Автоматизация автоклава силикатного кирпича

Автоматизация производства силикатного кирпича

Компания: АСК «АВТОКЛАВ-КОНТРОЛЬ»

Используемая продукция ОВЕН:

Предприятие «Гнездово» — одно из ключевых звеньев экономики Смоленской области. Автоклавное отделение содержит 11 автоклавов для обработки силикатного кирпича-сырца, в месяц завод производит 6 млн. штук кирпича. На предприятии была проведена модернизация автоматизированной системы управления автоклавного отделения силикатного цеха с целью повышения контроля за процессом запарки сырца и безопасности эксплуатации оборудования. В основу автоматизированной системы были положены приборы ОВЕН.

Ключевым моментом в технологии производства силикатного кирпича, в большей части определяющим качество готового продукта, является автоклавная обработка сырца. На предприятии «Гнездово» используются автоклавы отечественного и польского производства. Для обеспечения выпуска качественной продукции при проведении процесса запаривания необходимо обеспечивать плавный набор давления в автоклаве, временную выдержку на заданном уровне и плавный сброс. Резкие скачки давления, а также неточность времени выдержки приводят к снижению прочности готового продукта.

Для получения продукции надлежащего качества и обеспечения безопасности эксплуатации оборудования на предприятии «Гнездово» было проведено масштабное перевооружение автоматизированной системы контроля (АСК) автоклавного отделения силикатного цеха. В разработанной системе «АВТОКЛАВ-КОНТРОЛЬ» реализованы следующие функции:

• индикация значений температуры образующих автоклавов, разности температур верхней и нижней образующих в реальном времени, представление на экране монитора цветных графиков изменения давления в автоклаве, контроль отклонений технологических параметров от установленных значений, сигнализация отклонений (текстовая и анимационная на экране монитора, звуковая и световая);
• контроль времени реализации технологического цикла на каждом автоклаве, расчет и индикация интегрального показателя «давление-время» для учета времени выдержки сырца при колебаниях давления;
• контроль безопасности эксплуатации автоклавов, контроль температуры обводов и их разности, сравнение этих параметров с предельно допустимыми значениями; звуковая и световая сигнализация об опасных режимах работы;
• ведение архива параметров технологических процессов на основе промышленной базы данных SIAD;
• создание отчетов о параметрах работы автоклавов за заданный оператором промежуток времени;

Рабочее место оператора оборудовано промышленным компьютером, который позволяет достичь высокого уровня надежности функционирования системы и обеспечить ее бесперебойную работу в условиях повышенной температуры и влажности, а также избежать повреждения жесткого диска от вибрации, создаваемой технологическим оборудованием.

В качестве устройств сопряжения с объектом используются шесть модулей аналогового ввода ОВЕН МВА8. Несмотря на то, что продукция ОВЕН позиционируется как бюджетная, качество ее изготовления и функциональность не уступает устройствам ведущих мировых производителей, что позволяет заменять более дорогие импортные аналоги (например, модули ADAM фирмы Advantech) и значительно снизить стоимость системы без ущерба для качества конечного продукта.

Звуковая и световая сигнализация осуществляется с помощью модуля дискретного ввода/вывода ОВЕН МДВВ с релейными выходами, к которым подключаются сирены и сигнальные фонари.

Модули МВА8 и МДВВ объединены в сеть RS-485. Преобразование интерфейса RS-485 в интерфейс RS-232 обеспечивает преобразователь ОВЕН АС3. Ввиду того, что в системе используются измерительные и выходные модули одного производителя, в качестве протокола обмена по сети RS-485 используется протокол ОВЕН. Поскольку приборы МВА8 и МДВВ поддерживают и универсальные протоколы (Modbus, DCON), возможно расширение системы за счет устройств других производителей.

Температура образующих автоклавов измеряется с помощью термопар ТХК(L), установленных в специальных бобышках на корпусах автоклавов. Давление пара в автоклаве фиксируется датчиками давления ОВЕН ПД100-ДИ (предел измерения 16 кгс/см2 и класс точности 1.0). Термопары и датчики давления подключены к универсальным входам приборов МВА8. Система контролирует работоспособность датчиков и кабельных линий связи, и в случае выявления неисправности оператор получает информацию о нарушении конкретного канала измерений.

