Разработка автоматизированных систем контроля технологического процесса на современных кирпичных (стр. 1 из 7)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Кафедра Автоматизация производственных процессов и электротехника

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине “Технические измерения и приборы”

Тема работы:

«Разработка автоматизированных систем контроля технологического процесса на современных кирпичных заводах»

Омск 2008

Введение

В данной курсовой работе необходимо разработать автоматизированную систему контроля технологического процесса на современных кирпичных заводах.

Несмотря на утвердившееся направление бесщитового распределенного управления, существенно ограничивающее применение традиционных вторичных приборов (мостов, потенциометров, дифференциально-трансформаторных приборов), последние находят применение. Следует отметить, что измерительные схемы потенциометров и мостов используются для измерения различных физических величин (кроме температуры), которые с помощью соответствующих первичных измерительных преобразователей могут быть преобразованы в электрические напряжения или сопротивления. Так, например, они могут быть использованы для измерения влажности с помощью двух резистивных датчиков температуры, измерения давления с помощью тензометрических и пьезоэлектрических преобразователей и в других случаях.

На кирпичном заводе применяется технология пластического формирования, по которой изготавливают кирпичи и камни согласно ГОСТ 530-95.

В качестве АСР я решил выбрать систему регулирования температуры в туннельной печи, в зоне обжига керамического кирпича. На рисунке 1 представлена функциональная схема контура управления температурой в ТОУ,

где: ТОУ – технологический объект управления;

АР - автоматический регулятор;

ИМ - исполнительный механизм - включает в себя двигатель (Д) и редуктор (Р);

РО - регулирующий орган – заслонка клапана;

Д - датчик.

Работа такой системы заключается в том, что регулирование температуры осуществляется путем изменения подачи газо-воздушной смеси. Если в печи изменилась температура, то датчик фиксирует это и подает сигнал автоматическому регулятору, который в свою очередь вырабатывает сигнал управления и посылает его на исполнительный механизм. Двигатель начинает вращаться в сторону соответствующую закрытию или открытию клапана (в зависимости от роста или уменьшения температуры в ТОУ), который через редуктор связан с выходным валом двигателя. Изменение положения заслонки приводит к соответствующему изменению расхода газо-воздушной смеси, а следовательно и к изменению температуры в ТОУ.

Автоматическое регулирование температуры в печи очень важно для получения высококачественного кирпича, т.к. в настоящее время является одним из самых распространенных строительных материалов в мире. Из кирпича возводятся не только жилые здания, но и производственные помещения, и его качество определяет длительность эксплуатации и надежность этих построек.

Производство кирпича включает в себя несколько этапов:

- Разработка карьера,

- Первичная переработка массы,

- Накопление и хранение глиняной шихты,

- Вторичная переработка шихты ,

- Формирование и транспортировка кирпича-сырца,

- Сушка кирпича-сырца,

- Садка высушенного кирпича-сырца на обжиговые вагонетки,

- Обжиг кирпича,

- Разгрузка готовой продукции.

В технологии керамического кирпича обжиг является завершающей и наиболее ответственной стадией его изготовления. Процесс обжига керамического кирпича заключается в высокотемпературной обработке сформованного и высушенного кирпича-сырца при заданных температурах в определенной газовой среде. Под влиянием теплового воздействия в керамических массах происходит ряд физико-химических процессов, в результате которых формуются наиболее важные свойства и структура керамического кирпича, определяющие его техническую ценность - прочность, плотность, морозостойкость и др.

Продолжительность обжига и последующего охлаждения, температурные условия и характер газовой среды находится в зависимости от физико-химических свойств сырья и от процессов, протекающих в кирпиче.

Процесс обжига делится на несколько периодов: подогрев до 200°С, досушка - удаление физической воды из глины, дальнейший нагрев до 700°С "на дыму" и удаление химически связанной воды из глины, "взвар" ~ до температуры обжига 900~1100°С - созревание черепа, охлаждение "закал" - медленное до 500°С и быстрое от 500 до 50°С обожженного кирпича.

Для производства кирпича используется туннельная печь. В зоне обжига печи, в своде, вмонтированы горелки. Имеются также дополнительные сводные отверстия, позволяющие перемешать зону обжига по длине печи. Установка для подачи газообразного топлива состоит из 7 групп газовых горелок принудительного смешивания по 14 горелок в каждой группе. На участке расположения горелок установлен датчик температуры (термопара) в рабочем канале печи. Для подачи воздуха к горелкам на своде печи установлено 7 вентиляторов системы «вулкан» с воздуховодами и арматурой. Для горения используется воздух из цеха, но возможно использование горячего воздуха из меж сводного пространства (температура не выше 150-160С).

