Автоматизированная система тепло-влажностной обработки железобетонных изделий АСУ ЖБИ

Заказчик: ООО «Универсальные технологии»

Разработчик: ООО «ИНКИП»

Год внедрения: 2018 г.

Объект: Пропарочная камера ямного типа

Назначение системы

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.

Задачами автоматизации процесса ТВО ЖБИ являются:

• уменьшить долю ручного труда;

• повысить качество выпускаемой продукции;

• уменьшить расход 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.

Состав оборудования

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

Реализация АСУ ТВО ЖБИ на базе программируемого логического контроллера (ПЛК) представляет собой гибкое решение, учитывающее основные потребности к АСУ в части организации ТВО ЖБИ.

Преимущества подхода на базе ПЛК 210:

• «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.
  

Структурная схема комплекса технических средств реализованной АСУ ЖБИ на базе ПЛК представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема комплекса технических средств для одной пропарочной камеры

В качестве альтернативы могут служить варианты реализации АСУ ТВО ЖБИ на базе готовых приборов:

1. АСУ ТВО ЖБИ на базе ТРМ 251 (5 шагов 3 программы);

2. АСУ ТВО ЖБИ на базе ТРМ 151 (10 шагов 12 программ);
   
3. АСУ ТВО ЖБИ на базе Термодат-16Е6-A-F-Eth (10 шагов 70 программ).
   

О преимуществах и недостатках каждого из вариантов реализации смотрите на сайте компании (https://inkipasu.ru/).

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.

Примеры мнемосхем АРМ-а, реализованного на базе MasterSCADA3.х, представлен на рисунках ниже.

Рисунок 2. Главная мнемосхема АРМ-а (АРМ в MasterSCADA 3.х)

Рисунок 3. Окно контроля и управления пропарочной камеры (АРМ в MasterSCADA 3.х)

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.

Функционал АРМ-а совпадает с функционалом АРМ-а на базе MasterSCADA 3.X.

Скриншоты браузера при доступе к АРМ-у представлены на рисунках ниже.

Рисунок 4. Главная мнемосхема АРМ-а (АРМ в MasterSCADA 4D)

Рисунок 5. Окно контроля и управления пропарочной камерой (АРМ в MasterSCADA 4D)

Рисунок 6. Окно задания режима ТВО для камеры (АРМ в MasterSCADA 4D)

Рисунок 7. Окно задания режима управления клапаном камеры (АРМ в MasterSCADA 4D)

Использованные технологии проектирования:

1. Шаблон-экземпляр. Использовалась для размножения пропарочных камер.

2. Использование скриптов. Использовались для: фиксации времен запуска и завершения режима, контроля запуска режима с учетом положения крышки пропарочной камеры; расчета времени завершения режима.
   

Сроки внедрения

3 месяца.

Результаты внедрения

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

2. Существенное уменьшение доли ручного труда.

3. Повышение качества выпускаемой продукции.

4. Повышение технологической дисциплины производства.

5. 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 энерго-затрат.