Выбор оптимальных технических средств автоматизации для автоматизированной системы управления увлажнительного аппарата А1-БАЗ ООО «Фасад-комплект»

Современное развитие промышленного производства муки сопровождается все более широким применением автоматизированных систем управления технологическими процессами. Предпосылками этого являются:

• концентрация производства;
• рост мощностей предприятий;
• применение поточных и непрерывных способов производства;
• оснащение предприятий новым высокопроизводительным оборудованием;
• наличие современных технических средств автоматизации.

Широкое применение автоматизированных систем управления обуславливается значительным экономическим эффектом, который достигается благодаря:

• обеспечению заданных качеств вырабатываемой продукции независимо от субъективных факторов;
• уменьшению потерь ценных продуктов;
• снижению трудоемкости процессов производства.

В настоящее время уровень автоматизации увлажнительного аппарата А1-БАЗ не обеспечивает необходимого, оптимального регулирования всех технологических параметров.

Система автоматизации аппарата не контролирует уровень заполнения индикаторов наличия зерна. Регулирование расхода воды осуществляется в ручную при помощи вентиля. В связи с этим осуществляется низкое качество управления, не отвечающее возросшим современным требованиям.

Система визуализации является не достаточно информативной и не отображает полный перечень технологических параметров аппарата. Это ведет к ухудшению человеко-машинного взаимодействия между оператором и рабочей станцией. Из всего выше приведенного  можно сделать вывод, что уровень автоматизации не достаточен для постоянного контроля технологических параметров и их регулирования,  аппарата А1-БАЗ. [4]

Необходимость автоматизации оперативного управления мукомольным производством вызывается сложностью структуры предприятий, масштабами производства, большой материало  и энергоемкостью производственных процессов, большими затратами человеческого труда.

Концентрация производства в мукомольном производстве достигает высокой степени. Концентрация производства, с одной стороны, позволяет работать с более высокими экономическими показателями, использовать наиболее мощные и высокопроизводительные агрегаты, а с другой стороны - она усложняет управление производством и нахождение условий функционирования, близких к оптимальным.  

Модернизация автоматизированной системы управления  увлажнительного аппарата А1-БАЗ, заключается в  замене морально и физически устаревших технических средств автоматизации и управления.

Модернизация автоматизированной системы управления  увлажнительного аппарата А1-БАЗ, позволит   стабилизировать    влажность зерна на выходе аппарата, что обеспечит равномерную ее концентрацию, необходимую для получения хорошего качества муки, контроль и регулирование уровня зерна в резервуарах аппарата, что также необходимо для получения хорошего качества увлажнения зерна  и получения муки.

Для модернизации АСУ ТП предлагается выбрать оптимальные технические средства автоматизации поточный СВЧ-влагомер Микрорадар-113, датчик расхода ДР8, вентили RW 122 BEE, датчик уровня кВзлет УР, частотный преобразователь фирмы HITACHI.

Поточный СВЧ-влагомер Микрорадар-113 предназначен для измерения влажности зерна непосредственно в самотеках методами микроволновой влагометрии с погрешностью не хуже 0.5 %. Принцип действия влагомера основан на измерении величины поглощения СВЧ энергии влажным материалом в волноводном тракте прибора и преобразовании этой величины в цифровой код, соответствующий влажности материала. Влагомер обеспечивает автоматическую коррекцию результатов измерения при изменении температуры материала и имеет стандартный токовый выход 4-20 мА, пропорциональный влажности.

В качестве датчика влажности выбираю поточный СВЧ-влагомер Микрорадар-113, так как он отвечает всем технологическим требованиям предъявляемым к датчику. [2]

Датчик расхода ДР8 с импульсным выходом, крыльчатый, сухого типа, применяется для дозирования в линиях розлива питьевой воды и для контроля текущего расхода.

Устанавливается там где требуется ротаметр, для контроля расхода.

