Разработка автоматизированной системы управления линией по производству картона с белым покровным слоем на целлюлозно-бумажном комбинате

Разработка автоматизированной системы управления линией по производству картона с белым покровным слоем на целлюлозно-бумажном комбинате

Введение

Целью курсового проекта является разработка автоматизированной системы управления линией по производству картона с белым покровным слоем на целлюлозно-бумажном комбинате. Для решения обозначенной цели в курсовой работе решаются следующие задачи:

1.Анализ объекта управления.

2.Формулирование требований к элементам автоматизированной системы управления линией по производству картона с белым покровным слоем.

.Выбор оборудования, которое необходимо для управления.

.Реализация человеко-машинного интерфейса, который позволяет следить и управлять работой системы.

1.Описание объекта исследования

Объектом исследования является система управления линией по производству картона с белым покровным слоем.

Система должна управлять следующими объектами:

1. Система подачи бумажной массы в напорный ящик и напуска ее на сетку.

. Вакуумная система.

. Система подачи пара и отвода конденсата.

. Система вентиляции и рекуперации тепла.

. Силовые механизмы сеточной, прессовой и сушильной частей, каландра и наката.

. Механизмы правки и натяжения сеток и сукон.

2. Технология производства картона

Описание картоноделательной машины:

Машина картоноделательная состоит из двух сеточных столов с двумя напорными ящиками, прессовой части, сушильной части, клеильного пресса, каландра и наката. Расположение машины двухэтажное.

Описание производственного процесса:

(В соответствии с предложением №: 001313-1.0/1 французской компании KADANT от 15.09.2010).

Первой стадией производственного процесса является подготовка сырья. Сначала рулоны бумаги для гофрирования и картона, используемые для плоских слоев кондиционируют. Для этого их необходимо в течение суток выдержать в помещении с температурой воздуха не ниже 15 °С.

Далее рулоны закрепляются на размоточном станке (раскате), где затем бумага и картон попадают на специальные разогревающие цилиндры и промежуточные валики для увлажнения и равномерного нагрева. Эта операция необходима для более глубокого проникновения клея в толщину бумаги, а в последующем лучшему склеиванию с картоном.

На следующей стадии бумага для гофрирования поступает в гофрировальную машину (гофрирующий пресс), где ее попускают между зубчатых гофрирующих валов, нагретых до 150-180 °С. Это операция необходима для образования волнистого слоя заданного профиля. Для производства картона с различными размерами гофров используются различные конфигурации зубьев валов.

Далее гофрированная бумага попадает в клеенаносящую машину, клеевой вал которой наносит на вершины гофров одной из сторон клеевую пленка. При этом с помощью изменения положения дозирующего вала можно регулировать количество наносимого клея. После нанесения клея гофрированный слой совмещают с плоским картоном, после чего плотного склеивания слоев между собой используется прижимной вал. На этой стадии завершается процесс производства двухслойного гофрокартона.

Полученный в результате предыдущих этапов двухслойный гофрокартон листовой с помощью наклонной транспортерной ленты попадает на накопительный мост и далее в клеильную машину. Здесь на свободную сторону гофрированной бумаги наносится клей.

Далее гофрированный картон подается в сушильное устройство для склеивания и сушки при помощи сушильных плит и сушильной машины. Используются 2 способа нагрева: при помощи пара или электричества.

Стадия сушки необходима для удаления из слоев гофрокартона лишней влаги и окончательного затвердевания клея.

Конечным этапом стадии сушки гофрокартона является поступление его на охлаждающую часть линии. Это особенно важная стадия т. к. от ее качества во многом зависит качество произведенного гофрокартона.

Из охлаждающей части линии сушильного устройства гофрокартон попадает в секцию продольно-поперечной резки, где при помощи системы дисковых ножей его раскраивают и разрезают.

На этой стадии также часто происходит рилевание (уплотнение гофрокартона) на прямолинейном участке определенной ширины при помощи рилевочных муфт. В результате данной операции образуются линии рилевки. Затем вдоль этих линий производят перегиб листов гофрокартона. Завершающей стадией в производстве гофрокартона является его разрезание на листы необходимой длины для дальнейшего изготовления тары.

3.Требования к автоматизированной системе управления линией по производству картона с белым покровным слоем

Автоматизированная система управления линией по производству картона должна содержать ряд отдельных подсистем, каждая из которых связана с решением определенной задачи и локализована по отношению к технологическому оборудованию. КДМ должна быть оснащена многочисленными контрольно-измерительными и регулирующими приборами, функционально привязанными к отдельным участкам ТП производства картона (формующие цилиндры, сушильная часть и т.п.) или отдельным переменным (масса 1 м2 и влажность картонного полотна и др.).

4. Выбор оборудования для автоматизированной системы управления линией по производству картона с белым покровным слоем

Влагомер

Для измерения влажности картонного полотна на накате используется ИК - влагомер, который установлен на сканирующем устройстве фирмы «АВВ», США. Принцип действия ИК - влагомера основан на поглощении или отражении энергии инфракрасных волн влагосодержащим материалом.

Таблица 4.1. Основные характеристики ИК - влагомера фирмы «АВВ»

Фирма-изготовитель и странаДиапазон измерения влажности, %Абсолютная основная погрешность, %«АВВ», США0 - 60+ - 0,5

Датчик давления

Для измерения давления греющего пара используется датчик давления модели 1151 фирмы «Rosemount», США - это электронный прибор для измерения давления. Датчик модели 1151 предназначен для работы в паре с ручным коммуникатором 268 Smart Family Interface. Коммуникатор 286 может использоваться для снятия данных, конфигурирования, проверки и подстройки данного датчика, так же может связаться с другими микропроцессорными приборами фирмы» Rosemount».

