Shinigami-san

Procesní stanice Festo se skládá ze čtyř stanic:
– filtrační
– směšovací
– reaktorová
– plnící

Slouží k výuce v předmětu Mechatronické systémy na VOŠ, SŠ, COP Sezimovo Ústí.

Filtrační stanice

Proces přípravy kapaliny pro plnící stanici začíná ve filtrační stanici. Kapalina je přiváděna do první nádrže (B101), které je opatřena vrtulkou s motorickým pohonem pro míchání. Podle potřeby je kapalina dále distribuována přes filtr do druhé nádrže (B102), kde se udržuje zásoba kapaliny po filtraci pro potřeby směšovací stanice. Na výstupu druhé nádrže je regulovatelné čerpadlo, které umožňuje dodávku kapaliny do následující stanice nebo ,po přestavení ventilu V106, cirkulaci kapaliny v nádrži. Na výstupu obou nádrží je ventil (V110 a V111) umožňující vypuštění kapaliny z důvodu údržby a oprav.

Pokud poklesne hladina pod dolní mez, tak to zaznamenají čidla dolní meze a pošlou informaci do řídícího systému. V případě sepnutí havarijního čidla se zastaví dopouštění kapaliny do stanice a případně chod čerpadla pro dopravu kapaliny do druhé nádrže a to v závislosti na tom, u které nádrže byl detekován havarijní stav. Tento stav jinak hlídají hladinová čidla horní meze. Havarijní jsou záloha pro případ, že by došlo k jejich poruše.

Snímače: Obě nádrže jsou opatřeny trojicí čidel. Každá nádrž má dvě kapacitní spínací bezdotykové čidla, která nám slouží k určení, zda hladina dosáhla horní meze nebo poklesla pod dolní mez. Dále je v každé nádrži havarijní hladinové plovákové čidlo. Stoupající hladina zvedne plovák a ten oddálí magnet a ten se oddálí od jazýčkového kontaktu, v důsledku toho se tento kontakt rozpojí.

Regulace: U této stanice regulujeme tlak měřený čidlem 1B1

Označení stanice: Filtern / Filtration

Směšovací stanice

Po provedení filtrace je kapalina dopravena rozvody kapaliny do směšovací stanice. Konkrétně do nádrže B201. Stanice obsahuje čtyři nádrže. Tři menší obsahují různé kapaliny, které se směšují v určitém poměru a poté jsou dopravovány do velké nádrže B204 pomocí regulovatelného čerpadla P201. Dávkování zajišťují časově řízené ventily. Z velké nádrže pak může být kapalina dopravována čerpadlem P202 do reaktorové stanice nebo může být přestavením ventilů V207 a V209 dopravována zpět do některé z menších nádrží. Podle toho, do které má být dopravena, je potřeba otevřít některý z ventilů V204, V205 a V206. Kapalinu ze stanice lze z důvodu údržby a oprav vypustit pomocí ventilu V211.

Snímače: V této stanici jsou opět použita kapacitní spínací bezdotykové čidla, která nám slouží k určení, zda hladina dosáhla dané meze a dále je v každé nádrži havarijní hladinové (plovákovéí) čidlo. Nádrž B201 ,do které je přiváděna kapalina z předchozí stanice, a velká nádrž B204, kam je přiváděna směs, mají čidla horní i dolní meze a havarijní čidlo. Zbývající dvě menší nádrže (B202 a B203) mají pouze čidlo dosažení dolní meze a havarijní čidlo. Na přívodu z čerpadla P201 do nádrže B204 se nachází dva průtokoměry.
Čidla nám tedy opět zajišťují detekci, zda je v dané nádrži dostatek kapaliny a zda nehrozí přetečení. Podle toho pak reaguje řídící systém. V případě překročen hladiny v nádrži B201 je odeslána informace do filtrační stanice, aby přestala dodávat kapalinu.

Regulace: U této stanice regulujeme průtok. Informaci o průtoku získáváme pomocí vrtulkového snímače průtoku. Podle průtoku regulujeme výkon čerpadla P201.

Označení stanice: Mischen / Mixing

Reaktorová stanice

Reaktorová stanice je nejjednodušší z procesních stanic. Má pouze jednu nádrž, ve které je ohřívána kapalina na požadovanou teplotu a poté je dále distribuována do plnící stanice.
Kapalina dodaná směšovací stanicí je přivedena do nádrže B301. Zde je míchána vrtulkou, jejíž pohon zajišťuje motor R304. Teplotu kapaliny měří teplotní čidlo TIC301. Nádrž je opět opatřena snímací dolní a horní meze hladiny a havarijním hladinovým snímačem. Navíc se měří ještě teplota topného tělesa. V případě potřeby lepšího promíchání kapaliny v nádrži je možno spustit cirkulaci zajišťovanou čerpadlem P301. Dopravu ohřáté kapaliny do následující stanice (plnící zajišťuje čerpadlo P302). Stanici je možno vypustit dvěma ventily. Ruční ventil V311 slouží k vypuštění kapaliny z větve cirkulace a ventil V310 umístěný před čerpadlem P302 umožňuje vypustit nádrž a větev do směšovací stanice.

Topné těleso je jediná část stanice, kde se nachází síťové napětí, proto je zde použit proudový chránič. K ovládání slouží pulzněšířková modulace.

Snímače: U této stanice jsou dvě kapacitní spínací bezdotykové čidla pro snímání dosažení dolní a horní meze, dále již dříve vysvětlené plovákové havarijní čidlo. Navíc jsou zde dvě teplotní čidla. Jedno měří teplotu kapaliny a druhé teplotu topného tělesa.

Regulace: Regulujeme teploty kapaliny řízením teploty topného tělesa.

Označení stanice: Reaktor / Reactor

Plnící stanice

Plnící stanice je poslední z procesních stanic. Zde je finální tekutina distribuována do kelímků nebo jiných nádob. Ohřátá kapalina je dopravována do větší nádrže B401. Odtud může být dodávána regulovatelným čerpadlem do nádrže B402 nebo rovnou do kelímků. V obou případech prochází přes ventil V403, který nám zajišťuje dávkování do kelímku. Na trase mezi nádrží B401 a čerpadlem P401 je ruční ventil V405, který nám umožňuje vypuštění kapaliny ze stanice pro potřeby případné údržby nebo opravy. Kelímky jsou pod dávkovací ventil dopravovány dvojící pásových dopravníků, které jsou vůči sobě postaveny kolmo. Kelímek je pak na pozici pod dávkovacím ventilem zastaven chapačem (separátorem), který je ovládán rozvaděčem 5/2. Samotná poloha kelímku je hlídána snímači 4B4 (příjezd kelímku na pozici), 4B5 (kelímek opustil prostor separátoru) a 4B6 (kelímek byl odebrán).

Snímače: V nádrži jsou opět použity dva kapacitní spínací snímače pro sledování mezí a dále havarijní plovákový snímač. Nádrž B402 je osazena havarijním plovákovým snímačem a analogovým ultrazvukovým snímačem výšky hladiny. Pro hlídání kelímků jsou pak použity tři optické reflexní snímače.

Regulace: Regulujeme hladinu v nádrži B402

Označení stanice: Abfüllen / Bottling

U této stanice není přiložené tekutinové schéma, protože obsahuje chyby.
Součástí článku jsou jen některé z výkresů (tekutinové schéma a část se snímači). Později možná doplním i zbývající včetně českých doplňujících popisek. Kompletní dokumentaci dostávají studenti ve škole. Cílem článku je hlavně seznámení s funkcí stanice a uvedení jaké snímače jsou použity a jaká veličina je regulována.