СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ФАНЕРНОГО СЫРЬЯ
METHOD OF PLYWOOD RAW MATERIAL COOKING AUTOMATIC CONTROL

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к гидротермической обработке древесины.
Известна система для автоматического управления гидротермической обработкой древесины, содержащая датчики температуры жидкости, установленные в емкости, имеющей паропровод с исполнительным механизмом, блок управления, датчики параметров пара, пульт оператора, блок индикации и сигнализации, блоки диагностики и анализа, блоки обработки данных, блок сопряжения, формирователь и датчики коэффициента загрузки емкости, параметров фанерного сырья и состояния внешней среды [Авторское свидетельство СССР №1055650, В27К 1/02; В27К 3/02, 23.11.83. Бюл. №43].
Недостатками прототипа являются: отсутствие фильтрации воды, что ведет к потерям тепловой энергии, так как горячая вода, поступающая в секции бассейна, передавая тепло фанерным кряжам, остывает, а также загрязняется минеральными и древесноволокнистыми частицами, после цикла гидротермической обработки вода сливается, происходит нагрев новой воды, что и приводит к дополнительным потерям тепла и рабочего времени; отсутствие системы регулирования уровня воды в бассейне, что ведет к недоливу или переливу воды в бассейне (например, при загрузке сырья); потери тепла при подаче пара прямо в бассейн, т.к. при подаче пара по трубам, проложенным по дну бассейна, много пара уходит в атмосферу, не успевая передать тепло воде, что и приводит к потерям тепловой энергии.
Изобретение решает задачу повышения эффективности процесса гидротермической обработки фанерного сырья путем очистки воды в бассейне от минеральных и древесноволокнистых примесей, снижения потерь тепла и регулирования уровня воды в бассейне.
Это достигается тем, что система автоматического управления процессом гидротермической обработки фанерного сырья, содержащая датчики температуры, установленные в бассейне, паропровод с исполнительным механизмом, блок управления, согласно изобретению дополнительно снабжена промышленным контроллером, управляющим компьютером, датчиками уровня воды в бассейне, датчиками давления и температуры воды в подающей трубе, системой фильтрации и подогрева воды и системой регулирования уровня воды в бассейне, причем датчики своими выходами соединены с модулем ввода контроллера, который, в свою очередь, через модуль вывода подключен к исполнительным механизмам, система фильтрации и подогрева воды, связывающая бассейн и теплообменник, состоит из шнекового насоса и промышленного фильтра тонкой очистки, а система регулирования уровня воды в бассейне состоит из датчиков регулирования уровня воды, расположенных на стенках бассейна и подключенных к модулю ввода контроллера, и исполнительных механизмов, подключенных к модулю вывода контролера.
В системе фильтрации и подогрева воды реализован замкнутый цикл. Так, с термометра сопротивления сигнал об изменении температуры подается в технологический контроллер (например, ADAM-5000), после управляющий сигнал поступает на электродвигатель шнекового насоса, который перекачивает воду из бассейна в теплообменник для ее подогрева паром из котельной. Перед теплообменником установлен промышленный фильтр тонкой очистки типа ФМО, таким образом, происходят фильтрация, подогрев воды и экономится тепловая энергия.
Установленные в бассейне емкостные уровнемеры измеряют и вводят уровень воды в бассейне в технологический контроллер (например, ADAM- 5000), с него поступает управляющий сигнал на исполнительные механизмы, происходит либо слив, либо долив воды - в зависимости от ее уровня.
В теплообменнике происходит передача тепла от пара из котельной к воде, циркулирующей через теплообменник. При таком способе тепловая энергия практически полностью передается от пара из котельной к воде в бассейне.
На чертеже представлена система автоматического управления процессом гидротермической обработки фанерного сырья.
Схема включает (позиции) бассейн 1, теплообменник 2, подающий трубопровод 3, обратный трубопровод 4, фильтр 5, трубопровод долива воды 6, исполнительный механизм регулирования подачи воды в бассейн 7, датчики измерения уровня воды в бассейне 8, исполнительные механизмы регулирования долива и слива воды из бассейна 9 и 10, трубопровод слива воды 11, датчик измерения температуры воды в подающей трубе 12, шнековый насос с электродвигателем 13, датчик измерения давления воды в подающей трубе 14, датчики измерения температуры воды, установленные в разных точках бассейна 15, модуль ввода сигналов с датчиков (например ADAM-5017H) 16, модуль вывода (например, ADAM-5024) 17, промышленный контроллер (например, ADAM-5000/TCP) 18, управляющий компьютер (например, SIMATIC RACK PC 840 V2) 19, пульт оператора 20.
Система работает следующим образом. С пульта оператора 20 или с управляющего компьютера 19 подается сигнал включения системы на контроллер 18, с модуля вывода 17 подаются тестовые импульсы на исполнительные механизмы 7-10 и электродвигатель шнекового насоса 13, с модуля ввода 16 тестовые импульсы идут на датчики 15, 14, 12, 8, обратно с устройств поступают сигналы о их исправности или неисправности на промышленный контроллер 18, пульт оператора 20, управляющий компьютер 19. После получения информации об исправности датчиков и исполнительных механизмов промышленный контроллер 18 сравнивает значения температуры, полученные от датчиков, расположенных в бассейне, с температурой, заданной технологическими требованиями, подает сигнал на включение исполнительного механизма 7, расположенного на подающем трубопроводе 3, и нагретая вода подается в бассейн.
На подающем трубопроводе 3 расположены датчики 12 измерения температуры воды и 14 измерения давления воды, информация с которых поступает в промышленный контроллер 18 через модуль ввода, где обрабатывается, и на пульт оператора 20 и управляющий компьютер 19.
После прогрева воды в бассейне до заданной технологическим режимом температуры происходит загрузка бассейна. При загрузке бассейна 1 фанерным сырьем уровень воды в бассейне поднимается, с датчиков уровня 8 поступает сигнал на промышленный контроллер 18 и пульт оператора 20, информация с датчиков уровня 8 обрабатывается промышленным контроллером 18 и вырабатывается управляющее воздействие на включение исполнительного механизма 10 и слив воды до заданного уровня.
В процессе прогрева фанерного сырья горячая вода, поступающая в секции бассейна, передавая тепло фанерным кряжам, остывает, а также загрязняется минеральными и древесноволокнистыми частицами. С датчика температуры 15 сигнал об изменении температуры подается в промышленный контроллер 18, после сигнал поступает на электродвигатель шнекового насоса 13, который перекачивает воду из бассейна 1 в теплообменник 2 для ее подогрева паром из котельной. Тем самым автоматически реализуется и контролируется требуемый режим проварки сырья. Перед теплообменником установлен промышленный фильтр тонкой очистки 5 типа ФМО, таким образом, происходят подогрев и очистка воды в бассейне.
Предлагаемая система выполнена таким образом, что обеспечивает работу в трех режимах: в автоматическом - используемом при обработке серийных партий фанерного сырья и являющимся основным рабочим режимом; ручном управлении, где все операции выполняются оператором с пульта оператора 20; в режиме советчика, т.е. промышленный контроллер 18 выдает на пульт оператора 20 рекомендации по всем параметрам хода технологического процесса. Управление осуществляется оператором с пульта оператора 20.
Во время процесса гидротермической обработки параметры измерений температуры, уровня и давления, полученные от датчиков, а также информация о сменах и партиях, фиксируются и сохраняются в базе данных управляющего компьютера, далее промышленный компьютер по программе анализирует параметры процесса и на основе анализа выдает на исполнительные механизмы управляющие воздействия для оптимального протекания процесса.