Автоматизация производства полимеров

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3

Автоматизация технологического процесса производства полимеров. 4

Заключение 8

Список использованной литературы 9

ВВЕДЕНИЕ

Технологии производства полимеров постоянно совершенствуются в соответствии с современным уровнем техники. Однако существуют принципиальные технологические схемы получения полимеров, и выпускник университета должен знать основные закономерности технологического процесса получения различных полимеров.

В настоящее время полимерная индустрия продолжает активно развиваться. В год производится порядка 124 тонн различной полимерной продукции. Большинство изделий используются одноразово, после чего теряют свои потребительские свойства, далее большая часть отходов полимеров складируется на полигонах. В связи с этим все более остро встает вопрос о вторичном использовании полимерных материалов. В данной работе рассмотрен процесс изготовления полимерпесчаных изделий из отходов полимеров, таких как загрязненные полиэтиленовые пакеты.

Полимерпесчаные изделия – это относительно новый строительный материал, который состоит из композиции песка и полимеров. На основе этого материала создаются такие изделия как плитка тротуарная, черепица, канализационные люки и другие. В состав полимерпесчаного композита могут входить полимерные отходы в различных видах: упаковка, пластиковая тара, пришедшие в негодность изделия быта. Чаще всего используют именно отходы упаковочных пластмасс. Упаковочный материал изготавливается из термопластичных полимеров таких как: полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, полиэтилентерефталат.

При этом 70% упаковки производится из полиэтилена. На мусороперерабатывающие комплексы ежегодно поступает порядка 4 млн. тонн пластмассы, в том числе 600 000 тонн полиэтилена. По примерным подсчетам, в России ежегодно перерабатывается 200 000-250 000 тонн полимеров (то есть 5-7% от всего объема отходов).

Таким образом, на полигоны ежегодно отправляется около 3 млн. тонн полимерных отходов. Переработка чистой пленки не вызывает затруднений, так как из-за отсутствия посторонних включений и загрязнений не требуется мойка и 6 пленка поступает сразу же на стадию агломерирования и далее на линию гранулирования, после чего уже из готовых гранул производится новая упаковочная пленка.

Автоматизация технологического процесса производства полимеров.

Рассмотрим на примере автоматизации технологического процесса производства полимерной трубы.

Промышленная автоматизации все больше и больше набирает темпы развития и внедрения в технологические процессы. В эпоху современной индустриализации и оптимизации, она занимает не мало важную роль. Объяснить это можно не только сложностью технологических процессов, но и снижением риска-человеческого фактора, удешевление конечного продукта. Автоматизация неизбежно ведет к снижению рабочих мест, но при этом она дает развитие другим, новым рабочим специальностям.

Автоматизация обширно затрагивает различные отрасли, не мало важную роль она и играет в технологическом процессе производства полимерных труб, а особенно в экструзии. И так, полимерные трубы представляют собой полые цилиндрические изделия, изготовленные из полимерных материалов путем экструзии имеющие длину значительно превышающую диаметр. Экструзией является процесс плавления и продавливания полимера через специальную голову, в результате которого последний превращается в изделие определенного размера. Область применения полимерных труб весьма широка.

Полимерные трубы применяются для ремонта, строительства трубопроводов, транспортирующих воду для хозяйственного, питьевого холодного, другие жидкие и газообразные вещества, к которым полимер, из которого они изготовлены, химически стоек. Полимерные трубы используют так же и в транспортировки газов, в системах отопления, канализации и водоотведения. Полимерные трубы можно использовать и как защитные каналы для прокладки электрических кабелей, кабелей связи, др. Основной технологический процесс производства труб из полимерных материалов заключается в последовательности определенных этапов согласно технологическому регламенту.

При этом используется следующее основное оборудование:

пневматический загрузчик;

система контроля подачи сырья;

экструдер;

калибровочная ванна;

охлаждающая ванна;

тянущего устройство;

планетарная пила;

укладчик труб;

Сам процесс можно разделить на несколько стадий (рисунок 1), это подготовка сырья, загрузка в бункер установки, разогрев, перемешивание, продавливание массы через экструзивную голову, калибровка изделие, протягивание через вакуумные ванные и ванные с охлаждение, дефектоскопия, намотка, отрез, либо отрез и укладка изделия.

