АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СУШИЛЬНЫМИ КАМЕРАМИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВЕННОЙ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

Автоматические системы управления сушильными камерами для обеспечения качественной сушки пиломатериалов.

I. Система автоматического управления сушильной камерой "МОДУЛЬ С1".

Шкаф автоматики Модуль С-1 аэродинамической сушильной камерой (СКА-6)

Автоматика сушильной камеры "Модуль-С1" .

Автоматизированная система управления сушильной камерой предназначена для контроля и управления технологическим процессом сушки древесины. Система обеспечивает контроль и поддержание заданных параметров температуры и влажности агента сушки в сушильной камере в соответствии с заданной программой.

Комплект поставки "МОДУЛЬ С1".

1. Микропроцессорный шкаф управления.
2. Силовой шкаф управления.
3. Комплект датчиков для измерения влажности пиломатериала.
4. Комплект датчиков для измерения температуры теплоносителя на входе в сушильную камеру и наружного воздуха.
5. Приточно-вытяжные заслонки с электроприводом и без электропривода (ведущие и ведомые).
6. Блоки исполнительного механизма управления вентилем теплоносителя.
7. Клапаны подпитки водой парогенератора и психрометрических датчиков влажности сушильной камеры.
8. Распределительная коробка и кабели соединения силового и микропроцессорного шкафа.
9. Технология процесса сушки (алгоритмы сушки) и рекомендации по сушке пиломатериалов.

Комплектующие автоматики камер сушки Модуль-С1 производства ведущих европейских и американских фирм. Регулирование тепловой мощности радиаторов камер сушки осуществляется шаровым краном с электроприводом механизма "Belimo" производства Швейцарии. Изменение проходного сечения шарового крана обеспечивает автоматика системы управления в соответствии с lll уровнем программирования. Угол поворота алюминиевых приточно-вытяжных заслонок, также с электроприводом механизма "Belimo" высчитывает и обеспечивает автоматика системы управления.

Поставляемые составные части выполнены в виде законченных узлов, готовых к монтажу. Соединительные провода, трубопроводы в комплект поставки не входят. Определённые параметры - мощность и количество электродвигателей, их реверс, расположение заслонок, оговариваются при заказе. В оперативной памяти микропроцессорного контроллера "Модуль-С1" заложено 144 программы для сушки различных сортиментов древесины, при этом с ПК или микропроцессорного шкафа, возможно, корректировать любую из программ по усмотрению оператора сушильной камеры.

Система автоматического управления технологическим процессом сушки древесины Модуль - С1. Помещение оператора сушильной камеры СКФ.

Автоматика управления технологическим процессом сушки сушильной камеры модели СКМ-15р и автоматика управления отопительным оборудованием модульной сушильной камерой. г.Жуков Московская обл. 2010г

Комплект аппаратных и программных средств автоматической системы управления "Модуль-С1" камерой сушки древесины обеспечивает:

1) Контроль:

• состояние приточно-вытяжных заслонок;
• архив контролируемых параметров;
• температуры наружного воздуха, сухого и влажного термометров в сушильной камере и температуру теплоносителя;
• наличие воды в парогенераторе и ванночке психрометра.
• влажность пиломатериала кондуктометрическим способом;

2) Управление сушильной камерой через силовой шкаф:

• системой увлажнения, кондиционирования и пропарки;
• подпитка водой системы увлажнения;
• подпитка водой влажного термометра;
• вентиляторами и их реверсом;
• управление контуром водяного обогрева;
• звуковой и световой аварийной сигнализацией.

3) Отображение на панели контроллера:

• текущей температуры сухого и влажного термометров;
• температуру окружающей среды и теплоносителя;
• текущей влажности пиломатериала,
• просмотр архива контролируемых параметров;
• состояние механизмов и датчиков.

4) Задание следующих параметров:

• конечная влажность пиломатериала;
• порода древесины;
• степень жесткости режима сушки;
• толщина пиломатериала и другие технологические параметры.

5) Диагностика:

• включение механизмов;
• датчиков температуры;
• наличие трехфазного напряжения;
• других аварийных ситуаций.

