Автоматизація процесу випалювання скловиробів на ВАТ "Рокитнівський склозавод"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра електротехніки та автоматики

Пояснювальна записка

до дипломного проекту на тему:

"Автоматизація процесу випалювання скловиробів на ВАТ „Рокитнівський склозавод"

Виконав:

студент 5-го курсу

факультету ПМіКІС

спеціальності АУТП

Лозян С.А.

Керівник дипломного проекту:

Кінчур О.Ф.

Рівне-2011р

Зміст

Вступ

Розділ 1. Техніко-економічне обґрунтування процесу

1.1 Мета та задачі дипломного проекту

1.2 Доцільність використання системи автоматичного керування в печі для випалювання склотари

Розділ 2. Технічні характеристики об'єкта

2.1 Коротка характеристика підприємства виробництва склотари

2.2 Характеристика продукції, що випускається

2.3 Схема технологічного процесу виготовлення скловиробів на ВАТ "Рокитнівський склозавод"

2.4 Опис технологічної та машинно-апаратурної схеми технологічного процесу випалювання (установки), алгоритм його функціонування

Розділ 3. Розрахунок та моделювання автоматизованої системи регулювання

3.1 Вихідні дані для розрахунку

3.2 Скалярне регулювання швидкості асинхронного двигуна

3.3 Розрахунок параметрів контуру регулювання швидкості

3.4 Моделювання та оптимізація САР

Розділ 4. Розробка системи автоматизації

4.1 Аналіз існуючої системи автоматизації та оцінка її рівня автоматизації

4.2 Значення контрольованих та регульованих параметрів

4.3 Функціональна структура (схема автоматизації) системи управління окремих секцій печі та її опис

4.4 Вибір та обґрунтування структури системи управління та комплексу технічних засобів

4.4.1 Характеристика приладів, що використовуються в процесі

4.4.2 Технічні засоби автоматизації контролера

4.5 Передавання інформації в мережі верхніх рівнів АСУТП

4.5.1 Загальна частина АСУТП

4.5.2 Основні проектні рішення по технічному забезпеченню АСУТП

4.6 Розробка проекту АСКТП в Trace Mode

4.6.1 Загальні відомості про SCADA-систему Trace Mode

4.6.2 Реалізації проекту автоматизації процесу випалювання скловиробів у редакторі бази каналів Trace Mode

4.6.3 Відображення ходу технологічного процесу випалювання скловиробів у редакторі представлення даних

Розділ 5. Розрахунок економічної ефективності

5.1 Доцільність впровадження АСУТП з економічної точки зору

5.2 Капіталовкладення на розробку і впровадження АСУТП

5.2.1 Одноразові капіталовкладення

5.2.2 Експлуатаційні капіталовкладення

5.3 Розрахунок економічного ефекту

5.4 Розрахунок терміну окупності

Розділ 6. Охорони праці

6.1 Організація управління охороною праці в цеху виробництва скловиробів на ВАТ "Рокитнівський склозавод"

6.2 Перелік найбільш небезпечних місць при роботі печі випалювання

6.3 Аналіз небезпечних і шкідливих чинників, що діють під час виробництва скловиробів в машино-ванному цеху

6.4 Інженерні рішення з охорони праці

6.5 Пожежна безпека

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

випалювання склотара двигун автоматичний

Сучасні хіміко-технологічні процеси відзначаються складністю та високою швидкістю протікання, а також чутливістю до відхилення режимних параметрів від нормальних значень, шкідливістю умов роботи, вибухо- та пожежонебезпечністю перероблюваних речовин. Зі збільшенням навантаження апаратів, потужності машин виконувати технологічні процеси при високих тисках та температурах з використанням ручного керування неможливо. У таких умовах навіть досвідчений працівник не може своєчасно вплинути на процес у разі відхилення його від норми, а це може призвести до втрати якості готової продукції, псування сировини, допоміжних речовин, а також до аварійних ситуацій, включаючи пожежі, вибухи, викиди великої кількості шкідливих речовин у навколишнє середовище. Деякі технологічні процеси можна виконувати лише при їх повній автоматизації.

Із застосуванням автоматизації поліпшуються основні показники ефективності виробництва. Автоматизація передбачає контроль, регулювання, сигналізацію та блокування технологічних параметрів за допомогою відповідних автоматичних пристроїв.

Технологія - це дуже важливий ресурс не тільки для окремих операцій виробничого процесу, але і для росту покращення ефективності роботи підприємства в цілому. Недарма кажуть, що саме технологічний прогрес привів до більшості змін в світі. На сьогоднішній день можна чітко сказати, що автоматизація стала невід'ємною частиною будь-якої технології. Важко назвати сферу в якій не була б задіяна автоматизація. Виробництво, лікування, проектування, надання послуг, будівництво, агропромисловий сектор - ось перелік незначної кількості сфер, що використовують автоматизацію.

Автоматизація - це застосування комплексу засобів, що дозволяють здійснювати виробничі процеси без особистої участі людини, але під її контролем. Автоматизація виробничих процесів приводить до збільшення випуску, зниженню собівартості і поліпшенню якості продукції, зменшує чисельність обслуговуючого персоналу, підвищує надійність і довговічність машин, дає економію матеріалів, поліпшує умови праці і техніки безпеки.

Автоматизація звільняє людину від необхідності безпосереднього керування механізмами. В автоматизованому процесі виробництва роль людини зводиться до налагодження, регулювання, обслуговування засобів автоматизації і спостереженню за їхньою дією. Якщо механізація полегшує фізичну працю людини, то автоматизація має мету полегшити так само і розумову працю. Експлуатація засобів автоматизації жадає від обслуговуючого персоналу високої технічної кваліфікації.

За рівнем автоматизації хімічне виробництво займає одне з ведучих місць серед інших галузей промисловості. Хімічні установки характеризуються безперервністю процесів, що протікають у них. Майже всі операції на хімічних установках механізовані, а перехідні процеси в них розвиваються порівняно швидко. Цим пояснюється високий розвиток автоматизації в хімічній промисловості.

Автоматизація параметрів дає значні переваги:

Ш забезпечує зменшення чисельності робочого персоналу, тобто підвищення продуктивності його праці;

Ш приводить до зміни характеру праці обслуговуючого персоналу;

Ш збільшує точність підтримки параметрів температури в печі випалювання;

Ш підвищує безпеку праці і надійність роботи устаткування;

Ш збільшує економічність роботи печі випалювання скловиробів.

Автоматизація технологічного процесу випалювання скловиробів містить у собі автоматичне регулювання, технологічні блокування і сигналізацію.

