Управление микроклиматом в камерах химической подготовки и сушки авиационных деталей

Компания «ОВЕН ПРО» (г. Санкт-Петербург) разработала пульт автоматического управления микроклиматом в камерах химической подготовки и сушки авиационных деталей.

Сергей Ямковой, технический директор ООО «ОВЕН ПРО», г. Санкт-Петербург

Лопасти вертолетов состоят из металлического каркаса, покрытого прочными композитными материалами. В процессе эксплуатации под воздействием больших нагрузок лопасти повреждаются, на них образуются сколы и микротрещины, которые могут приводить к частичному либо полному разрушению. Поэтому важно своевременно выявлять дефекты и устранять их. Качественные ремонтные работы можно выполнить только в камерах, предназначенных для химической и механической обработки с соблюдением всех условий безопасности, определенного воздушного и температурного режимов.

В процессе эксплуатации вертолетов лопасти винтов подвергаются значительным нагрузкам, в результате на них образуются множественные дефекты, которые необходимо своевременно диагностировать и устранять.

Для проведения ответственных ремонтных работ французских вертолетов Robinson используются специальные камеры для механической, химической и термической обработки деталей. Сначала поверхности лопастей механически обрабатываются, зачищаются, обезжириваются и заделываются дефекты. Для этого применяются различные композитные и полимерные материалы – такие как эпоксидные смолы, лакокрасочные покрытия и другие химические компоненты, при использовании которых выделяются вредные, токсичные вещества. Подобные работы выполняются вручную, и, чтобы обслуживающий персонал не подвергался вредному воздействию, в закрытых камерах устанавливается мощная приточно-вытяжная вентиляция с автоматическим нагревом воздуха и его фильтрацией. В ремонтные камеры подается только очищенный воздух, чтобы не допустить попадания пылевых загрязнений.

Работа вентиляции организована таким образом, что воздух поступает с улицы, разогревается до нужной температуры и далее через потолочные фильтры подается в камеры. Затем через нижние настенные фильтры выводится на улицу. В процессе ремонта и окраски в камерах важно иметь установленную стабильную температуру.

Первая сушка лопастей происходит при температуре 35-40 ⁰С около 40 часов в зависимости от глубины обработки. После первой сушки поверхность еще раз механически обрабатывается, покрывается полиуретановыми красками и лаками и окончательно высушивается. Количество, время и рабочая температура циклов обработки могут быть различными в зависимости от степени повреждения лопастей.

Технологическое решение

Две специализированные камеры (фото 2) разделены между собой термостойкими жалюзи. В состав вентиляционной системы входят два вентилятора (приточный и вытяжной) и четыре воздушные заслонки с электроприводами, предназначенные для перераспределения воздушных потоков в режимах работы одной или двух камер, а также для ограничения потоков воздуха в режиме сушки. Имеются две зоны фильтров: верхние потолочные фильтры – для очищения входящего с улицы воздуха и равномерной подачи его в камеры и нижние настенные – для очищения от вредных веществ воздуха, выбрасываемого в атмосферу из камер. 

Каждый вентилятор имеет четыре скоростных режима работы (40, 60, 80, 95 %) с плавными пуском и остановкой и защитой от перегрузок. Для обеспечения заданного алгоритма работы вентиляторов применены преобразователи частоты (ПЧВ) под управлением контроллера.

Для нагрева воздуха в камерах применяется дизельная горелка. Работа горелки организована по определенному алгоритму с использованием двух ступеней. Система контролирует температуру в камерах по двум датчикам – по одному в каждой камере и автоматически устанавливает одно- или двухступенчатый режим работы горелки в зависимости от температуры наружного воздуха и рабочей уставки, а также в зависимости от работы одной либо двух камер.

Система контролирует все технологические параметры горелки и отображает их на операторской панели. Диапазоны температур в камерах могут устанавливаться в зависимости от режима работы: химподготовки или сушки изделий. Для защиты системы от неконтролируемого роста температуры применяется механический термостат, установленный в воздуховоде вентиляции. Если по каким-либо причинам температура превысит предельные параметры, термостат отключит горелку и отправит на пульт управления сигнал об аварии.

Система контролирует модули и датчики и при появлении нештатной ситуации сообщает оператору о возникших сбоях или неполадках. Функциональная схема автоматизированной системы управления. На лицевой панели пульта находятся панель оператора и светосигнальная арматура, индицирующая работу камер, электромоторов, горелки, наличие сетевого напряжения, а также рабочие и аварийные параметры. Все лампы имеют два режима индикации – непрерывный и импульсный – в зависимости от алгоритма.

Пульт управления

Компания «ОВЕН ПРО» разработала пульт автоматического управления микроклиматом в камерах химической подготовки и сушки авиационных деталей.

Основу пульта управления составляют средства автоматизации ОВЕН. Основным элементом является программируемый логический контроллер ПЛК100-24.К-L, который управляет оборудованием, контролирует все параметры системы и выводит информацию на графическую панель оператора ИП320, а в случаях аварии дополнительно включает светозвуковую сигнализацию и блокирует работу системы. Модуль аналогового ввода ОВЕН МВ110-224.2А служит для сбора и преобразования информации от датчиков температуры. Связь всех управляющих модулей и ПЧВ осуществляется по шинам RS-232 и RS-485. Датчики температуры типа ДТС3015-Pt1000.B2.200 служат для измерения температуры в камерах, импульсный источник питания (24 В) постоянного тока БП60Б-Д4.24 – для питания управляющих и контролирующих модулей системы, блок сетевого фильтра БСФ-Д3-1,2 – для фильтрации питающего напряжения и защиты модулей от помех.

Перед началом работы оператор выбирает режим работы камер и устанавливает необходимые уставки температуры и режимы работы вентиляторов. Пульт управления имеет выходы на внешние модули пожарной охраны и в случае пожара блокирует работу системы и обесточивает все силовые агрегаты системы. Система автоматически отслеживает состояние оборудования: горелок, вентиляторов, термодатчиков.

В случае возникновения нештатной ситуации система в автоматическом режиме частично либо полностью блокирует работу. На лицевой панели пульта загорается лампа АВАРИЯ, и для привлечения внимания персонала включается светозвуковая сигнализация. Описание вида аварии будет отображаться в текстовом сообщении на панели оператора. Для работы системы было разработано специальное программное обеспечение с уровнями доступа и защитой.

Результат автоматизации

Созданная система автоматизации является недорогой и надежной и может применяться для различных производственных задач, кроме того, она имеет возможности для дальнейшей модернизации. При необходимости функционал системы легко наращивается и изменяется.