Статья
Системы многокомпонентного дискретного дозирования.
С. Козлов, директор,
А. Чичаев, гл. инженер,
ООО «НПФ «ИнСАТ-СПб»
В данной статье авторы хотят поделиться накопленным опытом в разработке и внедрении автоматизированных систем управления многокомпонентным дискретным дозированием и смешиванием. Описываемые ниже системы внедрены (с небольшими вариациями, связанными с наличием у каждого завода своих технологических особенностей) на Тосненском, Гатчинском и Новгородском комбикормовых заводах.
Автоматизированная система управления многокомпонентными весами комбикормового производства (в дальнейшем система), предназначена для контроля процесса порционного взвешивания и смешивания сыпучих и жидких продуктов в автоматическом и ручном режиме, согласно заданного рецепта. Функции системы: автоматическое и дистанционное управление двигателями дозаторов, задвижками и другими исполнительными механизмами, участвующими в работе системы с непрерывным контролем их работы; визуальный контроль за работой системы на экране дисплея; звуковое оповещение обслуживающего персонала в случае возникновения аварийной (нестандартной) ситуации; сохранение в архив полной информации о работе системы; распечатка на принтере рапортов и прочей необходимой информации из архива; связь по компьютерной сети с другими системами (компьютерами) для оперативного обмена информацией (получения рецепта, передача данных в формате ОРС и т.д.). Варианты исполнения: модернизация имеющихся механических весов, установка нового оборудования и механизмов: комбинация с использованием имеющегося и установкой дополнительного оборудования.
Система включает в себя некоторое количество шнековых дозаторов, работающих на весы (в комплекте со шнеками могут быть установлены пневмозадвижки под шнеками, которые открываются при включении шнека и закрываются сразу после его остановки – это важно при дозировании сильно текущих компонентов, например, извести), некоторое количество весовых бункеров – дозаторов для ввода жидких компонентов в смеситель, 2 или 3 бункера весов, установленных на 3-х параллельно соединенных тензометрических датчиках силы каждый, смеситель, расположенный под бункерами весов, и приемный бункер под смесителем. Сигналы веса с тензодатчиков измеряются и преобразуются в естественное значение весоизмерительными контроллерами «Master-110.1». Далее значения веса передаются по интерфейсу RS-232 (или RS-485) в управляющий контроллер. Управляющий контроллер представляет собой компьютер на базе Intel Pentium 166 с установленными в нем платами ввода/вывода дискретных сигналов. В соответствии с этими сигналами, значениями веса и текущим режимом управления, управляющий контроллер осуществляет воздействия на исполнительные механизмы весов (смеситель, дозаторы, задвижки и т.д.). Подача продукта в бункеры весов осуществляется шнековыми питателями, двигатели которых включаются и выключаются управляющим контроллером в порядке, заданном рецептом или выбором оператора. Шнековые питатели имеют три режима работы двигателя: «грубо», «точно» и «досыпка». Эти режимы переключаются автоматически в соответствии со скоростью изменения веса и его приближения к заданию. Алгоритм управляющей программы составлен таким образом, что при дозировании постоянно вычисляется величина приращения массы в единицу времени цикла программы и, соответственно вычисляется величина упреждения на отключение шнека. После остановки шнека система проверяет вес и если недобор – включается режим «досыпка» и толчками необходимой длительности продукт досыпается до задания. Основной принцип такого дозирования – каждый отвес должен набираться точно. Если почему-либо произошло отклонение веса от задания в данном отвесе, в следующем никаких компенсаций не предусмотрено. Точность при таком дозировании – не хуже 0,1 % - 0,2 % (реально лучше 0,1 и зависит от параметров шнека и наличия под ним быстродействующей задвижки). При этом в рапорте будет указано реальное отклонение от задания по рецепту для каждого продукта по каждому отвесу и по рецепту в целом. Управляющий контроллер, в свою очередь, соединен с управляющим компьютером верхнего уровня по сети Ethernet. На этом компьютере, с помощью SCADA-пакета VNS, организовано рабочее место оператора технолога.
Рабочее место оператора технолога включает в себя: набор мнемосхем*, на которых оператор может наблюдать введённые задания, значения веса, положение и состояние дозаторов, задвижек и связанного с весами оборудования; меню и элементы ввода значений, с помощью которых оператор управляет процессом дозирования; журналы аварийных, технологических и системных сообщений, генераторы отчётов.
