Компютерно-інтегрована система автоматичного керування технологічними параметрами в камері сушіння деревини при виробництві шпону із використанням комплексу технічних засобів ОВЕН

Abstract

Актуальність теми. Натуральні матеріали завжди були фаворитами при облаштуванні домашніх інтер’єрів. Природно це обумовлено відсутністю інших альтернатив у наших предків, що підтверджує незчисленна кількість розкопок і археологічних експедицій. Натуральна деревина була зручним матеріалом при побудові будинків, створенні меблів у них і навіть посуду. Часи минають, а тенденція на використання деревини не слабне, а навпаки – зростає. У епоху, коли новобудови заселяють міста, а природних ландшафтів і парків стає все менше, у епоху дешевих виробів із пластику, людям важливо оточувати себе чимось наближеним до їх істинного – до природи. Будинки намагаються облаштувати в стилі еко, а меблі вибирають з натуральних матеріалів. Але цілісна деревина коштує дорого, і на створення одного предмету меблів необхідно інколи використати цілу колоду дерева. З екологічної точки зору – це згубно для оточуючого середовища. Одним із способів вирішенням цієї проблеми, коли людина намагається придбати додому меблі з натуральної деревини, із одночасною турботою про екологію, є використання натурального шпону. Шпон – натуральний матеріал, який часто використовується у меблевій промисловості: лущений у якості напівфабрикату для виробництва фанери та перевинношаруватих матеріалів; струганий та пиляний – як личкувальний матеріал. Технологія виготовлення натурального шпону має свої особливості [2,3]. Для підвищення пластичності матеріалу та полегшення його обробки, сировину для виробництва шпону – кряжі та бруси (ванчеси) – піддають такій стадії, як пропарювання та проварювання. Внаслідок цього вологість кряжів і брусів зростає. Вологість шпону, який отриманий шляхом стругання або лущення, знаходиться у межах від 40 до 120% і залежить від технології його виробництва і від породи деревини. Кінцева вологість повинна знаходитись у межах від 6 до 12%, її значення визначають технологічні умови виготовлення тієї продукції, для якої він призначений [4]. Висушування шпону є процесом енергоємним. Так, доля енергетичних витрат на зневоднення шпону до вологості 8±2% для технологічного процесу виробництва фанери складають від загальних 60% [16]. У промислових умовах для сушіння шпону використовують такі методи, як конвективний, контактний та радіаційний. Комбінування названих методів дозволяє суттєво інтенсифікувати технологічний процес сушіння шпону. Так, у сушарках роликового типу, які розглядаються у даній кваліфікаційній бакалаврській роботі, теплота передається до матеріалу одночасно за допомогою конвекції (обдуванням теплоносієм – гарячим повітрям), випромінювання від нагрітих поверхонь та теплопровідності (контактування шпону із нагрітими елементами сушарки – роликами). Як буде показано далі, за напрямком руху сушильного агента відносно матеріалу, роликові сушарки бувають із сопловим дуттям, із поперечною або повздовжньою циркуляцією. На теперішній час сушарки із сопловим дуттям вважаються найбільш продуктивними установками для сушіння шпону, однак мають один недолік: великий динамічний напір призводить до значних витрат електроенергії на створення інтенсивної циркуляції сушильного агента. Тому питання удосконалення систем автоматичного керування, які можуть забезпечити високу інтенсивність і якість сушіння шпону із одночасним зниженням енергозатрат, є актуальними завданнями. Об’єктом дослідження є процес сушіння шпону у роликовій сушарці із сопловим дуттям. Предметом дослідження є взаємозв’язки і закономірності температурних режимів сушіння деревного шпону та їх вплив на якість кінцевого продукту. Метою бакалаврської кваліфікаційної роботи є удосконалення системи автоматичного керування температурним режимом сушіння деревного шпону в роликовій сушарці, яка забезпечить підвищення якості продукції та ефективності роботи обладнання установки. Задачі бакалаврської кваліфікаційної роботи: - на основі вивчення літературних джерел та проведення аналізу роликової сушарки як об’єкта керування здійснити пошук шляхів покращення управління процесом сушки в роликовій сушарці VTS-4-4200; - розробити функціональну схему автоматизації системи керування роликовою сушаркою для шпону; - дослідити кінетику сушіння зразків шпону та визначити передатну функцію установки для каналу керування температурним режимом сушіння; - обґрунтувати вибір алгоритму керування та технічних засобів для реалізації САК; - дослідити показники якості роботи САК; - розробити електричні схеми системи керування та створити операторський інтерфейс системи контролю та керування роликовою сушаркою для шпону; - здійснити техніко-економічне обґрунтування прийнятих інженерних рішень.