АСУ ТП DRYMIX LOGIC для линии производства кокосовых угольных брикетов

Автоматизированная система управления технологическим процессом DRYMIX LOGIC предназначена для комплексного управления оборудованием линии производства формованного кокосового угля для кальянов.

АСУ ТП объединяет в единую систему участки приема и хранения сырья, измельчения, дозирования, приготовления связующего раствора, смешивания, формования, сушки, охлаждения, сортировки и передачи готовых угольных брикетов на упаковку. Конкретный состав управляемых участков определяется фактической технологической схемой предприятия.

Система обеспечивает согласованную работу технологического оборудования, автоматическое выполнение производственных операций, контроль параметров процесса, защиту электроприводов, ведение рецептур, регистрацию аварий и оперативное информирование персонала.

Управление строится на базе промышленного программируемого логического контроллера.

Состояние оборудования и текущие параметры производственного процесса отображаются на сенсорной панели или автоматизированном рабочем месте оператора в виде наглядной мнемосхемы.

АСУ ТП DRYMIX LOGIC изготавливается индивидуально с учетом производительности линии, применяемой технологии, количества компонентов, конструкции прессового оборудования, параметров сушильной установки и требований заказчика к учету готовой продукции.

Назначение системы

АСУ ТП предназначена для автоматизации производства кальянного угля в форме:

• кубических брикетов;
• прямоугольных брикетов;
• таблеток;
• цилиндрических брикетов;
• брикетов нестандартной формы.

Основным сырьем для производства является измельченный уголь, полученный из скорлупы кокосового ореха. В состав рецептуры также могут входить вода, крахмал или другое технологически допустимое связующее вещество.

Система может применяться как для автоматизации новой линии, так и для модернизации действующего производства с включением существующего оборудования в общую систему управления.

Управляемые технологические участки

В зависимости от комплектации АСУ ТП DRYMIX LOGIC обеспечивает управление следующими производственными участками.

Прием и хранение сырья

• прием дробленого кокосового угля;
• загрузка приемных и расходных бункеров;
• управление затворами и питателями;
• контроль верхнего и нижнего уровня материала;
• предотвращение переполнения емкостей;
• управление системами аэрации и виброобрушения;
• блокировка подачи материала при заполненном приемном бункере.

Измельчение и подготовка угля

• управление дробильным и размольным оборудованием;
• последовательный запуск транспортирующих механизмов;
• управление питателем дробилки или мельницы;
• контроль загрузки электродвигателей;
• защита оборудования от перегрузки;
• контроль наличия материала;
• управление сепарацией и возвратом крупной фракции;
• автоматическая остановка подачи при аварии дробильного оборудования;
• управление аспирацией участка измельчения.

Дозирование компонентов

• весовое дозирование угольного порошка;
• дозирование воды;
• дозирование сухого или жидкого связующего компонента;
• автоматическое тарирование весовых систем;
• основной и точный режимы подачи;
• контроль заданной и фактической массы;
• компенсация перебега материала после остановки питателя;
• контроль допустимого отклонения дозы;
• регистрация результатов каждого дозирования.

Приготовление связующего

При наличии в составе линии отдельного узла приготовления связующего система обеспечивает:

• дозирование воды;
• дозирование крахмала или другого связующего;
• управление мешалкой;
• контроль температуры раствора;
• управление нагревом;
• контроль времени приготовления;
• контроль уровня в технологической емкости;
• управление насосом подачи связующего;
• защиту нагревательных элементов от работы без жидкости.

Смешивание

• контроль готовности смесителя;
• загрузка угольного порошка;
• ввод воды и связующего;
• управление приводом смесителя;
• контроль времени смешивания;
• управление последовательностью загрузки компонентов;
• контроль перегрузки электродвигателя;
• выгрузка подготовленной угольной массы;
• блокировка выгрузки при неподготовленном приемном оборудовании.

Формование угольных брикетов

• управление экструдером или прессом;
• управление подающим устройством;
• регулирование производительности подачи;
• контроль загрузки основного привода;
• управление режущим механизмом;
• синхронизация подачи, формования и резки;
• контроль наличия подготовленной угольной массы;
• управление отводящим конвейером;
• остановка линии при заклинивании или перегрузке оборудования.

