Файл: Бельцов, В. М. Технологическое оборудование отделочных фабрик текстильной промышленности учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 88

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

I

К ОН Т Р О Л Ь И Р Е Г У Л И Р О В А Н И Е Т Е М П Е Р А Т У Р Ы

271

среды.

В текстильной промышленности применяются дилатометри­

ческие

регуляторы марок ТУДП-1 с диапазоном настройки

от О

до 40° С, ТУДП-3 — от 30 до 100° С и ТУДП-ЗА с таким же диапа­ зоном настройки. Регулятор ТУДП-3 имеет наружную трубку из нержавеющей стали, что делает его устойчивым к действию агрес­ сивных сред.

Регуляторы марки ТУДП имеют пневматический усилитель мощ­ ности, что обеспечивает установку исполнительного механизма на расстоянии до 60 м от пульта.

Манометрические дистанционные термометры в отличие от дила­ тометрических могут не только регулировать, но и непрерывно записывать, сигнализировать и показывать температуру на диаграмм­ ном листе, что позволяет эффективно контролировать технологи­ ческие режимы, а по диаграммам — анализировать работу контроли­ руемого объекта. Принцип действия манометрических термометров основан на пропорциональном изменении объема газа или жидкости при изменении температуры. Для непрерывного измерения, наблю­ дения или регистрации температуры применяют манометрические дистанционные термометры ТСГ (термометр самопишущий газовый), имеющие термобаллоны, помещаемые в измеряемую среду. При изме­ нении температуры среды давление газа в термобаллоне также изме­ няется, что по капилляру передается измерительному прибору, приводящему в действие показывающую стрелку или перо самопи­ шущего механизма. Показатель температуры записывается во вре­ мени на. диаграммный лист, который. надевается на диаграммодержатель, имеющий часовой механизм с шестисуточным заводом (тер­ мометры типа ТСГ-410) или синхронный двигатель переменного тока (термометры типа ТСГ-610). Для регулирования температуры в отде­ лочном производстве применяются термометры, снабженные регули­ рующими устройствами (пневматическими). Регуляторы, марка ко­ торых начинается цифрой 04, поддерживают постоянную темпера­

туру, а начинающиеся

цифрой 14—'регулируют

температуру

по заданной программе:

это — терморегуляторы

04-ТСГ610М

и 14-ТСГ-610М, имеющие один и тот же принцип работы. Термометры типа ТСГ с пределом измерения температуры 0—120° С мало чувстви­ тельны к колебаниям температуры в капилляре и приборе, что поз­ воляет применять капилляры длиной до 60 м.

В красильно-отделочном производстве программное регулиро­ вание находит применение для управления процессами периодиче­ ского крашения.

На рис. 141 показана схема программного регулирования кра­ шения ткани в жгутовой барке с применением терморегуля­ тора 14-ТСГ-610М, который осуществляет изодромное регулирование температуры. Программируется поддержание заданной температуры, подача воды в ванну, подача пара, поддержание уровня раствора, слив его, т. е. весь цикл процесса' крашения. Терморегулятор 1 снабжен изоляционным кулачковым диском 2, установленным на


272 Р Е Г У Л И Р О В А Н И Е Т Е Х Н О Л О Г И Ч Е С К И Х ПРОЦЕССОВ

валу механизма передвижения диаграммы. Кулачковый диск изго­ товлен из токонепроводящего изоляционного материала (оргстекла). При вращении кулачковый диск воздействует на рычаги 3, соеди­ ненные с ртутными контактами, которые включают сигнальные лампы 4 («Проба», «Готов», «Краситель»), а один из контактов через промежуточное реле 1РП управляет исполнительным механизмом клапана 11 для слива раствора. На кулачковый диск наклеивают лекало 5 из токопроводящего материала, профиль которого соответ­

ствует программе крашения.

Прибор имеет стрелку 6. В зависимости

 

от температуры стрелка может нахо­

 

диться

на изоляционном

кулачковом

 

диске 2 или на проводящем ток лекале.

 

Если температура окажется выше за­

 

данной, стрелка прибора сдвигается на

 

изоляционный диск 2 и цепь реле 2РП

 

разрывается,

что приводит

к закрытию

 

клапана 7 подачи пара в барку 12 и

 

температура в ней снижается. Если

 

снижение вышло за допускаемые про­

 

граммой

пределы,

стрелка

снова пере­

 

двигается на лекало, цепь замыкается

 

и реле

2РП

включается,

а

клапан 7

Рис. 141. Схема автоматического

открывается,

пар

поступает

в барку.

программного регулятора тем­

На схеме также показано

регулирова­

пературы в красильной жгуто­

вой барке

ние уровня раствора в барке с помощью

 

поплавкового

регулятора

8.