В качестве среды визуализации используется программное обеспечение SCADA Trace Mode. Система позволяет генерировать отчетные документы о прохождении цикла обработки сырца в табличной и графической формах. Отчеты могут создаваться за любой указанный оператором промежуток времени с произвольной периодичностью выборки данных из архива. Система также создает отчеты в формате html, который удобен для просмотра на любом компьютере с помощью Интернет-браузера.

Внедренная АСК на предприятии «Гнездово» позволила увеличить точность выполнения технологических режимов, сократить общее время обработки, получить экономию энергоресурсов, упростить процесс управления и обслуживания, исключить ошибки персонала, повысить безопасность эксплуатации оборудования. Оператор получает объективную информацию о ходе техпроцесса и отчеты о выполненной работе.

Система автоматизации процесса автоклавной обработки силикатного кирпича

Василий Всеволожский 4 лет назад Просмотров:

1 РАЗРАБОТКИ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ СТРОЙМАТЕРИАЛОВ Система автоматизации процесса автоклавной обработки силикатного кирпича Александр Свиязов, Сергей Шишканов В статье представлены результаты разработки и эксплуатации системы автоматизации процесса автоклавной обработки силикатного кирпича. Управление процессом осуществляется персональным компьютером по интерфейсу RS-485 с использованием модулей серии ADAM-4000 и управляющей программы ADAMView. 74 ВВЕДЕНИЕ Силикатный кирпич, являясь экологически чистым продуктом, находит широкое применение для строительства жилых и производственных помещений. Его производство состоит из ряда операций, таких как дозирование, перемешивание, формование и автоклавная обработка. Каждый из этих процессов вносит свой вклад в качество конечного продукта. При этом особо важное значение имеет заключительная операция автоклавная обработка, обеспечивающая получение кирпича с заданными техническими параметрами. Режим работы автоклава зависит от его конструкции и разновидности силикатного кирпича. Технология этого процесса подробно изучена [1]. Существуют различные системы управления автоклавной обработкой силикатного кирпича, использующие известные подходы и решения. Тем не менее реализация автоматизированной системы на существующем производстве требует учёта конкретных технических и экономических условий. В ООО «Ресурс» (г. Рязань) разработана система автоматизации процесса автоклавной обработки, внедрённая на Рязанском заводе силикатных изделий. Главным её отличием является относительно низкая стоимость. В качестве управляющего элемента она использует компьютер, а для организации взаимодействия между компьютером и датчиками непрерывных и дискретных параметров и для выдачи управляющих воздействий на исполнительные механизмы модули распределённого ввода/вывода серии ADAM-4000 компании Advantech. P P выд Подготовка Набор Рис. 1. Последовательность этапов автоклавной обработки ПК RS-232 ADAM-4520 ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ После окончания процесса прессования сырец силикатного кирпича поступает для прохождения тепловлажностной обработки в автоклав. Автоклав представляет собой горизонтально расположенный стальной цилиндр с герметически закрывающимися с торцов крышками. Прочность силикатного кирпича формируется в результате взаимодействия двух процессов: структурообразования, обусловленного син- Выдержка Снижение t н t в t с t ЗБМП РЗМП Мятый пар Автоклав RS-485 ЗБОП РЗОП Острый пар ADAM-4018 ADAM-4055 ADAM-4018 Рис. 2. Структурная схема системы автоматизации процесса автоклавной обработки силикатного кирпича Д м Д а T в T с T н ADAM-4018

