Функціональна структура системи управління

4. Функціональна структура системи управління

Функціональна схема автоматизації є основним документом, який визначає функціонально-блокову організацію структури керування. Для процесу вакуумної сушки деревини функціональна схема приведена в графічній частині проекту (лист 6). Система складається з лісосушильної камери, вентиляторів, насосів та мікропроцесорного комплексу. Комплекс побудований на базі мікроконтролера PIC16F877 та периферійних давачів збору технічних параметрів системи.

 Опишемо роботу системи. В початковий момент часу, коли ще не розпочато процес сушіння система знаходиться в стані готовності. Після завантаження деревини і її стартового прогріву, оператор дає команду на початок процесу. Оператор вводить значення бажаних вологостей для кожної ступені сушіння пиломатеріалів, та значення температур і вологості в камері для трьох ступенів сушки. Значення підбираються в залежності від породи пиломатеріалів та їх геометричних розмірів. Подальша робота сушарної установки йде у відповідності до введених оператором даних. Вмикається нагрів котлів. Гаряча вода поступає в систему теплообмінників. Тепле повітря накачується в сушильну камеру. Мікроконтролер PIC16F877 отримує, від давачів, значення вологості та температури в лісосушильній камері, вологості дошки. Також на канали дискретного вводу PIC16F877 отримує інформацію з електродних давачів про стан заслінки черз яку здійснюється вентелювання камери. Отримані значення PIC16F877 опрацьовує.

При значеннях вологості дошки Wd.>Wd.c.1 установка працює в режимі за яким процес сушіння пиломатеріалів відбувається на першій степені сушіння. При наближенні температури в камері до граничного максимального рівня характерного для поточної ступені сушки контролер дає команду на відключення нагріву котла, при значеннях вологості в камері Wк>Wk.c.(*) відбувається вимикання вентилятора витяжки сушильної камери та відкриття заслінки вентилювання камери. Даний процес повторюється циклічно в межах заданого ступення сушіння до тих пір поки справджується умова для переходу в наступну ступінь сушіння. Дана система передбачає два види регулювання температури в сушильній камері: «грубе» і «точне» регулювання. Для встановлення і підтримання потрібної температури «грубим» шляхом застосовують рідинний і повітряний контур обігріву камери, для контролювання температури «точним» шляхом використовується електрокалорифер керування яким здійснюється за допомогою мікроконтролера. На панель виводиться поточне значення вологості дошки, температури та вологості в камері.

При значенні вологості в камері менше заданого відбувається зупинка витяжного вентилятора та закривається вентиляційна заслінка. Це необхідно для запобігання виникнення внутрішніх напружень в деревині та її короблення.

При закінченні ступені сушіння (при досягненні необхідного значення вологості матеріалу що висушується, яке поступає на канал аналогового вводу) контролер сигналізує про закінчення даного ступеню сушіння та очікує команди від оператора на перехід на наступний степінь сушіння, при досягненні кінцевого значення вологості дошки процес зупиняється і контролер сповіщає по закінчення процесу.

4.1 Опис алгоритму роботи системи

Дослідження поставленої задачі показало, що для детального розуміння процесу, потрібно перш за все зрозуміти технологію сушіння деревини трьохступеневим камерним режимом сушіння. В процесі розробки проекту автоматизації було проаналізовано можливі стани системи, та фактори що викликають зміни. Охоплюючи весь технологічний процес і враховуючи пріоритети факторів впливу на стан системи було розроблено алгоритм роботи трьохступеневої камерної сушарки. Блок схема алгоритму роботи системи зображена на листі формату А1 (лист 7).

Отже в результаті впливу факторів, що змінюють стан системи мікроконтролерна система формує на каналах виводу дискретні значення, високого та низького рівнів, тим самим керуючи протікання процесу.

В момент завантаження пиломатеріалів система знаходиться в стані „повна зупинка процесу сушки”. В цьому стані не працюють повітряний та рідинний контур обігріву, електрокалорифер вимкнений, не здійснюється вентилювання в камері також зачинений клапан вентилювання, не ввімкнений витяжний вентилятор. Потім відбувається прогрів камери з пиломатеріалами, він триває з розрахунку 1 год. на 1см. деревини.

