Автоматизация линий дозирования

Дозаторами называются элементы установок, которые отмеряют заданный объем сырья или массу. Они работают в составе линий изготовления продукции и обслуживают предприятия пищевой промышленности, сельскохозяйственную сферу, компании по производству строительных материалов, бытовой химии и т.д.

Поскольку основой дозации является точность измерения, для исключения критических погрешностей, связанных с влиянием внешних воздействий, проводится автоматизация технологического процесса. При этом в качестве одной из главных частей АСУ выступают шкафы управления.

Классификация дозаторов

Дозаторы промышленного назначения представлены объемными и весовыми моделями.

Первые в зависимости от исходного агрегатного состояния компонентов, на которые они рассчитаны, бывают шнековыми, ленточными, шестеренчатыми, ковшевыми (подают сыпучие материалы); импульсными или имеющими в структуре мерную емкость (для жидкостей); поршневыми (перегоняют пастообразные вещества); а также тарельчатыми, роторными, маятниковыми и т.д. Перечисленные агрегаты надежны и просты в эксплуатации, однако не могут похвастаться высокой точностью измерения.

Объект управления дозаторов, формирующих вторую группу моделей, – сыпучее и жидкое сырье. Они легко поддаются автоматизации и без проблем интегрируются в единый комплекс управления поточной линией. Эти устройства характеризуются многофункциональностью, минимальной погрешностью измерения, быстрой перенастройкой установленной массы. Дополнительно в них реализуется возможность удаленного учета расхода компонентов. В конструкции таких дозаторов присутствуют специальные датчики, связанные с весовым терминалом или панелью АСУ, на которые они регулярно передают необходимые сведения.

По степени универсальности обе категории аппаратов делятся на одно- и многокомпонентные; по продолжительности цикла активности – на блоки периодического (дискретные) и непрерывного действия.

Функции АСУ ТП

Автоматизированная система контролирует основные параметры процесса и техническое состояние конструкции, проводит диагностику узлов, выявляет и фиксирует причины, по которым механизмы завершают работу в аварийном режиме. В ее задачи входит обеспечение автоматического циклического или полуавтоматического дозирования сырья согласно пропорциям в заданных рецептах. Она непрерывно мониторит критические параметры операций, использует блокировки, выполняет инициацию защитного отключения оборудования, организует аварийную и предупредительную сигнализацию.

АСУ регулирует функционирование аспирационных установок, наполнение расходных бункеров; собирает и упорядочивает системную и технологическую информацию, которую в дальнейшем по требованию предоставляет в адаптированном к человеческому восприятию виде. Программно-аппаратный комплекс ведет базы данных, в которых содержатся:

часовые, сменные, суточные и периодические результаты работы дозаторов;

простои (с указанием причин);

рецепты с отслеживанием изменений;

моточасы и число пусков/остановок актуаторов в интервалах между плановым техническим обслуживанием.

В структуре системы выделяется три уровня. Нижний образован полевым оборудованием – контрольно-измерительными приборами и сигнализаторами, исполнительными и пусковыми механизмами, весодозирующими устройствами (дозаторами, весовыми контроллерами, тензодатчиками), частотниками, кабельными коммуникациями; средний (непосредственно администрирование) – программируемыми логическими контроллерами; верхний (сегмент операторского контроля) – автоматизированными рабочими местами.

Описание шкафов управления

С помощью шкафов ШУ реализуется непрерывное отмеривание компонентов. В рамках процесса смеси на конвейере подвергаются постоянному взвешиванию, и вместе с их массой определяется скорость, с которой движется сама лента. На основе этой информации ПЛК рассчитывает текущую производительность и, если обнаруживаются недочеты, корректирует быстроту хода линии, устраняя тем самым возникшие погрешности. При этом управление осуществляется автоматически.

НКУ оснащаются микропроцессорным модулем, инструментами ввода и отображения данных. В конструкции предусмотрено наличие места под присоединение разных датчиков (схода и скорости ленты). Шкафы комплектуются контроллером, конвейерным тензоизмерителем и источником питания для них, частотным преобразователем, релейным блоком, ручным ПУ, информационными лампами и переключателями.

ШУ функционируют в трех режимах:

автономном (источник команд – ПЛК),

комплексном (ведущая роль принадлежит ПК),

наладки (калибровочные мероприятия и настройка).

Они позволяют:

автоматически проводить операции простого (доза и предельная грузоподъемность, которой обладает весовой бункер, не отличаются) и порционного (доза превышает предельную грузоподъемность, поэтому разбивается на части) отмеривания;

поддерживать предпочтительные темпы и объемы выдачи материала;

перевешивать продукт (максимум 4 вида сырья на одну линию плюс независимый счетчик для каждого из них);

передавать текущие параметры процесса (канал RS485) и значения выработки (сигнал постоянного тока силой 4-20 мА);

генерировать оповещения о неполадках.

Шкафы не только управляют всей установкой, но и собирают информацию о каждом ее элементе, после чего формируют отчеты за определенные периоды времени и отправляют их в центр обработки данных – на самый верхний уровень АСУ с главным компьютером в качестве принимающей стороны.