Файл: Боронихин А.С. Основы автоматизации производства и контрольно-измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов учеб. для техникумов.pdf

реверсирования пламени в регенеративных стекловаренных печах, при помощи которых перевод пламени производят в течение 20—

30с.

Вразвитии автоматизированных систем характерно создание авто­ матизированных поточных линий, включающих комплекс механиз­ мов — автоматов, механизированных транспортных линий и авто­ матических систем управления. Значительные успехи достигнуты в области создания автоматизированных составных цехов и в том числе автоматизированных линий по взвешиванию и смешению ком­ понентов.

Впоследние годы внедрены способы производства стекла с ог­ ненно-полированной поверхностью, которые позволили получать листовое стекло с высокими оптическими свойствами. Эти способы решены с применением высокой степени механизации процессов,

кие скорости, с которыми вырабатывается стекло по способу плава­ ющей ленты, поставили задачу создания высокомеханизированных линий автоматического раскроя ленты на заданные размеры. При резке ленты стекла, непрерывно движущейся с большой скоростью, вопросы автоматизации и применения вычислительной техники для расчетов размеров стекла с целью минимизации отходов опре­ деляют высокую экономическую эффективность. Высокую эф­ фективность имеют автоматические линии разбраковки готовых из­ делий. Применение автоматизированных штабелировщиков позво­ ляет более полно использовать объемы складского помещения, а так­ же сократить обслуживающий персонал.

Первые системы автоматизации режимов стекловарения преду­ сматривали поддержание постоянного расхода топлива на всю печь

ивоздуха горения, принудительно вдуваемого в дымовоздушные кла­ паны. Стабилизация температуры верхнего строения в зоне макси­ мума была достигнута, но дальнейшие исследования показали, что даже при тщательном выдерживании температуры в одной точке свода или боковой стены печи температура стекломассы колеблется

изависит от положения границ шахты и пены и от производитель­ ности машин ВВС.

Опыт применения систем автоматического регулирования тем­ пературы верхнего строения стекловаренных печей за счет изменения расхода топлива показал, что такого типа системы применимы не для всех печей, поскольку стабилизация температуры верхнего

строения не дает достаточной возможности стабилизировать темпе­ ратуру стекломассы в этих областях печи. Целесообразны система погорелочного регулирования расходов топлива и воздуха, а также изменение этих расходов по определенным программам.

Краткие сведения о локальных системах автоматического регу­ лирования технологических параметров ванной стекловаренной пе­ чи, внедренных на Лисичанском стекольном заводе, приводятся ниже.

295

Система автоматического регулирования уровня стекломассы в ванной печи (рис. XVI. 1) обеспечивает автоматическое поддержание постоянного уровня стекломассы в ванных печах с точностью ±0,5 мм. Преобразователем уровня стекла служит касающийся уровнемер стекла типа УРК-2. В систему входят: двухпозиционный регулятор и исполнительные механизмы, вторичный показывающий и записывающий прибор.

Топлиёо

Рис. XVI.2. Принципиальная схема автоматического управления процес­ сом перевода направления пламени в печи

Изменение суммарной произ­ водительности машин вертикаль: ного вытягивания стекла автома­ тически компенсируется измене­

нием количества загружаемых в печь шихты и боя стекла. Обычно у загрузочного кармана печи устанавливают несколько загрузчиков. С целью получения оптимальных технологических результатов кон­ струкцию и характеристику их работы уточняют в зависимости от конструкции и производительности печи. Использование системы по­ зволяет стабилизировать режим работы печи, улучшить условия ра­ боты машин вертикального вытягивания стекла и значительно уве­ личить межремонтный срок службы печи. В схеме предусматрива­ ется возможность управления несколькими загрузчиками по задан­ ной программе, обеспечивающей симметричность загрузки по всей ширине печи.

Системы автоматического перевода пламени в ванной стеклова­ ренной печи (рис. XVI.2) предназначены для автоматического про­ граммного переключения в необходимой последовательности всех газовых и дымовоздушных коммуникаций, силовых, измерительных

296

гателем исполнительного механизма. Использование системы поз­ воляет стабилизировать работу стекловаренной печи, уменьшить по­ тери тепла, а также способствует повышению производительности печи, качества стекломассы и экономии топлива.

Система автоматического регулирования расхода газа в стекло­ варенной печи служит для автоматического поддержания заданного расхода газа по каждой горелке (рис. XVI.4). Воздух, нагретый

Рис. XVI.4. Прин­ ципиальная схе­ ма автоматическо­ го регулирования расхода газа в ванной стеклова­

ренной печи

исполнительный меха­ низм; 10 — регули­ рующая заслонка

в регенераторах, поступает в горелки, где смешивается с природным газом. В качестве преобразователя расхода в системе применен диф­ ференциальный расходомер в комплекте с диафрагмой, который воздействует на исполнительные механизмы газовых задвижек. Задание регулятору количества газа корректируется автомати­ чески в соответствии с отклонениями измеряемой температуры. Использование системы позволяет стабилизировать тепловой режим печи, способствуя повышению ее производительности и качества стекломассы, а также экономии топлива. Технико-экономический расчет показывает, что годовой экономический эффект от внедре­ ния описанных систем составляет более 40 тыс. руб.