В зави­

симости от уровня раствора в ванне регулятор включает или вы­ ключает реле ЗРП и через него клапан 10 для подачи воды в барку 12. Одновременно это реле воздействует на привод машины 9. Про­ грамма крашения строится на основе эмпирических данных, исходя из опыта крашения и субъективной оценки результатов окраски.

Недостатками манометрических термометров с релейными регу­ лирующими устройствами являются большие постоянные времени их датчиков (термобаллонов). Что ограничивает применение этих регуляторов. Однако при периодическом крашении или белении в емкостях с большим модулем ванны эти приборы применяются успешно. Для ванн большого объема требуется определенное время для достижения равномерного состояния всей массы раствора по температуре, концентрации и другим признакам, что приводит к некоторому запаздыванию регулирующего воздействия. Поэтому для программного регулирования процессов периодического кра­ шения целесообразно применение изодромных, т. е. пропорцио­ нально-интегральных регуляторов, подчиняющихся закону регу­ лирования по уравнению

р = kf (а + | о d.t'j , (48)


К ОН Т Р О Л Ь И

Р Е Г У Л И Р О В А Н И Е Т ЕМ П ЕР А Т У Р Ы

273

где р — регулирующее

воздействие;

кр — коэффициент

усиления

(передачи) регулятора;

а — сигнал

(величина) рассогласования;

Ти — постоянная времени интегрирования (время изодрома).

Но во многих случаях для регулирования температуры доста­ точно применение пропорциональных (статических) регуляторов, как, например, дилатометрических, для которых уравнение (48) значительно упрощается:

ц = kpo.

(49)

Большим достоинством программного регулирования процесса крашения является воспроизводимость его режима, что позволяет выпускать однородную по качеству продукцию. Для исключения влияния субъективной оценки факторов в процессах программиро­ ванного крашения рекомендуется использовать законы цветоведения, что даст возможность обеспечить выпуск еще более стандарт­ ной по качеству продукции, изготовленной по заданному цвету при минимальной разнооттеночное™ окраски.

Для этой цели начинают применять колориметрические методы расчета рецептур крашения для воспроизведения заданного цвета, что становится возможным благодаря зависимости между концен­ трацией красителя на волокне и спектральным коэффициентом отражения окрашенного образца.

Программное регулирование процессов периодического краше­ ния находит более широкое применение в шерстяной промышленности с помощью манометрического программного ПИ-регулятора, обеспе­ чивающего высокую точность регулирования ±1°С при инер­ ционности, не превышающей 20—30 с. Регулятор имеет указываю­ щее и записывающее устройство.

Электрические термометры сопротивления позволяют устанавли­ вать датчик на расстоянии более 60 м от пульта. В датчиках этих термометров используется зависимость сопротивления проводника от его температуры. Материалом для сопротивлений могут служить проволока из чистых металлов (платины, меди, никеля), которые прочны, устойчивы в работе, не изменяют своих физических свойств

стечением времени, не окисляются. Измерение температуры сво­ дится к замеру сопротивления проводника. В последние годы полу­ чили распространение регуляторы температуры, в которых вместо термометров сопротивления используются полупроводниковые со­ противления, называемые термисторами, у которых температурный коэффициент сопротивления достигает 3—4% на 1° против 0,4—0,5% у металлических сопротивлений, что позволяет применять приборы

сболее простыми схемами. При использовании термометров сопро­ тивления в качестве измерительных приборов применяются логометры, которые поочередно можно подключать к 12 термометрам сопротивления. Удобнее всего сопротивление термометра измерять

спомощью уравновешенного моста (нульметод). Метод достаточно чувствителен, потому что малейшее изменение температуры объекта

18 В . М . Бельцов


274 Р Е Г У Л И Р О В А Н И Е Т Е Х Н О Л О Г И Ч Е С К И Х ПРОЦЕССОВ

немедленно изменяет величину сопротивления, включенного в мосто­ вую схему, что вызывает разбаланс моста и образование разности потенциалов, которая увеличивается с помощью усилителя сначала по напряжению, затем по мощности и выдается на реверсивный двигатель. Последний приводит в движение стрелку прибора и начи­ нает перемещать движок реохорда до устранения рассогласования. Такие приборы используются в красильно-отделочном производстве для контроля и регулирования температур в запарных и сушильных камерах, красильных и промывных ваннах и т. д.

В качестве примера можно указать на электронный автоматиче­ ский трехпозиционный регулятор температуры с полупроводнико­ вым датчиком ЭАТРТ, используемый для дистанционного автома­ тического регулирования температуры жидкости в диапазоне +20-4- -=-100° С или для измерений температуры газовой среды при условии замены датчика. Прибор состоит из измерительного устройства, имеющего схему электронного моста, усилителя, реле и исполни­ тельного механизма. Изменение температуры ванны приводит к раз­ балансу моста и прибор дает команду двигателю исполнительного механизма на открывание или закрывание парового клапана. В слу­ чае быстро изменяющихся тепловых процессов система термометр со­ противления — логометр не всегда дает положительные результаты.

