Автоматизована система управління бетонозмішувальної установкою

З огляду на активізації житлового будівництва особливої актуальності набувають компактні автономні установки з виробництва бетону. Запропонована система управління на базі тензометричного методу зважування, дозування і визначення кількості води з ультразвукового датчика рівня дозволить ефективно замінити фізично зношені і морально застарілі системи, побудовані на базі сельсинов або забезпечити високу продуктивність і облік витрати матеріалів для нових бетонозмішувальних комплексів.

Функції системи

• автоматичне керування процесом виробництва бетону із застосуванням рецептурної технології, створення і редагування рецептів відповідно до заявок;
• управління дозуванням в ручному та автоматичному режимах;
• контроль заповнення витратних бункерів і рівня цементу в силосах;
• автоматичне підтримання необхідної вологості суміші;
• відображення та архівування основних технологічних параметрів;
• аварійна і попереджувальна сигналізація;
• ведення журналу подій і повідомлень системи;
• діагностика роботи обладнання;
• облік витрати сировинних компонентів і виходу готової бетонної суміші з формуванням відповідних звітів.

Опис технологічного процесу

До складу бетонозмішувальної установки входить наступне технологічне обладнання:

• силоси для зберігання цементу, оснащені секторними затворами (1);
• бункери зберігання інертних матеріалів: щебеню, гравію, піску (2), оснащені стрічковими конвеєрами (3);
• стрічковий конвеєр для транспортування інертних матеріалів (4);
• шнек з електроприводом для завантаження силосів і транспортування цементу (5,6);
• насоси добавок з електроприводами;
• насос для подачі води і пластифікатора (7, 8);
• дозатори компонентів бетонної суміші з встановленими на них ваговимірювальними тензодатчиками і первинними перетворювачами;
• бетонозмішувач;
• вентилятор аспірації;
• тензо-ваги зважування автоцистерни з діапазоном 200..30000 кг. (9);
• запірна арматура (затвори і клапани з електро і пневмоперетворювачами) для сипучих компонентів суміші, води і добавок).

Мал. 1. Спрощена схема технологічного процесу

Рішення і опис системи автоматизації

В основі системи лежить мікропроцесорний логічний контролер VIPA 200V з модулями входів \ виходів, який здійснює управління технологічним процесом відповідно до закладеної програми. Кількість сигналів: 4 AI, 22 DI, 16 DO. Взаємозв'язок оператора з процесом, реалізація всіх необхідних функцій по створенню і модифікації рецептів, формуванню звітів, архівів, діагностиці обладнання покладені на робочу станцію оператора зі встановленою SCADA системою zenon.

Система управління може працювати в двох режимах: автоматичному і ручному. В автоматичному режимі оператор задає необхідну марку бетонно-розчинної суміші і обсяг замісу, після чого запускає процес на виконання. Система здійснює тарування (корекцію маси тари), вимірює вологість інертних матеріалів і, виходячи з цих даних, проводить автоматичну корекцію рецепта. Далі здійснюється процес завантаження окремих компонентів в змішувач.

Мал. 2. Диспетчерський інтерфейс управління процесом

Ручний режим використовується для перевірки працездатності обладнання. В цьому випадку включення і відключення механізмів проводиться через відповідні елементи управління на пульті.

В процесі роботи контролер стежить за роботою електродвигунів конвеєрів і насосів, тестує стан ваг та вимірювачів вологості і в разі появи несправності інформує оператора і подає сигнал на зупинку процесу завантаження.

Управління подачею поживних шнеків і конвеєрів здійснюється за допомогою перетворювачів Lenze 8200 і загальнопромислових асинхронних двигунів WEG W22.

Система автоматики з комутаційним обладнанням монтується в шафах управління розташованих в диспетчерському пункті та безпосередньо біля регулюючих пристроїв.

Мал. 3. Зовнішня шафа управління

Ефект від впровадження системи

Запропонована система дозволяє досягти наступного результату:

• поліпшити якість виробленого бетону за рахунок підвищення точності дозування компонентів, виключення людського фактора і введення поправочного коефіцієнта, що враховує вологість компонентів;
• оптимізувати роботу установки по часу;
• оперативно встановлювати причини аварій і відмов у роботі обладнання;
• вести облік витрати матеріалів;
• гнучко підлаштовуватися під нове обладнання і інтегруватися в інші АСУ;
• здійснювати обслуговування установки;
• підвищити надійність роботи бетонозмішувального комплексу в цілому.

Мал. 4. Пульт диспетчера