Разработка и исследование МП системы влажности основы на шлихтовальной машине

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ивановская государственная текстильная академия

(ИГТА)

Кафедра автоматики и радиоэлектроники

 

Утверждаю

Заведующий кафедрой

Проф. Расторгуев А.К.

___________________

“___”_________2010г.

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

к курсовому проекту

на тему: «Разработка и исследование МП системы влажности основы на шлихтовальной машине»

по дисциплине Автоматизация технологических процессов производства 

 

Автор проекта _________________              Синяков В.В.

Подпись, дата

 

Специальность220301(210200)“Автоматизация технических процессов и производств текстильной и легкой промышленности”

 

Номер зачетной книжки 063167        группа 5М4

 

Руководитель проекта________________                                   Власов Е.И.

подпись, дата

 

Проект защищён “___”_____________2010г.                             оценка________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иваново 2010

 

 

Содержание

Введение	4
1 Обзор систем управления влажности основы на шлихтовальных машинах	5
1.1 Электронный кондуктометрический регулятор влажности основ ЭКРВО-1Т4	5
1.2 Влагомер ткацких основ ВК-2	9
1.3 Регулятор влажности ЭРВО-II системы ЦНИХБИ	11
1.4 Регулятор влажности фирмы Интрон (ГДР)	16
1.5 Регулятор влажности фирмы Маало (ФРГ)	20
2.5 Выбор операционных усилителей	10
2.6 Выбор мультиплексора	11
3 Программа на языке ASEMBLER для управления ЭВМ	13
Список используемой литературы	29
Приложение	30

 

Введение

 

Автоматическое регулирование влажности текстильных материалов (окрашенного хлопка, основы, ткани и т. п.) после окончательной или промежуточной сушки — задача сложная и до настоящего времени еще полностью не решенная. Рассмотрим, каковы же причины, мешающие решить эту важную задачу. В настоящее время применяются датчики влажности, основанные на зависимости свойств текстильных материалов (удельного электрического сопротивления ρ и диэлектрической проницаемости ε) от влажности:

 

 

 

Однако при измерении влажности материалов, отличающихся различной плотностью, видом волокна (хлопок, шерсть, вискоза, химические волокна) и различными видами отделок, погрешности этих датчиков сравнительно велики.

Сушильные машины, применяемые в текстильной промышленности, разнообразны по конструкции, принципу сушки (контактная, конвективная, инфракрасными лучами, комбинированная) и типам примененного привода. Регулирование влажности изменением скорости движения ткани возможно лишь в тех сушилках, которые имеют привод с плавным или многоступенчатым изменением скорости движения ткани (изменение скорости на одну ступень не должно превышать 1%). Регулирование же изменением притока тепла в сушилку в ряде случаев затруднительно из-за большого запаздывания в объекте.

Параметры передаточной функции сушилки зависят от скорости движения высушиваемого материала (например, ткани) и изменяются в зависимости от массы единицы длины материала. Передаточные функции сушилок по основным видам возмущений (изменение влажности входящей ткани, изменение массы ткани) характеризуются большим постоянным запаздыванием.

Из-за указанных причин применяемые в настоящее время регуляторы влажности не являются универсальными; они могут применяться лишь на определенных сушильных устройствах и лишь при создании условий, способствующих уменьшению возмущений, действующих на регулируемый объект.

 

1 Обзор систем управления влажности основы на шлихтовальных машинах

 

Влажность ошлихтованной основы – один из важнейших показателей, влияющих на износостойкость пряжи при переработке ее на ткацком станке. При недостаточной влажности ошлихтованной основы нити становятся ломкими и неэластичными, при повышенной влажности нити основы слипаются между собой. Отклонение влажности основы после шлихтования от установленных норм вызывает на ткацких станках повышение обрывности. Поэтому для контроля за влажностью старые шлихтовальные машины оснащаются приборами, контролирующими влажность ошлихтованной пряжи, а современные машины – регуляторами.

Широкое распространение получил метод определения влажности измерением электропроводности основы. В настоящее время шлихтовальные машины оснащаются регуляторами влажности основы, которые автоматически поддерживают установленную влажность постоянной. Регулятор измеряет влажность основы и при расхождении с заданной влажностью включает исполнительный механизм, изменяющий условия сушки основы на машине. Чаще всего изменяется скорость движения основы на машине. При недостаточной влажности основы скорость движения основы увеличивается, а при повышенной влажности ошлихтованной основы скорость движения основы уменьшается. На машинах выпуска последних лет устанавливают регуляторы влажности марок ЭКРВО-1Т4, ВК-1, ВК-2.

