Russian Federation
UDK 674.093.6-412.85 Раскряжевка. Торцовка
UDK 674.038.3 Древесина по виду сортиментов. Круглые деловые лесоматериалы неокоренные. Строительные лесоматериалы. Пиловочные бревна. Колотые лесоматериалы. Брусья. Стропила. Доски. Доски для полов. Бруски. Рейки. Штакетники. Строгальная фанера. Шпон
The paper considers the organization of the technological process of bucking and sorting of round timber, the features of process management. Technological processes have been equipped with automation tools. The results of the analysis and selection of parameters of control systems based on the "Raster" and "Vector" meters are presented. A block diagram of the automated process control system for sorting timber has been developed. The features of the operation of diameter and length meters are given.
control automation, bucking, sorting, diameter and length meter, block diagram
Раскряжёвка хлыстов представляет собой наиболее распространенный вид первичной обработки древесного сырья. При раскряжёвке хлыстов выпиливаются круглые лесоматериалы в виде сортиментов, которые характеризуются диаметром в вершине, длиной и объемом. Для снижения затрат труда на операции раскряжевки и повышения уровня механизации в промышленности все шире внедряются автоматизированные раскряжевочные агрегаты и автоматические линии. Рациональной раскряжевкой считается такая, при которой получается наибольший выход деловой древесины, обеспечивающий выполнение плана предприятия по сортиментам высокого качества с минимумом отходов. Поэтому раскряжевка хлыстов на сортименты является одной из основных и важных технологических операций. Выпиливаемые сортименты по размерам и качеству должны строго соответствовать действующим ГОСТам. При раскряжевке хлыстов любой породы следует руководствоваться качественным рядом сортиментов, то есть последовательным расположением сортиментов той или иной породы в зависимости от их производственного значения, качества и ценности [1], [2].
Рисунок 1 – Схема автоматизации процесса раскряжевки лесоматериалов
Схема автоматизации раскряжевки круглых лесоматериалов включает в себя контур регулирования скорости вращения вала двигателя подающего конвейера, а так же управления надвиганием пилы АЦ-3С. Хлыст приближается к зоне пиления, где замедляется и фиксируется прижимными роликами. После остановки хлыста пила надвигается для оторцевки. После чего возвращается в верхнее положение. После заказа длины, хлыст перемещается на длину сортимента, после чего процесс повторяется. Отпиленный сортимент сбрасывается на сортировочный транспортер, вершинная часть подается на трехпильный блок, где разделывается на сортименты постоянной длины.
Информация с датчиков скорости и положения (энкодеров) поступает на вход микроконтроллера Simatic 7-200. В соответствии с программой происходит управление двигателем транспортера, а так же приводом пилы. На схеме предусмотрены кнопки для ручного пуска, остановки механизмов.
Для автоматизации сортировки и сброски сортиментов применяются различные управляющие устройства, все они должны отвечать целому ряду требований, важнейшими из которых являются точность сброски сортиментов, обеспечение длительной работы на открытом воздухе и невысокая стоимость. Сортировка бревен по размерам – наиболее важная операция, так как от нее в основном зависит рациональное использование древесины. Сортировка бревен по качественным признакам должна найти широкое применение при освоении предприятиями автоматизированных сортировочных транспортеров, так как оператор, освободившись от работы по измерению бревен, может сосредоточить все внимание на оценке их качества. Бревна по качеству следует подбирать в зависимости от размерно–качественной характеристики вырабатываемых пиломатериалов. Сортировка по качеству имеет большое значение при выработке высококачественных пиломатериалов.
Каждое бревно, поданное на сортировочный транспортёр, проходит зону измерителя «Растр», где автоматически определяется его диаметр, длина и ориентация комля. Если это необходимо, то при нахождении бревна в створе измерителя или по выходу бревна из измерителя оператор визуально определяет качество лесоматериала и нажимает соответствующую ему кнопку на своем пульте.
Сопоставляя полученные таким образом параметры с заложенной таблицей (программой) сортировки, компьютер системы автоматически назначает каждое бревно в соответствующий ему накопитель и начинает отслеживать его перемещение по транспортёру.
При подходе бревна к назначенному накопителю, компьютер выдаёт команду на включение сбрасывателя и после его срабатывания бревно попадает в нужный накопитель. Одновременно все сведения об этом бревне заносятся в учётную сводку.
