Шкафы управления в системе автоматизации работы зерноочистительных комплексов

Очистка и сушка зерна – это процесс, успешное выполнение которого зависит от качества и эффективности работы устройств, поэтому требует применения специализированных стационарных зерноочистительно-сушильных пунктов – зерноочистительных агрегатов и очистительно-сушильных комплексов. Они оборудованы транспортерами и нориями, силосами и зернопроводами, аппаратами, позволяющими взвесить, загрузить и разгрузить автотранспорт, циклонами, очищающими воздух от пыли, шкафами и пультами контроля машин.

Механизмы, формирующие систему, согласуются друг с другом по производительности, из них складывается единая поточная линия, благодаря чему при внедрении автоматического управления можно достичь значительных результатов. Например, увеличить выработку и качество, снизить себестоимость конечного продукта, сэкономить энергетические и материальные ресурсы (этому способствуют современные горелки, расходующие меньше топлива и поддерживающие стабильность заданных условий); устранить застойные зоны (обеспечивается измерителями температуры, размещающимися на участках, где сушилка нагревается максимально).

Основные средства автоматики, которыми оснащаются пункты, представлены приборами, контролирующими и регулирующими технологические параметры: расходомерами, влагомерами (измеряют влажность окружающего пространства и самого объекта воздействия), датчиками, электромагнитными клапанами, конечными выключателями, различными реле, устройствами управления пламенем топки и др.

Описание зерноочистительно-сушильных сооружений

Наибольшее распространение среди конструкций этого типа получил комплекс ЗАВ. Он ориентирован на сельскохозяйственные зерновые, зернобобовые, технические культуры, продовольственное и непродовольственное зерно.

В нем используются воздушно и воздушно-решетные машины. Они убирают из материала, готовящегося к просушиванию или временному хранению, крупные, мелкие и легкие примеси и очищают продовольственное зерно от фрагментов дикорастущих трав. Для удаления куколя и овсюга привлекаются триерные блоки.

Пневматические сортировальные столы позволяют выбрать семена, пригодные к посеву, приводя их в соответствие с нормами чистоты (согласно установленным стандартам) и выделяя травмированные, пораженные болезнями и вредителями, проросшие, малопродуктивные экземпляры, другие растения, минеральные примеси, клубневидные тела спорыньи, образования головневых грибов и прочие отходы.

ЗАВ не только очищают и сортируют, но и способны извлекать из общей массы полновесные, выполненные (зрелые с точки зрения физиологии) зерна, ориентируясь на их плотность.

Агрегаты этого вида характеризуются высокой реальной производительностью, которую дополняет конкурентная цена аппаратуры. Например, в универсальной машине МУЗ-16 имеется возможность менять решета, что с учетом их общей площади – около 17 м2 – и наличием двух систем аспирации делает реальным достижение ее заявленной эффективности.

Стационарный пункт комплектуется оцинкованными бункерами, стенки которых имеют толщину 3мм, вместительной (50 м3) завальной ямой с электрическим шиберной задвижкой на выходе, автоматически прерывающей заполнение технологического оборудования, если срабатывают датчики нории или двигатели МУЗ-16 останавливаются в аварийном режиме. К ней ведут два проездных трапа, предусматривающие как боковую, так и заднюю разгрузку транспортных средств. Чтобы яма и содержимое в ней не подвергались воздействию атмосферных осадков, сооружение укрывается навесом с боковыми стенками.

ЗАВ выделяется из общей массы аналогов наличием полноценной системы аспирации, в структуре которой реализованы шлюзовой затвор (уменьшает концентрацию пыли в помещении) и плавная регулировка потоков воздуха (в т. ч. во время перехода от одной культуры к другой).

Поскольку зернопроводы наклонены под углом не менее 50° по отношению к первой очистительной машине, большая засоренность и влажность вороха не приводит к их забиванию.

Конструкция комплекса выполнена из металла и без труда выдерживает нагрузки, генерирующиеся мощным оборудованием.

Построение систем автоматизации

Объемы автоматизации сушки и очистки должны соответствовать возможностям пункта, на котором планируется внедрение, и потребностям заказчика и могут варьироваться от внедрения шкафов управления, основанных на релейной защите (программируемых логических контроллерах), до администрирования посредством компьютера в полуавтоматическом режиме по командам, заданным оператором. В последнем случае ведется база данных, содержащая параметры процессов, а также создаются отчеты об их протекании за любой период. информация хранится на сервере и доступна 24 часа в сутки.

Визуализация объекта регулирования и элементов контроля активности механизмов обеспечивается мнемосхемой, где отображены позиция, в которой находится шиберная задвижка, показания измерителей температуры, сведения о выпускном устройстве (текущая производительность), горелке, состоянии датчиков, определяющих уровень сыпучего материала. За счет этого следить за комплексом можно в реальном времени. Пользовательский интерфейс также позволяет производить пуск и остановку машин.

На первом этапе развертывания системы автоматизации составляется техническое задание с четким указанием ее масштабов, количества и конкретных наименований аппаратуры и технических средств. При этом в обязательном порядке устанавливается противоаварийная защита (ПАЗ), включающая блокировки от некорректной работы и сигнализацию перехода на недопустимые режимы.

Шкаф управления

ШСУ – это комплексное устройство, которое на основании выбранных настроек мониторит и контролирует перемещение и удаление примесей из вороха зерна путем синхронизации функционирования отвечающих за предварительную, первичную и вторичную очистку агрегатов с триерными блоками, транспортным и маршрутным оборудованием (сюда входят транспортеры, нории, шнеки и др.), а также между собой.

Администрирование осуществляется двумя способами: дистанционным (с помощью кнопок, вмонтированных в переднюю панель корпуса шкафа) и местным (благодаря постам управления в периметре пункта).

Любой ШСУ комплектуется тепловыми и промежуточными реле, автоматическими выключателями, электромагнитными пускателями, элементами интерфейса с индикацией на передней стенке блока. Опционально конструкция дополняется УПП, разъединителем, программируемыми логическими контроллерами PLC, частотными преобразователями.

Устройство рассчитано на суммарную мощность до 54кВт и может поддерживать активное состояние без перерывов в течение длительного периода времени. Его габариты обычно не превышают 650×1000×320 мм, а масса – 45 кг.

ШСУ защищает систему от токов перегрузки, коротких замыканий и скачков напряжения, предотвращает самопроизвольный запуск аппаратов комплекса, способен экстренно отключить питание.

Поскольку фактическая структура машин, которыми оборудованы пункты и комплексы, разнится, шкафы по функционалу и внешнему виду автоматики также будут не похожи.

Подавляющее большинство отличий касается количества тех или иных механизмов: числом вентиляторов и мощностью их электроприводов обусловливается разница в составе силовых приборов, монтируемых в ШСУ, а очистными агрегатами и их типом – изменения в алгоритме администрирования. В этот список добавляются транспортеры и нории, которые также влияют на наполнение шкафа.