Помимо этих систем машинно-ванный цех, как правило, оснащен большим числом контрольно-измерительных приборов, которые обеспечивают непрерывный контроль основных и наиболее харак­ терных параметров. Там, где динамика изменения параметра может служить основанием для оценки хода технологического процесса, применены приборы-самописцы. Они дают возможность производить анализ режимов работы агрегатов. Поскольку конструктивные осо­ бенности почти каждой стекловаренной печи и производственные здания машинно-ванных цехов различны, места для установки щи­ тов с аппаратурой, преобразователей приборов, исполнительных механизмов й регулирующих органов, а также трассы прокладок проводов и труб решаются проектантами для каждой печи поразному.

Автоматический контроль толщины ленты стекла крайне необ­ ходим, так как измерение толщины листового стекла микрометром не дает действительной его толщины, поскольку такие измерения

298

можно производить через значительные промежутки времени. Кроме того, толщина ленты также может быть различна по ее ширине, поэтому необходимо измерять ее в нескольких точках. Целесообразно также определять и разнотолщинность листового стекла.

Прибор для непрерывного измерения толщины стекла разработан институтом ВИАСМ (рис. XVI.5). Он состоит из преобразователей,

Рис. ХѴІ.5. Схема установки для непрерывного автоматического измере­ ния толщины ленты стекла

вторичных приборов, опорных преобразователей и рамы со стой­ ками. Назначение преобразователей состоит в непрерывном преобра­ зовании изменения толщины ленты стекла в электрический сигнал. Преобразователи выполнены в двух модификациях: с левым и пра­ вым расположением ролика относительно линейного дифференциаль­ ного трансформатора. Такое исполнение позволяет контролировать толщину стекла в крайних точках ленты. Вторичным прибором яв­ ляется электронный автоматический потенциометр. Быстро изменя­ ющаяся толщина движущейся ленты по ее длине предопределила выбор быстродействующего вторичного прибора с временем пробе­ га каретки всей шкалы, равным 1 с. Измерительные и опорные пре­ образователи размещены на раме, стойки которой для исключения влияния вибрации установлены на отдельном фундаменте.

Принципиальная электрическая схема прибора представлена на рис. XVI.6. Схема для одной точки контроля включает одну пару

299

измерительных линейных дифференциальных трансформаторов Д г и Д 2, опорный линейный дифференциальный трансформатор Д 3, вторичный прибор ИП и силовой трансформатор Тр. В основу при­ бора положена нуль-балансная схема измерения с применением ли­ нейного дифференциального трансформатора и следящей системы электронного автоматического потенциометра.

Рис. XVI.6. Принципиальная электрическая схема прибора для авто­ матического измерения толщины стекла в одной точке

Вертикальное перемещение непрерывно контактирующих с движущейся лентой следящих элементов, зависящее от изменения толщины ленты стекла, преобразуется в сигнал переменного тока. Сигнал через делитель напряжения R x — R 2 поступает на вход вто­ ричного прибора. Сигнал рассогласования, равный разности между напряжением, вырабатываемым каждой парой измерительных пре­ образователей, и падением напряжения на участках реохорда, уси­ ливается электронным усилителем и подается на обмотку управле­ ния реверсивного двигателя, ротор которого кинематически связан с движком реохорда R. Указатель на шкале вторичного при­ бора в состоянии равновесия схемы занимает положение, соответ­ ствующее определенному значению толщины ленты стекла. В при­ боре применен линейный дифференциальный трансформатор с на­ пряжением небаланса не более 10 -f- 15 мВ. Для компенсации сдвига фаз между напряжением вторичных обмоток измерительных линей­ ных дифференциальных трансформаторов и опорного преобразо­ вателя в схеме предусмотрен конденсатор С, включенный парал­ лельно реохорду. Делителем R 1 — R 2 уменьшается выходной сиг­ нал на верхнем пределе измерения до 100 мВ, что обеспечивает ра­ боту усилителя в линейной области при максимально возможном сигнале разбаланса.

Рабочие точки линейного дифференциального трансформатора измерительных преобразователей выбирают таким образом, чтобы использовать весь линейный участок его выходной характери­ стики. При перемещении сердечника линейного дифференциального трансформатора от нейтрального положения на ± 5 мм обеспечи­ вается необходимая линейность выходной характеристики. Пре-

300