 

1.1 Электронный кондуктометрический регулятор влажности основ ЭКРВО-1Т4

 

Контроль и автоматическое регулирование влажности основы на шлихтовальных машинах ШБ-11/140 и ШБ-11/180 осуществляется электронным кондуктометрический регулятором влажности основ марки ЭКРВО-1Т4.

Регулятор ЭКРВО-1Т4 предназначен для контроля и регулирования влажности хлопчатобумажных и штапельных основ при переработке их на шлихтовальных машинах.

В комплект регулятора ЭКРВО-1Т4 входят роликовый датчик, измерительный блок, блок наблюдения и управления, блок регулирующего устройства.

Метод определения влажности нитей основан на измерении сопротивления пряжи, проходящей между контактным роликом-датчиком и направляющим валом машины.

Диапазон измерения сопротивления хлопчатобумажной основы составляет 1,4—0,05 Ом, для штапельной основы — 12—0,75 Ом. Допустимая относительная погрешность определения сопротивления нитей не более 10%, что обеспечивает абсолютную погрешность измерения влажности нитей не более ± 1 % на конкретной основе. Прибор работает при температуре окружающей среды до 45 °С и относительной влажности воздуха до 95%. В качестве показывающего прибора использован миллиамперметр. Прибор питается от сети напряжением 220 В с частотой тока 50 Гц. Потребляемая мощность не более 100 Вт. Масса регулятора не более 70 кг. В регуляторе используется пропорционально-интегральный закон регулирования.

В качестве первичного преобразователя использован кондуктометрический преобразователь, состоящий из направляющего ролика 6 и контактного датчика 4 (рисунок 1.1). Для усреднения величины влажности по всей ширине основы используются три контактных датчика 4. Сопротивление первичного преобразователя зависит от вида волокна и влажности основы 7. Между величиной сопротивления нитей и степенью влажности основы существует обратная пропорциональная зависимость. Контактный ролик представляет собой пустотелый хромированный цилиндр 4, свободно вращающийся на оси 5. Ось скобкой 3 закреплена на кронштейне 2, который расположен на прутке 1. Перемещением контактного ролика вдоль направляющего ролика 6 можно контролировать влажность пряжи в различных точках ширины основы.

В измерительный блок входят измерительный мост, усилитель постоянного тока, блоки питания измерительного моста и усилитель постоянного тока. Измерительная схема состоит из двух независимых друг от друга мостов. Первый мост включается при работе на хлопчатобумажной основе, второй — на штапельной основе. Включение нужного моста производится тумблером «Хлопок—штапель». Измерительная схема снабжена кнопкой «Контроль» для проверки стабильности измерительной схемы. Для корректировки показаний на контрольное деление шкалы установлен потенциометр «Установка контрольной точки». Усилитель постоянного тока предназначен для линейного преобразования напряжения в унифицированную выходную величину — постоянный ток 0—5 мА. Измерительный блок монтируется на раме ценовых разделительных прутков рядом с направляющим роликом основы и имеет размеры, мм: высота— 188, ширина — 424, глубина — 68.

 

 

Рисунок 1.1 – Датчик регулятора влажности ЭКРВО-1Т4

 

Блок наблюдения и управления собран в контейнере щитового типа и располагается на общем щите приборов рядом с выпускной частью шлихтовальной машины. Внешний вид прибора показан на рисунке 1.2. На передней панели расположены показывающий прибор 1, выполненный на базе миллиамперметра типа М-325 с пределами измерения 0—5 мА и отградуированный в процентах влажности основы. Для включения прибора в работу имеется тумблер 6 «Сеть». Наличие напряжения питания и правильность включения прибора контролируются загоранием сигнальной лампы 7. Для включения на автоматическое или ручное регулирование влажности основы имеется тумблер 8 «Автомат—Ручное». На передней панели имеется три индикаторные лампы, расположенные в окошках. При недостаточной влажности пряжи загорается лампа в окошке 2 «Меньше». В окошке 3 «Норма» загорается лампа, когда влажность ошлихтованной пряжи соответствует заданной влажности. В окошке 4 «Больше» лампа загорается в том случае, когда влажность ошлихтованной основы выше установленной. Для ручной установки регулируемого параметра (влажности) при совместной работе с регулирующим устройством типа РП2-У3 на панели блока наблюдения и управления расположен задатчик 5 типа ЗД-1000. Диапазон действия задатчика равен 0—5 мА (100%). Блок наблюдения и управления имеет размеры, мм: высота — 240, ширина —480, глубина —370.

