Автоматизированная система управления процессом производства технического углерода (стр. 3 из 4)

Для изготовления некоторых видов продукции требуется засыпать в производственный бункер смесь из разных сортов муки. При этом важно точно соблюдать заданное процентное соотношение сортов. Прежде это соотношение определялось буквально по цвету полученного теста. Естественное желание получить более качественную продукцию приводило к перерасходу более дорогих сортов муки. Как уже было отмечено, система имеет возможность определять количество откачанной муки в процессе откачки. При одновременной откачке из более чем одного силоса с разными сортами муки система использует эти данные для определения процентного соотношения сортов. У оператора перед глазами имеется текущее процентное соотношение, и он может оперативно регулировать скорости откачки из силосов, приводя процентное соотношение к требуемому (рис. 3).

Рисунок 1. Состояние силосов на АРМ-оператора

Процентные соотношения сохраняются в архиве для последующего анализа, если в этом возникнет необходимость.

В процессе откачки муки из силоса часто возникает неприятная ситуация, которую операторы именуют словом “зависание”. Это значит, что нижней части силоса перед роторным питателем организовалось пустое пространство, и мука перестает поступать в питатель и далее в трубы пневмотранспорта. Для устранения ситуации “зависания” оператору необходимо “встряхнуть” силос. Делается это включением вибраторов, прикрепленных к силосам. До внедрения системы нередко в ход пускался наш главный отечественный инструмент – кувалда. Теперь же система сама отслеживает возникновение ситуации “ зависания” по признаку включенной откачки, если при этом не происходит уменьшение веса силоса с мукой. При “ зависании” автоматически включится вибратор на короткое время, и такое включение будет происходить через определенные промежутки времени до тех пор, пока мука снова не начнет поступать на технологическую линию. Система известит оператора о “зависании’ цветовым индикатором на экране дисплея и звуковым сигналом. Оператор имеет возможность включать вибратор самостоятельно нажатием на кнопку мыши. Уменьшение веса муки в силосе при отсутствии откачки также является нештатной ситуацией. Система отслеживает возникновение подобных явлений, выдает аварийную звуковую сигнализацию, и цветовой индикатор обозначает силос, который постигла такая печальная участь. Информация об этом заносится в отчет тревог и событий.

Учет готовой продукции, проходящей через 2 упаковочных автомата - это дополнительная функция, выполняемая системой.

7. Аппаратные и программные средства системы

Современный уровень поставляемой в Россию компьютерной техники для автоматизации технологических процессов позволяет решить поставленную задачу в короткие сроки и с затратами, которые окупаются в течение года за счет значительного улучшения качества учета прихода-расхода муки.

Из этих технических средств скомпонованы:

- контроллер тензоизмерений, установленный непосредственно на складе БХМ;

- контроллер учета готовой продукции, расположенный в производственном цехе рядом с упаковочными автоматами;

- АРМ оператора (рис. 7), находящееся этажом выше в операторной.

В качестве АРМ весовщика, расположенного в операторной механических весов, используется обычный офисный компьютер;

При выборе тензодатчиков рассматривались датчики, производимые фирмами «Тензо-М» и Scaime. Для определения времени начала закачки муки с автомуковоза и фиксации начального и конечного весов были выбраны специализированные радиолокационные датчики движения РДД, предназначенные для контроля наличия (отсутствия) движения потока продукта в пневматическом транспорте.

Учет готовой продукции на упаковочных автоматах осуществляется просто, если есть соответствующий электрический сигнал (например, сигнал с

электрического ножа для запайки упаковки). Если упаковочный автомат механический, то проблема усложняется выбором подходящего датчика, вырабатывающего импульс при прохождении упакованной продукции, места его расположения и настройкой его чувствительности. Функциональная схема автоматизированной системы учета муки и готовой продукции представлена на рис. 2.

В шкафу контроллера тензоизмерений размещены:

- каркас MicroPC, содержащий процессорную плату 5066, плату ввода вывода дискретных сигналов 5600-48 и сетевую карту Ethernet — плату 5500;

- модули ADAM-4016 — преобразователи тензосигнала — и плата модулей

гальванической изоляции ADAM-3864 фирмы Advantech;

- модули опторазвязки 70G-IDC5 и твердотельные нормально замкнутые

реле 70-OAC5A5 фирмы Grayhill, установленные на панелях MPB-16;

- интерфейсная плата 2010 для жидкокристаллического дисплея LCD-4·20 и клавиатуры KP-1;

- клеммные колодки WAGO.