Микропроцессорный контроллер имеет интерфейс для подключения к персональному компьютеру. К одному ПК одновременно можно подключить до 16-ти контроллеров, т.е. с одного персонального компьютера можно управлять работой 16-ти автономных сушильных камер. ПК может находиться на расстоянии до 1000 м от шкафов управлении и сушильных камер. Программное обеспечение персонального компьютера позволяет:

• изменять технологические параметры в процессе сушки древесины;
• дистанционно управлять процессами в сушильной камере и проводить диагностику;
• рассматривать, документировать и распечатывать параметры процесса сушки;
• задавать режимы сушки, степень жесткости режима.

Система "Модуль–С1" позволяет максимально снизить влияние человеческого фактора на процесс сушки, произвести сушку древесины с соблюдением отработанной и заданной технологии, проконтролировать соблюдение технологического режима и максимально облегчить работу оператора при управлении сушильной камерой. Возможно заключение договора на проведение пуско-наладочных работ системы, обучение персонала и проведение контрольной сушки.

Система автоматического управления сушильной камеры Модулдь-С3 (подробное описание).

II. Система автоматического управления сушильной камерой "Модуль – С2".

Автоматическая система Модуль С-2 для управления модульной сушильной камерой СКМ и шкаф управления краном рециркуляции

Устройство управления сушильной камерой предназначено для контроля и управления процессом сушки древесины. Устройство обеспечивает контроль заданных параметров: температуры и влажности в соответствии с заданной программой и выдачу сигналов на исполнительные механизмы.

Комплект поставки "Модуль – С2":

1. Микропроцессорный шкаф управления;
2. Комплект датчиков для измерения температуры и влажности в сушильной камере;
3. Программное обеспечение для связи с ПК;
4. Технология процесса сушки (алгоритмы сушки) и рекомендации по сушке пиломатериалов.

 Микропроцессорный шкаф управления изготавливается индивидуально по согласованию с заказчиком. Дополнительно для работы с устройством "Модуль – С2" может быть заказано следующее оборудование:

• силовой шкаф управления;
• контроль температуры теплоносителя;
• емкостный датчик фирмы "Honeywell" для измерения влажности сушильного агента;
• приточно-вытяжные заслонки с электроприводом и без привода; (ведущие и ведомые)
• вентили с электроприводом  "Belimo"(подача теплоносителя);
• приборы измерения влажности пиломатериала (влагомеры);
• конвертер последовательного порта RS 232 / RS 485.

Поставляемые составные части выполнены в виде законченных узлов, готовых к монтажу. Соединительные провода и трубопроводы в комплект поставки не входят. Выполняемые функции:

1. Для поддержания необходимого значения влажности сушильного агента предусмотрена возможность измерения относительной влажности воздуха и подачи исполнительных команд, психрометрическим методом или с помощью емкостного датчика влажности фирмы "Honeywell". В штатном исполнении автоматика комплектуется психрометрическими датчиками.
2. Если автоматика в камере сушки оснащена и психрометрическими датчиками и емкостным датчиком в программе "настройки" существует возможность переключений на любой из методов измерений относительной влажности;
3. Автоматика "Модуль–С2" имеет жидкокристаллический графический дисплей. Графики температуры и влажности можно наблюдать в реальном времени и просматривать в записи на дисплее прибора и/или на экране компьютера.
4. Существует возможность задавать пятнадцать различных программ рмост ррования, при смене сортимента древесины алгоритмы сушки вводятся оператором согласно "Технологии камерной сушки древесины", которая штатно входит в документацию на "Модуль-С2". Перепрограммирование занимает 10-15 минут.
5. График регулирования (программа суз которых, отдельно задаются требуемые значения температуры воздуха и, согласно техпроцесса, установка по относительной влажности (психрометрической разности). Каждый из 20 участков имеет длительность до 96 часов. Время непрерывной работы автоматики камеры сушки охватывает до 80 суток.
6. Предусмотрено включение сигнализации при завершении процесса сушки.
7. Предусмотрено ведение архивных записей, оператор может просмотреть эти записи в ручном режиме с панели прибора или с ПК, архив 128 килобайт.

