АСУ ТП бетоносмесительного узла

Печать
PDF

Заказчик: Завод ЖБК им. С. Ковальской, г. КиевOбъект управления

Описание ТОУ: технологическим объектом управления является бетонно-смесительный узел (БСУ), состоящий из двух секций - раствора и бетона. К основным функциям БСУ относятся приготовление бетона согласно заданному заданию и выгрузка готового продукта к конечному потребителю (автобетоносмеситель или цех). Приём и оформление заказов на приготовление бетона, организация очереди заданий, их распределение и передача на АРМ операторов осуществляются диспетчерской по приему заказов. Контроль качества бетона и формирование рецептов на его изготовление осуществляется химлабараторией предприятия.

Назначение системы: оперативный контроль и управление технологическими процессами приготовления бетона с целью улучшения качества отгружаемого продукта и повышения пропускной способности БСУ.

Объем работ: полевой проект, центральная часть, шеф-монтаж и пуско-наладочные работы

Реализованные проекты: АСУ ТП БСУ №61-62, №31-32, №41-42, №51, №53


Основные функции:

  • автоматизация операций дозирования компонентов бетонных смесей, их загрузки в смеситель, перемешивания и выгрузки готовых смесей в выгрузочные бункера;
  • производство бетона в ручном режиме с пульта ручного управления;
  • обеспечение удобного и интуитивно-понятного интерфейса оператора;
  • отслеживание, выявление и обработка аварийных ситуаций по БСУ: постоянный контроль критически важных параметров и состояния технологического оборудования, использование блокировок, защитное отключение оборудования, формирование предупредительной и аварийной сигнализации; определение и фиксация причин аварийного останова механизмов;
  • автоматический учет расхода материалов и произведённой продукции по каждому циклу и по заданию в целом;
  • формирование отчетно-учетных документов по результатам работы БСУ за разные временные периоды; формирование сопроводительных документов при отгрузке перемешанного изделия в автомобиль (товарно-транспортная накладная и пр.).


Программно-аппаратная база:

  • весоизмерительные контроллеры Schenck
  • ПЛК Mitsubishi Electric
  • панели оператора Mitsubishi Electric серии Е
  • SCADA-пакет: Citect
  • коммуникации: Profibus-DP, Ethernet


Основные характеристики системы:

  • Точность дозирования, %:
  • Производительность БСУ, куб.м./час:
  • Количество автоматических дозаторов:
  • Количество компонентов на дозатор:
  • Общее количество сигналов ввода/вывода:
  • Общее количество переменных процесса:
0.1-0.5
до 90
2-4
2-4
около 100
около 1000

Структура системы:

  • нижний уровень (полевое оборудование): весовое оборудование (тензометрические датчики, дозаторы, весоизмерительные контроллеры Schenck), исполнительные механизмы (шиберы, заслонки, клапаны, питатели и пр.), частотные преобразователи Mitsubishi Electric: используются для приема и первичной обработки различных сигналов и технологических параметров, и обеспечения исполнения команд управления технологическим процессом
  • средний уровень (автоматическое управление и регулирование): программируемые логические контроллеры фирмы Mitsubishi Electric для реализации основных функций автоматического контроля и управления технологическими процессами бетонно-смесительногоу узла (System Q) и управления адресной подачей бетона (FX3U)
  • верхний уровень (операторский контроль и управление):  АРМ оператора, пульт ручного управления БСУ, пульт ручного управления адресной подачей бетона, АРМ лаборанта химлаборатории, АРМ диспетчера по приему заказов: используются для создания оптимального интерфейса связи оператора с системой,  обеспечивающего возможность достоверной оценки технологического процесса и оперативного принятия решений по его управлению


Описание подсистем:

  • подсистема управления адресной подачей бетона: предназначена для оперативного контроля и управления маршрутами транспортировки бетона от бетоносмесителей (источники бетона) к потребителям (в цех или в автомобиль). Запуск и остановка маршрута может осуществляться вручную оператором с операторской панели, а также инициироваться автоматически по запросу от АСУТП БСУ.  В автоматическом режиме сбор и управлением маршрутом подачи осуществляется контроллером автоматически на основании заданной для данного заказа адресной точки. При запуске маршрута вручную, оператор на операторской панели самостоятельно выбирает маршрут и активирует запрос запуска маршрута.
  • подсистема коррекции по влажности с применением влагомеров Hydronix HydroProbe-II для песка и HydroMix-VII для мешалок: позволяет обеспечить требуемое качество бетонной смеси. Коррекция по влажности песка предусматривает автоматический пересчет заданий на дозирование воды и сыпучих материалов при изменении текущей влажности от базовой. Последующая коррекция по влажности бетона предусматривает перерасчет количества воды в ходе каждого замеса, которую следует добавить, чтоб обеспечить требуемое значение влажности бетона. Система коррекции может работать как в составе комплекса АСУТП, так и в отдельно-стоящем режиме.


Особенности системы:

  • возможность параллельной работы одного дозировочного отделения на два бетоносмесителя, что значительно повышает производительность узла дозирования в целом
  • коррекция уставки воды на основании измеренных (или заданных лабораторией) значений влажности инертных материалов и наполнителей.
  • возможность корректировки текущего рецепта в ходе выполнения заказа для оперативного внесения изменений в рецептурные уставки компонент и времени перемешивания
  • реализация алгоритма компенсации погрешностей дозирования предыдущих загрузок, что позволяет повысить точность дозирования в целом
  • гибкое распределение компонентов по расходным бункерам в зависимости от их заполнения. Автоматический переход на другой расходный бункер материала, если в текущем выбранном бункере закончился материал во время выполнения заказа.
  • пошаговый контроль процесса выполнения заказа в автоматическом режиме с возможностью принудительной остановки оператором (пауза дозирования/выгрузки) при возникновении такой необходимости
  • прочие особенности: летний и зимний режимы работы системы, адаптивный алгоритм дозирования «грубо/точно», быстрый и медленный режимы выгрузки продукта, гибкая система инженерных настроек и пр.


Эффективность внедрения:

  • автоматизация сквозного процесса обработки автомобиля заказчика - от регистрации его на проходной до выезда за ворота с грузом;
  • повышение качества бетонной смеси за счет полной автоматизации процессов дозирования, перемешивания и выгрузки, и минимизации влияния человеческого фактора на ход техпроцесса;
  • сокращение расхода компонентов в результате повышения точности дозирования;
  • сокращение простоев оборудования и времени выполнения заказа в целом;
  • повышение производительности труда и снижение затрат на обслуживание оборудования;
  • повышение уровня безопасности за счет предотвращения ошибочных действий персонала, и  оперативного устранения аварий в случае их возникновения;
  • реализация процесса накопления итогов по расходуемому сырью и материалам,  что позволяет проводить различного рода статистический анализ и «замкнуть цикл» оборота сырья, материалов и готовой продукции на предприятии.


Фотоматериалы:


Структурная схема АСУ ТП Плоскость ПЛК Силовая плоскость и плоскость ПЛКПомещение операторной

Помещение операторной


СОСТАВ ТИПОВОГО ПРОЕКТА

  • Схемы автоматизации
  • Схемы принципиальные (электрические, пневматические и др.)
  • Схемы соединений и подключений внешних проводок
  • Чертежи расположения оборудования и внешних проводок
  • Спецификации оборудования и материалов
  • Сметная документация на монтажные, наладочные работы и пр.
  • Документация на шкафы управления, стойки, пульты
  • ПО автоматического измерения и регулиро- вания, диспетчерского контроля и управления
  • Комплект эксплуатационной документации в т.ч.:
    • руководство по эксплуатации;
    • инструкция по обслуживанию;
    • описание программного обеспечения;
    • описание информационного обеспечения;
    • описание математического обеспечения;
    • описание общесистемных решений и
      пр.