Рис. 1. Последовательность процесса

Перед загрузкой, необходимо провести контроль сырья, а также удалить присутствующую в нем влагу, для этого сырье сушат в специальных бункерных сушилках. Далее сырье поступает в бункер, после чего дозированно подается в экструдер, проходит зоны питания, пластификации, выдавливания, продавливается через экструзионную голову (рисунок 2).

На данных этапах необходим четкий контроль технологических параметров, и в этом нам помогают современные средства автоматики. Поданный полимер подвергается нагреву и смешиванию, на этом этапе необходимо правильно подобрать температуру по всем зонам нагрева, ведь если смесь слишком густая, это ведет к браку и износу механической части установки, если же смесь перегрета, то это приводит к ухудшению ее качества и газообразованию, что так же можно отнести к браку, поэтому для контроля данных зон применяют термосопротивления.

Рис. 2. Схема расположения элементов контроля на экструдере

В данной установке имеется два ключевых звена- программируемый логический контроллер, в который стекаются все измеренные величины со всех контролируемых зон, и система автоматизации и контроля экструзионной линии.

И так рассмотрим подробнее.

Программируемый логический контроллер, представляет собой микропроцессорное устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и создание команд управления, имеет конечное количество входов и выходов, подключенных к ним датчиков, ключей, исполнительных механизмов к объекту управления, и предназначенный для работы в режимах реального времени.

Как правило контроллер используют совместно с панелью управления с определенным интерфейсом для управления установкой. Благодаря современной автоматике мы можем создавать, задавать и сохранять определенные рецепты, что так же упрощает процесс производства и уменьшает затраты, связанные с браком.

Внедрение современных системы автоматизации и контроля экструзионной линий позволяет значительно уменьшить расход используемого в производстве сырья, контролировать и протоколировать производственный процесс, производить более качественное изделие и выравнивать его характеристики.

При использовании такой системы, оператору необходимо указать лишь определенные параметры, система сама будет рассчитывать и поддерживать то необходимое количество компонентов необходимое для получение конечного продукта. Преимущество использования систем автоматического регулирования заключается в постоянном контроле и поддержании необходимых параметров.

Если оператору понадобится изменить скорость линии, то ему не придется вручную рассчитывать необходимое количество сырья, система сама это сделает, пересчитает дозировку. Благодаря современным системам появляется возможность собирать линию из отдельных блоков, порой и разных производителей, главным условием является лишь наличие общего протокол связи и возможности подключения. Современные промышленные средства автоматизации позволяют улучшить качество, понизить себестоимость конечного продукта, сократить человеческие ресурсы, но тем ни менее модернизация оборудования — это затраты.

Оснащение оборудования отечественными средствами автоматизации позволяет снизить стоимость затрат на переоборудование. Основываясь на данном технологическом процессе, большее предпочтение было отдано отечественным средствам автоматизации фирмы ОВЕН, а также зарубежным, фирмы iNOEX.

Заключение

В данной работе была автоматизация производства полимеров, на примере полимерной трубы. Перед внедрением современных систем автоматики необходим убедиться на сколько это будет рациональным решением. Автоматизированная система позволяет не только получить высококачественные продукты, но и обеспечить безвредность данного производства.

Список использованной литературы

1. Бартенев, Г. М. Физика полимеров: Учеб.для вузов/ Г.М. Бартенев, С. Я. Френкель. – Л.: Химия, 1990. — 432с.

2. Бартенев, Г.М. Физика и механика полимеров: Учеб.для втузов/ Г. М. Бартенев, Ю. В. Зеленев. – М.: Высшая школа, 1983. — 391с.

3. Владимиров, В.М. Изготовление штампов, пресс-форм и приспособлений: Справочник: В 2 ч. Ч. 1. – 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 1974. – 389 с.

4. Полимерные композиционные материалы. Структура. Свойства. Технологии: Учебное пособие/ М.Л. Кербер. – СПб.: Профессия, 2008. — 560 с.

5. Производство изделий из полимерных материалов: Учеб.пособие/В.К. Крыжановский, М.Л. Кербер, В.В. Бурлов, А. Д. Паниматченко. — СПб.: Профессия, 2004. — 464 с.

Конец ознакомительного фрагмента