 Ж/к дисплей с графическим изображением кривых температуры и влажности позволяет без листания архивных записей контролировать работу операторов сушильных камер, и быстро определить, в какой из смен были несанкционированные колебания технологических параметров сушки древесины. Оснащение автоматики "Модуль–С2" психрометрическими датчиками и емкостным датчиком фирмы Honeywell, увеличивает надежность работы сушильной камеры сушки в целом. В нештатной ситуации выхода из строя одного из датчиков, есть возможность переключиться на параллельную систему измерения и без остановки завершить процесс сушки.

Персональным компьютером производится контроль режимов работы сушильной камеры с записью диаграмм температур. К одному ПК можно подключить до 10-ти "Модулей-С2". Управление процессом сушки возможно как в ручном, так и в автоматическом режиме. Электронный блок может располагаться на расстоянии до 50-ти метров от сушильной камеры. Устройство "Модуль – С2" позволяет снизить влияние человеческого фактора на процесс сушки и произвести сушку древесины с соблюдением отработанной и заданной технологии, проконтролировать соблюдение технологического режима и максимально облегчить работу оператора при управлении сушильной камерой.

Фотографии экранов видеомонитора персонального компьютера при работе программы управления сушильными камерами. Просмотр истории процесса сушки пиломатериала в одной автономной сушильной камере комплекса.

Диаграмма реального процесса сушки пиломатериала в сушильной камере. На диаграме показаны: темература в сушильной камере, психрометрическая разность, влажность древесины в четырех контрольных точках.

Увеличить.

Таблица реальной истории процесса сушки пиломатериала в автономной сушильной камере сушильного комплекса. Данные данной таблицы графически отображены на диаграмме (фото слева).

Увеличить.

• Устройство защиты и очистки от накипи.
• Устройство управления дренажной станцией.
• Пульт оператора насосной станции.
• Шкаф управления асинхронных электродвигателей.
• Шкаф управления установкой вентиляторной.
• Шкаф управления для управления включением и отключением силовых агрегатов.
• Универсальные электронные устройства защиты электродвигателей. 
• Устройство управления электронасосом.
• Устройство защиты фидеров электропитания.

III. Полуавтоматическое управление процессом сушки древесины.

Высокого качества высушенных пиломатериалов можно достигать используя полуавтоматическое управление процессом сушки. При этом возрастает роль оператора сушильной камеры. В случае ориентации предприятия на производство изделий постоянной номенклатуры (погонаж, половая доска и т.д.), при сушке быстросохнущих сортиментов (ель, сосна) или небольших объемах производства, нет необходимости покупать дорогостоящие автоматические системы управления.

Тех же результатов можно достичь оптимальным набором отдельных функций в полуавтоматике, необходимых для качественной сушки древесины. Согласно техпроцесса на данный сортимент, полуавтоматике ставятся задачи, которые она выполняет, пока не последует команда отмены или новой задачи. Комплектность поставки, выполняемые функции, стоимость оговариваются при заключении договора.

IV. Устройство сигнализации пожара.

Устройство обеспечивает подачу звукового и светового сигнала о пожаре, а также исполнительную команду на включение системы пожаротушения при повышении температуры в сушильной камере выше допустимой согласно ППБ - 01- 93 "Правил пожарной безопасности в Российской Федерации". В комплект поставки входят: шкаф управления и датчик температуры. Дополнительно возможна поставка с электроклапаном и трубой для подачи воды в камеру.

V. Система увлажнения, кондиционирования и пропарки.

Предназначена для создания необходимых и достаточных условий для качественной сушки твердолиственных и ценных пород древесины, а также толстых сортиментов хвойных пород по 1,2 категории качества. Многофункциональность системы достигается выработкой сухого пара для повышения энтальпии и влагосодержания сушильного агента. Технологические операции кондиционирующей обработки древесины, промежуточных, конечных термовлагообработок, необходимы для снятия внутренних напряжений в высушенном пиломатериале, с целью придания стабильности геометрических форм заготовке после обработки на деревообрабатывающих станках. При отсутствии подвода сетевой воды, система увлажнения, кондиционирования и пропарки может функционировать в автономном режиме т.к. оснащена расходным баком, находящимся внутри камеры, емкость которого достаточна для проведения полного цикла сушки. При возникновении аварийных пожароопасных ситуаций, эта же влага используется штатной системой пожаротушения сушильной камеры согласно ППБ - 01- 93 "Правил пожарной безопасности в Российской Федерации". В комплект поставки входят: шкаф управления, расходный бак, парогенератор, соединительные шланги и запорная арматура.