Термометры сопротивления широко используются в программных регуляторах температуры. Имеется довольно много различных регу­ лирующих устройств, например РУ5-01 (для позиционного регули­ рования) и РУ5-02 (для пропорционального регулирования при работе с изодромным регулирующим устройством), работающие в комплексе с электронными мостами и потенциометрами (ЭМП, МСР, ЭПД, ПХР и др.). Программа цикла в виде полосы наносится (тушью) на диаграммную ленту длиной 10 м и шириной 160 мм и затем при ее движении считывается с помощью специальной фото­ головки. Фотосопротивление является датчиком, включенным в мо­ стовую схему. Его освещенность, а сл.едовательно, сопротивление будет меняться в зависимости от полосы на ленте, таким образом в прибор поступает соответствующий программе импульс, который, как обычно в таких приборах, измеряется и преобразуется в соот­ ветствующую команду для исполнительного механизма. Программ­ ное регулирование процессов отделки все чаще применяется в произ­ водстве. Так, в ГПИ-5 (Киев) разработана «жесткая» программа регулирования крашения в барке: на Купавинской тонкосуконной фабрике внедрен автомат с программным управлением для крашения ткани с шаговым реле и высокой точностью регулирования ±1,5%; Барнаульский НИИТП разработал на основе программного бескон­ тактного устройства ЭПУ-1 процесс совмещенного перекисного беления и крашения прямыми светопрочными красителями пряжи в мотках на красильных аппаратах КТ-100 и др.

Термоэлектрические пирометры, т е. термопары, — это приборы,

основанные на принципе возникновения термоэлектродвижущей


К О Н ТР О ЛЬ И Р Е Г У Л И Р О В А Н И Е К О Н Ц Е Н Т Р А Ц И Й Р А Б О Ч И Х РАСТВОРОВ 275

силы в месте спайки или сварки двух разнородных проводников, противоположные концы которых находятся в других темпера­ турных условиях. Термопары используют чаще всего для контроля объектов с высокими рабочими температурами, например в газовых опаливающих машинах, на тиснильных каландрах, газовых сушиль­ ных машинах и др. В качестве вторичных приборов для измерения э. д. с. применяются магнитоэлектрические милливольтметры или потенциометры.

Большой интерес представляет бесконтактное измерение темпе­ ратуры поверхности (БИТ), которое необходимо для контроля нагрева тканей, например при термической обработке, сушке, запаривании и др. Современные способы позволяют без контакта с материалом, на основе измерения энергии теплового излучения от нагретого материала в средней части ИК-спектра, измерять температуру его поверхности. В качестве приемников излучения используются дат­ чики-болометры, имеющие металлические и полупроводниковые сопротивления. Исследования, проведенные в Московском текстиль­ ном институте, показали, что приборами БИТ с датчиками со свин­ цово-сернистым фотосопротивлением можно измерять температуру поверхности текстильных материалов в диапазоне 50—300° С. Этот способ контроля весьма перспективен. На практике иногда находят применение датчики для контроля температуры рабочих поверхно­ стей валов тиснильных каландров, обогреваемых электричеством.

Контроль и регулирование давления в рабочих средах и в орга­ нах машин относятся к числу наиболее распространенных видов контроля. Методы контроля общеизвестны. В красильно-отделоч­ ном производстве широко применяются манометры различных марок, измеряющие давление при помощи трубчатой пружины, мембраны или сильфона. Они используются для контроля давления пара, воды и сжатого воздуха как в трубопроводах, так и в аппаратах (автоклавах). Для контроля разрежения, например в отсосных машинах, применяются вакуумметры. Контроль давления в жале валов косвенно производится по давлению сжатого воздуха или масла, подаваемых на механизм прижима. Для контроля максималь­ ного или минимального уровня давления воздуха в системах пневмо­ автоматики применяют сигнальные реле. Для регулирования давле­ ния пара, например перед сушильно-барабанными машинами, при­ меняют регуляторы прямого действия.

§ 3. КОНТРОЛЬ И РЕГУЛИРОВАНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ РАБОЧИХ РАСТВОРОВ

Регулирование концентраций рабочих и

питающих растворов

в красильно-отделочном производстве — одна

из важнейших задач

в системе управления технологическими процессами. В периоди­ ческих процессах беления или крашения концентрация определяется заданным количеством химических материалов, расходуемых в соот­ ветствии с нормой. В таких процессах обычно контролируются

18*