2 Рис. 3. Шкаф управления автоклавами Рис. 4. Экранная форма состояния автоклавов тезом гидросиликатов кальция, и деструкции, обусловленной внутренними напряжениями [1]. Процесс запаривания сырца состоит из трёх последовательных этапов (рис. 1). Первый этап (набор Р) длительностью t н начинается с поступления смеси в аппарат и продолжается до выравнивания показателей температуры пара и самого изделия. Во время прохождения второго этапа (выдержка ) температура и уровень Р выд поддерживаются на постоянном уровне в течение времени t в, чтобы в толще кирпича правильно начались и своевременно завершились все физико-химические процессы, а именно: выпаривание излишнего количества влаги и образование гидросиликата кальция. На этом этапе происходит затвердевание кирпича. Третий этап (снижение ) это остывание готового продукта после прекращения теплового воздействия на него в течение времени t с. После окончания этапа снижения готовый силикатный кирпич поступает на склад для хранения и упаковки. Для получения силикатного кирпича с заданными характеристиками необходимо обеспечить возможность задания значения выдержки Р выд, длительности набора t н, выдержки t в и снижения t с пара в автоклаве. Для снижения внутренних напряжений в конструкции автоклава система Компания ПРОСОФТ признана партнёром года TDK-Lambda Европейское представительство компании TDK-Lambda, одного из ведущих мировых производителей источников питания, провело на Maйорке конференцию дистрибьюторов. Фирма ПРОСОФТ является официальным дистрибьютором компании TDK- Lambda и постоянно принимает участие в ежегодных конференциях партнёров. В этом году компания ПРОСОФТ была удостоена высокого звания «Партнёр года 2011/12» и получила награду за выдающиеся показатели продаж на рынке СНГ. ПРОСОФТ, являясь одним из крупных дистрибьюторов TDK- Lambda, поставляет российским заказчикам весь спектр продукции TDK-Lambda: высокоэффективные источники питания AC/DC для использования в промышленности и в медицине, DC/DC-преобразователи, программируемые и высоковольтные источники питания для применений в испытательном и научно-исследовательском оборудовании. В партнёрстве с компанией TDK-Lambda специалисты ПРОСОФТ приобрели богатый опыт реализации проектов с применением качественных и высокоэффективных источников питания для ответственных приложений, в гражданских и оборонных проектах. На конференции были подведены итоги развития компании TDK-Lambda за 2011/ 2012 год, намечены перспективы и план развития на следующие годы, проведён ряд круглых столов и рабочих встреч, в ходе которых дистрибьюторы из разных стран обсуждали общие проблемы развития рынка АСУ ТП и обменивались опытом. YASKAWA приобретает контрольную долю в капитале компании VIPA Yaskawa Electric Corporation (YASKAWA) объявила о подписании соглашения между её европейским отделением, YASKAWA Europe GmbH (YEU), расположенным в г. Эшборн (Германия), и компанией VIPA Gesellschaft fьr Visualisierung und Prozessautomatisierung mbh (VIPA), расположенной в г. Херцогенаурах (Германия), в результате чего YEU приобретает контрольную долю в капитале VIPA. Интегрируя VIPA в структуру YEU, Yaskawa реализует свой план по доукомплектованию портфеля своей продукции с тем, чтобы стать поставщиком комплексных решений. Сочетание ПЛК, систем ввода-вывода и устройств операторского интерфейса VIPA с собственными преобразователями частоты, сервосистемами переменного тока и робототехническими комплексами позволит YASKAWA предлагать полный спектр решений по автоматизации для разнообразных рынков. Закрытие сделки зависит от одобрения соответствующих антимонопольных органов. 75

3 должна обеспечивать контроль температуры вверху, внутри и внизу автоклава, скорость нарастания в нём и скорость нарастания температуры, разность температуры вверху и внизу автоклава. В ходе процесса автоклавной обработки необходимо контролировать положение впускной и выпускной задвижек безопасности и регулирующих задвижек острого и мятого пара. 76 Рис. 5. Экранная форма «Цифровые параметры» Рис. 6. Экранная форма текущего архива Рис. 7. Экранная форма программы Graph АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА Структурная схема системы в части контура управления автоклавом приведена на рис. 2 (на схеме показан контур управления только одним автоклавом, управление другими автоклавами организовано аналогично). В каждом автоклаве контроль температуры осуществляется тремя термопарами: Т в вверху, Т с в середине и Т н внизу. Все эти термопары подключены к модулю аналогового ввода ADAM Состояние задвижек безопасности острого пара (ЗБОП) и задвижки безопасности мятого пара (ЗБМП) определяется по сигналам соответствующих концевых выключателей, поступающим на модуль дискретного ввода-вывода ADAM Регулирование набора в автоклаве производится регулирующей задвижкой острого пара (РЗОП), а снижение регулирующей задвижкой мятого пара (РЗМП). Положение РЗОП и РЗМП контролируется посредством модуля ADAM-4018, настроенного на измерение напряжения. Управление задвижками РЗОП и РЗМП осуществляется с выходов с открытым коллектором модуля ADAM-4055 через электромеханические реле фирмы Omron. Контроль в автоклаве и подающей магистрали производится измерительными преобразователями SIT- RANS P серии Z фирмы Siemens (Д а и Д м ), подключёнными к модулю ADAM Модули ввода-вывода ADAM объединены по интерфейсу RS-485 и через интерфейсный преобразователь (RS-232/RS-485) ADAM подключены к СОМ-порту персонального компьютера (ПК). Фотография шкафа управления шестью автоклавами, выполненного на базе конструктива фирмы Schroff, приведена на рис. 3.