Общие рекомендации при использовании автоматических систем управления в сушильных камерах.

В общем случае, автоматические системы управления техпроцессом сушки древесины, "Модуль-С1" и "Модуль-С2" обеспечивают контроль и поддержание заданных параметров температуры и влажности агента сушки в сушильной камерах в соответствии с заданной программой. Регулирование температуры теплоносителя, а значит, и температуры сушильного агента внутри камеры сушки, осуществляется изменением проходного сечения магистральных трубопроводов с помощью шаровых кранов. Т.е. регулируется расход теплоносителя определенной температуры. По аналогии с двигателями внутреннего сгорания, это регулирование является качественным. Такого регулирования температуры достаточно, если камера сушки запитана от стационарной котельной со стабильными параметрами теплоносителя на входе и выходе. В случае комплектации сушильной камеры твердотопливным котлом с ручной загрузкой, работающим на отходах деревообрабатывающего производства, из-за негативного влияния "человеческого фактора", весьма сложно поддерживать определенный температурный режим. При сушке некоторых сортиментов древесины температурные колебания просто недопустимы, т. к. вызывают большой процент брака. Наше предприятие комплектует твердотопливные котлы или газогенераторы, бункером - накопителем со шнековой дозированной подачей опилок. Количество топлива, поступающее в камеру сгорания, зависит от требуемой или заданной температуры теплоносителя и регулируется автоматически, специальным шкафом управления. Это регулирование является количественным.

В связи с тем, что влагопроводность древесины в радиальном направлении больше, чем в тангенциальном, то соответственно скорость сушки пиломатериалов с радиальным распилом будет выше, чем пиломатериалов с тангенциальным распилом. Причем, при прочих равных условиях, заболонный пиломатериал будет иметь более высокую начальную влажность, чем пиломатериал спелой древесины, поскольку в растущем дереве только заболонь является водопроводящей зоной. Отсюда вытекают рекомендации по использованию кондуктометрических датчиков. Для контроля влажности древесины нужно выбирать заболонные заготовки с тангенциальным распилом по ширине пласти. Алгоритмы сушки разработаны для мягких и нормальных режимов, но как уже уломиналось, при этом с ПК или микропроцессорного шкафа возможно корректировать любую из программ по усмотрению оператора сушильной камеры. В основной фазе сушки рабочие температуры в пределах 40-50°С, при достижении и переходе пиломатериалом влажности W=30% температура сушильного агента - 60°С. При самостоятельном увеличении жесткости режима мы не рекомендуем увеличивать температуру сушильного агента выше 75°С. Это ограничение связано с тем, что в лесосушильных камерах, где теплоносителем является горячая вода, затруднительна стабильная работа отопительного оборудования, особенно при параллельных потребителях тепловой энергии. Также, при достаточно длительном воздействии повышенной температуры (более 50°С) в древесине происходят необратимые остаточные изменения, которые зависят не только от температуры, но и от влажности. При сравнительно непродолжительных воздействиях температуры они обратимы, т.е. они исчезают при возвращении к начальной температуре древесины. Для стерилизации пиломатериалов достаточно 40-45°С , развитие грибов при такой температуре прекращается (Древесиноведение Б.Н Уголев). При температуре сушки - 75°С и выше необходимо строго соблюдать заданные параметры влажности сушильного агента, предъявляются повышенные требования к точности показаний приборов контролирующих технологический процесс сушильной камеры. Хотя при более высоких температурных параметрах сушильного агента длительность процесса сокращается, это может привести к растрескиванию, значительным остаточным напряжениям, уменьшить предел прочности и ударной вязкости древесины особенно у трудносохнущих сортиментов. При форсировании жесткости режима необходимо помнить о кондиционирующей обработке древесины заложенной в каждой из программ, в данном случае нельзя механически увеличить температуру сушильного агента не изменив осмысленно его относительную влажность. Кондиционирующая обработка необходима для снятия остаточных напряжений или для "старения" древесины. Влажность или степень насыщенности агента сушки должна соответствовать по диаграмме равновесной влажности древесины заданной конечной влажности древесины при данной температуре, увеличенной на 1%.

    в начало