Автоматизация непрерывных установок. Производство битумной эмульсии.
Для компании «Бастион» создана автоматизированная система управления эмульсионной установкой
Технически процесс производства битумной эмульсии — это смешивание в нужных пропорциях и при нужных температурах битума, воды, эмульгатора, кислоты и опционально адгезионных добавок, керосина и латекса
Процесс производства битумной эмульсии полностью автоматизирован
Автоматизация позволяет избегать аварийных ситуаций и предотвращает повреждение оборудования
Был создан универсальный проект, подходящий под эмульсионные установки разной конфигурации от 1 до 10 тонн в час
Установка может работать полностью в ручном режиме, даже при выходе из строя процессора
Базовое ядро может быть легко расширено и адаптировано под опциональные изменения
Использование в системе контроллера верхнего уровня под управлением Windows позволяет использовать MasterSCADA в качестве локального уровня визуализации. Возможна удаленная техническая поддержка
Автоматика собрана в основном на отечественном оборудовании
Компания «Бастион» — один из крупных игроков на рынке производства машин для дорожно-строительной отрасли, одним из ее продуктов являются установки для производства битумной эмульсии.
Описание задачи
Необходимо создать автоматизированную систему управления эмульсионной установкой. Битумная эмульсия — это смесь битума с водным кислым водяным эмульсионным раствором, смешивание происходит в специальном диспергаторе, в нашем случае — в коллоидной мельнице. Технически процесс производства битумной эмульсии — это и есть смешивание в нужных пропорциях и при нужных температурах битума, воды, эмульгатора, кислоты и опционально адгезионных добавок, керосина и латекса. Система управления должна позволять работать в ручном и автоматическом режимах, обеспечивать измерение расхода материалов, слежение за соблюдением рецепта и обработку аварийных ситуаций.
Технологическая схемаСоздание любой автоматизации начинается с изучения технологического процесса, проектирования схем автоматизации на основе функциональных схем. Базовая технологическая схема установки непрерывного типа представляет собой 4 линии.
Но она может быть дополнена различными компонентами, и полная схема, таким образом, уже состоит из 8 линий.
По техническому заданию необходимо создать универсальный продукт: предусмотреть возможность включения и отключения линий в работу в зависимости от опций конкретной установки.
Выбор оборудованияНа основе задания, технологической схемы и понимания технологического процесса компанией «Бастион» с нашим участием были выбраны контрольно-измерительные приборы, датчики, расходомеры, средства автоматизации. После некоторых итераций мы пришли к универсальному схемному решению, которое позволяет без лишних усилий собрать систему любой конфигурации.
В качестве ядра системы автоматики был выбран контроллер компании «Овен» ПЛК110-60. При всех прочих этот контроллер является достаточно мощным и продвинутым средством автоматизации, обладает множеством интерфейсов связи и гибкой системой программирования с поддержкой языка ST IEC 61131-3 (Structured Text).
Осложняющим фактором при проектировании системы управления было требование наличия полностью автономного от ПЛК ручного режима. Для его реализации каждый канал регулирования дублировался специфическим для параметра измерителем-регулятором — ТРМ201 для температуры, тахометром «Веха-Т» для расхода. В каналах измерения уровня используется прибор «Ординар». Все приборы оборудованы интерфейсом RS-485 и опрашиваются контроллером.
Дозирование компонентов обеспечивается регулированием производительности насосов с помощью частотных преобразователей для всех линий, кроме линии дозирования кислоты. Для обеспечения безударного перехода между автоматическим и ручным режимами задание по оборотам двигателей насоса сделано через аналоговый интерфейс 4...20 мА. Токовый сигнал приходит с прибора УЗС1, который, в свою очередь, умеет задавать ток в петле в ручном режиме или транслировать задание с ЦАПа системы автоматизации, от ПЛК.
Измерение pH осуществляется с помощью специализированного pH-метра и транслируется в систему управления сигналом 4...20 мА.
В системе применяется три типа модулей расширения линейки Мх110: аналоговые входы, аналоговые выходы, логические выходы.
Реализовать визуализацию и управление автоматикой было решено делать на отдельном ПК в виде рабочего места оператора с использованием MasterSCADA. Это решение позволяет пользоваться готовыми программными модулями графической визуализации, архивирования и отчетов.
Структура информационных связей
Окна рабочего места оператора
Основная мнемосхема непрерывной эмульсионной установки на 5 тонн в час
Таблица настроек
Окно рецептов
График расходов процесса автоматического запуска установки
Мнемосхема циклической установки производительностью 10 тонн эмульсии в час
В итоге:
Процесс производства битумной эмульсии полностью автоматизирован.
Автоматизация позволяет избегать аварийных ситуаций и предотвращает повреждение оборудования.
Был создан универсальный проект, подходящий под эмульсионные установки разной конфигурации от 1 до 10 тонн в час.
Установка может работать полностью в ручном режиме, даже при выходе из строя процессора.
Базовое ядро может быть легко расширено и адаптировано под опциональные изменения.
Использование в системе контроллера верхнего уровня под управлением Windows позволяет использовать MasterSCADA в качестве локального уровня визуализации. Возможна удаленная техническая поддержка.
Автоматика собрана в основном на отечественном оборудовании.