Обоснование автоматизации технологических процессов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
абочая мощность машиныкВт17Мощность электродвигателейкВт2x9,5Потребляемая мощность нагрева одного червякакВт6Регулируемая температура червякаС0-250Регулируемая температура пресс-формыС0-150
1.2 Описание технологического процесса как объекта управления
При разработке автоматической системы управления данным технологическим процессом можно выделить следующие контуры управления:
3 зоны регулирования температуры расплава в экструдере;
контур регистрации уровня термоэластопласта в загрузочном бункере;
контур управления вращением шнека;
контур управления температурой пресс-форм;
контур управления положением пресс-форм;
контур управления механизмом выталкивания готовой детали;
контроль давления расплава в пресс-формах.
Контур регулирования температуры расплава в экструдере должны обеспечивать равномерный разогрев, расплавление и пластификацию термоэластопласта по всей длине экструдера. Температура расплава должна регулироваться в пределах 0 - 180 ?С.
Контур регистрации уровня термоэластопласта в загрузочном бункере необходим для контроля уровня термоэластопласта. Уровень термоэластопласта в загрузочном бункере должен составлять 200 мм, при меньшей величине этого параметра система должна подать аварийный сигнал и затем выполнить программу аварийной остановки.
Контур управления температурой пресс-формы необходим для регулирования процесса нагрева, а затем и охлаждения пресс-формы в ходе рабочего цикла. Пределы регулирования температуры пресс-формы составляют 0-150 С.
Контур управления вращением шнека необходим для контроля скорости вращения шнека в ходе цикла, автоматическом завершении цикла в критических ситуациях и информировании об этом оператора.
Контур управления положением пресс-форм необходим для регистрации положения пресс-форм и выдачи разрешения на дальнейшее протекание цикла.
Контур управления механизмом выталкивания готовой детали необходим для автоматического выталкивания готовой детали при завершении цикла.
Система контроля длительности цикла необходима для контроля всех стадий технологического процесса литья: процесс заливки расплава в пресс-форму - до 60 сек, допрессовка - до 1 сек, охлаждение - до 360 сек. Также необходимо предусмотреть ручную настройку параметров длительности каждой стадии процесса.
Кроме того, система должна иметь некоторые контуры контроля.
Контроль давления расплава в пресс-формах необходим для сигнализации об окончании процесса заливки термоэластопласта в пресс-формы или аварийном завершении цикла и информировании об этом оператора. Давление расплава в пресс-форме при окончании литья достигает 2 МПа.
Различные контуры аварийного окончания цикла обработки необходима для наискорейшего завершения цикла при возникновении аварийных ситуаций и информировании об этом оператора (падение температуры в 1, 2, 3 зонах; падение давления в пневматической системе; контроль уровня гранулированного сырья в бункере накопителя; блокировка пресс-формы; отказ холодильного оборудования).
1.3 Описание математической модели объекта
Температура по ходу движения термоэластопласта для качественного ведения процесса формования деталей низа обуви определяется технологическим регламентом термообработки термоэластопласта в экструдере. Прежде всего, необходимо плавное нарастание температур вдоль экструдера, не допустим перегрев полимера, при котором может произойти разрушение молекулярной структуры эксгрудата (явление деструкции).
Желаемое распределение температурного поля в термоэластопласте вдоль экструдера не всегда удается обеспечивать и тем более поддерживать стабильно по целому ряду причин. Во-первых, из-за сложности тепловых явлений в экструдере, которые сопровождаются изменением агрегатного состояния термоэластопласта, его теплофизических (удельная теплоемкость) и реологических (вязкость) характеристик, а также из-за тепловых взаимовлияний между тепловыми зонами и отдельными элементами экструдера (стенкой, полимером и червяком). Во-вторых, тепловая энергия поступает в термоэластопласт не только от нагревателей, но и выделяется внутри термоэластопласта в результате внутреннего трения, причем в зависимости от реологического состояния термоэластопласта внутреннее тепловыделение не одинаково. Поэтому уже по этой причине для изучения динамики тепловых процессов в экструдере требуется математическое моделирование процесса, тем более что число нагревателей фиксированное и, следовательно, возможности формирования температурных полей ограничены вообще и с точки зрения исключения явления деструкции в частности.
Сложность тепловых явлений в экструдере и наличие возмущений процесса термообработки полимера, с одной стороны, и высокие требования к качеству формуемых деталей - с другой, определило необходимость использования регуляторов с целью стабилизации температуры полимера на выходе из экструдера в целом [2].
Работа регуляторов оказывает влияние на все режимы работы экструдеров, в том числе и на динамику тепловых процессов в экструдере. С учетом изложенного задачи моделирования тепловых процессов в экструдере как таковом и моделирования тепловых процессов в нем при работе совместно с регуляторами являются весьма важными.
При описании математической модели процессов, протекающих в экструдере, необходимо рассматривать данный процесс как совокупность тепловы?/p>