4 В качестве управляющей используется программа ADAMView фирмы Advantech. Шесть автоклавов объединены в группу, управление ими осуществляется с одного компьютера. Состояние процессов во всех шести автоклавах, подключённых к компьютеру, контролируется с помощью общей экранной формы, показанной на рис. 4. Для каждого автоклава отображаются его номер, выполняемый этап процесса, время выполнения процесса, а также соответствующими сообщениями сигнализируется об отклонениях процесса пропарки от нормы. Из данной формы, нажав кнопку «Цифровые параметры» в поле определённого автоклава, можно перейти на одноимённую форму контроля и управления процессом пропарки выбранного автоклава (рис. 5). В разделе «Задание параметров» экранной формы конкретного автоклава оператором устанавливаются давление на этапе выдержки с шагом 0,1 кгс/см 2, время набора, выдержки и снижения с шагом 1 минута. Название раздела «Параметры процесса» говорит само за себя, и здесь отображаются текущие значения следующих показателей: температура вверху, внутри и внизу автоклава; расчётное и текущее давление в автоклаве в данный момент времени; давление в магистрали острого пара; время процесса. В разделе «Выполняемый этап процесса» высвечивается название текущего этапа автоклавной обработки кирпича. Раздел «Отклонение параметров» на этапе набора содержит информацию о соответствии норме текущих значений разности температуры вверху и внизу автоклава, скорости нарастания температуры и изменения. Если разность температуры вверху и внизу автоклава превышает 45 C, то выводится мигающее красным цветом сообщение «Разность температур выше нормы». Если скорость нарастания температуры превышает 1,5 C в минуту, то выводится мигающее красным цветом сообщение «Скорость нарастания температуры выше нормы». Если нарастание в автоклаве меньше 0,06 кгс/см 2 /мин, то выводится мигающее красным цветом сообщение «Нарастание ниже нормы». При любом отклонении контролируемых параметров от нормы также выдаётся звуковое сообщение «Отклонение параметров от нормы». На экранной форме автоклава также показаны состояние задвижек безопасности острого пара и задвижки безопасности мятого пара в графическом виде с соответствующей надписью («Открыто», «Переключение», «Закрыто») и положение регулирующих задвижек острого и мятого пара. В разделе «Управление процессом» возможен выбор автоматического или ручного режима. При выборе ручного управления необходимо нажать кнопку «Ручное». В окне «Выполняемый этап процесса» отобразится надпись «Ручное управление процессом» и появится возможность управлять положением регулирующих задвижек острого пара и мятого пара с помощью соответствующих кнопок «Закр» и «Откр». Для выбора автоматического управления необходимо нажать кнопку «Автоматическое», а затем кнопку «Пуск». Если задвижка безопасности острого пара ЗБОП открыта, а задвижка безопасно- 77