Автоматичне регулювання забезпечує хід беззупинно-протікаючих процесів у печі випалювання (подача природного газу, подача повітря, роботу автономного контуру та й ін.)

Автоматичний контроль за роботою процесу подачі природного газу здійснюється за допомогою показуючих приладів, що діють автоматично. Прилади здійснюють безупинний контроль процесів, що протікають у технологічному процесі випалювання. Прилади контролю розміщають на центральних пультах управління, зручних для спостереження й обслуговування.

Технологічні блокування виконують у заданій послідовності ряд операцій при пусках і зупинках механізмів технологічного процесу. Блокування виключають неправильні операції при обслуговуванні процесу, забезпечують відключення в необхідній послідовності устаткування при виникненні аварії.

Пристрої технологічної сигналізації інформують черговий персонал про стан устаткування (у роботі, зупинене і т.п.), попереджають про наближення параметра до небезпечного значення, повідомляють про виникнення аварійного стану печі і її устаткування. Застосовуються звукова і світлова сигналізація.

Розділ 1. Техніко-економічне обґрунтування проекту

1.1 Мета та задачі дипломного проекту

Реалізація проекту здійснюється по робочим документам. До складу робочих документів проектів по автоматизації виробничих процесів входять:

Ш Структурні схеми контролю і керування, що визначають основні функціональні частини системи автоматизації, їхнє призначення і взаємозв'язки.

Ш Функціональні схеми автоматизації виробничих процесів, що роз'ясняють визначені процеси, які протікають в окремих функціональних ланцюгах системи.

Ш Загальні види щитів, пультів і пристроїв контролю і керування.

Ш Принципові, електричні, пневматичні, гідравлічні схеми автоматичного регулювання, керування, захисту, блокування, сигналізації і живлення. Ці схеми визначають повний склад елементів і зв'язків між ними, а також детальне представлення про принципи роботи системи.

Ш Монтажні схеми щитів, пультів і постів контролю і керування, що показують з'єднання складових частин системи (проводу, джгути, кабелі, трубопроводи) із вказівкою місця їхнього приєднання і введення.

Ш Схеми зовнішніх електричних і трубних проводок.

Ш Плани розташування засобів автоматизації, електричних і трубних проводок.

Ш Нетипові креслення установок засобів автоматизації.

Ш Інші робочі документи і матеріали.

Задачею дипломного проекту є:

Ш заміна (при можливості) технічних засобів автоматизації;

Ш впровадження мікропроцесорних контролерів "Lagoon" в автоматизовану систему управління технологічним процесом випалювання скловиробів;

Ш створення математичної моделі об'єкту автоматизації;

Ш розрахунок системи автоматизації, системи автоматичного регулювання;

Ш техніко-економічний розрахунок.

Перераховані вище задачі дозволять зменшити чисельність робочого персоналу, тобто підвищить його продуктивності праці, що дозволить змінити характер праці обслуговуючого персоналу; забезпечать точність підтримки параметрів; підвищать безпеку праці та надійність роботи устаткування; забезпечать економію матеріалів, призведуть до зниження собівартості продукції, а також покращення її якості.

1.2 Доцільність використання системи автоматичного керування печі для випалювання склотари

Піч випалювання склотари призначена для термічної обробки склотари, при якій внутрішня залишкова напруга віддаляється або зменшується до допустимих меж. Основним видом продукції, яка виготовляється є скляна тара для харчових підприємств.

Зазначимо, скляна промисловість в Україні швидко розвивається, і суттєвим є той факт, що виробники працюють на закордонному обладнанні, яке є дорогим і, нерідко, не в найкращому стані.

Метою, яка стоїть перед нами, є створення системи для автоматичного контролю і регулювання параметрів в печі випалювання. При цьому потрібно досягти таких показників:

o простота конструкції і надійність в експлуатації;

o якості забезпечення високої продукції;

o забезпечення меншої вартості установки, порівняно з закордонними аналогами.

Використання сучасних технічних засобів провідних виробників дозволила досягти безперебійної роботи установки протягом тривалого часу експлуатації.

Автоматична система керування протікання технологічного процесу випалювання дає можливість швидко змінювати алгоритм роботи обладнання, шляхом зміни програми в контролері за досить малі проміжки часу.

Дана система здійснює контроль всіх параметрів процесу випалювання: забезпечення підтримування постійної температури в усіх печі, подачу природного газу та повітря для випалювання скловиробів та ін. Все це дозволяє забезпечувати випуск високоякісної продукції. Також значно зростає продуктивність установки, за рахунок використання сучасних контролерів, які дають змогу швидко обробляти дані технологічних параметрів.

Таким чином, застосування системи автоматичного управління технологічним процесом випалювання скловиробів дає змогу забезпечити більш точне підтримання технологічних параметрів установки, які не поступаються параметрам зарубіжних аналогів.

В даній дипломній записці ми пропонуємо наступні рішення по автоматизації даного технологічного процесу:

· Проект автоматизації виконати на базі контролера Lagoon з використанням SCADA-системи Trace Mode.

· Оптимізувати температурний режим печі випалювання.

· Перейти на централізоване керування всім технологічним процесом з використанням 3-х рівнів автоматизації (рівня контролерів, оперативного, адміністративного рівнів) і забезпеченням можливості керування через Internet та GSM-мережу.

· Проводити архівування даних про значення основних технологічних параметрів.

Введення АСКТП з використанням сучасної мікропроцесорної техніки дозволить:

· підвищити точність керування технологічними параметрами;

· підвищити якість продукції;

· підвищити продуктивність печі випалювання;

· продовжити термін служби печі випалювання;

· зменшити кількість шкідливих викидів в атмосферу;

· зменшити енергозатрати;

· зменшити тривалість вимушених простоїв цехового обладнання;

· збільшити термін служби обладнання;

· покращити умови праці обслуговуючого персоналу;

· підвищити продуктивність праці;

· зменшити собівартість продукції.

Створення багаторівневої системи керування з виходом в Internet та GSM-мережу дозволить керувати процесом на відстані, що є особливо важливим під час аварійних ситуацій.

Розділ 2. Технічні характеристики об'єкта

2.1 Коротка характеристика підприємства виробництва склотари

ВАТ "Рокитнівський склозавод" - підприємство, що засноване в 1898 році та має понад столітній досвід в галузі скловиробництва. Протягом всього терміну своєї діяльності, підприємство було та залишається одним із провідних виробників склотари. Загальний вигляд підприємства зображений на рис. 2.1.