Таблица 4.2. Основные характеристики датчика давления модели 1151 фирмы «Rosemount», США

Марка и фирма изготовительДиапазон измерения, барСигнал на выходе, мАПогрешность, %1151 «Rosemount», США-0,3 - 6,54 - 20+- 1

Электропневматический позиционер

Электропневматический позиционер серии NЕ 700 фирмы «Neles-Jamesbury» (Финляндия) обеспечивает пропорциональную зависимость выходного давления воздуха по отношению к входному сигналу в миллиамперах (постоянный ток).

Конструкция электропневматического позиционера NE

Рис. 4.1. Электропневматический позиционер NЕ.

Технические характеристики NЕ 700

Пневматический поршневой привод

Привод типа BJ фирмы «Neles-Jamesbury» (Финляндия) сконструирован для регулирующих и отсечных клапанов с поворотом на четверть оборота. Поршневой привод с возвратной пружиной управляется пневматически.

Конструкция поршневого привода ВJ

Рис. 4.2. Пневматический поршневой привод типа BJ.

Таблица 4.3. Технические характеристики пневматического поршневого привода BJ

ПриводВнутренний диаметр, ммРабочий объем, дм3Диаметр оси, ммНоминальный момент пружины, НмМомент пружины ?=90°, НмПружинаBJ 81250,93570130Закрывает

Регулирующий фланцевый клапан

Сегментный регулирующий фланцевый клапан серии R 21 фирмы «Neles-Jamesbury» (Финляндия) с V - образной прорезью обеспечивает равнопроцентную пропускную характеристику. Широкий диапазон регулирования и исключительно стабильные характеристики.

Рис. 4.3. Сегментный клапан R 21.

Таблица 4.4. Технические характеристики сегментного клапана R 21.

Размер клапанаВнутренний диаметр, ммМаксимальная пропускная способность Сv 100%Максимальный перепад давления, барРабочее давление, барРабочая зона, мАВес, кг1001136202554 - 20 закр. - откр.11

5. Реализация человеко-машинного интерфейса

Управление технологическим процессом на картоноделательной машине должно производиться системой АСУТП, состоящей из аппаратуры и программного обеспечения, которое помогает оператору управлять технологическим процессом.

Аппаратура АСУТП должна состоять из следующих основных устройств:

технологических контроллеров Аdvant Сontroller 410 и Мaster Рiece 200;

операторских станций OS-515;

сканера с датчиками веса, влажности и толщины;

принтеров;

системной шины Мaster Вus 300;

сетевой шины TCP/IP.

Технологические контроллеры.

Технологические контроллеры предназначены для получения информации о состоянии технологического процесса от различных датчиков, обработке полученной информации в соответствии с заложенной программой, выдаче управляющих воздействий на процесс. К технологическому контроллеру Мaster Рiece 200 подключен сканер, датчики и исполнительные механизмы постоянной части КДМ. К технологическому контроллеру Аdvant Сontroller 410 подключены датчики и исполнительные механизмы, расположенные на оборудовании для подачи химикатов и оборудования пароконденсатной системы.

Операторские станции.

Операторские станции предназначены для отображения информации о технологическом процессе, задании режимов управления процессом и ввода заданий параметров процесса.

Сканер

Сканер, или интеллектуальная платформа, предназначен для перемещения установленных на нем датчиков веса, влажности и толщины поперек движущегося картонного полотна. Сканер оснащен собственным контроллером, который обрабатывает информацию, поступающую с датчиков, и передает по специальной связи в технологический контроллер Мaster Рiece 200. Для обеспечения постоянной точности измерения контроллер автоматически выводит датчики за край картонного полотна и проводит стандартизацию.

Сканер в режиме непрерывного сканирования собирает информацию о продольном и поперечном профиле картонного полотна по весу, влажности и толщине.

Принтеры.

В АСУТП АВВ используются два принтера, которые предназначены для решения следующих задач:

·струйный цветной для печати копий кадров;

·матричный, подключенный к станции оператора на накате, для печати рапортов.

Системная шина.

Информация от технологического контроллера на станцию оператора и обратно передается по системной шине. Сетевая организация системы позволяет выводить на операторскую станцию информацию с любого технологического контроллера, подключенного к сети.

Сетевая шина.

Сетевая шина предназначена для подключения сетевого принтера и обеспечения возможности подключения к другим системам управления, учета и так далее.

Заключение

В работе был разработан проект автоматизированной системы управления линией по производству картона с белым покровным слоем. В ходе проектирования в соответствии с заданием было выбрано оборудование для управления линией, составлены алгоритмы работы системы, разработана схема реализации человеко-машинного интерфейса, позволяющего следить за работой системы и управлять ею.

Список источников

автоматизированный производство картон управление

1.Предложение №: 001313-1.0/1 французской компании KADANT от 15.09.2010 «Линия подготовки обесцвеченной массы для картона с белым покровным слоем на 60 т а.с./сутки»

2.Г.А. Кондрашкова, В.Н. Леонтьев, О.М. Шапоров. Автоматизация технологических процессов производства бумаги. - М.: Лесная промышленность, 1989. - 362 стр.

.Г.А. Кондрашкова. Технологические измерения и приборы в целлюлозно-бумажной промышленности. - М.: Лесная промышленность, 1981. - 374 стр.

.Г.П. Буйлов, В.А. Доронин, Н.П. Серебряков. Автоматическое управление технологическими процессами целлюлозно-бумажного производства. - Ленинград: Ленинградский университет, 1989. - 258 стр.

.Каталог продукции фирмы Siemens. 2004 г. 152 стр.

Больше работ по теме: