CS225855B1

CS225855B1 - Apparatus for automatic process inspection and control on technologic lines of plastics and rubber industry

Info

Publication number: CS225855B1
Application number: CS403181A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Ing Hruska; Otakar Ing Karasek
Original assignee: Frantisek Ing Hruska; Karasek Otakar
Priority date: 1981-06-01
Filing date: 1981-06-01
Publication date: 1984-03-19

Description

Předmětem vynálezu je zařízení pro automatická sledování a řízení procesů na technologických linkách pro plastikářskou a gumárenskou výrobu.The subject of the invention is a device for automatic process monitoring and control on technological lines for plastic and rubber production.

Stroje a technologická zařízení jsou stále ve větším měřítku vybavována měřicími, indikačními a ovládacími prvky pro sledování a řízení činností, operací a procesů. Technická úroveň těchto zařízení a rozsah co do počtu a druhu prodělává prudký rozvoj.Machines and technological equipment are increasingly equipped with measuring, indicating and controlling elements for monitoring and controlling activities, operations and processes. The technical level of these facilities and the range in number and type is undergoing rapid development.

Neustále zvyšující se výkonnost strojů a zařízení a nároky na obsluhu, sledování a řízení technologických komplexů již dosahují meze možností člověka. Proto se zavádějí zařízení pro automatické sledování a řízení procesů.The ever-increasing performance of machines and equipment and the demands on operation, monitoring and control of technological complexes are reaching the limits of human possibilities. Therefore, devices for automatic process monitoring and control are introduced.

Obdobný směr vývoje prodělávají i technologické linky pro plastikářskou a gumárenskou výrobu. Jako příklad těchto výrob je možno uvést impregnaci netkaných vláknitých vrstev, pogumováni a nánosováni textilu, výrobu fólií z plastů, podlahovin, poromerických usní, syntetických kůží, hadic, technické pryže, pneumatik apod.Technology lines for plastic and rubber production are undergoing a similar direction of development. Examples of such products include impregnation of nonwoven fibrous layers, rubberizing and deposition of textiles, production of plastic, flooring, poromeric leather, synthetic leather, hoses, technical rubber, tires and the like.

Stávající zařízení pro sledování a řízení procesů na technologických linkách pro plastikářskou a gumárenskou výrobu odpovídají stavu automatizační techniky minulých let.Existing equipment for process monitoring and control on technological lines for plastics and rubber production corresponds to the state of automation technology of previous years.

Nejčastěji kontrolu a ovládání provádí obsluha na základě údajů odečtených z ukazatelů jednotlivých okruhů dálkového měření. Zpracování takto získaných údajů se provádí částečně především z důvodů omezených fyzických a časových možností obsluhy.Most often the control and control is performed by the operator on the basis of the data read from the indicators of the individual remote measurement circuits. The processing of the data obtained in this way is carried out partly due to the limited physical and time possibilities of the operator.

Tento způsob se vyznačuje velkou pracností kontrolních a řídicích úkonů, existencí vzniku chyb působením člověka, pomalým rytmem kontrolních a řídicích operací, mnohdy zcela nepři225855 měřeným rytmu výrobního procesu, složitou a nákladnou evidencí dat, omezením možnosti sledování a řízení procesů v reálném Sase.This method is characterized by high labor of control and management operations, the existence of human error, slow rhythm of control and management operations, often not completely measured rhythm of the production process, complicated and expensive data recording, limitation of monitoring and control of processes in real Sase.

V současné době se také používají automatické systémy sledování a řízení technologických procesů. Tato zařízení jsou složena z číslicového počítače, měřící nebo řídicí ústředny, ze souboru snímačů a akčních členů se vzájemným kabelovým spojením. Vstupní anebo výstupní strana počítače nebo ústředny má možnost přímého spojení se snímači nebo přes jednotky unifikace a přepínání.Currently, automatic systems for monitoring and control of technological processes are also used. These devices consist of a digital computer, a measuring or control panel, a set of sensors and actuators with a cable connection to each other. The input or output side of the computer or the control panel has the possibility of direct connection to the sensors or via unification and switching units.

Tato zařízení mají několik nevýhod. Hlavni nevýhodou jsou vysoké náklady a pracnost při realizaci kabelových vedení od čidel, akčních členů až k centrální jednotce. Sále k tomu přistupuje poruchovost při provozování a zatížení interferenčním rušením při přepravě signálů. Nevýhodnost dlouhých kabelových spojů se zvyšuje v případech, kdy automatizovaný systém je situován na velké plochy průmyslového podniku a používá velké množství vstupních a výstupních signálů. Salšl nevýhoda vystupuje v případech, kdy se používá spojení pro číslicově kódovaná paralelní signály.These devices have several disadvantages. The main disadvantage is the high cost and laboriousness of the realization of cable lines from sensors, actuators to the central unit. In addition, there is a failure rate in operation and interference interference during signal transmission. The disadvantage of long cable connections increases when the automated system is located on large areas of an industrial plant and uses a large number of input and output signals. The disadvantage arises when a connection is used for digitally coded parallel signals.

Nedostatky těchto známých zařízení odstraňuje zařízení pro automatické sledování a řízení procesů na technologických linkách pro plastikářskou a gumárenskou výrobu, jehož centrální jednotka je oboustranně elektronicky spojena se sběmicovými jednotkami, přičemž každá sběmicová jednotka je dále spojena se snímači technologických a funkčních veličin, s jednotkami indikace, s akčními členy a obvody napájení, jejichž výstupy jsou spojeny se vstupy snímačů technologických a funkčních veličin, se vstupy jednotek indikace a se vstupy akčních členů.The deficiencies of these known devices are overcome by automatic process monitoring and process control devices for plastics and rubber production lines, the central unit of which is electronically connected to the bus units on both sides, each bus unit being further coupled to sensors of technological and functional quantities, with actuators and power circuits, the outputs of which are connected to inputs of sensors of technological and functional quantities, inputs of indication units and inputs of actuators.

Zařízení pro automatické sledování a řízení procesů na technologických linkách pro plastikářskou a gumárenskou výrobu podle předloženého vynálezu má proti dosud známým řešením několik výhod.The automated process control and process control line for the plastics and rubber production lines of the present invention has several advantages over the prior art solutions.

Zařazením sběmicové jednotky mezi centrální jednotku a snímače technologických veličin, akční členy a indikační jednotky pro každý jednotlivý technologický úsek se podstatně zjednoduší a zefektivní zařízení pro automatické sledování a řízení. Spojení centrální jednotky se sběrnicovými jednotkami, které je na velké vzdálenosti, je uskutečněno obousměrnými kabelovými spoji, vždy jedním pro jeden technologický úsek. Spojení sběmicových jednotek se snímači, akčními a indikačními jednotkami je pouze ze krátké vzdálenosti. Zjednodušení systému přenosu dat podstatně zvýší jeho spolehlivost a bezchybnost.By including the bus unit between the central unit and the process sensor, the actuators and the display units for each individual technological section, the automatic monitoring and control device is significantly simplified and streamlined. The connection of the central unit to the long-distance bus units is made via two-way cable connections, one for each technological section. The connection of the bus units to the sensors, actuators and display units is only a short distance away. Simplifying the data transmission system will significantly increase its reliability and error-free operation.

Zařízení pro automatické sledování a řízení podle vynálezu může být velmi efektivně -» použito v technologiích na velkých plochách podniků a při velkém počtu měřených veličin.The automatic monitoring and control device according to the invention can be used very effectively in technologies on large areas of the enterprise and with a large number of measured quantities.

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží dalěí popis a příklad konkrétního provedení schematicky zakreslený na obr. 1, který věak rozsah vynálezu neomezuje.The following description and example of a specific embodiment schematically depicted in FIG. 1 serve to illustrate the invention in more detail.

Centrální jednotka £ je tvořena v příkladném zapojení číslicovým samočinným počítačem. Může být sestavena ovšem i z programovatelné měřicí a řídicí ústředny nebo mikropočítače.The central unit 6 is formed in an exemplary digital self-computer connection. However, it can also be built up from a programmable measuring and control panel or a microcomputer.

Pomocí sběmicových jednotek je zabezpečováno obousměrné spojení se sběmicovými uzly a dále s procesy plastikářské technologie výroby poromerů.The bus units provide two-way connection to the bus nodes and to the processes of plastic technology of poromer production.

Sběmicové jednotky 2.1. 2.2 až 2p obsahují převodníky, operační nebo vyhodnocovací jednotky signálů od snímačů technologických veličin £, zesilovače a převodníky signálů pro jednotky indikace £ převodníky úrovně a druhu signálů pro akční členy 2 a rozvody paralelních výstppů pro měronosné, indikační a akční signály. Tímto vnitřním vybavením zabezpečuji sběmicové jednotky 2.1. 2.2 až 2n převod signálů co do úrovně a druhu od snímačů technologických veličin J, dále pomocí technických prostředků zesilují, upravují nebo mění úroveň a druh signálů pro indikační jednotky £ ⁸ P*° akční členy £. Současně umožňují na oddělených svorkovnicích paralelní připojení zejména pro oživování, ověřování nebo při opravách. Jako celek představují sběrnicové jednotky galvanické oddělení a felektrické rozdělení zařízení pro automatická sledování a řízení procesů na technologických linkách na část procesní, umístěnou přímo v prostředí technologie a na část systémovou umístěnou mimo toto prostředí. Toto rozdělení má velký význam v technologických prostředcích s nebezpečím výbuchu nebo se silným interferenčním ručením.Pantograph units 2.1. 2.2 to 2p include transducers, operational or evaluation units of the process sensor 6, amplifiers and signal transducers for the display units 6, level and type transducers for actuators 2, and parallel output wiring for metering, indicating and action signals. This internal equipment secures the bus units 2.1. 2.2 to 2n converting the signals in terms of level and type from the sensors of technological quantities J, further by means of technical means amplify, adjust or change the level and type of signals for the display units ⁸ P * ° actuators 6. At the same time, they allow parallel connections on separate terminals especially for commissioning, verification or repair work. As a whole, the bus units represent the galvanic separation and felectric separation of the automatic process monitoring and control devices on the technological lines into a process part located directly in the technology environment and a system part located outside the environment. This division is of great importance in technological devices with a risk of explosion or with strong interference interference.

Vedeni 1.1 spojuje centrální jednotku £ se sběrnicovou jednotkou 2.1 pro procesy nanášení lícové vrstvy, vedení 1^2 se sběrnicovou jednotkou 2.2 pro procesy impregnace rubové vrstvy, až vedení 1.n se sběrnicovou jednotkou pro procesy nanášení nátěrových hmot.The line 1.1 connects the central unit 6 to the bus unit 2.1 for the facing processes, the line 12 to the bus unit 2.2 for the reverse layer impregnation processes, until the line 1n to the bus unit for the coating processes.

Sběrnicové jednotky 2.1.. 2.2 až 2n jednotlivých technologických procesů jsou dále spojeny vodiči 2.1.1. se snímači technologických a funkčních veličin 2, vodiči 2.1.2. jednotkami indikace £, vodiči 2,1.3. s akčními členy 5, a vodiči 2.1.4 s obvody napájení 6. Obvody napájení 6 zabezpečují rozvod napájecích energií vodiči 6.1. ne vstupy 3.2. pro snímače technologických a funkčních veličin 3» na vstupy 4.2, pro jednotky indikace, na vstupy 5.2. akčních členů £.The bus units 2.1 .. 2.2 to 2n of the individual technological processes are further connected by conductors 2.1.1. with sensors of technological and functional quantities 2, conductors 2.1.2. units of indication £, conductors 2.1.3. with actuators 5, and wires 2.1.4 with power circuits 6. Power circuits 6 provide power distribution 6.1. no inputs 3.2. for sensors for technological and functional quantities 3 »for inputs 4.2, for indication units, for inputs 5.2. actuators £.

Pomocí těchto vazeb umožňuje zařízení pro automatické sledování a řízení technologických procesů plnit všechny požadavky kladené technologií výroby poromerů na kontrolu a řízení.With these linkages, the automatic process monitoring and control technology enables all control and control technology requirements to be met.

V příkladném zařízení je využíváno několik funkcí sledování a řízení procesů. Především je to měření technologických a funkčních veličin. Pomocí okruhů dálkového měření jsou získávány údaje o průběhu technologie a stavu strojního zařízení. Jsou měřeny teplotní a tlakové parametry, průtok a množství komponent, výšky hladin v zásobnících, složení roztoků a směsí, rychlost posuvu, geometrické rozměry pásových materiálů, počet Otáček, obvodová rychlost a její diference, výkon, viskozita, kvalita povrchu materiálu, fyzikální a mechanické parametry, dvouhodnotové stavy technologických zařízení.Several exemplary process monitoring and control functions are utilized in the exemplary device. Above all, it is the measurement of technological and functional quantities. Data on the course of the technology and the state of the machinery are obtained by means of remote measurement circuits. Temperature and pressure parameters, flow and quantity of components, level of reservoirs, composition of solutions and mixtures, feed rate, geometric dimensions of strip materials, number of revolutions, peripheral speed and its difference, power, viscosity, surface quality, physical and mechanical parameters, two-valued states of technological equipment.

Výstupní signály okruhů měření těchto veličin jsou od snímačů J vedeny vodiči 2.1.1, do sběmicových jednotek 2.1.. 2.2 až 2n. kde jsou jednak upraveny na elektrické unifikované signály a jednak sdruženy a vedeny dále sběrnicovými vedeními 1.1.. 1.2.. až In do centrální jednotky £.The output signals of the measuring circuits of these quantities are led from sensors J by conductors 2.1.1, to the pick-up units 2.1 .. 2.2 to 2n. where they are firstly converted to electrical unified signals and secondly coupled and fed via bus lines 1.1 to 1.2 to the central unit 6.

Centrální jednotka £ provádí automatický sběr měřených údajů a jejich číslicové zpracování. Sběr se provádí podle zadaného intervalu vzorkování pro všechny měřici okruhy postupným přepínáním analogově číslicovým převodem. Naměřené údaje v číslicovém tvaru jsou nejdříve přepočteny na fyzikální veličiny, jsou kontrolovány dovolené technologické meze a stavy a výsledky jsou tištěny jako protokoly měření. Při překročení technologických mezí a stavů zařízení centrální jednotka provádí jednak signalizaci na odpovídajících jednotkách indikace £ a jednak řídí odpovídající akční členy £. Informace o signalizaci a řízení se vede z centrální jednotky £ sběrnicovými vedeními 1.1. 1.2 až In do sběmicových jednotek 2.1. 2.2 až 2n. Po úpravě signálu jsou informace o překročení technologické meze a stavu vedeny vodiči 2.1.2 na vstupy 4.1 jednotek indikace £. fiídicí informace po převodu elektrického signálu na pneumatický jsou vedeny vodiči 2.1,3 na vstupy 5.1 akčních členů ž.The central unit 8 carries out the automatic acquisition of the measured data and their digital processing. Collection is performed according to the specified sampling interval for all measuring circuits by sequential switching by analogue to digital conversion. Measured data in digital form are first converted to physical quantities, technological limits and states are checked and results are printed as measurement protocols. When the technological limits and the states of the equipment are exceeded, the central unit carries out signaling on the corresponding units of the indication £ and on the other hand controls the corresponding actuators £. The signaling and control information is transmitted from the central unit 6 via the bus lines 1.1. 1.2 to In to the bus units 2.1. 2.2 to 2n. After the signal has been corrected, the information on the technological limit and state exceeded is led by conductors 2.1.2 to the inputs 4.1 of the display units £. The control information after the electrical signal is converted to pneumatic is guided by conductors 2.1,3 to the inputs 5.1 of actuators ž.

Claims

Automatic process monitoring and control equipment on process lines for plastering and rubber production consisting of a central unit, sensors of technological and functional quantities, indicating units, characterized in that between the central unit (1) and sensors of technological and functional quantities (3), Indication units (4), actuators (5) and power supply circuits (6) are fitted with bus units (2.1., 2.2. to 2n) for each individual technological section, which are electrically connected to each other by conductors (1.1., 1.2. to 1 η), the first output of each bus unit being connected by conductors (2.1.1 J) to the first input (3.1) of the sensor of technological and functional quantities (3), the second output (2.1.2.) to the first input ( 4.1.) Indication units (4), third output (2.i.3i) with first input (5,1.) Of actuators (5), power supply circuits (6) are connected by wires (2.1.4.) To by means of terminals (2.1., 2.2. to 2n) and conductors (6.1.) parallel to the second inputs of the sensors (3) of the display units (4) and the actuators (5).