Описание технологического процесса и технологического производства

Разработка карьера

Добыча глинистого сырья начинается с вскрышных работ, которые производятся бульдозером Д 3-27С. Размер отвала: высота – 1200 мм., длина – 3000 мм. Вскрытие должно опережать работы по добыче сырья.

Разработка и погрузка глины производится одноковшовыми экскаваторами ЭО-1252 и ЭО-5111. разрабатывают сырье на глубине 5-6,8 м. Перед загрузкой в автомашину глина предварительно разрыхляется и усредняется экскаватором.

В зимний период производится разогрев глины путем сжигания бурого угля слоем 20-40 см. Более подробно технологический процесс разработки сырья описан в «Паспорте карьера», разработанном «Уралгеолстроем» в 1991 году.

Первичная переработка массы.

Глинистое сырье, доставляемое из карьера автомашиной КАМАЗ-5511 в приемное отделение, поступает в бункер рыхлителя СМ-1031 М или в глинозапасник емкостью 200 м.куб. Глинорыхлитель производит первичное дробление сырья и подачу его на ленточный питатель КМ-21. Питатель осуществляет подачу и дозировку сырья (поднятием или опусканием шибера). Регулировку подачи производят при изменении карьерной влажности глинистого сырья, в период межсезонья, при изменении физико-механических показателей глины.

С ленточного питателя сырье ленточным конвейером попадает в глиномешалку СМК-126. над конвейером установлен электромагнитный железоотделитель для удаления металлических предметов из глины.

Поступившее в глиномешалку сырье усредняется, увлажняется до 20%. Масса глины, заполняющая корпус смесителя, должна закрывать валы, но не более чем на 1/3 высоты лопастей, находящихся в верхнем положении. Зазор между кожухом смесителя и лопастями должен быть не более 10 мм.

Из глиномешалки масса ленточным конвейером подается в бегуны КМ-25. На бегунах мокрого помола измельчают и перемешивают глиняную массу. Степень увлажнения массы в бегунах определяется визуально. Нормально увлажненная глина (20-22%) хорошо обрабатывается и не прилипает к каткам и скребкам. Переувлажненная глина прилипает к каткам, замазывает отверстия в шнеках и стенках чаши. Недостаточно увлажненная глина состоит из неслипшихся между собой кусков, рассыпающихся при разминании руками. На бегунах куски глины под тяжестью катков раздавливаются, а за счет усилий сдвига, образуемого при вращении катков, разрываются и истираются. Обработка массы на бегунах мокрого помола повышает ее связность и однородность. Прочность сырца приготовленного из обработанной на бегунах массы, повышается и, вследствие этого, увеличивается прочность готовых изделий.

Обслуживание бегунов в процессе работы заключается в непрерывном наблюдении за подачей глиняной массы, степенью ее увлажнения и качеством обработки, толщиной материала под катками (допускается слой 25 мм.), а также за состоянием скребков. Увлажнение осуществляется по имеющемуся на бегунах водопроводу.

После обработки на бегунах глиняная масса ленточным конвейером пересыпается на вальцы грубого помола МГФ-1000, рабочий зазор между валками 5-7 мм. Вальцы грубого помола предназначены для дальнейшего измельчения глиняной массы путем раздавливания материала и его истирания за счет различной частоты вращения валиков, вращающихся навстречу один другому.

Накопление и хранение глиняной шихты

От вальцов глина наклонным конвейером ЛТГС -650 подается на конвейер ЛТГС -700, оборудованный передвижным плужковым срабатывалетем. Плужковым срабатывалетем подготовленная шихта перемещается на один из двух расстилочных мостов, перемещающихся вдоль шихтозапасника. Расстилочный мост представляет собой два конвейера: один неподвижный, принимающий шихту с конвейера, другой подвижный (челнок), равномерно распределяющий шихту в шихтозапаснике в бурт правильной конусообразной формы емкостью до 250 м.куб.

Поступившая в шихтозапасник шихта вылеживается в течении 7 суток, усредняется по влажности (20-22%). Шихтозапасник размечен на 20 позиций для лучшего учета и контроля высыпаемых и выбираемых буртов сырья.

Вылежавшееся сырье отбирается из шихтозапасника с помощью многоковшовых экскаваторов БМК-11-25/40, установленных на самоходных мостах. Во время работы экскаватор, стрела которого имеет наклон до 45 градусов, передвигается с одной стороны на другую по всей ширине шихтозапасника с последовательным углублением стрелы.

Ковшами экскаватор снимает слой шихты определенной толщины – 40-50 мм по всей длине бурта. Затем стрела углубляется на 40-50 мм. и операция повторяется. При помощи ленточного конвейера многоковшового экскаватора шихта подается на ленточный конвейер ЛТГС-800, над которым установлен электромагнитный железоотделитель.