Модернизация системы управления бетоноприготовительным узлом

В статье определены основные предпосылки успешного развития индустрии по производству ЖБШ (железобетонных шпал), рассматриваются особенности новой микропроцессорной системы управления бетоноприготовительными узлами на примере завода по производству железобетонных шпал в городе Чудово Новгородской области, состав системы управления и ее основные функции, показаны дополнительные возможности и преимущества, которые получает заказчик от внедрения современных систем управления.

Острая потребность в массовом производстве железобетонных шпал (ЖБШ) в России возникла сравнительно недавно, около 40 лет назад, до этого использовались преимущественно только деревянные шпалы, которые уже давно не соответствовали все возрастающим требованиям Министерства Путей Сообщения (МПС). Прогресс не стоит на месте, и в начале 60-х годов появился универсальный заменитель деревянных шпал, выигрывающий в надежности, сроке службы и цене по сравнению со своим "предшественником" - это железобетонные шпалы (ЖБШ). В настоящее время использование ЖБШ возможно практически во всех климатических зонах, за исключением крайнего севера.

Всего 38 лет назад появился первый в СССР завод по производству ЖБШ в городе Чудово Новгородской области. В настоящее время, несмотря на активное развитие отрасли, ЖБШ от общего объема шпал, занимает только 40 %, таким образом, на сегодняшний день, более половины шпал, задействованных в эксплуатации, нуждаются в замене. В настоящее время в России производится около 11 млн. штук ЖБШ в год и это составляет лишь 80% от отраслевых потребностей. В связи с тем, что спрос не соответствует предложению, появилась потребность в поисках нового пути повышения производительности. Одним из способов решения этой проблемы на предприятии является внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами и оборудованием. Чудовский завод по производству ЖБШ, одно из старейших предприятий отрасли, первым осознало необходимость и целесообразность такого решения.

Ниже приведено описание, внедренной системы управления бетоноприготовительным узлом на Чудовском заводе по производству ЖБШ.

Система управления бетоноприготовительным узлом, состоящим из двух комплектов дозаторов материалов и трех бетоносмесительных машин, реализована на Чудовском заводе железобетонных шпал. Система выполнена на базе программируемого контроллера и программируемых промышленных сенсорных терминалов фирмы "OMRON".

Функции системы управления:
• Автоматический контроль и управление дозированием исходных материалов;
• Управление механизмами загрузки в весовые дозаторы, взвешивание, загрузка в бетоносмесительные машины, перемешивание материалов по технологическому циклу и выгрузка в промежуточные бункера в автоматическом, ручном и наладочном режимах;
• Контроль работы и визуализация состояния всех механизмов бетоноприготовительного узла на экране NT - терминала;
• Корректировка по влажности и засоренности исходных материалов с автоматизированной коррекцией по отпускаемому весу материалов;
• Контроль работы электродвигателей бетономешалок с выдачей предупредительной и аварийной сигнализации и выполнение аварийного алгоритма при превышении заданной уставки тока;
• Контроль достижения аварийного нижнего уровня в расходных бункерах с выдачей предупредительной сигнализации на пульт оператора;
• Автоматический контроль состояния всех механизмов с выдачей предупредительной, аварийной сигнализации и диагностических сообщений;
• Корректировка рецептов приготовления бетонной смеси с удаленного компьютера;
• Ведение протоколов работы, создание архива за заданный период, вывод отчетов;
• Многоуровневая система доступа к настройкам системы управления и корректировки рецептов;
• Разделенное управление по двум сторонам дозаторов.

Состав системы управления:
• Шкаф управления с контроллером CS1 и коммутирующая аппаратура;
• Пульт оператора NT631, на котором задаются технологические параметры системы приготовления бетона и выбираются режимы управления;
• Пульт ручного управления дозаторами NT600, предназначенный для проверки и наладки дозаторов компонентов бетонной смеси;
• Пульты ручного управления бетономешалками для наладки и ремонта механизмов бетономешалок;
• Необходимое количество датчиков, обеспечивающих работу систем в автоматическом и ручном режимах.

Автоматический режим работы обеспечивает автоматическое приготовление бетона по выбранному оператором рецепту. Оператор имеет возможность оперативно корректировать рецепт в зависимости от состояния исходных компонентов: их взаимной "засоренности" и влажности. Программа вычисляет количество воды в песке и щебне на основе данных о влажности, введенных в экране настроек автоматики, и вычитает его из количества воды, требуемого по рецепту. Коррекция рецепта может осуществляться и дистанционно с удаленного компьютера.

Кроме приготовления бетона по заданному рецепту, имеется возможность, не прерывая автоматического режима, отгружать заданное количество щебня и песка.

В системе предусмотрены возможности настройки и проверки системы автоматики с экранов NT-терминалов, что облегчает работу обслуживающего персонала при ремонтах и авариях.

Вот некоторые результаты внедрения автоматизированной системы управления бетоноприготовительным узлом.

По словам инженера КИПиА, ЧЖБШ В.В. Ревкина новая система управления отличается от предыдущей повышенной надежностью и удобством управления, занимает меньше места и обеспечивает большую визуализацию операторами самого процесса. За счет внедрения современной автоматики увеличилась производительность второй стороны, состоящей из комплекта дозаторов (5шт.) и двух бетоносмесительных машин в два раза. Остановив первую сторону можно обеспечить производство бетона в требуемом объеме.

Главный энергетик А.В. Ревкин дал высокую оценку взаимодействия с НПФ "Ракурс", особенно подчеркнул быстроту реагирования на возникающие проблемы в процессе работы. Например, в ходе наладки выявились неудобства работы оператора с одним NT-терминалом. Специалистами "Ракурс" в кратчайшие сроки был установлен еще один NT-терминал, чтобы разделить управление двумя линиями.

"Бетон и железо" Август, 2003 (№4)
"Промышленные АСУ и контроллеры" Август, 2003 (№8)