- Вимірювання температури повітря

Сушильні камери деревини, частіше за все оснащуються термометрами опору, і в меншій мірі термопарами і напівпровідниковими датчиками, всі способи рівнозначні, різниця тільки в ціні.

1.4 Обґрунтування доцільності розробки комп’ютерної системи керування процесом сушіння деревини

Сушка деревини - складний технологічний процес: помилки, допущені при управлінні, виявляються як правило ближче до закінчення сушки пиломатеріалу і навіть якщо вони були відмічені, виправлення їх не буває повними і займає тривалий час. В результаті одержуємо підвищену собівартість сушки, збільшення відходів деревообробки, зниження якості готової продукції і так далі.

Сучасні режими сушки деревини орієнтовані на автоматичне управління, без автоматизації використовуються спрощені режими, та і операторів, що уміють точніше чим автоматика витримувати в сушильних камерах заданий режим, просто не існує.

Використання наукового досвіду розв’язання проблеми сушіння підвищить якість готової продукції, надійність процесу, знижує собівартість сушки пиломатеріалу, і системи в цілому, забезпечує зменшення енерговитрат, і витрат на обслуговуючий персонал.

Необхідність забезпечення повністю автоматичного керування обумовлена високою складністю процесу сушіння деревини, виникає певна потреба в високоінтелектуальній системі, яка могла би керувати всіма процесами, що відбуваються в сушильній камері без стороннього втручання. Це дозволить більш точно використовувати ресурси системи.

Для внесення більшої ясності в розв’язання проблеми керування розглянемо існуючі методи керування процесом сушіння, розглянемо основні їх властивості і вимоги до них:

- Ручне управління

При сучасних вимогах до якості висушеної деревини цей спосіб управління сушильними камерами може розглядатися тільки як допоміжний, аварійний. Системи управління сушильними камерами (автоматика і напівавтоматика) у обов'язковому порядку повинні мати режим ручного управління. Рано чи пізно в процесі виробництва завжди виникають позаштатні ситуації, що вимагають втручання оператора. Для цього і потрібен режим ручного управління.

- Напівавтоматичне управління

Системи напівавтоматичного управління сушильними камерами так само, як і автоматика, повинні містити електроніку для вимірювання параметрів сушильного агента і стаціонарний вологомір деревини. Управління окремими виконавчими механізмами сушильної камери, що не вимагають періодичних перемикань, здійснюється уручну. Наприклад, вентилятори: у невеликих камерах не потрібен реверс повітряного потоку, тому вентилятори включаються на початку сушки пиломатеріалу і вимикаються при її закінченні. Підтримка заданих параметрів клімату в сушильній камері здійснюється за допомогою недорогих, таких, що серійно-випускаються регуляторів температури і вологості повітря. Перехід з фази на фазу режиму сушки деревини проводиться оператором уручну: на регуляторі встановлюються нові значення температури і вологості повітря. Час переходу на наступну фазу режиму визначається або за часом (для фаз "нагрів", "прогрів", "кондиціонування"), або по середній вологості деревини (для фаз "сушка").

- Автоматичне управління

Важко, а, швидше за все і неможливо скласти повний список вимог до системи автоматичного управління сушкою деревини. З одного боку, чим більше - тим краще, з іншої - чим більше - тим дорожче. Основна ідея - це те, що автоматика повинна повністю керувати всіма процесами в сушильній камері без втручання оператора.

У сучасних сушильних камерах для управління процесом (параметрами середовища) використовуються дві основні схеми, комбінуючи які між собою і спираючись в основному на одну з них можна одержати і третю змішану схему:

- Схема повтору процесу

Маючи досвід як деревина сохне в конкретних сушарках і даних умовах середовища, знаходять конкретну, найбільш відповідну, програму сушки (зміна параметрів середовища функцією від часу). Для цього при запуску нової сушарки проводяться пробні сушки і “шліфуються” так звані типові програми. Надалі повторюють вже кожного разу знайомий процес сушки. Цей метод дає точний результат сушки, але правильні початкові параметри висушуваного матеріалу (початкова вологість і т.д.) повинен встановити обслуговуючий персонал сам. Особливо високі вимоги до достовірності показників використовуваних давачів - повтор процесу неможливий, якщо давачі брешуть. Повтор процесу повинні дозволяти також конструкція сушильної камери (герметичність по теплу і вологості), теплові потужності (для того, щоб і взимку можна було реалізувати процес, що добре працює літом), і решта пристроїв. Для вимірювання вологості середовища в камері використовуються психометричні датчики або датчики прямого вимірювання відносної вологості.

- Схема управління потужністю сушки

В процесі заданий графік потужності сушки залежно від часу. Використовується декілька датчиків вимірювання рівноважної вологості і голчатих датчиків, для вимірювання поточної вологості деревини в сушильній камері. Перевагою є автоматичний розрахунок початкової вологості висушуваного матеріалу, недоліком - менший контроль за ходом процесу, оскільки використовувана техніка датчиків, не завжди точна і іноді може дати випадкові результати. Цю схему використовують в основному найбільші виробники сушильних камер: Incomac, Incoplan, Eisenmann, Hildebrand, Nardi та інші.

- Змішана схема

Також використовується вищезазначеними фірмами, тобто спираючись на одну з описаних вище схем, використовуються на якихось етапах сушки елементи іншої схеми. Наприклад можна регулювати тривалість завершального етапу за допомогою давачів вологості деревини, що встановлюються в матеріал.

РОЗРОБКА ПРОГПАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КЕРУВАННЯ УСТАНОВКОЮ СУШІННЯ ДЕРЕВИНИ

Для більш точного розуміння завдання розглянемо структуру реального об’єкту управління, для якого розробляється система автоматизації, це реальний об’єкт, який знаходиться в Івано-Франківській області, автоматизація якого не була проведена зважаючи на велику собівартість готових систем автоматизації, план якого було отримано разом із завданням у ТЗОВ”Новатор” в період проходження переддипломної практики:

Рис. 2.1 Структура об’єкту управління ТЗОВ”Новатор”(Івано-Франківськ)

1-Сушильна камера

2-Теплообмінник

3-Піч

4-Циркуляційний вентилятор

5-Димосос

6-Комин (димова труба)

7-Клапан (вихід повітря в атмосферу)

8-Давач температури

9-Давач вологості повітря

10-Давач вологості деревини

11-Давач температури деревини

12-Зволожувальна установка

Розглянемо задачі, які вирішує апаратна частина автоматики управління процесом сушіння деревини:

- вимірювання температури повітря в камері сушіння

- вимірювання відносної вологості повітря

- вимірювання температури деревини

- вимірювання вологості деревини

- визначення положення засувок

- обробка вхідних даних і визначення плану дій