5 78 сти мятого пара ЗБМП закрыта, то начинается процесс пропарки. При другом состоянии задвижек безопасности выдаётся звуковое сообщение «Проверьте состояния задвижек безопасности». После набора в течение заданного времени процесс пропарки переходит к этапу выдержки, что отображается надписью «Выдержка» в окне «Выполняемый этап процесса». Заданное значение поддерживается с точностью ±0,05 кгс/см 2. Если отклонение больше этого значения, что в большинстве случаев обусловлено снижением в подводящей магистрали острого пара, выводится сообщение «Снижение ниже нормы» и выдаётся звуковое оповещение «Отклонение параметров от нормы». После окончания этапа выдержки выводится сообщение «Переход к снижению» и выдаётся звуковое сообщение «Внимание! Этап выдержки закончен. Закройте впускную и откройте выпускную задвижки безопасности». Оператор закрывает впускную и открывает выпускную задвижки безопасности и нажимает кнопку «Обеспаривание». После этого выводится сообщение «Этап снижения» и начинается снижение в течение заданного времени. После окончания этапа обеспаривания выводится текстовое сообщение «Процесс пропарки закончен» и звуковое оповещение «Процесс пропарки закончен». Из формы «Цифровые параметры» оператор, нажав кнопку «Автоклавы», может вызвать форму, на которой отображаются все подключённые к компьютеру автоклавы и протекающие в них процессы (рис. 4), а нажав кнопку «Архив», высветить форму «Текущий архив» (рис. 6). На форме «Текущий архив» в верхнем окне показано изменение температуры вверху, внутри и внизу автоклава, а в нижнем окне изменение в автоклаве и в магистрали подачи острого пара. Информация на форме «Текущий архив» позволяет качественно оценить процесс автоклавной обработки. Для более точной оценки параметров была разработана программа Graph (рис. 7). В окне этой программы могут отображаться значения в магистрали подачи острого пара и в автоклаве, а также температуры вверху, внутри и внизу автоклава. Для выбора отображаемых параметров необходимо щелчком мыши поставить галочку в окошке с названием параметра. Для точной оценки параметров в определённый момент времени нужно щёлкнуть левой кнопкой мыши, и в окне экранной формы появится вертикальный маркер. В окнах, расположенных внизу под соответствующей надписью, высветятся значения параметров процесса в точке пересечения вертикального маркера с соответствующей зависимостью, а в окне «Время» отобразится время получения этих значений (время оценки параметров процесса). Вертикальный маркер можно перемещать с помощью мыши в заданную временну’ю точку процесса. Для удобства анализа можно изменять масштаб графиков по оси Х и оси Y. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Внедрение разработанной системы начато в 2005 году на Рязанском заводе силикатного кирпича в условиях действующего производства. В связи с этим подключение автоклавов осуществлялось поочередно. К концу 2008 года было подключено 10 автоклавов, управление которыми производилось с двух компьютеров. В настоящее время проводятся работы по дальнейшему расширению системы на описанных принципах до обслуживания уже 12 автоклавов. Опыт создания и эксплуатации системы показал правильность выбранных решений, которые позволили автоматизировать процесс обработки силикатного кирпича. Внедрение автоматизированной системы привело к повышению качества силикатного кирпича на основе появившейся возможности более точного соблюдения технологических режимов и параметров, а также к росту энергоэффективности обработки кирпича за счёт снижения потребления пара. Авторы выражают благодарность директору ЗАО «Системы и комплексы» Пронину Юрию Дмитриевичу за поддержку и консультации в ходе разработки системы, а также инженеру Щукину Сергею Юрьевичу за предоставленную программу просмотра архивных данных Graph. ЛИТЕРАТУРА 1. Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. М. : Стройиздат, с.

СМТО СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, МОНИТОРИНГА И ДИАГНОСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

СМТО СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, МОНИТОРИНГА И ДИАГНОСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ Система управления, мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования СМТО выполняет следующие функции: прием, обработку

Автоматизация автоклавной обработки кирпича

Предприятие «Гнездово» (г. Смоленск) – основной производитель силикатного кирпича в Смоленской области. В 1991 г. предприятие приобрело проходной автоклав производства «Волгоцеммаш» для запарки кирпича. Однако последовавшая череда экономических потрясений не позволила запустить его. Только спустя 20 лет, в 2012 году при расширении производственных мощностей начались работы по вводу в эксплуатацию автоклава.

Состояние установки на тот момент было удручающим: полностью разукомплектована гидравлика, арматура, автоматика и электрика, отсутствовала тепловая изоляция. Постепенно основные элементы были восстановлены, но главной проблемой оставалась автоматика. Контрольно-измерительные приборы по большей части вышли из строя, а заменить их не представлялось возможным, поскольку они были сняты с производства еще в 90-е годы прошлого столетия. Помимо этого штатная система была релейной, которая не обеспечивала необходимого уровня автоматизации и безопасной эксплуатации.

Устройство автоклава

Автоклав представляет собой цилиндр длиной 17 и диаметром 2 метра. Внутри него расположен рельсовый путь, по которому перемещаются вагонетки с полуфабрикатом – сырцом (фото 1-2). С обеих сторон автоклава установлены крышки с гидравлическим приводом. Механизм открывания-закрывания каждой крышки оснащен пятью гидроцилиндрами, два из которых предназначены для поворота крышки вокруг своей оси для открытия-закрытия байонетного затвора, третий – для подъема-опускания крышки, четвертый – для перемещения хомута, фиксирующего крышку в поднятом положении, и пятый – для подъема-опускания переходного мостика, соединяющего рельсовый путь автоклава с внутрицеховым. Система трубопроводов обвязки автоклава обеспечивает поступление и выпуск пара, а также конденсата из автоклава по окончании цикла обработки.

