Курсовая работа: Производство одноразовой посуды экструзионным процессом

Во втором варианте подсистема регулирования температур построена с применением многофункциональной платы PCL-812PG фирмы Advantech. В этом варианте будет тоже осуществляться ПИД алгоритм регулирования температуры.

4.3.2 Подсистема регулирования давления в фильере

Для управления давлением в фильере, точность задания которого влияет на многие параметры получаемой пленки, была синтезирована замкнутая подсистема датчик давления – исполнительные электродвигатели шнеков. В основе которой так же предполагается использовать алгоритм ПИД-регулирования. Предполагается что компьютерная программа по ряду измеренных значений давления будет вычислять пропорциональную, интегральную и дифференциальную ошибки. Управляющий аналоговый сигнал на частотные регуляторы шнеков будет вычисляться пропорционально суммарной ошибке ПИД-регулирования.

4.3.. Основные характеристики узлов входящих в систему управления

Отказоустойчивое шасси Advantech IPC-6908

IPC-6908 - отказоустойчивое шасси для применения в промышленных условиях эксплуатации. IPC-6908 допускает установку до 8 полноразмерных карт и 260 ваттного источника питания. Отсек для установки дисководов может поддерживать два устройства половинной высоты и одно 3.5" устройство, доступных с передней панели и одно внутреннее 3.5" HDD устройство.

Рис. 16. Шасси Advantech IPC-6908.

Одноплатный компьютер PCA-6770

Серия PCA-6770 - это процессорные платы на основе Intel Celeron с Intel 440BX PCI чипсетом.

CPU содержит кеш второго уровня объемом 128 Кб, исключающий необходимость во внешнем SRAM чипе. Плата имеет PCI EIDE интерфейс (для двух устройств) и FDD интерфейс (для двух устройств). Также среди особенностей платы два RS-232 последовательных порта (16C550 UART с 16-byte FIFO или подобный), один улучшенный параллельный порт (с поддержкой SPP/EPP/ECP) и два USB порта. PCI IDE контроллер поддерживает Ultra DMA/33 и PIO 4 режимы. Это позволяет передавать данные на скорости более 33 Мб/сек. BIOS поддерживает загрузку с IDE CD-ROM и LS-120.

Резервный CMOS хранится во Flash памяти, которая защищает данные даже после сбоя в работе батареи питания. Также плата имеет 62-уровневый сторожевой таймер, который генерирует сброс CPU или прерывание в случае, когда программа не может работать в обычном режиме. Это обеспечивает стабильную работу системы в автоматизированных условиях.

Серия PCA-6770 имеет несколько особенностей, таких как VGA (AGP) контроллер, 10/100Base-T сетевой контроллер, два SODIMM разъема для установки максимум 256 Мб RAM. Также серия PCA-6770 поддерживает твердотельный диск (SSD), используя CompactFlash, что является идеальным решением для применения в условиях промышленной эксплуатации.

Рис. 17. Одноплатный компьютер PCA-6770.

Многофункциональная плата сбора данных PCL-812PG.

Универсальная плата сбора данных

·АЦП 12 бит, 30 кГц

·16 потенциальных входов

·Режимы опроса: программный, по прерываниям и DMA

·Программируемое усиление

·Два канала ЦАП, 12 бит

·16 цифровых входов-выходов

Плата дискретного ввода/вывода PLC-722.

Плата дискретного ввода-вывода: 144 канала дискретного ввода-вывода; 6 разъёмов, cовместимых с Opto-22

Плата ЦАП PCL-726.

Плата 6-канального ЦАП

·6 каналов, 12 разрядов

·Выходные сигналы: ±5, ±10, 0...5, 0...10 В

·Токовая петля 4-20 мА

·16 линий цифрового ввода-вывода

Интерфейсная плата PCL-741.

Плата интерфейсов RS-232/токовая петля с гальванической изоляцией: Два независимо конфигурируемых порта RS-232/токовая петля; Скорость передаци до 115,2 кбит/с; Напряжение изоляции: 2500 В пост. тока

Конвертор I-7520.