Система позволяет вести процесс дозирования в автоматическом и дистанционном ручном режимах. В автоматическом режиме дозирование производится согласно заранее введённого рецепта. Рецепт задается из базы рецептов компьютера, установленного на пульте управления. На нем в мнемосхеме управления рецептами осуществляется ввод исходных данных рецептов – номеров дозаторов (бункеров), названия компонентов и процентов ввода. Полученные задания автоматически вводятся в управляющий контроллер. После ввода и расчёта рецепта система переводится в режим управления. Процесс набора веса текущего компонента отображается на мнемосхеме весов на мониторе оператора-технолога. После набора весов всех компонентов текущего рецепта, открываются задвижки под весами и продукт попадает в смеситель. Когда весы полностью опустошаются и задвижки под ними закрываются, тогда, если в рецепте задан вес каких-либо дополнительных компонентов (жидкие компоненты – масло, меласса и т.д.), выдается сигнал, разрешающий ввод этих компонентов. Для дозирования ЖК используются небольшие расходные емкости - дозаторы (от 300 кг – до 1т.), подвешенные на 3-х тензометрических датчиках силы каждая. Управление дозаторами осуществляют специализированные микропроцессорные контроллеры «Master 110.2», которые были разработаны специально под задачу точного дискретного дозирования. «Master 110.2» по интерфейсу RS485 соединены с управляющим контроллером. Ввод ЖК осуществляется по весу насосом из дозатора (или из нескольких дозаторов одновременно) в смеситель через специальные форсунки. Для точного ввода насосы имеют управляемый привод, с помощью которого дозирование осуществляется в трехскоростном режиме – «грубо», «точно» и при необходимости – «доливка». Заданная порция попадает в смеситель, где и смешивается с основными компонентами рецепта. После загрузки в смеситель всех компонентов рецепта включается таймер времени смешивания. С этого момента весы автоматически начинают новый цикл взвешивания, если не завершён последний отвес рецепта. По завершении времени смешивания, если включён транспортер под смесителем и бункер под смесителем пуст, открывается задвижка под смесителем и по транспортеру продукт уходит по назначению. При открытии задвижки смесителя, дозирование останавливается для устранения погрешности, связанной с аэродинамическими изменениями веса. После истечения времени опустошения смесителя задвижка под смесителем закрывается, дозирование продолжается с места остановки и, по готовности, начинается новый цикл разгрузки весов в смеситель. Процесс протекает таким образом до завершения последнего отвеса.
В дистанционном ручном режиме, номер дозатора и задание в килограммах вводятся вручную из меню ручного режима. Пуск дозатора производится оператором вручную с клавиатуры компьютера, а остановка автоматически по достижению заданного веса. Принудительная остановка любого дозатора осуществляется выбором другого дозатора или выходом из ручного режима. Все задвижки весов в этом режиме управляются из меню управления задвижками. При выходе из режима ручного управления все задвижки оставшиеся открытыми автоматически закрываются. После завершения каждого отвеса и рецепта в целом в режиме «автомат» и «ручной» распечатывается рапорт. Вся информация о работе системы будет храниться в памяти компьютера и при необходимости может быть распечатана как полностью, так и по частям.
Вся информация о ходе и результатах процесса дозирования протоколируется в отчётах и хранится на рабочем месте оператора – технолога и (или) передается по сети на сервер предприятия. Глубина хранения информации зависит только от емкости диска компьютера.
Мнемосхема – окно на экране монитора, в котором условно изображаются механизмы системы, органы управления (кнопки, поля ввода данных) и значения параметров.
Рисунок 1 - На верхних фотографиях – рабочие места операторов, на средних – конструкции многокомпонентных весов, на нижних – примеры мнемосхем.
ООО «НПФ «ИнСАТ-СПб», http:http://insatspb.ru,
Тел.: (812) 972-04-12, (81361) 42-302
Тел./факс: (81361) 24-049
E-mail: info@http://insatspb.ru
О фирме
Продукция
Услуги
- Разработка АСУ ТП
- Разработка OPC-серверов
- Проектирование
- Электромонтаж
- Монтаж оборудования
- Изготовление силовых панелей и шкафов
Разное
24.04.13
В честь наступающего Дня Победы с 22 апреля по 3 мая скидки 10% на контроллеры "Мастер" и РВЭ. При заказе более 3 шт. скидка 15%.
20.08.12
Проведена модернизация линии ввода масла на ЗАО "Гатчинский ККЗ".
17.08.12
Выполнены работы по расширению АСУ ТП линии дозирования №2 на ОАО "Раменский КХП".
18.07.12
Выполнены работы по расширению АСУ ТП линии экструдированных комбикормов на ЗАО "Гатчинский ККЗ".
10.07.12
Обновлен раздел "Разработка АСУ ТП".
12.06.12
Выполнены работы по расширению АСУ ТП линии дозирования, дробления и смешивания на ОАО "Щигровский КХП".
18.05.12
Проведен комплекс электромонтажных работ по линиям дробления, дозирования и гранулирования на ОАО "Щигровский КХП".
23.04.12
Подписан акт ввода в эксплуатацию локальной автоматизированной системы управления дробилкой на ОАО "Щигровский КХП".