Автоматизированный комплекс управления автоклавом

Результатом совместной деятельности специалистов двух предприятий «Энерготехнология» и «Гнездово» стал современный комплект автоматики с расширенными функциями управления технологическим процессом и безопасности.

Комплекс управления автоклавом состоит из трех щитов автоматики (рис. 1). Главный щит, основой которого стал контроллер ОВЕН ПЛК110, располагается на рабочем месте оператора. На его передней панели находятся кнопки и переключатели управления, сигнальные лампы и пр. Система управления обеспечивает следующие функции:

• индикацию текущего состояния автоклава (положение крышек, величину давления, режим работы);
• управление открытием-закрытием крышек;
• управление запорно-регулирующим клапаном на линии подачи пара (автоматическая блокировка подачи пара при разгерметизации автоклава), регулирование давления пара;
• звуковую сигнализацию при открывании-закрывании крышек и аварийных режимах работы;
• управление маслостанцией системы гидропривода;
• передачу информации о режимах работы в систему контроля и регистрации параметров автоклавной обработки «АВТОКЛАВ-КОНТРОЛЬ» по RS-485 («АиП» 2010, №1);
• управление работой дополнительных щитов автоматики и контроль исправности линий связи RS-485.

Дополнительные щиты автоматики

Основу двух дополнительных щитов составляют программируемые реле ОВЕН ПР110 с интерфейсными модулями ПР-МИ485 для связи с основным щитом управления. К дискретным входам реле подключены бесконтактные индуктивные датчики для фиксации крайних положений всех механизмов крышки автоклава. Выходы реле соединены с катушками гидрораспределителей, управляющих гидроцилиндрами. По команде, поступающей от главного щита по сети RS-485, реле производит включение гидрораспределителей в определенной последовательности в соответствии с сигналами от индуктивных датчиков и уставками таймеров и счетчиков. Включение каждого гидроцилиндра точно нормируется по времени: если в установленное время механизм не был приведен в определенное состояние, считается, что он неисправен, программа управления крышкой прерывается, и аварийный сигнал по сети RS-485 передается на главный щит управления.

Предусмотрен и ручной режим управления каждым гидрораспределителем в отдельности. Кнопки ручного управления в целях безопасности находятся внутри щита и доступны только обслуживающему персоналу, выполняющему наладочные и ремонтные работы.

В шкафах автоматики установлены промежуточные реле KIPPRIBOR для включения гидрораспределителей, маслостанции, звуковой сигнализации, а также твердотельные реле – для управления запорно-регулирующим клапаном на линии подачи пара в автоклав. Все оборудование выполнено в корпусах с защитой IP54, что немаловажно, учитывая условия работы с высокой запыленностью воздуха и повышенной влажностью.

Новая жизнь автоклава

Новая система обеспечивает эффективную работу: автоклав открывается и закрывается автоматически, ранее для этой операции приходилось вручную управлять каждым гидрораспределителем, что требовало немалой сноровки от обслуживающего персонала.

Повысился уровень безопасной эксплуатации. Давление в автоклаве определяется по трем независимым каналам: датчиком давления ОВЕН ПД100 и двумя электромеханическими сигнально-блокировочными устройствами, срабатывающими при превышении давления. Если хотя бы одно из этих устройств сигнализирует о нарушении установленного режима, автоматика останавливает все операции. При повышении давления в автоклаве выше допустимого уровня срабатывает звуковая сигнализация.

Автоматика контролирует давление в гидросистеме, и при его снижении ниже допустимой величины работа гидрораспределителей останавливается. В случае повреждения линий связи RS-485 система переводит оборудование в состояние, при котором маслостанция отключена, запорно-регулирующий клапан на линии подачи пара полностью закрыт.

Применение ключа на панели главного щита исключает несанкционированное вмешательство в работу оборудования.

За более подробной информацией можно обратиться к автору статьи по тел.: +7 (920) 305-26-94 или электронной почте: alexandr.v.sorokin@gmail.com

© Автоматизация и Производство, 2021. Все права защищены. Любое использование материалов допускается только с согласия редакции. За достоверность сведений, представленных в журнале, ответственность несут авторы статей.

Издание зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации средств массовой информации ПИ № ФС77-68720.

