В производстве РТИ особое внимание уделяется повышению качества продукции, а также её конкурентоспособности на мировом рынке. В большинстве стран система контроля качества совершенствуется на всех стадия производства, включая оборудование и новые технологические процессы, поэтому данная тема статьи актуальна в наше время, так как параметры регулирования процесса влияют на качество выпускаемой продукции.
Процесс предназначен для вулканизации длинномерных изделий из резиновой смеси в вулканизационном котле тупикового типа.
Процесс вулканизации длинномерных рукавов протекает в три стадии:
1 Стадия (подготовки свинца) — свинец плавят в ванной, предварительно очистив его от шлаков, после чего покрывают слоем активированного угля и переправляют в ванную, питающую шнек пресса. Обе ванные обогреваются нагревательными элементами
2 Стадия (освинцевания) — расплавленный свинец попадает в нижнюю часть реципиента, в которой постепенно снижает свою температуру для обеспечения давления освинцевания. Это достигается использованием замкнутого контура охлаждения. Пластифицированный свинец под давлением, создаваемым шнеком, продавливается в головку между дорном и матрицей и попадает на рукав, проходящий через продольный канал дорна. Продвижение рукава осуществляется в результате того, что свинец продавливается через матрицу и протаскивает за собой рукав.
3 Стадия (вулканизации) — процесс вулканизации заключается в том, что при заданных температуре и давлении под действием серы происходит пространственное соединение макромолекул каучука между собой в единую сетку с поперечными связями — данная стадия может использоваться для вулканизации любых изделий из каучука соответствующих размеров.
Выбор регулируемых параметров
В системе управления должно быть предусмотрено:
‒ Регулирование температуры ванны плавления свинца. Задача автоматического регулирования заключается в поддержании температуры в ванне плавления свинца. Температура в ванне должна быть 385 + 10оС при соблюдении технологического процесса, поэтому необходимо регулирование температуры в ванне плавления свинца путём изменения температуры нагревательных элементов ванны плавления свинца.
‒ Регулирование уровня загрузки ванны плавления свинца. Задача автоматического регулирования заключается в поддержании уровня в ванне плавления свинца. Максимальный уровень в ванне соответствует массе наполнения 35 тонн при соблюдении технологического процесса. Поэтому необходимо регулирование уровня в ванне плавления свинца путём изменения подачи свинца в ванну плавления свинца.
‒ Регулирование температуры ванны питающей шнек пресса. Задача автоматического регулирования заключается в поддержании температуры в ванне, питающей шнек пресса. Температура в ванне должна быть 385 + 10оС при соблюдении технологического процесса. Поэтому необходимо регулирование температуры в ванне, питающей шнек пресса, путём изменения температуры нагревательных элементов ванны, питающей шнек пресса.
‒ Регулирование уровня загрузки ванны питающей шнек пресса. Задача автоматического регулирования заключается в поддержании уровня в ванне, питающей шнек пресса. Максимальный уровень в ванне соответствует массе наполнения 10 тонн при соблюдении технологического процесса. Поэтому необходимо регулирование уровня в ванне, питающей шнек пресса, путём изменения подачи свинца в эту ванну.
‒ Регулирование температуры нагрева всех зона реципиента. Задача автоматического регулирования заключается в поддержании температуры во всех зонах реципиента. Температура во всех зонах реципиента должна быть от 200 + 5оС до 335 + 5оС при соблюдении технологического процесса. Поэтому необходимо регулирование температуры во всех зонах реципиента путём изменения температуры нагревательных элементов в той или иной зоне реципиента.
‒ Регулирование температуры всех зон в головке реципиента. Задача автоматического регулирования заключается в поддержании температуры во всех зонах головки реципиента. Температура во всех зонах головки реципиента должна быть от 290 + 7оС до 297 + 7оС при соблюдении технологического процесса. Поэтому необходимо регулирование температуры во всех зонах головки реципиента путём изменения температуры нагревательных элементов в той или иной зоне головки реципиента.