Товариство протягом останніх років динамічно розвивається, постійно поновлюючи свою технологічну базу та впроваджуючи у виробництво новітні технології. В даний час у виробництві задіяне скло-формуюче устаткування передових світових виробників. В 2008-му році підприємством освоєно виробництво пляшки на найсучасніших склоформах, що дозволяє більш рівномірно розподіляти скло на пляшці та підвищує її якість. Завдяки двом останнім реконструкціям завод збільшив свої потужності на 30%.

Для контролю якості використовується сучасне контрольно-інспекційне обладнання.

Цех склотарного виробництва оснащений автоматизованими палетизаторами, які упаковують склотару на піддони і загортають її в термоусадочну плівку.

В результаті використання високотехнологічного обладнання та якісної сировини, ми отримуємо продукцію, яка гідно конкурує на ринку скловиробів. Підприємство спеціалізується на виробництві ексклюзивної склотари, яку потребує сучасний споживач. Його продукція відповідає європейським стандартам якості і здатна задовольнити найвибагливіші смаки. Тісна співпраця з існуючими споживачами продукції та постійне спілкування з потенційними замовниками приводить до усталених партнерських стосунків з клієнтами.

Саме тому, на сьогодні партнерами підприємства є провідні компанії та їх бренди, такі як: "Оболонь", "Джин-тонік", "Гетьман", "Пісня", "Первак", "Батон", "Самба", "Fantasy" "Таврія", "Олімп", "5 капель", "Sprite", "Котнар", "Чизай", "Токай", "Мягков", "Коблєво", "Старий Друже", "Шейк", "Шустов", "Одеський коньячний завод".

Історія

Рокитнівський склозавод заснований приблизно в 1898 році. Побудував його бельгійський склозаводчик Розенберг для виробництва і поставки казенним заводам монопольної пляшки для горілки. Завод будувався із розрахунку виробництва біля 12 мільйонів півлітрових пляшок в рік.

В 1921-1922 роках заводом володіли відставний польський генерал Заводський разом із своїм родичем Лещинським. Після банкрутства склозаводом заволоділа фірма "ВІТРУМ", власниками якої були Францлейн і Ронглевський. В цей час на заводі працювали дві скловарні печі, на одній із яких виробляли віконне скло ручним способом, на другій -- пляшки різної ємкості.

В 1939 році після звільнення Західної України і приєднання її до УРСР, завод перейшов у власність держави. Під час Другої світової війни склозавод був виведений із ладу і не працював, лише з 1945 року запущений і зруйнований склозавод відновив роботу на двох скловарних печах. Було освоєне виробництво господарського посуду і пляшок.

В 1950 році на заводі було започатковано механізоване виробництво пляшок. Встановили дві склоформуючі машини 2-ЛАМ, а в 1955 році -- їх було п'ять.

В 1966 році завод вже виробляв 40 млн. пляшок.

В 1975 році на заводі пущено в експлуатацію машинованний цех №2 по виробництву консервної склотари місткістю 2 л. і 3 л. на машинах ПВМ-12 і 3 ПВМ-3.

В 1984 році проведено технічне переоснащення системи №2 цеху № 1 по виробництву пляшок, замінено було 5 морально застарілих машин АБ-6, встановлено 3 нових роторних машини ВВ-7. В наступному 1985 році було здійснено заміну ще 4 машин АБ-6 на 2 машини 2 ПВМ-3 по виробництву склобанок.

В 1986 році в зв'язку із зниженням попиту на пляшкову тару було виконано реконструкцію системи №2 цеху №1, замінивши 3 машини ВВ-7 на 3 машини 2 ПВМ-12А по виробництву склобанок ємкістю 0,5 л. і 1,0 л.

Починаючи з 1994 року на заводі почала проводитись реструктуризація виробництва, у зв'язку з відсутністю попиту на 3-х літрову банку: на системі №1 було встановлено дві машини ВВ-7 замість однієї машинолінії 3 ПВМ-3.

В 1997 році було припинено виробництво 3-х літрових склобанок. Цього ж року на системі №2 було встановлено 2 машини U-8М німецького виробництва при цьому вперше на Україні було впроваджено ряд цінних науково-технічних ідей. В 1998 році на заводі було здійснено чергову реконструкцію в МВЦ №1 в результаті якої було задіяні в роботу 4 машини U-8M замість 6-ти машин ВВ-7.

В 2004 році було введено в експлуатацію першу чеську склоформуючу машину AL-116 в МВЦ №2.

З квітня 2006 року в якості технологічного палива завод почав використовувати газ. В лютому 2007 року спеціалістами заводу була задіяна в роботу перша автоматизована пакетувальна лінія продукції, а до кінця року було задіяні ще 2 такі лінії. Цього ж року були придбані та введені в дію 2 чеські склоформуючі машини AL-116, а в наступному 2008 році придбана ще одна така машина. В кінці 2008 року в роботу було задіяне сучасне устаткування французької фірми по контролю за якістю продукції. Останню, шосту машину AL-116 було задіяно в роботу в січні 2009 року на системі №1 під час її реконструкції.

В лютому та червні 2010 року електронно-механічні склоформуючі машини AL-116 були замінені на електронні. В січні 2011 року введено в експлуатацію нову підстанцію та ЛЕП на 35 кВТ.

Таким чином, за останні роки проведені кардинальні зміни в сторону збільшення виробничих потужностей та покращення технологічної бази підприємства, яка забезпечує виробництво конкурентноспроможної продукції.

2.2 Характеристика продукції, що випускається

Підприємство спеціалізується на виробництві ексклюзивної склотари, яку потребує сучасний споживач. Наглядний вигляд продукції, що випускається ВАТ "Рокитнівський склозавод" зображено на рис. 2.4. Підприємством розробляються форми пляшок за побажаннями та запитами клієнтів. Товариство спеціалізується на виробництві пляшок в зеленому та прозорому кольорі скла місткістю від 0,2 до 1,0 літра. ВАТ "Рокитнівський склозавод" має в активі близько 50 власних розробок пляшок.

ВАТ "Рокитнівський склозавод" виробляє склотару для пива, лікеро-горілчаних, винних, коньячних, слабоалкогольних, безалкогольних та сокових напоїв. Стратегічним партнером ВАТ "Рокитнівський склозавод" є ЗАТ "Оболонь". Для Оболоні ми виробляємо пивні пляшки "Євро-нова" ємкістю 0,5 л. та "Оболонь спорт" ємкістю 0,33 л. із ексклюзивним надписом даного бренду. Склозавод виготовляє склотару для лікеро-горілчаних виробів, таких як "Пісня", "Первак", "Київ" та "Наливайко", для компанії "Гетьман", склопляшки "5 капель", для компанії "Олімп", горілчані та коньячні пляшки для торгової марки "Шустов", для торгової марки "Мягков", а також "Старий Друже", "Карат", "Старий двір", "Львів-Україна", "Древньокиївська".

