30 Апр

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ГЕРМЕТИКОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММИРУЕМОГО ЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЛЕРА




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:
Авторы:
DOI:

В настоящее время автоматизация химических процессов в производстве  является важной и актуальной задачей. Внедрение автоматизированной системы управления позволяет не только получить высококачественные продукты, снизить затраты, повысить рентабельность, но и обеспечить безвредность данного производства, что всегда актуально для химического производства [2, с.6-7].

Бурное развитие электроники особенно в сфере микропроцессорной техники привело к созданию программируемых логических контроллеров (ПЛК), которые позволяют значительно уменьшить контакт человека с вредными веществами, уменьшить отклонение и нарушение протекания технологических процессов от нормального и обеспечить их взрыво- и пожарообезопасность[1].

Из большого разнообразия известных комплексов программирования стандарта МЭК 61131-3, как наиболее популярный у пользователей ПЛК, используют CoDeSys (Controllers Development System) [4, с.5].

В CoDeSys для программирования доступны пять языков [3, с.7]:

—       IL (Instruction List)

—       ST (Structured Text) Pascal-подобный язык

—       LD (Ladder Diagram) — язык релейных схем

—       FBD (Function Block Diagram) — язык функциональных блоков

—      SFC (Sequential Function Chart) — язык диаграмм состояний

Запустив CoDeSys, пользователь создает проект, включающий все программы, конфигурацию контроллера, сети и др. Встроенные элементы дают возможность создать модель объекта управления и проводить отладку проекта без применения средств имитации, что очень удобно [3, с.7].

Автоматизируем процесс производства однокомпонентного полиуретанового герметика.

Принципиальная схема получения однокомпонентного полиуретанового герметика представлена на рис.1.

Рис.1. Принципиальная схема производства полиуретанового герметика:

АП – автопогрузчик; Т1-Т2  — термошкаф; В – весы;

Р – рольганг; Д – диссольвер.

 

Данный технологический процесс получения возможно частично автоматизировать с помощью программируемых логических контроллеров. Для автоматизации процесса получения герметика необходимо предусмотреть:

  • автоматизацию процесса сушки влагосодержащих сыпучих компонентов;
  • автоматизацию процесса нагрева связующего;
  • автоматическое включение рольганга;
  • автоматическое регулирование процесса смешения компонентов;
  • отключение программы.

Исходя из анализа технологической схемы (рис.1) представляется возможность ее реализации с помощью системы логического управления, спроектированной на языке LD в среде CoDeSys 2.3. Программа, обеспечивающая получение герметика, может быть составлена из 16 цепей, каждая из которых выполняет свою функцию:

  1. Запуск программы (цепь 0001);
  2. Сушка влагосодержащих сыпучих компонентов в термошкафу Т1 при температуре 100±100С, 3-3,5 ч. (цепь 0002);
  3. Подогрев связующего в термошкафу при температуре 800С для уменьшения вязкости предполимера (цепь 0003);
  4. Перед загрузкой в диссольвер бочку с предполимером ставят на рольганг (цепь 0004);
  5. Загрузку в диссольвер осуществляют вакуум-метрическим давлением. Взвешивание проводят на весах (цепь 0005);
  6. В диссольвер загружают связующее (полиуретановый предполимер), включают мешалку и при скорости вращения фрезы 150 об/мин продолжают загрузку в следующей последовательности: пластификатор, осушитель и тиксотропный агент, затем перемешивают в течение 5 мин при скорости вращения фрезы 600-650 об/мин (цепь 0006);

Загрузку пластификатора в диссольвер (поз.Д) осуществляют вакуумметрическим давлением. Взвешивание проводят на весах (поз. В).

  1. Выключают перемешивание (фрезу), поднимают крышку дежи и производят очистку лопастей и крышки от тиксотропного агента, при необходимости шпателем (цепь 0007);
  2. Продолжают перемешивание в течение 10 мин (цепь 0008);
  3. Последовательно загружают наполнители, антипирены и пигменты. Загрузку в диссольвер осуществляют вручную через люк. Взвешивание проводят на весах (цепь 0009);
  4. После загрузки продолжают перемешивание в течение 10 мин (цепь 0010)
  5. Выключают перемешивание, поднимают крышку дежи и производят очистку лопастей и крышки диссольвера от сыпучих сжатым воздухом и шпателем. В диссольвер вручную загружают заранее приготовленную навеску катализатора (цепь 0013);
  6. При скорости вращения фрезы 600 об/мин перемешивают в течение 10 мин и открывают вакуум (цепь 0014);
  7. После окончания диспергирования останавливают мешалку (фрезу и планеты), стравливают вакуум и отбирают пробу на наличие комков и пузырьков воздуха. (цепь 0015);
  8. Индикатор останова (цепь 0016).

Запуск и останов технологического процесса синтеза полиуретановых предполимеров реализуются цепями 0001 и 0010 соответственно. Кнопки Pusk и Stop физически могут быть выполнены на базе кнопочной станции (кнопки с самовозвратом).

Цепи 0011 и 0012 контролируют процесс нагрева и регулирования температуры компонентов в диссольвере. При повышении температуры смешиваемых компонентов выше заданной, срабатывает переключатель и открывается вентиль подачи холодной воды в рубашку диссольвера, при температуре смешиваемых компонентов ниже заданной, срабатывает переключатель и открывается вентиль подачи горячей воды.

Программный код представлен на рис.2,3.

Рис.2 Программа реализации получения полиуретановых герметиков

на языке LD, цепи 1-10

 

Рис.3 – Программа реализации получения полиуретановых герметиков

на языке LD, цепи 11-16

Вывод: Представлена принципиальная схема производства однокомпонентного герметика и его описание, приведена программа автоматизации процесса получения полиуретанового герметика. В программе предусмотрены сушка влагосодержащих сыпучих компонентов, нагрев связующего (предполимера); автоматическое регулирование процесса смешения компонентов в диссольвере с вращающейся мешалкой, позиционное регулирование температуры.

Список литературы:

  1. Cognard P. Adhesives and sealants: Basic concepts and high tech bonding. France: Elsevier, 2005. – 511 p.
  2. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. СПб.: Химия, 1985. — 352 с.
  3. Калайтанов В.В. CoDeSys – инструментальный программный комплекс промышленной автоматизации // Young science. — 2014. — V.3. – С.7-9.
  4. Минаев И.Г., Самойленко В.В., Ушкур Д.Г. Программируемые логические контроллеры в автоматизированных системах управления. Ставрополь: АГРУС, 2010. — 130 с.
    АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ГЕРМЕТИКОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММИРУЕМОГО ЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЛЕРА
    Written by: Тимакова Ксения Александровна, Самойленко Владимир Валерьевич
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 04/04/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)
    Available in: Ebook