‒ Регулирование температуры внутри вулканизационного котла. Задача автоматического регулирования заключается в поддержании заданной температуры внутри вулканизационного котла. Температура в котле должна быть 151С при соблюдении технологического процесса. Поэтому необходимо регулирование температуры в вулканизационном котле путём изменения подачи пара из парового коллектора внутрь котла.
‒ Регулирование давления внутри вулканизационного котла. Задача автоматического регулирования заключается в поддержании заданного давления внутри вулканизационного котла. Давление в котле должно быть 6 + 0.02МПа, при соблюдении технологического процесса. Поэтому необходимо регулирование давления в вулканизационном котле путём изменения сброса конденсата из нижней части вулканизационного котла.
Выбор сигнализируемых параметров
Для сигнализации необходимых параметров выбраны лампы, установленные на лицевой стороне двери щита управления. Питание для ламп сигнализации взято от контроллера ПЛК параллельно промежуточным реле исполнительных механизмов. Сигнализацию параметров, для которых не установлены сигнальные лампы, можно увидеть на панели оператора.
Определение показателей эффективности процесса
Показателями эффективности процесса на первой стадии — стадии подготовки свинца — являются: поддержание заданной температуры внутри ванн, ограничение массы загрузки ванн.
Показателем эффективности процесса на второй стадии — стадии освинцевания —является поддержании температуры свинца внутри шнек пресса.
Показателями эффективности процесса на третьей стадии — стадии вулканизации -являются: поддержание температуры внутри вулканизационного котла, поддержание давления внутри вулканизационного котла.
Проанализировав параметры регулирования процесса вулканизации длинномерных рукавов, определяем, что:
Целями управления на стадии подготовки свинца являются:
‒ поддержание уровня свинца, который напрямую связан с максимальной массой, допустимой в ванне плавления свинца;
‒ поддержание температуры свинца 385 оС в ванне плавления свинца;
‒ поддержание уровня в ванне, питающей шнек пресса, который напрямую связан с требуемой массой загрузки от 2 до 10 тонн;
‒ поддержание температуры свинца 385 оС в ванне, питающей шнек пресса.
Целями управления на стадии освинцевания являются:
‒ поддержание температуры свинца в зонах реципиента:
в 1 зоне реципиента 335 + 5оС; во 2 зоне реципиента 290 + 5оС; в 3 зоне реципиента 245 + 5оС; в 4 зоне реципиента 200+ 5оС;
‒ поддержание температуры во всех зонах головки реципиента:
1 зона 293 + 7оС; 2 зона 293 + 7оС; 3 зона 290 + 7оС;
Также необходим контроль частоты вращения скорости барабана с освинцованным рукавом и фиксирование расхода технической воды.
Целями управления на стадии вулканизации являются:
‒ продувка котла в течении 6–8 мин;
‒ поддержание температуры внутри котла 151 + 2оС;
‒ поддержание давления внутри котла 0.6+ 0.02 МПа;
‒ контроль времени вулканизации;
При этом необходимо обеспечить оптимальную производительность котла, и минимальные энергетические затраты на нагревание, при условии, что процесс будет безаварийным, безопасным и будет соблюдаться установленное время продувки, время вулканизации и время сброса пара котла.
Таким образом анализ параметров регулирования показал, что выбранные параметры позволяют повысить качество продукции и эффективность процесса.
Литература:
- Страхова, Л.П., Химия и технический прогресс/ Л. П. Страхова. — М.: Издательство — АСТ, 2009. — 19 с.
- Селевцов, Л.И., Автоматизация технологических процессов/ Л. И. Селевцов. — М.: Издательский центр — Академия. 2014. — 34 с.
- Шувалов, В.В., Автоматизация производственных процессов в химической промышленности/ В. В. Шувалов, В. А. Голубятников. — М.: Книга по требованию — Химия. 1985. — 6 с.
- Шишмарёв, В.Ю., Автоматика/ В. Ю. Шишмарёв. — М.: Издательский центр — Академия. 2013. — 11 с.