АСК ”Автоклавы»

Наименование: Автоматизация процесса контроля технологических режимов автоклавов при производстве силикатного кирпича

Завершен: 2013г

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

АСК ”Автоклавы» предназначена для автоматизации процесса контроля технологических режимов автоклавов при производстве силикатного кирпича в соответствии с требованиями технологии производства.

2 ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

АСК «Автоклавы» содержит пять функциональных подсистем:

1. Представление оператору на экране монитора обобщенной информации о загрузке автоклавов, выбранном технологическом процессе запаривания, состоянии протекающих в них технологических процессов, контроль установленного времени реализации технологических циклов запаривания (подъем давления-выдержка-сброс), сигнализация оператору о смене режима, учет вторичного использования пара (перепуски), отчет о количестве начатых, полных и завершенных технологических циклов по каждому автоклаву за смену.
2. Измерение, индикация и регистрация на жестком диске текущих значений технологических параметров, построение графиков их изменения во времени (температура обводов, перепад температуры по высоте автоклава, давление пара в автоклаве, температура и давление в магистрали «острого пара»), косвенный контроль уровня конденсата на основе разности температуры по высоте автоклава, измерение индикация и регистрация значений давления, скорости изменения давления в переходных режимах, сигнализация оператору о достижении заданных значений или возникших отклонениях от допуска.
3. Контроль безопасной эксплуатации автоклавов, (температура и перепад температуры по высоте автоклава, скорость изменения температуры, давление и скорость его изменения) сравнение этих параметров с предельно установленными значениями, сигнализация оператору об опасных режимах эксплуатации; регистрация на жестком диске обобщенной информации о режимах работы автоклавов.
4. Ведение архива параметров технологических процессов на жестком диске (графики и их цифровые значения в виде таблицы, аварийные сообщения оператору).
5. Экспорт основных данных и документов в формате HTML.

Система обеспечивает реализацию следующих основных функций контроля: измерение, индикация, регистрация, логико-программная обработка измерительной информации и сигнализация.

• многоканальное аналого-цифровое преобразование значений сопротивлений ТСП-50 (ТПР) и измерение температуры по 23 измерительным каналам (по 2 канала для каждого автоклава и один канал для линии острого пара);
• многоканальное аналого-цифровое преобразование унифицированных сигналов датчиков давления 4-20мА (0-5мА), измерение давления в автоклавах (по одному каналу для каждого автоклава), в магистрали «острого» и в магистрали «перепуска» пара всего 13 каналов;
• отсчет и регистрация календарного времени начала и конца технологических циклов независимо по 11 автоклавам в формате: календарная дата, часы – минуты.

Индикация (таблица «АВТОКЛАВЫ» на экране монитора для 11 автоклавов)

• температуры верхних и нижних обводов автоклава Тв и Тн;
• температуры в магистрали острого пара Топ;
• скорости изменения температуры верхних и нижних обводов Vтв и VТн;
• разности температуры верхней и нижних образующих Тв—Тн (перепад по высоте);
• давления P в автоклавах и паропроводе «острого» пара;
• давление в Линии Перепуска Пара (ЛПП) Рп;
• скорости изменения давления в автоклавах V_P.

Индикация (графики изменения параметров во времени на экране монитора):

• температура верхних обводов Тв, температура нижних обводов Тн, разность температуры верхних и нижних обводов Тв—Тн (перепад по высоте), температура в магистрали острого пара Топ;
• давление в автоклаве Р;
• давление в магистрали острого пара;
• индикация наименования выбранного технологического процесса, календарного времени начала каждого технологического цикла;
• отсчет и индикация технологического и (от начала запуска технологического процесса) и календарного времени независимо по каждому из 11 автоклавов в формате часы-минуты (таблица);
• индикация режима (цикла) работы автоклавов по участку (загрузка, подъем, выдержка, сброс, выгрузка).