 

Рисунок 1.2 – Передняя панель прибора ЭКРВО-1Т4

 

Внутри блока наблюдения и управления расположены: исполнительные реле, программное реле времени, силовой трансформатор для питания измерительного моста, сетевой предохранитель. Выход регулирующего устройства трехпроводный с обозначениями: выход «Больше», выход «Меньше», выход источника «Плюс». Между выходами «Больше»—«Плюс» и выходами «Меньше»—«Плюс» подключены исполнительные реле типа РЭС-8. Сигнальные лампы «Больше», «Нормально», «Меньше», находящиеся на передней панели блока наблюдения и управления, указывающие направление работы регулирующего устройства, включены через контакты исполнительных реле. В регулирующем устройстве встроено программное реле времени типа ВС-10-33Т4 для выдержки регулирующей команды о моменте пуска машины. Диапазон задержки команды регулирования 30—240 с.

Во время остановки машины основа, находящаяся в сушильном аппарате, пересушивается, поэтому на время пересушенного участка основы регулирующее устройство должно быть выключено, так как изменить влажность этого участка основы уже невозможно. Резкое увеличение скорости в момент пуска после команды регулятора может вызвать ненужный разгон шлихтовальной машины, если не будет задержки включения регулятора на некоторое время. Через контакты реле времени и контакты исполнительных реле получает команду реверсивный двигатель РД-09, который встроен в систему привода шлихтовальной машины. Таким образом, в зависимости от направления работы регулятора, т. е. от отклонения влажности основы относительно заранее заданной задатчиком влажности, скорость шлихтовальной машины регулируется в сторону увеличения или уменьшения ее, позволяя тем самым поддерживать влажность основы в пределах погоешности измерения влажности.

 

 

1.2 Влагомер ткацких основ ВК-2

 

Влагомер ткацких основ ВК-2 предназначен для измерения и контроля влажности, а в комплекте с регулятором РП4-У — для регулирования влажности движущихся ошлихтованных основ из льняных, вискозных, ацетатных, триацетатных, капроновых и хлопчатобумажных нитей. Влагомер может использоваться для работы в системах АСУ ТП.

Влагомер рассчитан на работу в закрытых помещениях при температуре окружающего воздуха от +1 до +55°С и относительной влажности воздуха до 80%. Напряжение питания прибора 220 В, частота тока 50 Гц. Потребляемая мощность 60 Вт. Диапазон измерений по шкале показывающего прибора от 0 до 100 в относительных единицах. Сила тока на выходе составляет от 0 до 5 мА. Выдержка времени на включение не более 15 с. Габариты блока питания и измерения, мм: длина — 355, ширина — 300, высота—170. Масса прибора не более 14 кг.

В зависимости от вида шлихтуемой основы влагомер имеет следующие пределы измерения и регулирования влажности, %: ацетатная 3—9, капроновая 1—5, льняная 8—20, вискозная 6—14, триацетатная 3—6.

Для измерения и регулирования влажности конкретного вида основы переключатель диапазонов устанавливают в соответствующее положение: ацетатная и капроновая—1-й диапазон, льняная — 2-й, вискозная — 3-й, триацетатная — 4-й диапазон. Погрешность измерения влажности каждого вида основы не превышает 0,5—1,5 % абсолютного значения.

В комплект влагомера ВК-2 входят блок питания и измерения, датчик и контактное устройство.

Блок питания и измерения смонтирован на выдвижной кассете, заключенной в кожух, и рассчитан на установку в щитах или пультах. Для внешних подключений на задней стенке кожуха имеется клеммник. Блок питания и измерения служит для измерения электрического сигнала, поступающего с датчика, и для обеспечения схемы влагомера требуемыми стабилизируемыми напряжениями. На лицевой панели блока питания и измерения (рисунок 1.3) смонтирован показывающий прибор 1, шкала которого проградуирована в относительных единицах влажности. При включении тумблера 6 в положение «Сеть» загорается лампочка 7, сигнализирующая наличие напряжения в схеме прибора. Предохранитель 8 на 0,5А предназначен для защиты влагомера от токовых перегрузок. Переключателем 3 «Диапазон» устанавливают диапазон, который предназначен для измерения влажности соответствующей пряжи. Для регулирования глубины демпфирования колебаний входного сигнала, поступающего с датчика, служит ручка 5 «Демпфер». Переключатель 9 определяет режим: «Работа» или «Контроль» прибора. На панели имеется резистор 10 «Выдержка времени», который служит для задержки включения регулятора при пуске машины на время, достаточное для выхода из машины пересушенной основы. Время на включение регулятора устанавливается от 15 до 150 с. Корпус 2 блока измерения имеет две ручки 4 для проведения монтажных работ. Принцип работы влагомера заключается в изменении эквивалентного активного электрического сопротивления кварцевого резонатора и ошлихтованной основы.