Автоматизация производственных объектов зерноперерабатывающей промышленности - одно из ключевых направлений деятельности ООО «НОИНТ». Поэтому в этой статье речь пойдет о внедрении автоматизированной системы управления технологическими процессами (далее АСУ ТП) на одном из зерноперерабатывающих предприятий Краснодарского края – крупоцех ИП Никулин Валерий Романович.

Производственный объект крупоцех ИП Никулин В.Р. спроектирован и построен в ст. Староджерелиевская Краснодарского края в 2012 году. Проектная организация совместно с технологами завода разработала технологическую схему переработки продукта, силами заказчика произведены закупка и монтаж всего технологического оборудования.

Следующим важным этапом строительства стал процесс внедрения АСУ ТП, для реализации которого Заказчик пригласил ООО «НОИНТ».

Назначение системы

АСУ ТП предназначена для автоматического и оперативного управления оборудованием крупоцеха.

В функции системы входит автоматическое управление технологическим оборудованием согласно выбранным маршрутам перемещения продукта и заданным алгоритмам работы, дистанционное управление оборудованием оператором и получение оперативной информации о работе агрегатов.

Описание системы

АСУ ТП включает:

- автоматизированную систему подачи продукта;

- автоматический контроль уровня в промежуточных бункерах;

- автоматизированную переработку продукта по четырем направлениям (маршрутам): низкостекловидная кукуруза, высокостекловидная кукуруза, пшеница и ячмень.

В рамках автоматизации крупоцеха специалисты «НОИНТ» произвели:

- изготовление шкафов управления;

- разработку программного обеспечения;

- монтаж оборудования АСУ и КИПиА;

- пусконаладочные работы.

В процессе изучения существующего проекта инженерами «НОИНТ» внесены доработки в разделы «Электроснабжение» и «Автоматизация», разработаны спецификации для поставки оборудования автоматизации. В мастерской «НОИНТ» инженерами КИПиА собраны силовые шкафы и шкафы автоматизации. На самом производстве выполнены работы по монтажу емкостных датчиков, индукционных датчиков скорости, радарных датчиков уровня.

Технические характеристики АСУ ТП

АСУ ТП реализована с использованием промышленного программируемого логического контроллера (PLC) Siemens серии S7-300 (рис. 1). Контроллер автоматически выполняет все необходимые действия по обеспечению дистанционного управления технологическим оборудованием системы.

Рис.1 Промышленный контроллер Siemens S7-300

Для наблюдения за ходом технологического процесса и оперативного управления процессом в состав системы входит АРМ оператора, которое также позволяет собирать, хранить данные о ходе технологического процесса в архиве (SQL сервер) и производить анализ на основе этих данных.

Программное обеспечение PLC разработано в среде Step7. Оно обеспечивает прием команд от оператора, поступающих с АРМ оператора, управление оборудованием в соответствии с поступающими командами и дает возможность отслеживать состояние датчиков, осуществляет контроль за состоянием технологического оборудования и ходом технологического процесса.

Программное обеспечение компьютера включает операционную систему Windows 7 Professional sp1, SQL сервер и специальное ПО – АРМ оператора, разработанное в среде WinCC v7.0. Оно обеспечивает наблюдение за состоянием оборудования, датчиков и аварийных кнопок, оперативное управление оборудованием, сбор, хранение и анализ полученных данных, изменение параметров технологического процесса, настройку оборудования системы.

При разработке программного обеспечения инженеры-программисты «НОИНТ» принимали во внимание следующие пожелания Заказчика:

-Визуализация объекта на АРМ оператора должна полностью соответствовать технологической схеме, предусмотренной проектом. Для этого инженерами-программистами разработана подробная схема для АРМ, которая отображается с помощью двух мониторов высокого разрешения, для того чтобы оператор видел все технологическое оборудование и все производственные процессы (рис.2,3).

-В связи с изменениями спроса на тот или иной товар технологией предусмотрено оперативное изменение размера ячейки сита в ситовеечных машинах и рассевах, что позволяет перерабатывать продукт нужного помола. Для этого в программе отражаются размеры установленных на текущий момент сит, благодаря чему оператор имеет возможность наглядно контролировать технологический процесс. [i][/i]

Рис.2 Визуализация SCADA на АРМ оператора

Рис. 3 АРМ оператора крупоцеха ИП Никулин В.Р.

Особенности создания АСУ ТП на предприятии

В качестве особенностей системы следует отметить следующие решения:

Перерабатывающее производство на предприятии разработано и смонтировано без использования норий. Вместо них продукт подается и перемещается по спиральным транспортерам, которые позволяют направлять продукт напрямую в точку последующей обработки. Данное решение увеличивает общую скорость технологического процесса и позволяет оптимально использовать производственную территорию.

Технологическая линия оснащена оперативными емкостями, встроенными над спиральными транспортерами. Каждый спиральный транспортер оснащен частотным преобразователем, что позволяет автоматически настраивать производительность линии. Скорость вращения спиральных транспортеров автоматически задается системой в соответствии с показаниями датчиков уровня в оперативных емкостях – чем выше уровень продукта в оперативной емкости, тем быстрее работает транспортер. Это позволяет обеспечить работу технологической линии без временного останова в случае, если на каком-либо участке линии продукт повысил уровень в емкости.

Как правило, на подобных производственных площадках шкафы автоматизации и электрики располагают в одном месте – в помещении электрощитовой, куда по кабельным линиям поступают сигналы от датчиков со всего технологического оборудования. На данном объекте производственное оборудование разделено на технологические группы, сигналы АСУ ТП с которых идут в специально установленные на производстве локальные модули сбора данных. Эти модули сбора данных объединены в сеть, информацию с которой уже собирает и обрабатывает центральный контроллер в щите автоматизации в электрощитовой. Данная схема передачи и обработки сигналов АСУ ТП позволяет значительно сократить количество прокладываемой на производственной территории кабельной продукции.

В процессе внедрения АСУ ТП реализована система отображения токовой нагрузки пяти вальцовых станков. Для того, чтобы двигатели станков не испытывали чрезмерные нагрузки над каждым станком установлена светозвуковая колонна, которая с помощью светозвуковой индикации оповещает о случаях выхода нагрузки за пределы нормы.

Результаты внедрения

По окончании работ производственный объект «Крупоцех ИП Никулин В.Р.» полностью автоматизирован согласно техническим требованиям и пожеланиям Заказчика.

Результатом внедрения АСУ ТП на объекте является:

- высокое качество готового продукта (ГОСТ, ТУ в зависимости от требуемых характеристик);

- большой объем перерабатываемого сырья за счет высокой скорости протекания технологических процессов и отсутствия простоев вследствие превышения уровня продукта в емкостях;

- точный коммерческий учет поступаемого на переработку сырья и готового продукта на выходе;

- обученный системе персонал, который управляет АСУ ТП с АРМа оператора;

- сокращение обслуживающего производство персонала;

В дальнейшем специалисты «НОИНТ» производят техническое обслуживание системы в рамках договорных обязательств.