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
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*