Может быть использован для контроля наличия потока в трубопроводе.

Данные с датчиков снимаются на управляющий контроллер, который отображает всю информацию о расходе и управляет внешними устройствами (насосы, клапаны, УФ-лампы).

- защищен от срыва магнитного сцепления между крыльчаткой и счетным механизмом при резких гидравлических ударах;

- монтаж датчика возможен в горизонтальном и вертикальном положении;

- предназначены для работы при температуре окружающего воздуха от +5 до +50 °С, и относительной влажности не более 80 %;

- установка осуществляется таким образом, чтобы датчик расхода находился в дали от источников мощных магнитных полей (электродвигатели, силовые трансформаторы и т.д.);

- для контроля датчик расхода могут быть использованы блоки: СЛ7-02 кондуктометр/расходомер, СЛ8-01 расходомер, СЛ8-02 расходомер. [3]

Вентили RW 122 BEE - это регулирующие вентили с разгру­женным конусом компактной конструкции с наружной присое­динительной резьбой. Такое исполнение вентилей позволяет даже при малых усилиях использованных приводов осуще­ствлять регулирование при высоком перепаде давления. Отличительной чертой упомянутых вентилей являются ми­нимальные размеры и масса, качественная регулирующая функция и высокая герметичность в закрытом состоянии. Благодаря исключительной расчетной характеристике LDMspline1, оптимизированной для регулирования термо­динамических процессов, вентили идеально подходят для применения в установках отопления и кондиционирования воздуха. Принимая во внимание разработанную конструк­цию внутренних деталей и высокий срок службы уплот­нения, можно использовать вентили при долговременной эксплуатации, не требующей обслуживания. Вентиль, благодаря компактному исполнению, является основным элементом унифицированного ряда BEE line.

Составной частью поставки являются присоединительные концы, позволяющие осуществлять в качестве альтерна­тивы винтовое, фланцевое или приварное присоединение арматуры к трубопроводу, и обеспечивающее быстрый и качественный монтаж на оборудование. В соединении с приводами фирмы LDM вентили позволяют, соответственно исполнению, осуществлять регулирование с трех пропорциональным или непрерывным управлением.

Материал дроссельной системы, образованной конусом и седлом из качественной коррозиестойкой стали и мягкими уплотнительными элементами, гарантирующими герме­тичность, позволяет использовать названную арматуру не только в обычных тепловодных и горячеводных линиях, но и в других областях, имеющих некоторые характерные свойства среды, например, в системах отопления и подачи воды.  [1]

Вентили RV 122 применяются в оборудовании, где регулируемой средой является вода или воздух. Кроме того, пригодны для охлаждающих смесей и других неа­грессивных жидкостей, а также газообразных сред в диапазоне температур от +2'С до +150'С. Уплотнительные поверхности дроссельной системы устойчивы к обычной грязи и примесям среды, но при наличии абразивных примесей следует установить в трубопровод перед венти­лем фильтр для обеспечения долговременной надежной функции и герметичности. 

 Оригинальные технические решения исключают влияние внешних факторов на точность измерения. Автоматическая самоочистка рабочей поверхности датчика в процессе эксплуатации. Минимальное влияние пены на поверхности жидкости на точность измерения.

Функциональные возможности использования:

- в качестве измерителя уровня жидких или сыпучих материалов;

- в качестве измерителя расстояния до поверхности жидких, сыпучих или
твердых материалов;

- в качестве дальномера;

- в качестве восьмиканального сигнализатора уровня;

-измеренных значений в архивах: часовом (за 2 месяца), суточном (за 2 месяца), месячном (за 2 года), с программируемым интервалом от 2 до 60 минут (70000 записей);

-отказов и нештатных ситуаций;

-представление измерительной информации;

-на встроенном дисплее;

-в виде токовых сигналов (0…5; 0…20; 4…20) мА;

-через последовательный интерфейс RS485 или RS232;

-через программируемые релейные выходы (8 выходов).   [1]

Уровнемер УЛМ-31А1 применяется для измерения уровня жидких продуктов таких как кислота, щелочь,  масло, вода, патока, молоко и т.д., и измерения уровня сыпучих материалов таких как цемент, щебень, зерно, комбикорм и т.д.

