АСУ “Термо-контроль ЖБИ”

Суть технологического процесса

Наиболее распространенным способом ускоренного твердения бетона при производстве железобетонных изделий (ЖБИ) является твердение в условиях тепловлажностной обработки (ТВО) насыщенным паром в пропарочных камерах периодического действия ямного типа.

Технология производства ЖБИ на основе данного способа следующая: отформованные изделия, находящиеся в формах или на поддонах, загружают в камеру в несколько рядов по высоте, после чего камеру закрывают крышкой, препятствующей потере тепла и пара. Пар в камеру подается из котельной посредством электроклапана (или вентиля при ручном способе пропаривания) в объеме, обеспечивающем поддержание требуемой температуры среды в пропарочной камере в соответствии с этапом отрабатываемого режима ТВО.

Режим ТВО на основе изотермической выдержки состоит из следующих этапов:

1. Предварительная выдержка.
2. Подъем температуры.
3. Изотермическая выдержка.
4. Охлаждение

Каждый из этапов характеризуется температурой и длительностью. Применение того или иного режима ТВО определяется составом бетонной смеси, маркой и классом бетона и в основном определяется экспериментально. Суть управления процессом ТВО обработки ЖБИ – управление объемом подаваемого в пропарочную камеру насыщенного пара посредством электроклапана или вентиля, обеспечивающего поддержание температуры среды в пропарочной камере, заданной в соответствии с режимом ТВО. 

Необходимость автоматизации

ЗАО «250 ЗЖБИ» (Московская обл., г. Серпухов) – предприятие, специализирующееся на производстве ЖБИ широкой номенклатуры. Основными тепловыми установками ускоренного твердения бетона на данном предприятии являются пропарочные камеры ямного типа, часть из которых находится в крытых помещениях, а часть на открытом воздухе. Ввиду большого числа пропарочных камер (порядка 60-ти) на предприятии возникла проблема автоматизации.

Задачи автоматизации:

• уменьшить долю ручного труда;
• повысить качество выпускаемой продукции;
• уменьшить расход энергоносителя – насыщенного пара.

Требования к АСУ:

• точное выдерживание заданного режима ТВО;
• ведение базы данных используемых режимов;
• возможность управления процессом ТВО как с ПК лаборатории, так и с шкафа управления;
• сохранение и возможность просмотра пройденных режимов ТВО;
• ведение технологического учета расхода энергоносителя за режим;
• эксплуатация клапанов камер в зимний период с предотвращением замерзания паропроводящей системы пропарочной камеры. 

Реализация АСУ «Термо-контроль ЖБИ»

Для выполнения поставленных задач была разработана АСУ ТП «Термо-контроль ЖБИ». В качестве базы для аппаратной составляющей АСУ выбрана продукция компании ОВЕН. АСУ представляет собой программно-аппаратный комплекс, предназначенный для управления процессом тепловлажностной обработки ЖБИ в пропарочных камерах ямного типа, в качестве теплоносителя в которых используется насыщенный пар. Основной принцип управления тепло-влажностной обработкой ЖБИ – дозированная подача пара в пропарочную камеру на основе разработанного ПИД-регулятора.

Конструктивно АСУ «Термо-контроль ЖБИ» состоит из следующих основных элементов:

• Шкаф управления (ШУ), оснащенный жидкокристаллической сенсорной панелью – для обеспечения человеко-машинного интерфейса между оператором и АСУ.
• Автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора, представляющее собой персональный компьютер с установленным специальным программным обеспечением – для обеспечения человеко-машинного интерфейса между оператором и АСУ.

В состав шкафа управления входит следующее оборудование ОВЕН:

• Программируемый контроллер ПЛК110-220.32.Р-М.
• Модуль аналогового ввода МВ110-224.8А.
• Сенсорная панель оператора СП270.
• Блок питания БП60Б-Д4-24.
• Сетевой фильтр БСФ-Д3-1,2.

Разработка ПО нижнего уровня проводилась в среде CODESYS v2.3, при этом были использованы практически все языки стандарта МЭК 61131-3 (FBD, SFC, ST, CFC). ПО верхнего уровня (АРМ оператора) – на основе Delphi. Связь между шкафами управления и АРМ осуществляется по шине Ethernet (протокол Modbus TCP).

В системе использованы датчики температуры ДТС – для измерения температуры в пропарочных камерах и в общем паропроводе, датчик давления в общем паропроводе. Исполнительные элементы АСУ – 3-позиционные клапаны запорно-регулирующие с датчиком положения.