Регистрация (запись в архив)

• регистрация на жестком магнитном диске фактических значений давления, температуры верхних обводов корпуса, перепада температуры по высоте автоклава, скорости изменения температуры верхних и нижних обводов, скорости изменения давления, температуры и давления в магистрали острого пара (согласно требованиям технолога);
• регистрация на жестком диске цветных графиков изменения давления, температуры верхних обводов, разности температуры верхних и нижних обводов, температуры и давления в магистрали острого пара;
• регистрация в архиве в в формате год-месяц-число-часы-минуты начала и конца полных технологических циклов;
• регистрация на жестком диске всех технологических сообщений в ходе исполнения технологического цикла;

Логико-программная обработка измерительной информации:

• вычисление скоростей изменения температуры верхней образующей каждого автоклава и сравнение их с предельно допустимыми значениями (как по требованиям технологического процесса, так и по условиям безопасности);
• вычисление текущих значений разности температуры по высоте и длине для каждого автоклава и сравнение их с предельно допустимыми значениями;
• автоматическое включение стадии «ВПУСК ПАРА» при выборе типа обрабатываемого кирпича и повышении давления в автоклаве до 0.2 кг/см 2 ;
• автоматическое переключение отсчета и контроля параметров из режима «ВПУСК ПАРА» в режим «ВЫДЕРЖКА» при достижении в автоклаве установленного технологическим процессом значения давления;
• автоматическое переключение из режима «ВЫДЕРЖКА» на режим «СБРОС ДАВЛЕНИЯ» по истечении времени заданного программой технологического процесса;
• ввод команд с клавиатуры оператором;
• выбор программы запаривания из существующих шаблонов;
• начало стадии «ЗАГРУЗКА» и окончание стадии «ВЫГРУЗКА«;
• экспорт рабочего экрана, страниц, графиков и документов на печать, жесткий диск (сервер) (либо в формате HTML).

• сигнализация оператору на экране монитора о нарушении режимов технологического процесса автоклавов;
• предупредительная сигнализация оператору об изменении технологических режимов работы автоклавов.

3 ПОДСИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА.

Система технологического мониторинга предназначена для наглядного представления оператору в графической и цифровой форме информации о состоянии технологического процесса и работе оборудования.

Для взаимодействия с системой контроля и вывода информации на экран оператора выводятся мнемосхемы и таблицы. В системе используется один главный экран (Рис.1) с контрольной панелью инструментов, кнопками переключения обзора для каждого автоклава, информационными табло состояния автоклава (ОТКЛЮЧЕН, НЕ ГОТОВ, ОТКРЫТ, ЗАКРЫТ, ЗАГРУЗКА, ВПУСК, ВЫДЕРЖКА, СБРОС ДАВЛЕНИЯ, ВЫГРУЗКА), температуры верхнего и нижнего обводов автоклавов, давления в автоклавах, перепада температуры по высоте автоклава, скорости изменения давления и температур.

Общий экран дает информацию сразу по всем автоклавам, но только на данный момент времени!

Рис. 1. Главный экран «Панель ОПЕРАТОРА-Нарушения» (Стартовая страница).

Отчет смены о работе автоклавов (Рис.2) формируется автоматически кроме столбцов загрузка и выгрузка. Для корректного заполнения документа в полном объеме необходима отметка Начала загрузки и Окончания выгрузки оператором автоклавов.

Рис.2 Кадр формирования отчета смены о работе автоклавов.

Выбор номера опрашиваемого автоклава (кнопки 1,2,3. 12) открывает доступ к мнемосхеме технологического процесса данного автоклава, его параметрам и трендам. При выборе номера (1. 12) интересующего оператора автоклава, предусмотрена возможность получения трех вариантов информации о автоклаве.

Рис.3 Мнемосхема контроля и управления автоклавом.

Через функциональную клавишу «Графики» производится переход к трендам (Рис.4) параметров технологического процесса во времени Тн, Тв, Тв-Тн, Р. По умолчанию окно графика показывает параметры в настоящем времени, однако если кликнуть по окну графика — появится панель контроля позволяющая отобразить график при любом времени опроса.

Рис.4 Тренды автоклава.

Кнопка «Помощь» открывает документ, содержащий сведения о производителе, контакты и краткое руководство пользователя СИСТЕМЫ.

Кадр «Рецепты технологических процессов» (Рис.5) используется технологом предприятия (вход по паролю технолога) для внесения изменений в существующие программы техпроцессов и создания своих программ. Условно принято наименование программы по марке кирпича.

Окно «Марка» содержит наименования техпроцессов.

В окне «Программа» вводятся значения таймеров для каждого цикла технологического процесса, значения давления пара.

Параметр Pxt — интегральная сумма произведения давления на время выдержки может рассчитывается автоматически или служить заданием для цикла выдержки.

Рис.5 Кадр изменения (создания) программы технологического процесса.

Рис.6 Смешанная информация с выборкой автоклава и периода просмотра.