Споживачами нашої склотари є виробники слабоалкогольної продукції, такі як: ЗАТ "Оболонь" (напої джин-тонік, бренді-кола та інші), компанія "Гетьман" (ТМ "Батон"), "Харківський ЛГЗ" (ТМ "Samba" і "Fantasy"), "Старий Друже" (ТМ "Shake"), "Оболонь" ємкістю 0,275 л., "Хортиця Рідненька" 0,33 л. Підприємство виготовляє пляшку "Sprite" ємкістю 0,25 л. для компанії "Coca-cola" та пляшку для безалкогольних напоїв ЗАТ "Оболонь".

Винна склотара виготовляється підприємством для компаній та брендів таких як: "Котнар", "Чізай", "Вінія", "Коблево", "Токай", "Істина в вині", "Вермут". Також підприємство може виготовляти пляшки для шампанських виробів в зеленому і прозорому кольорах скла.

ВАТ " Рокитнівський склозавод" співпрацює із "Одеським коньячним заводом" (ТМ "Шустов"), компаніями "Гетьман", "Леннокс-Прут" і фірмою "Таврія" відносно виробництва коньячної склотари.

2.3 Схема технологічного процесу виготовлення скловиробів на ВАТ "Рокитнівський склозавод"

Схема технологічного процесу виготовлення скловиробів на ВАТ "Рокитнівський склозавод" зображена на рис. 2.5.

1 етап

Складування сировини. Подача сировини в приймальні бункери.

2 етап

Подача сировини у витратні бункери вагової лінії, дозування компонентів шихти ваговими дозаторами, змішування компонентів шихти в змішувачах, підготовка склобою, змішування склобою з шихтою, зберігання шихти із склобоєм в бункері запасу.

Шихта - це суха суміш матеріалів, які подаються в печі для отримання скломаси. Головне в процесі складання шихти, це відваження компонентів в певних пропорціях і їх перемішування, з метою отримання однорідної маси. Процес приготування шихти автоматизований.

Склад тарного скла призначеного для механізованого вироблення масових виробів, по вмісту основних компонентів можна вважати стабілізованим. Деякі відмінності складів скла пов'язані з видом склотари, способом її виготовлення та призначенням. Можливим є застосування добавок деяких оксидів або зміна їх сполучення для поліпшення експлуатаційних і технологічних властивостей скла.

Приготована шихта повинна забезпечувати отримання зеленого та оливкового скла хімічного складу, який приведено в таблицях 2.1 та 2.2.

Таблиця 2.1 Хімічний склад зеленого скла

SiO2	Al2O3	Fe2O3	СаО+MgО	Na2O	SO3	Cr2O3
71,.2	1,8	0,3	12,2	14,2	0,3	0,17
±0,5%	±0,5%	±0,04%	±0,2%	±0,2%	±0,02%	±0,02%

Вміст лужних оксидів збільшується при виробленні на видувних автоматичних машинах дрібної склотари місткістю до 200 мл., а також склотари з дрібною різьбою на горлі під гвинтовий ковпачок.

Іноді при формуванні вузькогорлої склотари зменшують вміст MgO до 0,8 - 1,5%. Зменшення вмісту MgO до 0,8 - 1,5% у складі скла знижує схильність скломаси до кристалізації в температурному інтервалі формування, що особливо відчувається в складі скла з підвищеним вмістом Al₂O₃.

Кварцовий пісок являється основним матеріалом для введення в скло SiO₂. Якість кварцового піску визначається вмістом в ньому кремнезему та домішок. Кварцові піски високої якості повинні містити 99 - 99,8% кремнезему та 1 - 0,2% домішок.

Для безкольорового скла найбільш шкідливими домішками є сполучення заліза, які фарбують скло в зелений або жовтий колір. При температурах варіння скла стійкими є дві форми: Fe₂O₃ та FeO, при чому, їх вплив на колір скла різний. Fe₂O₃ надає склу жовтого кольору, а FeO надає синій. Інтенсивність відтінку, який надає двохвалентне залізо у 15 більше ніж трьохвалентне, а причиною появи зеленого кольору є те, що у склі одночасно можуть існувати обидві оксидні форми. В залежності від того, яка форма переважає, скло набуває відповідного жовтувато зеленого, або синювато зеленого кольору Крім сполучень заліза пісок може містити наступні фарбуючи оксиди: Cr₂O₃ та ТІО₂.

У виробництві різноманітних видів склотари дозволяється вміст оксидів заліза в піску (в%):для безкольорової склотари до 0,1 для напівбілої склотари до 0,3.

Для виробництва склотари, особливо пофарбованої в зелений колір, вміст оксидів заліза не нормується та у зв'язку з цим часто використовуються піски, видобуток яких можна організувати неподалік від склозаводу. Розміри зерен піску, та особливо кількісне відношення зерен по розмірам, дуже важливо враховувати при варінні скла. У випадку використання однорідних за розмірами зерен піску досягається рівномірне їх розчинення з утворенням гомогенного розплаву. У виробництві склотари бажано вживати такі кварцові піски, в яких вміст фракції розміром 0,2 - 0,5 мм. складає 85-90%. Бажано вживати дрібний, з гострокутною формою зерен, пісок тому, що в цьому разі значно підвищується швидкість розчинення завдяки збільшенню реакційної поверхні. Це в свою чергу прискорює процес варіння.

Додавання Al₂O₃ в певних кількостях у склад скла підвищує механічну та термічну витривалість, поліпшує кристалізаційні властивості. АІ₂О₃ вводять у склад скла за допомогою технічного оксиду алюмінію, гідрооксиду алюмінію, польових шпатів, каолінів та ін. Крім того можна застосовувати відходи гірничо-збагачувальних фабрик, нефелінового концентратів. Для введення АІ₂О₃ також використовують пегматити.

Матеріали, що утримують кальцій.

Оксид кальцію прискорює реакції силікатоутворення, сприяє полегшенню варіння та освітлення, поліпшує виробку скломаси, підвищує його хімічну стійкість.

Оксид кальцію вводять у скло за допомогою вуглекислих солей кальцію, які містять 56% СаО та 44% СО₂. на підприємствах використовують мінеральні різновиди вуглекислого кальцію. Серед них крейда, вапняк, мармур та вапняковий шпат. В цих мінералах міститься до 90-98% СаСО₃, а все інше -домішки.

Матеріали, що утримують магній.

Оксид магнію сприяє поліпшенню кристалізаційних властивостей скла, зниженню КТР, підвищенню механічної витривалості. При одночасному введенні Al₂O₃ та MgO поліпшується вироблення скла, підвищується його хімічна стійкість.

В якості сировини для введення MgO звичайно використовують доломіт - СаСО₃*MgСО₃ - природній подвійний карбонат кальцію та магнію.

Сировинні матеріали для ведення оксидів лужних металів

Основними матеріалами для введення у скло оксиду натрію є сода та сульфат. У виготовленні скла в якості основного сировинного матеріалу, що містить луги, використовують кальциновану соду, яка містить 58,5 Na₂O та 41,5 СO₂. температура плавлення соди 851⁰С. Технічна сода для виготовлення скла повинна утримувати не менш ніж 95% Na₂СO₃ і не більш ніж 1% Na₂СІ. Сульфат натрію використовують, як замісник соди тому, що він менш дефіцитний і більш дешевий. Для того, щоб полегшити розкладення сульфату і попередити появу лугу, в шихту вводять відновлювач (вуглець) у вигляді вугілля, коксу, антрациту, деревинного вугілля та ін.

Na₂O вводять за допомогою сульфату в кількостях, які залежать від призначення та способу виготовлення склотари. Таким чином, при виготовленні забарвлених пляшок за допомогою сульфату вводиться 30% Na₂O, і виготовленні напівбілих пляшок - 25% Na₂O, у виробництві безбарвних пляшок - 5% Na₂O.

Для виготовлення шихти використовують підготовлені сировинні матеріали.

Сульфат натрію та вугілля відважуються та окремо змішуються. Для зважування сировинних матеріалів використовують вагові лінії. При дозуванні матеріалів використовують, стрічкові живильники, електромагнітні щитки.

Вагове дозування компонентів шихти проводиться на дозуючих лініях, які оснащенні вагами ДВСТ та УЦК-4003 В (п). Точність зважування на цих вагах залежить від межі навантаження. Так, якщо ваги розраховані на зважування до 100 кг., то точність становить 2 кг., а якщо межа зважування сягає 300 кг., то точність знижується до 5 кг. Точність зважування матеріалів дуже важливий чинник якості шихти тому, що за добу виготовляється дуже велика кількість шихти. За добу при співвідношенні шихта-склобій 70:30 в піч завантажується 58 т. шихти та 19,2 т. склобою.

Запас шихти у вигляді перехідного об'єму становить 10 кюбелів.

Барвники (партахром, Fe₂O₃ (пігмент)) важать окремо, в лабораторії, розфасовують у мішечки з щільної тканини. Барвники додають безпосередньо у змішувач, після того, як буде перемішано всі інші компоненти.

3 етап

Подача суміші шихти і склобою в пічне відділення.

4 етап

Завантаження суміші шихти і склобою в скловарну піч завантажувачами. Варіння тарного скла проводиться у проточних ванних печах безперервної дії. Ванна скловарна піч представляє собою складний теплотехнічний агрегат, конструкція якого залежить від способу підігріву, напрямку руху димових газів, способу розділення басейну та полум'яного простору.

Вона складається з робочої камери, пальників, пристроїв для використання тепла димових газів, перевідних клапанів, фундаментів, опор та каркасу. Тип печі-регенеративна, проточна с підковоподібним напрямком вогню. Форма та розміри виробничого басейну прийняті конструктивно із умови розміщення одної машинолінії.

Напрямок руху газів в даній малій регенеративній печі - підковоподібний. Такі печі більш компактні, в них можна більш повно використовувати паливо, забезпечувати потрібну настильність факелу. Однак в цих печах важко регулювати температуру в окремих зонах. Основною вимогою до конструкції високопродуктивних промислових скловарних печей з полум'яним прогрівом - забезпечення високотемпературних режимів варіння скла до 1600-1650⁰С. Цьому повинні відповідати конструкції завантажувальних кишень, газопальникових пристроїв і протоків.

Завантажувальні кишені повинні бути закритими, для попередження вибивання факелу та підсмоктування холодного повітря. Особа увага повинна приділятися до раціонального розміщення факелу та високому ступеню прогріву повітря (до 1400-1450⁰С).

Для завантаження шихти та склобою, піч обладнана двома герметичними завантажувальними кишенями, розміщеним по її боковим сторонам. Варний басейн печі підігрівається природним газом. Для отоплення варного басейну, піч обладнана вісьмома пальниками, розташованими з торцевої стіни ванної печі, протилежній її робочій частині. Видалення димових газів із варильного басейну скловарної печі відбувається через систему димових каналів, оснащених димоповітряними (перевідними) клапанами, поворотними шиберами та металічною димовою трубкою при допомозі основного і резервного димососів ДН-9У.

5 етап

Варіння скломаси в скловарній печі.

Процес варіння скла уявляє собою складний комплекс фізико-хімічних перетворень, явищ тепло та масообміну, в результаті яких сировинні матеріали - шихта перетворюється у розплав - скломасу із визначеними фізико-хімічними властивостями. Шихта під дією високих температур, які виникають під час спалення палива, розплавляється, гомогенізується, охолоджується та поступає на виробляння.

Процес склоутворення протікає в декілька етапів:

Силікатоутворення. До кінця цього етапу у шихті не залишається окремих компонентів. Більшість газоподібних компонентів вже видалено, складові частки перетерпіли ряд фізичних та хімічних перетворень. Між компонентами шихти пройшли всі основні твердофазні реакції і вона являє собою спечену масу, яка складається з силікатів та оксиду кременю.

Склоутворення. Цей етап характеризується тим, що наприкінці етапу скломаса стає прозорою. В ній вже відсутні не проварені частки шихти, адже вона ще пронизана великою кількістю бульбашок та звивин та залишається неоднорідною. Для звичайного тарного скла цей етап скінчається при 1150-1200⁰С.

Освітлення. На цьому етапі скломаса стає менш в'язкою, звільняється від видимих газоподібних включень. Для тарного скла освітлення закінчується при 1400-1500⁰С. В'язкість скломаси при цьому складає близько 10-12

Гомогенізація. Процес гомогенізації дуже важливий. В скловарних печах для тарного скла гомогенізація повинна проходити дуже швидко тому, що виробництво характеризується великими з`ємами.

На цьому етапі скломаса інтенсивно перемішується за допомогою бурління. До кінця цього етапу скломаса звільняється від звивин, стає однорідною. Бурління скломаси стисненим повітрям дозволяє підвищити виробництво печей та покращити якість скломаси.