Сушка и охлаждение

При наличии автоматизированной сушильной установки система может обеспечивать:

• регулирование температуры сушильного агента;
• контроль температуры по зонам сушильной камеры;
• управление вентиляторами циркуляции и вытяжки;
• управление нагревательным оборудованием;
• контроль продолжительности сушки;
• регулирование скорости сушильного конвейера;
• контроль разрежения и воздушного потока;
• управление охлаждающим участком;
• аварийное отключение нагрева при перегреве;
• продувку сушильной камеры после отключения источника тепла.

Принцип работы

Перед запуском производства оператор выбирает на панели управления необходимую рецептуру и задает требуемое количество производственных циклов или объем готовой продукции.

Контроллер автоматически проверяет готовность оборудования: отсутствие аварий, исходное положение исполнительных механизмов, наличие сырья, готовность весовых систем, давление сжатого воздуха, состояние аспирации и доступность последующих технологических участков.

После подтверждения готовности система запускает оборудование в установленной технологической последовательности. Транспортирующие механизмы запускаются от конечного приемного участка к начальному, что снижает вероятность завала оборудования материалом.

Кокосовый уголь подается на измельчение, после чего подготовленный угольный порошок поступает в расходную емкость или непосредственно в весовой дозатор. Система контролирует массу основной дозы и автоматически переключает питатель на пониженную производительность при приближении к заданному значению.

Вода и связующий компонент дозируются в соответствии с выбранной рецептурой. Все отдозированные компоненты загружаются в смеситель в установленной последовательности.

После завершения заданного времени смешивания подготовленная угольная масса выгружается в приемный бункер прессового оборудования.

Пресс или экструдер формирует угольные брикеты требуемой конфигурации. Скорость подачи материала, работа режущего устройства и скорость отводящего конвейера синхронизируются системой управления.

Сформованные брикеты направляются на сушку. Система поддерживает установленные температурно-временные параметры, контролирует работу вентиляторов, нагревательного оборудования и транспортирующих механизмов. После сушки продукт охлаждается, сортируется и передается на упаковочную линию.

Информация о произведенной партии, фактическом расходе компонентов, времени выполнения цикла и возникших отклонениях сохраняется в архиве системы при соответствующей комплектации.

Основные функции АСУ ТП

Автоматическое управление

• запуск и останов технологической линии;
• автоматическое выполнение производственного цикла;
• последовательное включение оборудования;
• синхронизация смежных технологических участков;
• управление транспортированием сырья и готового продукта;
• управление дозированием и смешиванием;
• управление прессованием, сушкой и охлаждением;
• автоматическая остановка оборудования при аварии;
• контролируемое завершение текущего технологического цикла.

Рецептурное управление

• создание и хранение рецептур;
• задание массы угольного порошка;
• задание количества воды и связующего;
• установка продолжительности смешивания;
• настройка очередности загрузки компонентов;
• установка параметров формования;
• задание температуры и времени сушки;
• разграничение прав на изменение рецептур;
• регистрация фактического расхода компонентов.

Контроль параметров

• масса дозируемых компонентов;
• уровень материала в емкостях;
• расход воды и жидких компонентов;
• температура связующего раствора;
• температура в сушильной установке;
• давление сжатого воздуха;
• состояние электроприводов;
• положение затворов и исполнительных механизмов;
• наличие материала на конвейерах;
• загрузка приводов дробилки, смесителя и пресса;
• состояние аспирационной системы.

Режимы управления

Технические характеристики

Контролируемое оборудование

Визуализация технологического процесса

На экране оператора отображаются:

• общая мнемосхема производственной линии;
• состояние каждого механизма;
• уровни сырья в бункерах;
• текущая масса в дозаторах;
• заданная и фактическая масса компонентов;
• температура приготовления связующего;
• температура по зонам сушильной установки;
• скорость транспортирующего оборудования;
• состояние прессового оборудования;
• выбранная рецептура;
• текущий этап производственного цикла;
• количество выполненных партий;
• предупредительные и аварийные сообщения;
• журнал действий и событий.

