CC BY
18
Приведен обзор технологии изготовления щитов с сотовым заполнением. Оценены преимущества и недостатки данной технологии и возможность использования ее для мебельного производства. Проведено сравнение технологических и экономических показателей мебельного изделия, изготовленного из щитов с сотовым заполнением, и изделия из ламинированной ДСП.
Ключевые слова: древесина, мебельный щит, заполнение, сот.
KushpitA.S., Mnyh A.Ya., KushpitO.M. The use of panels with honeycomb filling in furniture manufacture
The review of technologies for production of boards with honeycomb filling. By the advantages and disadvantages of this technology and can use it for furniture production. Comparison of technological and economic indices of furniture products made of panels with honeycomb filling and products of laminated chipboard.
Keywords: wood, furniture panels, honeycomb filling.
УДК 674:621.928.93 Доц. А.В. Ляшеник1, канд. техн. наук;
доц. Л.О. Тисовський2, канд. фьз.-мат. наук; викл. Л.М. Дорундяк1;
доц. Ю.Р. Дадак2, канд. техн. наук
АВТОМАТИЧНА СИСТЕМА КЕРУВАННЯ Ф1ЛЬТРУВАЛЬНОЮ ПОВ1ТРООЧИЩУВАЛЬНОЮ СТАНЦИЮ
Описано основш шдходи до асшраци повгтря вщ технолопчного обладнання на деревообробних шдприемствах. Обгрунтовано основш функци системи управлш-ня асшрацшно-пов^роочищувальними системами та системами перекачування вщ-ходiв. Запропоновано схему тако! системи та програмне забезпечення для II функщ-онування.
Ключов1 слова: асшрацшш системи, циклон, фшьтрувальна станщя, деревний пил.
З кожним роком зм1нюються шдходи до виршення питань з асшраци та повпроочищення на деревообробних пщприемствах. У минулому столгт на ук-ра!нських шдприемствах здебшьшого використовували ушверсальш, так зваш "кущовГ1, асшрацшш системи, як обслуговували одночасно велику кшькють вер-стапв. Очищения повпря вщбувалося у циклонах. Перевагою такого шдходу бу-ла простота конструкцп та надшшсть у робот таких систем, а основним недот-ком - значне енергоспоживання. На деяких шдприемствах енерговитрати на асш-рацю повггря вщ обладнання були близькими до витрат на технолопчш потреби. З постшним подорожчанням енергоноспв велик! деревообробш шдприемства ставали збитковими. Необхщно було шукати енергоощадш способи асшраци та повпроочищення. Кожне шдприемство вир1шувало так! проблеми по-своему. Невелик! шдприемства, наприклад приватш майстерш, застосовували щдишдуальт фшьтрувальш станци, як! встановлювали поблизу кожного верстата. Таке ршен-ня мало багато недолшв: збшьшення запиленосп робочо! зони, необхщшсть кшька раз1в на зм1ну виносити м1шки з вщходами, пщвищена ймов1ршсть виник-нення пожеж у цеху. Проте шдивщуальш фшьтрувальш станци вир1шували ос-новну проблему: знижували енерговитрати на асшращю та повпроочищення. На бшьших шдприемствах циклони зам1нялися фшьтрувальними станц1ями, але за-
1 Коломийський полiтехнiчний коледж;
2 НЛТУ Украши, м. Львiв
лишали без змши "кущовГ' конструкцп аспiрацiйних систем. Такий пiдхiд теж давав значну економiю завдяки зниженню гiдравлiчного опору сепаратора та можливосп повернення теплого очищеного повiтря в цех у холодний перюд року. Бшьнасть описаних нововведень були запозиченi за кордоном. Значний крок вперед у питаннях iз розроблення енергоощадних схем асшрацшних систем зроблено у роботах [1-3], у яких описано основш щдходи до створення децентра-лiзованоl ас^ра^йно! системи з автономними вентиляторами (ДАС). На сьогоднi iснуe значна кшьюсть впроваджень ДАС, набуто досвщ 1х експлуатацп. Ддтвер-джено високу ефективнiсть та економiчнiсть такого шдходу. В економiцi Укра-1ни спостершають процес збiльшення деревообробних пiдприeмств, що потребуе подальшого розвитку пiдходiв до питания з астрацй та повпроочищення. У ро-ботi [4] описано сучасне бачення аспрацп, деревообробне шдприемство, яке складаеться з кшькох цехiв, повинно забезпечувати аспiрацiю обладнання кожного з них за допомогою одше!, або кшькох децентралiзованих асшрацшно-повгг-роочищувальних систем з автономними вентиляторами. Очищення повiтря вiд кожно1 з асшрацшних систем вщбуваеться у цехових фiльтрувальних станцiях (ЦФС), як розмщеш поблизу зовшшньо! стiни цеху. Кожна з таких станцiй об-ладнана невеликим бункером, об'ем якого достатнш для зберiгання вiдходiв од-шеьдвох змiн. Кiлька разiв на добу вщходи з бункера фшьтрувально! станцп пе-рекачують у бункер-нагромаджувач вiдходiв (силос), де вони зберiгаються трива-лий час. Об'ем останнього повинен бути значним, щоб забезпечити необхщну кшьюсть вiдходiв, як витрачаються на опалення примiщень у холодний перюд року, забезпечення теплом сушильних камер тощо.
У цiй роботi зроблено спробу розробити систему автоматичного керу-вання цеховою фшьтрувальною станцiею та системою перекачування вiдходiв. Для надшно! роботи фшьтрувально! станцп (рис. 1) необхщно регулярно прово-дити регенеращю фiльтрувальних рукавiв, стежити за наповненням бункера, проводити монiторинг вхщного потоку на наявнють iскри. Розглянемо окремо кожну з описаних функцiй.
1. Забезпечення своечасного вивантаження бункера фшьтрувально'' станци. Пiд час наповнення бункера фшьтрувально! станцп повинна включати-ся система перекачування вiдходiв у силос. Вона складаеться зi шлюзового жи-вильника 8 (рис. 1), трубопроводу 9 та пилового вентилятора, який подаватиме пилоповггряну сумiш у циклон, який розмщений на силосi. За такого шдходу необхщно, щоб система керування ЦФС вмикала систему перекачування вщхо-дiв пiд час наповнення бункера (досягнення верхнього давача рiвня наповнення). Вимкнення системи перекачування стаеться внаслiдок зниження рiвня вщ-ходiв у такому порядку: спочатку вимикаеться шлюзовий живильник, а потам -вентилятор.
Важливим за такого пщходу е питання вибору давача рiвня наповнення бункера. На деревообробних тдприемствах застосовують безконтактнi та контакт способи контролю рiвня наповнення бункера. До безконтактних вщно-сять емюсш, оптичнi та ультразвуковi давачi. Смюсш та оптичнi давачi, за невелико! вартосп, мають iстотнi недол^: вони схильнi до запилення робочо! по-верхнi давача, !х показники залежать вщ змiнювання температури i вологостi. Тому найбiльш доцiльно використати мехашчш ротацiйнi давачi. Схема та принцип до такого давача зображено на рис. 2 а.
3. Технолопя та устаткування лiсовиробничого комплексу
97
Рис. 2. Принцип ди давачiв: а) мехашчного ротацтного давачаргвня наповнення бункера; б) давача потоку повтря у вхгдному копекторг
2. Ввшкнення мехашзму регенерацп фiльтрувальних рукавiв. Дос-вщ експлуатаци ДАС показуе доцiльнiсть очищення фiльтрувальних рукавiв 23 рази за добу. Вщомими методами очищення фшьтрувальних рукавiв е зворот-
не продувания та мехашчне струшення. Останне, на нашу думку, е бiльш простим, надшним та економiчним. Проте якщо вмикати механiзм регенерацп рука-bíb за наявностi вхiдного потоку у фшьтрувальну станцiю, то це призведе до глибокого проникнення пилу в матерiал рукава й ускладнить подальшу експлу-атацю фiльтра. Тому мехашзм регенерацп потрiбно вмикати тльки в перiод пе-рерв у робота обладнання цеху. Сигналом на ввiмкнення електродвигуна меха-нiзму регенерацп може бути перевищення певного значення статичного тиску у фiльтрувальнiй станци, який будемо фiксувати за допомогою давача статичного тиску 2 (рис. 1). Для того, щоб процес регенерацп вщбувся тодi, коли на входi у фiльтрувальну станцiю вщсутнш повiтряний потiк, розмiстимо у входному ко-лекгорi давач потоку повггря. Система керування повинна вмикати мехашзм регенерацп рукавних фiльтрiв на 20 секунд тод^ коли впродовж роботи фшьтру-вально1 станци хоча б раз спрацьовував давач статичного тиску в колектор^ за найближчо! паузи у робот аспiрацiйних вентилягорiв (спрацювання давача (рис. 2 б) потоку повпря у видному колектор^.
3. Мошторинг вх1дного потоку на наявшеть гскри. Доцiльно було б включити i таку опцiю до функци систем керування процесом асшраци та повпроочищення. Проте, на нашу думку, внаслщок важливосп тако1 проблеми, для цього потрiбно використовувати окремi системи iскроуловления та пожежо-гасiння, як! широко представленi на ринку.
Для побудови системи керування цеховими астрацшно-повпроочищу-вальними системами використано сучасш мiкроконтролери ф!рми Atmel. AVR-мiкроконтролери в комбшацп з давачами дають змогу створювати ефекгивнi системи контролю та управлшня. 1хш головш переваги - унiверсальнiсть, прог-рамна гнучюсть, можлишстъ цифрово1 оброблення даних i реатзацп складних алгоритмiв керування. 1нтегращя в одному корпус! велико! кшькосп перифе-ршних пристро!в забезпечуе компактнють i низьку вартють прилад!в за високо! надшносп !х роботи.
Для описаних вище функцш використаемо мжроконтролер Attiny 2313. Такий контролер мае 2 kB flash пам'ята, по 128 байт EEPROM та SRAM пам'яп, 18 вивод!в вводу-виводу (два повних порта та один зменшений), восьми- та шю-тнадцятибпний таймери. Тактова частота Attiny 2313 може досягати 16 МГц. Доступними е 120 команд керування контролером. Схему системи керування фшьтрувальною станщею зображено на рис. 3.
Живлення мжроконтролера здшснюеться напругою 5 В. Контакти S1-S4 на рис. 3 - це елементи вщповщних давач!в. Так S1 - контакти мехашчного ротацшного давача р!вня, який встановлений у верхнш частиш бункера, S2 -контакти мехашчного ротацшного давача р!вня, який встановлений у нижнш частиш бункера, S3 - контакти давача статичного тиску в колектор!, S4 - давач наявност потоку повпря у вхщному колектор! Розряди 0-3 порта D сконф!гу-руемо як вхщш. Через резистори R1-R4 на щ розряди буде подаватися високий лопчний р!вень. У PIN репстр вщповщного розряду порта записуеться лопчну одиницю. Якщо контакти S замкнуться, то вщповщний репстр набуде значення нуля. Отож, розряди 0, 1, 2, 3 порта D вщповщно сприймають стан нижнього та верхнього давача р!вня заповнення бункера, давача статичного тиску в колекто-р! та давача наявносп потоку повпря у вхщному колектор!
3. Технологiя та устаткування лковиробничого комплексу
99
Конденсатори С1 та С2 слугують для усунення змiнних складових нап-руги живлення; резистор R14 - для тдведення лопчно! одиницi на вхiд Reset мкроконтролера. Q1 - кварцовий резонатор на 4 МГц, який забезпечуе точну частоту тактування мiкроконтролера.
Порт В використовуемо для керування виконавчими пристроями. Беру-чи до уваги той факт, що максимальне значення струму, який протжае через розряд порта контролера, не може перевищувати 40 мА, для керування виконавчими мехашзмами будемо використовувати нашвпровщниковий ключ, який складаеться з оптотеристора МОС3061, семистора ВТ138-600 i трьох резисто-рiв. Технiчнi характеристики такого ключа: максимальна комутована напруга -250 В, максимальне значення сили струму (без радiатора) 1,8 А, струм управлш-ня - 10 мА.
Опишемо алгоритм роботи схеми (рис. 3). Пюля спрацювання давача S1 вмикаються електродвигуни приводу шлюзового живильника 8 (рис. 1) та вентилятора перекачування вiдходiв. У разi спрацювання давача S2 нижнього рiвня наповнення бункера вщбуваеться вимкнення привода шлюзового живильника, а через 5 секунд - вимкнення вентилятора системи перекачки. Така зат-римка оргашзована для того, щоб не виникало забивання трубопроводу перекачування. Пюля спрацювання давача S3 система управлшня готуеться до того, щоб провести регенеращю рукавних фiльтрiв. Початок процесу регенерацп вщ-буваеться тод^ коли спрацьовуе давач потоку пов^я у вхiдному колекторi S4, тобто в той перюд, коли асшрацшш вентилятори не працюють. Тривалiсть процесу регенерацп становить 20 секунд. Як св^ить практика такого перюду регенерацп е повнiстю достатньо.
Текст програми, написаний мовою програмування Ci, для керування мiкроконтролером наведено нижче:
Шуковий вкник НЛТУ Укpa^ми. - 2G12. - Вип. 22.6
Аналiз роботи запропоновано! схеми та програми проводили за допомо-гою схемного симулятора PROTEUS. Для цього було змодельовано спрощену схему (рис. 5). Проведене моделювання пщтвердило функцiональнiсть запропоновано! схеми та розробленого програмного забезпечення.
Рис. 5. Схема для моделювання роботи системы у PROTEUS
Запропонована конструкцiя системи керування фiльтрувальною повпро-очищувальною системою е дешевою у виготовленш та надiйною у робота. Ви-користання мiкроконтролерiв забезпечуе можливють швидкого переналаго-дження системи у разi необхiдностi. Така система керування е першим кроком до проведення комплексно! автоматизацiI процесiв астраци та повпроочищен-ня на деревообробному шдприемст.
Лiтература
1. Лютий G.M. Циклони в деревообробнш промисловосп : монография / G.M. Лю-тий, Ю.Р. Тисовський, Ю.Р. Дадак, А.В. Ляшеник. - Льв1в : Ред. журн. "Укра1нський паучник", 2009. - 148 с.
2. Шостак В.В. Анашз роботи децентрашзовано! асшрацшно! системи для деревооброб-них верстапв / В.В. Шостак, А.В. Ляшеник, Р.Р. Климаш // Люове господарство, люова, папе-рова i деревообробна промисловють : м1жв1домч. наук.-техн. зб. - Льв1в : Вид-во УкрДЛТУ. -2008. - Вип. 34. - С. 153-158.
3. Климаш Р.Р. ОбГрунтування параметрiв деценташзовано! аспiрацiйноI системи для деревообробних верстатiв : дис. ... канд. техн. наук: спец. 05.05.04 "Машини для земляних та дорожшх робiт" / Р.Р. Климаш. - Львiв, 2011. - 165 с.
4. Ляшеник А.В. Застосування циклошв на пiдприемствах деревообробно! Ti^i / А.В. Ляшеник, Л.М. Дорундяк, Ю.Р. Дадак // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2010. - Вип. 20.14. - С. 122-127.
Ляшенык А.В., Тысовський Л. О., Дорундяк Л.М., Дадак Ю.Р. Автоматическая система управления фильтровочной воздухоочистительной станцией
Отображены основные подходы к аспирации воздуха от технологического оборудования на деревообрабатывающих предприятиях. Обоснованы основные функции системы управления аспирационно-воздухоочистительными системами и системами перекачивания отходов. Предложена схема такой системы и программное обеспечение для ее функционирования.
Ключевые слова: аспирационные системы, циклон, фильтровочная станция, древесная пыль.
Lyashenyk A.V., Tysovs'kyy L.O., Dorundyak L.M., Dadak Yu.R. Automatic control system of the dedusting system
This article describes the main approaches to the aspiration of air from process equipment for woodworking plants. Grounded the basic functions of aspiration systems and pumping of waste. Developed the scheme of the system of control and software for its operation.
Keywords: аspiration, cyclone, filtration plant, wood dust.