Рисунок 2 – Схема автоматизации процесса сортировки лесоматериалов с измерителем «Растр»
На схеме автоматизации представлены сортировочный конвейер, измеритель длин и диаметров «Растр», сбрасыватели. Процесс сортировки круглого леса происходит следующим образом. Необходимым условием для начала работы линии является наличие бревна на сортировочном конвейере, об этом сигнализирует датчик наличия бревна. Когда это условие соблюдено, то конвейер включается и выходит на его номинальную скорость. После того как конвейер вышел на номинальную скорость работы, бревно попадает в зону измерителя «Растр», где срабатывают фотодатчики, и происходит измерения длины бревна. Когда бревно попадает в створ измерителя, срабатывает таймер; после выхода бревна из измерителя таймер останавливается. Данные с таймера и измерителя поступают на ЭВМ, где по заданной программе сортировке выбирается номер сбрасывателя. При подходе бревна к назначенному накопителю, компьютер выдаёт команду на включение сбрасывателя и после его срабатывания бревно попадает в нужный накопитель. Одновременно все сведения об этом бревне заносятся в учётную сводку. В схеме предусмотрен ручной режим управления сбрасывателями. Если выходит из строя автоматическая система управления сбрасывателями, то на щите у оператора установлены кнопки ручного управления на щите управления [3], [4].
Автоматизация процесса сортировки круглого лесоматериала при помощи установки измерителя геометрических параметров бревен «Вектор» позволяет снизить время отгрузки круглого лесоматериала под заказ различных предприятий, так как в определенный лесонакопитель сбрасываются бревна заказанной номенклатуры определенным предприятием.
Рисунок 3 – Схема автоматизации сортировки с измерителем «Вектор»
Сортимент подается на транспортер устройством поштучной подачи. По транспортеру сортимент перемещается к зоне измерителя Вектор 3Д. Перед измерителем установлен фотодатчик, сигнализирующий оператору о наличии сортимента в зоне измерения. После прохождения зоны измерения сигнал от видеокамер подается на видеоплату ПК, где происходит его обработка специальным программным обеспечением, поставляемым вместе с измерительным блоком. После анализа данных вырабатывается управляющее воздействие, определяющее номер сбрасывателя. Это воздействие поступает на модуль управляющий ОВЕН МВУ8, который запускает соответствующий сбрасыватель. Датчик скорости и микроконтроллер образуют контур управления скоростью подачи транспортера.
Двигатель подачи, микроконтроллер, датчик hubner amg 10 составляют контур регулирования скорости подачи.
Рисунок 4 – Структурная схема АСУ ТП сортировки лесоматериалов
При этом информация с датчика так же поступает и на ПК, где отображается величина текущего значения скорости, но невозможно ее контролирование. Изменение параметром происходит при помощи микроконтроллера. Данные от «Вектор 3Д» поступают на ПК, где в специальном программном обеспечении происходит их обработка. После определения сбрасывателя сигнал отправляется на управляющий модуль вывода, который запускает механизм сбрасывания. Перед проведением технического обслуживания необходимо: остановить подачу сортимента; освободить конвейер и накопители; отключить подачу электроэнергии [5].
1. Lysenko, E.V. Proektirovanie avtomatizirovannyh sistem upravleniya tehnologicheskimi processami. / E.V. Lysenko. – M.: Radio i svyaz', 2007. – 129 s.
2. Polyakov, S.I. Avtomatika i avtomatizaciya proizvodstvennyh processov : ucheb. posobie / S.I.Polyakov; Fed. agentstvo po obrazovaniyu, GOU VPO «VGLTA». – Voronezh, 2007. – 373 s.
3. Polyakov, S.I. Proektirovanie sistem upravleniya : ucheb. posobie / S.I. Polyakov, N.P. Zuykin. – Voronezh: VGLTA, 2001. – 133 s.
4. Sredstva i sistemy promyshlennoy avtomatizacii // Sredstva i sistemy promyshlennoy avtomatizacii : sayt. – URL: www.asutp.ru (data obrascheniya: 19.04.2024).
5. Elektrotehnicheskiy centr // Zavod ispolnitel'nyh mehanizmov «Promprivod» : sayt. – URL: www.kipribor.ru (data obrascheniya: 19.04.2024).