Аварийные защиты и блокировки

Система может включать следующие программные и аппаратные защиты:

• аварийная остановка технологической линии;
• защита электродвигателей от короткого замыкания и перегрузки;
• запрет подачи материала при неработающем приемном оборудовании;
• контроль последовательности запуска конвейеров;
• остановка подачи при переполнении бункера;
• контроль обрыва и схода ленты конвейера;
• контроль заклинивания шнека, дробилки или пресса;
• запрет включения нагрева при отсутствии циркуляции воздуха;
• защита сушильной установки от перегрева;
• автоматическое отключение подачи топлива или электронагрева;
• продувка сушильной камеры после отключения нагрева;
• контроль работы аспирационной системы;
• запрет работы пылящего оборудования при отключенной аспирации;
• блокировка одновременного включения несовместимых механизмов;
• контроль времени выполнения команд затворами и клапанами;
• контроль потери связи между контроллером и удаленными модулями.

Особенности автоматизации угольного производства

Угольная пыль относится к горючим дисперсным материалам. Поэтому при проектировании системы необходимо учитывать категорию помещений, класс взрывоопасных и пожароопасных зон, характеристики сырья и требования промышленной безопасности.

В зависимости от результатов проектирования могут предусматриваться:

• аспирация мест перегрузки и измельчения;
• контроль температуры подшипников и электроприводов;
• контроль перегрева сушильного оборудования;
• заземление и уравнивание потенциалов;
• применение оборудования в требуемом исполнении;
• контроль разрежения и перепада давления на фильтрах;
• установка аварийных кнопок останова;
• исключение накопления угольной пыли;
• автоматическая остановка подачи материала при неисправности аспирации;
• дополнительные средства пожарной сигнализации и пожаротушения.

Необходимость применения взрывозащищенного оборудования и его маркировка определяются проектной организацией после классификации зон. Указывать взрывозащищенное исполнение как стандартную характеристику АСУ без подтверждающего проекта технически некорректно.

Состав системы

В состав АСУ ТП DRYMIX LOGIC в зависимости от проекта входят:

1. Главный шкаф автоматизированного управления.
2. Силовые шкафы управления электроприводами.
3. Программируемый логический контроллер.
4. Модули дискретного и аналогового ввода-вывода.
5. Сенсорная панель оператора.
6. Автоматизированное рабочее место оператора.
7. Весоизмерительные преобразователи.
8. Частотные преобразователи.
9. Устройства плавного пуска.
10. Коммутационная и защитная аппаратура.
11. Источники питания цепей управления.
12. Промышленное сетевое оборудование.
13. Светозвуковая сигнализация.
14. Комплект программного обеспечения.
15. Электрическая и эксплуатационная документация.

Учет и архивирование

При соответствующей комплектации система обеспечивает:

• хранение производственных рецептур;
• регистрацию даты и времени производства;
• присвоение номера партии;
• учет заданной и фактической массы компонентов;
• регистрацию расхода воды и связующего;
• фиксацию температурных параметров сушки;
• учет количества произведенных циклов;
• формирование сменных и суточных отчетов;
• регистрацию аварий и действий оператора;
• экспорт отчетов в распространенные форматы;
• передачу производственных данных в учетную систему предприятия.

Преимущества АСУ ТП DRYMIX LOGIC

• комплексное управление всей технологической линией;
• стабильное соблюдение рецептуры угольной массы;
• повторяемость характеристик готовых брикетов;
• снижение влияния человеческого фактора;
• автоматическое дозирование основных компонентов;
• контроль режимов смешивания, формования и сушки;
• синхронизация смежного технологического оборудования;
• снижение количества аварийных остановок;
• защита оборудования от перегрузки и неправильной последовательности запуска;
• удобная диагностика неисправностей;
• регистрация производственных показателей;
• возможность модернизации и расширения системы;
• интеграция с действующим оборудованием;
• сокращение времени переналадки при смене рецептуры;
• повышение управляемости и прозрачности производства.

Индивидуальное проектирование и внедрение

АСУ ТП разрабатывается на основании технического задания и фактической технологической схемы заказчика. Количество шкафов, каналов ввода-вывода, рецептур, управляемых приводов, датчиков и рабочих мест определяется индивидуально.

В комплекс работ могут входить:

• обследование технологической линии;
• разработка технического задания;
• проектирование электроснабжения и КИПиА;
• разработка алгоритмов управления;
• изготовление шкафов;
• программирование контроллера и панели оператора;
• создание мнемосхем;
• монтаж и подключение;
• пусконаладочные работы;
• настройка технологических режимов;
• обучение персонала;
• техническое сопровождение.

Представленная система DRYMIX LOGIC была реализована для комплекта оборудования по производству кокосового угля на предприятии в городе Липецке