Охолодження скломаси. В'язкість провареної скломаси дуже низька для виробки виробів. Тому для того, щоб можна було відформувати вироби необхідно знизити температуру приблизно на 200-300?С порівняно з температурами освітлення та гомогенізації. Охолодження скломаси протікає до температури 1200?С для створення необхідної в`язкості при формуванні виробів.

Дуже важливо, щоб під час охолодження не виникало порушення рівноваги між розплавом та газами. В цьому випадку виникають пороки - пузирі та вторинна „мошка", звільнитися від яких практично не можливо тому, що в'язкість скломаси вже висока.

Якщо в процесі обробки сировини, приготування шихти або варива були допущені відхилення, то це відбивається на якості скломаси. Починають виявлятися дефекти скломаси у вигляді появи небажаних відтінків і сторонніх включень - газових, кристалічних, склоподібних.

Температура в полум'яному просторі скловарної печі підтримується:

: у зоні завантаження 1460- 1500 град.

: у зоні максимальних температур 1480 - 1530 град.

: у зоні вироблення 1230 - 1275 град.

6 етап

Формування виробів в склоформуючих машинах типу AL-118-2.

Розплавлене скло поступає в живильники два 8-ми секційних машин типу AL-118-2. Машини комплектуються формами з різною міжосьовою відстанню і пристроями електронної синхронізації. Така комплектація дозволяє забезпечити поєднання високої продуктивності з можливістю швидкої зміни оснащення для виробництва широкого асортименту склотари.

Далі механізм відставника склоформуючої машини переміщує виріб на конвеєр машини.

З конвеєра машини готові вироби переміщаються на поперечний конвеєр біля входу в піч відпалювання, де механізм штовхача встановлює вироби рядами на стрічковий конвеєр печі обпалу.

7 етап

Відпал скляних виробів

В процесі формування виробів розплавлена скломаса, доторкаючись до деталей формокомплекту, швидко охолоджується і затвердіває. Гарячі скловироби торкаються металевих деталей машини (хватки, охолоджуючий стіл, стрічка металевого стрічкового, направляючі бортики) в результаті чого проходить нерівномірне охолодження окремих ділянок виробів і, як наслідок, виникнення внутрішніх напружень в склі, які спричиняють руйнування виробів при охолодженні до температури навколишнього повітря.

Для усунення виниклих, при формуванні, внутрішніх напружень в склі, проводиться відпал виробів. Суть цієї технологічної операції полягає в тому, що виріб нагрівається до температури, близької до температури розм'якшення скла, і витримується при цій температурі протягом часу, необхідного для релаксації (розсіювання) внутрішніх напружень за рахунок зменшення в'язкості скла. Потім вироби треба повільно охолодити до температури приблизно 300єС, не допускаючи великої різниці температур між внутрішніми і зовнішніми шарами скла. Нижче 300єС охолодження виробів можна проводити з великою швидкістю, не допускаючи виникнення тимчасових внутрішніх напружень, перевищуючих границю міцності виробів. Температурний інтервал відпалу (зона відпалу) обмежений верхньою температурою відпалу Тв і нижньою Тн. Верхньою температурою відпалу називається температура, відповідна в'язкості 1012, при якій протягом 3хв. знімається 95% залишкової напруги. Нижня температура відпалу -- температура, відповідна в'язкості 1013'5, при якій за 3 хв. знімається 5% напруги. Тн на 50--150°С нижче Тв (залежно від складу скла), тобто інтервал відпалу рівний 50--150°С.

Процес відпалу виробів можна розділити на декілька послідовних етапів:

- нагрів виробів до температури обпалу (близької до температури розм'якшення скла);

- витримка виробів при температурі обпалу протягом часу, необхідного для релаксації напружень;

- повільне охолодження виробів до температури, нижче якої не виникають залишкові внутрішні напруження;

- швидке охолодження виробів зі швидкістю, при якій не виникають небезпечні тимчасові напруження.

Для відпалу виробів використовуються печі обпалу типу 300/40/7S/G з газовими пальниками чеської компанії Sklostroj Turnov CZ, s.r.o. спільно з бельгійською фірмою Sibille glass.

Піч відпалу безперервної дії являє собою тунель, всередині якого рухається сітчастий конвеєр з відпалюваними виробами. По довжині піч має декілька зон: нагріву і витримки, повільного і швидкого охолодження. В поперечному перерізі піч має канали для руху повітря в склепі, бічних стінках і під сітчастим конвеєром.

Газові пальники розміщені в каналах бічних стінок. Конвекційні вентилятори, встановлені в склепі печі, засмоктують повітря з-під склепу тунелю і продувають його через нагрівачі. Нагріте повітря направляється під сітку конвеєра і, проходячи між скловиробами до склепу, нагріває їх до заданої температури.

Температура в зонах нагріву підтримується в заданих межах автоматично. В зоні нагріву і витримки відбувається ліквідація внутрішніх напружень в склі.

В зоні повільного охолодження нагрівачі відсутні. За рахунок втрат тепла через стінки тунелю по мірі просування виробів до виходу відбувається повільне їх охолодження. Конвекційні вентилятори в зоні повільного охолодження створюють рівномірну температуру по всій ширині тунелю і зменшують перепад температури між внутрішніми і крайніми рядами виробів

Для інтенсифікації охолодження в верхній частині склепу розміщені люки, відкриваючи які можна випускати частину гарячого повітря. В кінці зони охолодження температура виробів повинна знизитись приблизно до 300єС. При виході із закритої частини печі обпалу вироби охолоджуються навколишнім повітрям.

Режим відпалу скловиробів визначається властивостями скла, формою і розмірами виробів, технологією їх виготовлення, конструктивними особливостями печі відпалу. Параметри окремих етапів відпалу (температури, співвідношення "газ-повітря", тривалість, швидкості нагріву) вибирають виходячи з допустимої для кожного конкретного виробу напруги на основі законів виникнення, розподілу і релаксації напруги.

Печі для відпалу скла класифікують по різних ознаках: по режиму роботи -- печі періодичної дії (камерні) і безперервного (конвеєрні); за джерелами теплової енергії -- газові, на рідкому паливі і електричні; за способом передачі тепла виробам -- прямого нагріву, муфельні і циркуляційні; по напряму руху виробів -- вертикальні і горизонтальні; по конструкції транспортних засобів -- вагонетки, конвеєрні, роликові, з крокуючими механізмами. Всі випалювальні печі мають канал (камеру або тунель), що обігрівається, в який поміщають вироби.

Необхідність строгої підтримки теплового режиму відпалу пред'являє жорсткі вимоги до конструкцій печей відносно рівномірного розподілу температур і їх регулювання.