Как видно, основную функциональную нагрузку в контроллере несут изделия фирмы Octagon Systems. Сигналы с радиолокационных датчиков движения поступают на модули ввода дискретных сигналов 70G-IDC5.

Нормально замкнутые твердотельные реле 70-OAC5A5 включены последовательно в цепи отключения магнитных пускателей электродвигателей роторных питателей откачки муки. Такие же реле управляют отключением магнитных пускателей, подающих питание на компрессоры муковозов.

На жидкокристаллический дисплей, расположенный на дверце шкафа, выводится информация о текущих значениях веса муки в силосах, а также диагностическая информация об исправности каналов тензоизмерений. Переключение отображения с одного канала на другой производится при помощи клавиатуры КР-1, расположенной также на дверце шкафа контроллера.

Источник бесперебойного питания Back-UPS Pro 280 (фирма APC) дает

возможность защитить аппаратуру контроллера от бросков напряжения сети. Программный драйвер контроллера, работающий с UPS через второй последовательный порт платы 5066, отключает контроллер от UPS при пропадании напряжения питания на время более 10 минут, чтобы не разрядить батарею UPS ниже допустимого предела. АРМ оператора собрано на базе шасси промышленного компьютера IPC610 фирмы Advantech. Имеет в своем составе плату процессора РСА-6154, сетевой адаптер и две платы ввода/вывода дискретных сигналов PCL-731. Часть дискретных сигналов, обрабатываемых системой, а именно сигналы от датчиков верхних уровней производственных бункеров и бункеров просеивателей, сигналы включения электродвигателей роторных питателей откачки муки, аварийные сигналы электродвигателей просеивателей муки и сигналы по управлению вибраторами силосов решено было подключить непосредственно к АРМ оператора по той причине, что источники этих сигналов близко расположены к нему. АРМ оператора, АРМ весовщика и контроллер тензоизмерений включены в общую ЛВС предприятия через 10-мегабитовый концентратор Ethernet. В операторной в небольшом количестве присутствует мучная пыль, и нам показалось разумным разместить АРМ внутри шкафа/консоли оператора APX-FC фирмы Schroff с принудительной вентиляцией и фильтрацией нагнетаемого внутрь шкафа воздуха. Внутри шкафа/консоли удобно установлены 17-дюймовый монитор, коробки PCLD/RMK/4U для модулей УСО и источник бесперебойного питания Back/UPS Pro 420. На клавиатурной

полке шкафа располагаются компактная клавиатура фирмы Advantech PCA-6302, защищенная пленкой, и прецизионный манипулятор-мышь DeskTop HulaPoint фирмы Texas Industrial Peripherals со степенью защиты, превышающей требования стандарта NEMA40.

8. Назначение АСУ

Данная АСУ предназначена для:

1) повышения конкурентоспособности предприятия;

2) повышения объёма выпускаемой продукции;

3) повышения качества выпускаемой продукции, тем самым повышая спрос на неё;

4) экономии сырья, энергоресурсов и сокращение количества обслуживающего персонала

Экономический эффект от внедрения данной системы определяют следующие составляющие:

–предприятие, имея объективную и оперативную информацию о количестве остатков муки, а также о свободных объемах в силосах, может более успешно строить политику закупки сырья;

–объективный подсчет количества израсходованной муки в соотношении с количеством произведенной продукции позволяет более точно подсчитывать себестоимость единицы продукции, а также выявлять непроизводственные потери;

–ряд функций системы дает возможность оператору БХМ более рационально производить загрузку силосов, высвобождая дополнительные объемы и не опасаясь при этом аварийной ситуации переполнения силосов;

–сводится до минимума перерасход дорогих сортов муки путем более точного выдерживания процентного соотношения компонентов смеси;

–разнообразная аварийная сигнализация дает возможность оператору вовремя отреагировать на ситуации, которые могут повлечь за собой потерю сырья или простой оборудования.

Система контроля и учета предназначена для автоматического контроля запасов, учета прихода и расхода муки в емкостях в реальном масштабе времени на хлебозаводах. Применение системы возможно для расходных силосов муки других типов.

9. Функции АСУ

1) Автоматический контроль запасов муки в емкостях

2) Долговременный автоматический учет операций прихода и расхода муки на производство по емкостям

3) Отслеживание изменения объемов муки в силосах

4) Деление муки из одного муковоза в несколько силосов

5) Определение количества откачанной муки

6) Определение количества закачанной муки

7) Автоматическое дозирование отпуска муки на производство

8) Регулирование закачивания муки

9) Регулирование откачивания муки

10) Регулирование скоростей

11) Формирование общей базы данных склада бестарного хранения муки

Оператор может наблюдать в реальном времени и контролировать: