АСУ ТВО ЖБИ (ПЛК)

СУТЬ АВТОМАТИЗИРУЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Наиболее распространенным способом ускоренного твердения бетона при производстве железобетонных изделий (ЖБИ) является твердение в условиях тепловлажностной обработки (ТВО) насыщенным паром в пропарочных камерах периодического действия ямного типа.

Технология производства ЖБИ на основе данного способа следующая: отформованные изделия, находящиеся в формах или на поддонах, загружают в камеру в несколько рядов по высоте, после чего камеру закрывают крышкой, препятствующей потере тепла и пара. Пар в камеру подается из котельной посредством электроклапана (или вентиля при ручном способе пропаривания) в объеме, обеспечивающем поддержание требуемой температуры среды в пропарочной камере в соответствии с этапом отрабатываемого режима ТВО.

В классическом виде режим ТВО на основе изотермической выдержки состоит из следующих четырех этапов:

1. Предварительная выдержка.
2. Подъем температуры.
3. Изотермическая выдержка.
4. Охлаждение

Однако режим ТВО может содержать и более четырех этапов, то есть включать в себя несколько этапов подъема и изотермической выдержки.

Каждый из этапов характеризуется температурой и длительностью. Применение того или иного режима ТВО определяется составом бетонной смеси, маркой и классом бетона и в основном определяется экспериментально. Суть управления процессом ТВО обработки ЖБИ – управление объемом подаваемого в пропарочную камеру насыщенного пара посредством электроклапана или вентиля, обеспечивающего поддержание температуры среды в пропарочной камере, заданной в соответствии с режимом ТВО.

НЕОБХОДИМОСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ

Задачами автоматизации процесса ТВО ЖБИ являются:

• уменьшение доли ручного труда;
• повышение качества выпускаемой продукции;
• уменьшение расхода энергоносителя – насыщенного пара.

Требования к АСУ:

• точное выдерживание заданного режима ТВО в автоматическом режима;
• ведение базы данных используемых режимов;
• возможность управления процессом ТВО как с ПК лаборатории, так и с шкафа управления;
• сохранение и возможность просмотра пройденных режимов ТВО;
• отображение текущего состояния и своевременное оповещение об аварийных состояниях используемого оборудования;

Одним из вариантов решения поставленной задачи на «среднем» уровне АСУ ТП (уровне автоматизации) является применение программируемого логического контроллера ПЛК 210 компании ОВЕН.

СОСТАВ АСУ ТП

АСУ ТП организована по классической трехуровневой схеме.

На нижнем уровне располагается следующий перечень контрольных и исполнительных элементов:

1. Датчик температуры типа ДТС;

2. КЗР 25ч945п с приводом Regada;

3. Светосигнальная колонна, 24В AC/DC MT45-RYG24;

4. Датчик индуктивный LA30M-55.15N1.U1.K (для контроля положения крышки).

Средний уровень – представляет собой шкаф управления с программируемым логическим контроллером ПЛК 210 и сенсорной панелью. В ПЛК реализована программа управления технологическим процессом тепловлажностной обработки ЖБИ. Реализация АСУ ТВО ЖБИ на базе программируемого логического контроллера (ПЛК) представляет собой гибкое решение, учитывающее основные потребности к АСУ в части организации ТВО ЖБИ.

Особенности реализованной программы управления ТВО ЖБИ:

• «неограниченное» число хранимых карт режимов ТВО;
• наличие режима добора температуры с заданием времени предельного добора;
• контроль запуска режима ТВО относительно положения крышки пропарочной камеры за счет возможности подключения индуктивного датчика положения крышки;
• учет длительности закрытого состояния крышки при отсчете длительности этапа предварительной выдержки;
• наличие режима автоматического управления клапаном по ДУ при ТВО (замена ручного открытия клапана оператором по времени, актуально для случая выхода из строя датчика температуры);
• аварийное, тревожное и информационное СМС оповещение посредством GSMмодема, входящего в состав шкафа автоматики;
• аварийное, тревожное и информационное оповещение посредством сигнальных колонн, подключаемых к шкафу автоматики (число колонн по числу пропарочных камер);
• восстановление режима ТВО при сбросе питания (сохранение структуры режима и запуск режима с момента потери питания);
• наличие на стороне шкафа автоматики сенсорной панели с интуитивным интерфейсом управления;
• возможность подключения датчика температуры паропровода;
• возможность подключения КЗР с датчиком положения и датчиками крайнего положения.

На панели оператора в виде определенных графических символов и знаков в режиме реального времени отображается информация, получаемая панелью от ПЛК системы. Этот же экран обеспечивает взаимодействие оператора с системой. Путем сенсорного воздействия на определенные области экрана оператор может запустить или остановить требуемые процедуры (например, запустить или сбросить режим ТВО, открыть или закрыть клапан, изменить режим управления клапаном и т.д.).

Верхний уровень - уровень человеко-машинных интерфейсов (ManMachine Interface- MMI), операторского контроля и межпроцессового взаимодействия (SCADA-система). На этом уровне в качестве оборудования используются рабочие станции оператора (АРМ диспетчера). В качестве АРМ-а используется персональный компьютер с специальным программным обеспечением — SCADA-системой, предназначенным для отображения текущего состояния и управления заданным технологическим процессом, а именно тепло-влажностной обработкой железобетонных изделий насыщенным паром в пропарочных камерах ямного типа. Специальное программное обеспечение (далее АРМ) реализовано на базе отечественной SCADA-системы MasterSCADA 3.Х и MasterSCADA 4D.

Одно из основных отличий различных версий MasterSCADA — это доступ к клиентским местам. MasterScada 4D имеет возможность подключения интернет-клиентов по WEB, то есть посредством web-браузера, что дает возможность получать доступ к системе не только с персонального компьютера, но и посредством планшета и смартфона. При реализации системы на базе MasterScada 3x доступ возможен только с персонального компьютера с предварительно установленным клиентским программным обеспечением. Более подробное описание и принципиальное отличие одной среды от другой приведено на сайте http://masterscada.ru.

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ АСУ ТВО ЖБИ

Существенное сокращение затрачиваемых энергоресурсов (реализованный программный регулятор обеспечивает подачу теплоносителя в измеряемую среду в объеме, обеспечивающем поддержание заданной температуры с учетом инерционности процесса нагрева).

1. Существенное уменьшение доли ручного труда.
2. Повышение качества выпускаемой продукции.
3. Повышение технологической дисциплины производства.
4. Получение инструментария, позволяющего гибко управлять процессом тепловлажностной обработки изделий и изменять структуру режима, дающего в свою очередь возможность проведение экспериментов по подбору наиболее оптимального режима ТВО как с точки зрения временных, так и с точки зрения энергозатрат.