I-7520 - конвертер RS-232 в RS-485 с автоматическим контролем за направлением передачи данных для RS-485, гальваническая изоляция 3кВ по RS-232

4.3.4 Датчики давления

Сравним существующие типы датчиков давления. Результаты сравнения занесём в таблицу:

Проанализировав преимущества и недостатки представленных датчиков можно сделать вывод, что наиболее оптимальным вариантом, подходящим для нашей системы, является пьезорезистивный тип датчиков.

Пьезорезистивные датчики обладают широким набором преимуществ по сравнению с манометрами других типов. Относительно большая толщина диафрагмы делает такой датчик весьма надёжным. Кроме того, он обладает в 1000 раз большим быстродействием, чем тензодатчики. Отсутствие жидкостных наполнителей позволяет исключить возможность загрязнения расплава полимера при использовании пьезорезистивных датчиков.

Пьезорезистивный датчик давления Gefran

Серия “IMPACT” - преобразователи давления без передающей жидкости для использования в высокотемпературной среде (350°C).

Среднее давление передается напрямую на чувствительный силиконовый элемент через толстую диафрагму. Передача происходит по силиконовой микроструктуре (MEMS). Рабочий принцип - пьезорезистивный. Основная характеристка серии “IMPACT” - отсутствие передающего флюида. Чувствительный элемент, установленный сразу за контактной мембраной, выполнен из силикона с помощью микропроцессорных технологий. Микроструктура включает в себя измерительную мембрану и пьезорезисторы.

• Диапазоны давлений до 3000 bar для динамического применения

• Точность 0,5%

• Дистанционная электроника

• Возможне выходы: 0-10 V (N) или CAN Open (D)

Терморегулятор «Термодат-22»

Многоканальный регулятор температуры “Термодат-22” предназначен для управления температурой до десяти объектов независимо на каждом канале. Прибор может быть оборудован архивной энергонезависимой памятью и интерфейсом для связи с компьютером.

Входы: Приборы имеют один из следующих типов входов для работы с термопарами ХА,ХК,ПП,ПР,МК,ЖК,ВР для работы с термосопротивлениями Pt, Cu, Ni (трехпроводная схема подключения) для измерения постоянного напряжения 0…80 мВ и тока (с внешним шунтом) 0…5 мА или 4…20 мА. Количество входов 10 для термосопротивлений, 10 или 12 для термопар.

Выходы: для управления нагревателями – релейный (выход типа R, реле - 8А, 220 В) или для управления симисторами (тип S). При ПИД регулировании выход S обеспечивает плавное управление мощностью по методу равномерного распределения рабочих сетевых периодов. Если ПИД регулирование реализовано на реле, период срабатывания реле (период ШИМ) задается пользователем в диапазоне от 2 до 600 сек. Дополнительные реле предназначаются для включения охлаждения (вентиляторов) или для аварийной сигнализации.

Количество выходов: для управления нагревателями используется 10 реле, 6…10 реле для включения вентиляторов, 10 выходов для управления симисторами, 8 аналоговых выходов.

Рис. 18. Терморегулятор «Термодат-22»

4.3.5 Датчики температуры

Измерения температуры в экструзионной промышленности производится как при помощи терморезисторов, так и с использованием термопар и радиационных пирометров.

Произведём сравнение различных датчиков температуры:

Терморезистор Gefgan TR5N.

Предназначен для измерения температуры на экструдерах.

• Температурные пределы: -40 ... + 350° C

5. Контроль температурного режима

5.1 Теоретические сведения

Контроль температуры цилиндра и формующего инструмента (фильеры) экструдера необходим для обеспечения постоянства вязкости полимера. Отклонения вязкости материала могут привести к ухудшению его свойств, возникновению недопустимых нагрузок на шнеке и приводе экструдера.

Для обеспечения стабильности размеров формируемой пленки и ее механических свойств температура расплава полимера на выходе зоны дозирования и давление расплава в формующей головке должны поддерживаться в узких пределах.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6