Наступним етапом є старт мікроконтролерної системи (надалі МКС) з пристроями збору інформації.

МКС формує запит на бажані значення вологості для кожного з трьох ступенів сушіння. Також виконується запит на значення вологості та температури в камері для трьох ступенів сушіння відповідно.

Після вводу оператором значення дається команда на початок процесу сушіння.

МКС зчитує значення вологості завантажених пиломатеріалів і на основі отриманої інформації установка переходить в режим сушіння по першому з трьох ступенів.

Сушіння в межах певного ступінню виконується до тих пір поки виконується умова ( Wd. < Wd.c.*) достатня для переходу на наступну ступінь.

Де: Wd. – вологість дошки в момент збору інформації,

Wd.c.* - бажана вологість дошки для даного ступеню сушіння (вводиться оператором на початку процесу сушіння).

Тепер детальніше опишемо алгоритм роботи установки в межах ступеню сушіння.

МКС отримує від давачів поточні значення температури в камері та вологості в камері (Tk, Wk). Дані значення температури і вологості порівнюються з тими які відповідають значенням що потрібно досягнути для даного ступеню сушіння. В результаті порівняння МКС формує керуючі сигнали на пристрої що регулюють температуру та здійснюють вентилювання камери тим самим зменшують вологість повітря в камері. При виконанні умови Tк < Tк.с.(*) вмикається електрокалорифер, в протилежному випадку МКС дає сигнал на вимкнення. Відкриття клапану вентилювання та включення вентилятору витяжки відбувається при виконанні умови Wк < Wк.с.(*).

Де: Tк - поточне значення температури в камері.

Tк.с.(*) – граничне значення температури в камері для даного ступеню сушки.

Wк – поточне значення вологості в камері

Wк.с.(*) - граничне значення вологості в камері для даного ступеню сушки.

В залежності від стадії сухості пиломатеріалів змінюється циклічність зміни станів системи та тривалість перебування в певному стані.

Запропонований алгоритм роботи трьохступеневої сушарки пиломатеріалів дозволяє здійснювати автоматичну роботу сушки, та адаптувати його до апаратних засобів збору технічних параметрів, також дозволяє створити просту програму, що мінімально затрачає ресурси мікроконтролера.

5.Проектування пристрою

Похожие работы

Виробництво виробів і конструкцій із деревини і пластмас

Скачать

57773

0

0

... окремих деталей і вузлів на підприємствах, розташованих в районах видобування деревини, дозволяє більш ефективно використовувати відходи деревообробки для виробництва деревностружкових і деревноволокнистих плит. 2. Виробництво конструкцій із деревини В малоповерховому, сільському (склади мінеральних добрив тощо), цивільному (спортивні і концертні зали) будівництві знайшли застосування дерев ...

Виробництво конструкцій і виробів для малоповерхневого будівництва з вторинних сировинних ресурсів

Скачать

28747

0

0

... і тирси розміром 1.5. 5 мм. 2. Виробництво виробів і конструкцій на неорганічних речовинах При виробництві блоків стін підвалів з бетонів класом по міцності при стиску В7,5 і В10 на підприємствах бетонних і залізобетонних конструкцій застосовують вторинні сировинні ресурси, які отримують внаслідок переробки некондиційних залізобетонних конструкцій і демонтованих з будинків і споруд з значним ...

Екологічна оцінка стану довкілля Коростишивського району та розробка заходів з його поліпшення

Скачать

229249

11

17

... речовини, викиди поживних елементів, подібних до стоку добрив; осідання кислотних опадів, хвороботворні організми. Все це призводить до погіршення якості води і деградації водних ресурсів. Комплексна екологічна оцінка стану річок басейнів Дніпра за методикою, яка розроблена Українським НДІ водогосподарсько-екологічних проблем, показала, що немає жодного басейну, стан котрого можна було б класифі ...