выпрямитель, узел памяти, выходную балансную схему, элементы коммутации и блок питания. В заданный момент времени цикла

115

намотки сигнал от ДТ4, соответствующий достигнутой толщине лис­ та, поступает на вход блока контроля БК, где преобразуется в сиг­ нал, пропорциональный средней толщине пленки сформованного листа. Этот сигнал запоминается до начала следующего измерения и подается на вторичный прибор — электронный потенциометр ти­ па ЭПП-09. Момент подачи сигнала в блок контроля БК определяет­ ся положением шагового искателя ШИ-1, фиксирующего число обо­ ротов форматного барабана, а продолжительность подачи сигнала— срабатыванием конечного выключателя КВ-4. При использовании толщиномера пленки как самостоятельного, прибора в нем преду­ сматривается возможность выдачи команд на срез листа по числу оборотов форматного барабана. В этом случае в схеме дополнитель­ но используются шаговый искатель ШИ-2 и электромагнитное реле

Р2.

Конструктивно установка выполняется в виде отдельных бло­ ков в пылезащищенном исполнении, что позволяет комплектовать ее в зависимости от выполняемых ею функций (контроль толщины наката, разнотолщинности, толщины пленки, указание числа пленок или комбинация контроля одного или нескольких параметров). Кроме того, как было указано выше, установка может быть уком­ плектована либо показывающими и регулирующими приборами, ли­ бо показывающими, регулирующими и записывающими приборами. Предусмотрено 11 различных комбинаций комплектования устано­ вок. Экономическая эффективность от внедрения установки состав­ ляет 5 тыс. руб. в год.

Прибор для измерения толщины асбестоцементной трубы при ее формовании. При работе трубоформовочной машины важно полу­ чить стенку трубы заданной толщины. Превышение толщины при­ водит к снижению производительности установки и перерасходу сырья, а занижение и разнотолщинность — к пониженной напорности труб.

Прибор, разработанный ВИАСМ, позволяет непрерывно автома­ тически контролировать толщину и разнотолщинность стенок труб в процессе их формования на трубоформовочной машине. В основу конструкции и схемы прибора положен электромеханический метод измерения. Измерение толщины стенки формуемой трубы фикси­ руется косвенным методом путем измерения величины вертикаль­ ного перемещения экипажа давления, которая соответствует уд­ военной толщине стенки трубы. Линейное вертикальное перемеще­ ние экипажа давления в процессе формования трубы преобразуется в пропорциональный электрический сигнал. В качестве преобразо­ вателя применен дифференциальный трансформатор. Схема установ­ ки прибора на трубоформовочной машине представлена на рис. VI.21.

Прибор состоит из двух преобразователей 1, устанавливаемых на верхней площадке машины, блока управления 2 и трех вторичных приборов 3, смонтированных на щите. Гибкой связью преобразова­ теля прибора с экипажем давления служит цепь 4. Цепь натягивает­ ся грузом 5. Внутри корпуса каждого преобразователя размещены

116

четыре ДТ 6. На конце плунжеров каждого Д Т установлен толка­ тель 7, шарик которого катится по поверхности кулачка 8. Кулачки крепятся на валу 9. Вращение звездочки 10 через пару цилиндри­ ческих шестерен передается профильным кулачкам. В блоке управ­ ления размещены два разделительных трансформатора и переклю-

Рис. VI.21. Схема прибора для измерения толщины асбестоцементной тру­ бы при ее формовании

чатель, при помощи которого прибор устанавливают на определен­ ный диапазон измерения.

При формовании трубы перемещение экипажа давления преоб­ разуется в поворот профильного кулачка преобразователя. При по­ вороте кулачка перемещается плунжер и изменяется выходное напряжение ДТ. Со вторичной обмотки ДТ Д1 (Д2) (рис. VI.22) сигнал через переключатель поступает на первичную обмотку разде­ лительного трансформатора Трі (Тр2). С одной из вторичных обмо­ ток трансформатора сигнал подается на вторичный прибор ВП-1 (ВП-2), контролирующий толщину стенки трубы. Разность тех же сигналов поступает на вторичный прибор ВП-3 для измерения разнотолщинности стенок трубы. Дифференциальный^ трансформатор ДЗ замыкает электрическую цепь первичной обмотки трансформа­ торной катушки прибора ВП-3. Резисторы R± и Д2 калибруют вы­ ходные сигналы.

117

Толщиномер предназначен для автоматического управления ма­ шиной. Проследить за его работой в этом режиме можно по схеме, представленной на рис.

VI.23. Указатель задания регулирующего устройст­ ва каждого вторичного прибора по толщине уста­ навливают на отметку шкалы, соответствующую регулируемой величине. При достижении заданно­ го значения толщины стен-

R2 Л2

Pf^

1КВ и 2КВ приборов ВП-1 — ВП-3 и замыкается обмотка реле 15РП—17РП. При замыкании контактов реле 17РП подается пита­ ние на обмотку 14РП, что приводит к остановке машины, так как обесточивается цепь контактора 4К. Экипаж давления начинает подъем.

Обмотка управления реверсивного двигателя РД связана с от­ крытым контактом реле 18РП. При подъеме экипажа давления раз­ рывная цепь, подающая напряжение на управляющую обмотку РД, и вторичный прибор отключается от измерительной схемы преобра­ зователя толщиномера, который точно фиксирует толщину стенки сформованной трубы. При движении экипажа давления вниз обмотка реле 18РП включает вторичные приборы. Срабатывание конечного выключателя 1ПВ приводит в движение главный привод машины. О выходе разнотолщинности за установленные пределы позицион­ ное устройство вторичного прибора, контролирующего разнотолщинность, подает сигнал на пульт управления машиниста.

118