Термічна обробка виробів в печах відпалу.

Розрахований режим відпалу повинен забезпечити зняття внутрішньої напруги до значень, що гарантують збереження виробів в процесі подальшої обробки і експлуатації.

температура виробів на вході в піч відпалу 540 - 550;

температура виробів на виході 50 - 80

8 етап

Контроль якості продукції

Контроль якості готової продукції здійснюється робітниками цеху і робітниками відділу технічного контролю (ВТК) на відповідність вимогам ГОСТ, ОСТ чи ТУ.

Якість тари - це кінцевий результат всього технологічного процесу. Контроль і випробування продукції проводиться в спеціально відведених приміщеннях з необхідними контрольно-вимірювальними приладами і випробувальним обладнанням.

Візуальний контроль якості продукції проводиться контролерами склоцеху на транспортері візуального контролю, який обладнаний лампами денного світла. Проглядаючи вироби на світлому екрані, контролер зіштовхує з стрічки транспортера вироби, які мають видимі дефекти (камні, крупні бульки, тріщини, посічки, дефекти формування). Дефектні вироби падають на стрічковий транспортер, який подає їх в молоткову дробарку. Вироби, які пройшли візуальний контроль подаються транспортером на пакувальну машину.

Вибірковий контроль виробів по геометричним розмірам, товщині стінок, якості обпалу, опору внутрішнього гідравлічного тиску, термостійкості і зовнішньому вигляду, проводиться робітниками відділу технічного контролю (ВТК) на відповідність вимогам ГОСТ, ОСТ чи ТУ на конкретний вид продукції.

Результати контролю по всім показникам якості записуються в журнали контролю якості готової продукції.

Оперативний контроль якості продукції проводиться майстром контролю кожну годину по кожній машині по всім формам.

При проходженні через брокеражну машину (апарат контролю якості склотари) ведеться статистичний облік склотари (кількість пляшок, які пройшли тестування і які браковані.

9 етап

Упаковка готової продукції в пакети із термостійкої поліетиленової плівки.

Після проходження тестування пляшка надходить до накопичу вального столу, де вона подається роботом-пакувальником (який має вигляд рис.6) до каретки, швидкістю якої керується за допомогою ПЕОМ або ручним способом, яка в свою чергу подає готові скловироби до робота-опалювальної рамки (який має вигляд рис.7), що загортає скловироби в термостійку поліетиленову плівку. Пакети готової продукції, упаковані в поліетиленову плівку, кладуться штабелером на піддон з прокладанням кожного ряду листами картону.

10 етап

Транспортування на склад.

Завантаження і перевезення піддону з упакованою продукцією на склад готової продукції здійснюється автоматичним або тракторним навантажувачем і автомобільним транспортом.

Пакети з продукцією повинні зберігатися в закритих приміщеннях або під навісом. Допускається збереження на відкритих площадках з твердим покривом не більше п'яти місяців.

Транспортування скловиробів, упакованих у пакети на піддонах, проводиться всіма видами транспорту згідно з правилами перевезення вантажу, діючими на даному виді транспорту.

2.4 Опис технологічної та машинно-апаратурної схеми технологічного процесу випалювання (установки), алгоритм його функціонування

Піч випалювання скловиробів наглядно зображена на рис.2.9 та представлена в графічній частині дипломного проекту на листі №1.

Піч випалювання, є складовою частиною лінії для виробництва тарного, листового і інших видів скляної продукції. Піч призначена для управління процесом охолоджування скляних виробів. Її основним завданням є, усунення внутрішньої напруги в склі, що виникла при його формуванні. Піч виготовляється чеською компанією Sklostroj Turnov CZ, s.r.o. спільно з бельгійською фірмою Sibille glass.

Піч оснащена прямим газовим опалюванням, системою охолоджування і плавним регулюванням системи запуску і зупинки агрегату.

Опис устаткування

Піч складається із наступних основних частин:

Вхідна частина

Тунель для теплової обробки

Підігрів

Охолодження

Вихідна частина

Транспортерні столи, привід транспортера, транспортерна стрічка

Внутрішня електропроводка

Газорозподільна система

Вхідна частина складається із дверей, за допомогою яких відбувається регуляція відкриття входу печі, в залежності від висоти прохідних виробів. Висота відкриття дверей вибирається оптимальним способом так, щоб як можна найменша кількість холодного повітря із зовнішнього середовища потрапляла в середину печі, щоб були мінімальними втрати тепла та мінімальна конвекція атмосферного повітря вздовж печі.

Піймання вхідних дверцят виконується ручною лебідкою. Поверх рами цих дверцят розміщені консолі, на яких в підшипниках кочення розміщується вхідний циліндр. Кожух вхідного циліндра виготовлений так, щоб дозволяв видалення накопичених осколків і зупиняв доступу холодного повітря в піч.

Деталі цієї секції, в більшій мірі, виконані із нержавіючої сталі.

Тунель для теплової обробки розділяється на окремі модулі, які називаються секціями.

Металева конструкція секцій зварена із профільного заліза та листового заліза. Теплоізоляція секцій виготовлена із пластин мінеральної вати з термостійкістю до 750С.

Кожна секція представляє собою одну температурно-регульовану зону.

Тунель для теплової обробки складається із 7-ми зон, довжиною по 2,5м. для досягнення наступних функцій:

Зони 1 та 2 - підігрів

Зони 3 та 4 - підігрів та охолодження

Зони 5 та 7 - охолодження

Кожна температурна зона має 1 вентилятор ( за виключенням 1-ї зони, у якої два вентилятори). Вентилятори розміщені в стелі зон і виконують рециркуляцію повітря в замкнутому просторі поперек зони. Всього 8 вентиляторів. Ротор рециркуляційного вентлятора прикріплений до осі двигуна і тому рециркуляційний елемент не потребує постійного обслуговування.

Підігрів. Теплозабезпечення зон відбувається та керується автоматично з використанням системи пропорційного регулювання. Опалювання зон здійснюється за допомогою автоматичних моноблокових газових пальників, продуктивність яких регулюється в широкому діапазоні, тобто два пальники в 1-й зоні і по 1-му пальнику в зонах від 2-ї до 4-ї. Пальники закріплені на бокових стінках печі. Конструкція пальників забезпечує низький рівень шуму, як при запаленні так і при експлуатації.

Кожний пальник власну захисну коробку, яка підтримує робочий цикл і контролює присутність полум'я та його стабільність. Детектування полум'я виконує іонізаційний електрод.