В датчике уровнемера УЛМ-31А2 применен ряд инновационных решений облегчающих их установку, эксплуатацию и наладку.

Датчики уровня УЛМ4-5, входящие в состав уровнемера УЛМ-31А2, имеют специальное исполнение обеспечивающее максимальную стойкость к агрессивным средам.

В отличии от большинства присутствующих на рынке уровнемеров в уровнемере УЛМ-31А2 используется оригинальное конструктивное решение, когда корпус датчика уровня заканчивается плоским фланцем. Микрополосковая антенна распложена внутри датчика и полностью защищена от внешней среды.

Корпус датчика уровня изготовлен из материала стойкого к агрессивным средам (кислота, щелочь), а антенна дополнительно защищена фторопластовой пластиной. Такая конструкция максимально облегчает монтаж и эксплуатацию уровнемера.

Точность измерения радарного уровнемера УЛМ-31А2 с датчиками уровня УЛМ4-5 никак не зависит от характеристик атмосферы над продуктом

(воздушной подушки): влажности, запыленности, давления, температуры окружающей среды и температуры самого контролируемого продукта, что свойственно многим другим уровнемерам, например всем ультразвуковым.

Уровнемеры УЛМ сертифицированы Госстандартом России регистрационный номер в государственном реестре 16861-08.   Сигнализатор уровня мембранный типа СУМ-1.

Сигнализатор уровня мембранный типа СУМ-1 предназначены для контроля уровня зерна и других аналогичных сыпучих продуктов в производственных емкостях и самотеках.

Сигнализатор уровня СУМ-1 состоит из пластмассового корпуса, в котором установлена панель с микропереключателем, контактной планкой и регулировочной пружиной, тарелки мембраны, рабочей мембраны.                       

Закрывается корпус крышкой, на которой установлена компенсационная мембрана и предохранительная крышка. [2]

Основными функциями системы являются: контроль и автоматическая   стабилизация   влажности зерна на выходе аппарата, что обеспечивает равномерную ее концентрацию, необходимую для получения хорошего качества муки, контроль и регулирование уровня зерна в резервуарах аппарата, что также необходимо для получения хорошего качества увлажнения зерна и получения муки.

Модернизируемая система позволит повысить качественные показатели продукции, облегчить условия и повысить культуру труда технологического персонала, повысить информационное обеспечение технологического и эксплуатационного персонала, повысить надежность работы самой системы управления, за счет применения современных технических устройств на основе электронных и вычислительных средств и наличия самодиагностики, следовательно сократить  материальные и энергетические затраты.

Список использованных источников

1. Котов К.И. Шершевер М.А. Средства измерения, контроля и автоматизации технологических процессов. Вычислительная и микропроцессорная техника. / К.И. Котов, М.А Шершевер. – М.: Металлургия, 2016. – 213 c.
2. Солодовникова В. В. Микропроцессорные автоматические системы регулирования/ Под ред. В.В. Солодовникова. М.: Высш. шк., 2015. - 255с.
3. Щагин А.В. Основы автоматизации технологических процессов: Учебное пособие для СПО / А.В. Щагин, В.И. Демкин, В.Ю. Кононов, А. Кабанова. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 57 c.
4. Производственно-техническая инструкция ПТИ ЭГ.Н-0122-2007. Эксплуатация увлажнительного аппарата А1-БАЗ  [Электронный ресурс] energotest.ru

Оригинал работы:

Выбор оптимальных технических средств автоматизации для автоматизированной системы управления увлажнительного аппарата А1-БАЗ ООО «Фасад-комплект»