Охолодження. Охолодження рециркуляційного повітря в усіх зонах з охолодженням виконується за допомогою всмоктувального каналу (в зонах 3 і 4), всмоктувального і декомпресійного каналу (в зоні 5), або всмоктувального каналу з вентилятором і декомпресійного каналу (в зонах 6 та 7). Січення всмоктувального і декомпресійного каналів (за виключенням зони 7), регулюється заслінкою, керованою серводвигуном. В зоні 7 січення всмоктувального каналу ставиться вручну, всмоктувальний канал не має дросельної заслінки і кількість повітря, що проходить через цей канал залежить від роботи вентилятора. Залишок гарячого повітря із окремих зон печі виходить декомпресійними каналами.

Процедура обпалу в кожній зоні регулюється мікропроцесорним регулятором на основі величин показів термоелементів.

Вихідна частина складається із вихідних дверцят, покриття та системи доохолодження.

Вихідні дверцята регулюють відкриття виходу печі, в залежності від висоти випускаючої продукції. Положення дверцят вибирається таким чином, щоб в найбільшій степені призупиняти попадання холодного повітря із навколишнього середовища в тунель печі, а також, тепловим втратам та руху внутрішнього атмосферного повітря в поздовжньому напрямку печі. Підіймання вихідних дверцят печі керується ручною лебідкою. Вихідна частина оснащена обдувною системою. Ця система складається із комплекту п'яти радіальних вентиляторів з двигунами, які всмоктують холодне повітря із навколишнього середовища, продуваючи його між скляними виробами і тим самим доохолоджують їх при виході із закритої частини. Дана система сконструйована таким чином, щоб її можна було б розмістити в будь-якому місці вздовж тягового столу.

Транспортерні столи, привід транспортера, транспортерна стрічка. Транспортерні столи підключаються до температурно-регульованому тунелю. Дана піч має три транспортні столи. Перший з них має кожух і систему додаткового охолодження вихідної частини печі. На другому столі має місце система натягу стрічки. Останній стіл містить силовий привідний пристрій транспортерної стрічки. Продукція, що транспортується по столах, вже лише тільки самовільно доохолоджується.

Привід транспортерної стрічки. Група приводу печі розміщена в останньому транспортному столі. Ця група складається з:

- вихідний циліндр діаметром 195мм.

- барабан з гумовим покриттям діаметром 490мм.

- натяжний вал діаметром 273мм.

- коробка передач з електродвигуном

- зірочка, ланцюгове колесо, ланцюг.

Транспортерна стрічка. Для транспортування скляної продукції даної печі була вибрана металева транспортерна стрічка фірми ROTHSTEIN типу 400/8,4/16,8/2,6/2,8/К2400 з температурною стійкістю - до 650С, короткочасно - до 700С. Довжина даної стрічки - 49м.

Внутрішня електропроводка випалювальної печі складається із щита управління і пристроїв, розміщених в окремих секціях.

Щит управління складає:

- силові, вимірювальні та захисні компоненти всередині шкафа

- сигналізуючі, регулюючі, керуючі та вимикаючі компоненти на дверцятах щита.

Таблиця 2.2 Технічні характеристики печі випалювання скловиробів

Модель печі	300/40/ 7S/G
Довжина печі (м)	22,8
Довжина випалювального тунелю (м)	15,75
Пропускна висота випалювального тунелю (м)	0,4
Ширина транспортної стрічки (м)	3
Регульована потужність пальника (кВт)	393
Встановлена потужність пальника (кВт)	570
Встановлена електрична потужність (кВт)	20,1

Номінальна напруга 3 фази, 50Hz, 230/400V (3, 400V)

У таблиці 2.2 приведені технічні характеристики печі випалювання моделі 300/40/ 7S/G.

3. Розрахунок та моделювання автоматизованої системи регулювання

3.1 Вихідні дані для розрахунку

Одним із параметрів, що необхідно підтримувати на заданому рівні в процесі роботи печі для випалювання скловиробів являється швидкість руху стрічки конвеєра, на якій розміщується оброблювана продукція.

Так як на одній склоформуючій машині можна випускати склотару різної модифікації та різного об'єму, замінивши відповідні склоформи, то і відповідним чином необхідно змінювати температурні та швидкісні режими печі випалювання. Для різних пляшок час випалювання коливається від 1 до 1,5 годин.

Відповідно максимальна лінійна швидкість стрічки буде:

;

де L - довжина конвеєра, м;

t_в - час повного циклу випалювання, с.

На рисунку 3.1 показана структурна схема електроприводу конвеєра. Основними її складовими являються:

ПЧ - перетворювач частоти,

АД - асинхронний двигун з короткозамкнутим ротором,

Р - редуктор,

ДШ - давач швидкості.



Рис. 3.1. Структурна схема регульованого електроприводу конвеєра

Для приводу конвеєра використано АД типу 4А132М4У3 з наступними паспортними даними:

Р_2ном=11,0 кВт,

n_о=1500 об/хв.,

J_д=0,04 кг*м²,

s_к=19,5 %,

s_ном=2,8 %,

m_п==2,2

m_м==1,7

m_к==3,0

Конвеєр має довжину 22,8м та ширину 2м. Маса стрічки 1400кг. Маса вантажу 1950кг. Радіус привідного барабана 0,3м. Момент інерції барабану . Маса барабану 120кг.

Ціллю даного розділу є визначення структури системи керування швидкості електроприводу конвеєру та розрахунок параметрів настроювання регулятора.

3.2 Скалярне регулювання швидкості асинхронного двигуна

Функціональна схема системи регулювання швидкості АД при живленні від ПЧ як джерела напруги приведена на рис. 3.2. Тут канал негативного зворотного зв'язку по швидкості містить у собі тахогенератор ТГ як датчик зворотного зв'язку, вузол ₅ підсумовування напруг керування швидкістю АД и_у і зворотного негативного зв'язку по швидкості и_ос, регулятор абсолютного ковзання А5, блок БО обмеження його вихідної напруги и_РС, а також вузол ₃ підсумовування напруги и_РШ і результуючої напруги и_у1 з виходу суматора ₁.

Рис. 3.2. Функціональна схема системи ПЧ-АД зі зворотним зв'язком по швидкості

В міру збільшення навантаження на валу АД (від моменту М₁, до моменту М₂ на рис. 3.3) за рахунок зменшення швидкості АД і, отже, сигналу и_зз збільшується сигнал розузгодження д_s= и_у-и_зз щ₀₀-щs_a, пропорційний абсолютному ковзанню двигуна. Тут щ₀₀ -- задана швидкість ідеального холостого ходу АД, що відповідає вихідному сигналові керування и_у.