Автоматизированная система контроля уровня и массы цемента в силосах готовой продукции

Автоматизация в цементной промышленности

Нынешние цементные заводы представляют собой сложный комплекс технологий и оборудования, который обеспечивает переработку сырья в цемент различных видов и марок. В цементной промышленности активной внедряются средства автоматизации, это подразумевает организацию технологического контроля и автоматического регулирования параметров, обеспечения стабильной работы агрегатов и дистанционное управление механизмами и сигнализацию. Однако, контроль уровня цемента в силосах готовой продукции в настоящее время часто осуществляется при помощи обычной веревки. В данном случае значения уровня сильно зависят от места проведения измерений и ряда субъективных факторов. Сложность автоматизации данного процесса связана с тем, что цементные силосы представляют собой конструкции из бетона высотой от 27 метров и диаметром до 12 метров. В каждом силосе помещается до 4000 тонн продукта, а температура засыпаемого бетона достигает 120 градусов по Цельсию. В таких условиях практически невозможно использование инфракрасных и ультрафиолетовых датчиков, а также датчиков, которые контактируют с продуктом.

Автоматизированная система контроля уровня и массы цемента в силосах готовой продукции. Структура и особенности

С 2000 года «Контакт-1» выпускает радиоволновый уровнемер БАРС 322И, предназначенный для бесконтактного измерения уровня сыпучих материалов, в том числе и цемента. При использовании прибора обеспечивается высокий уровень надежности и стабильности показаний от 0 до 30 метров с погрешностью до 5 сантиметров, вне зависимости от воздействия дестабилизирующих факторов, к которым относятся запыленность, широкий диапазон температур и агрессивный характер среды. Прибор может работать самостоятельной или в составе автоматической системы управления технологическим процессом. На базе уровнемеров была разработана автоматизированная система «Цемент-Завод», в которой задействованы:

• технические средства: преобразователь интерфейсов, датчики уровня БАРС 322И, блоки питания и блок сбора и обработки данных;
• программное обеспечение, к которому относятся сервер опроса приборов, клиентское приложение и база данных MySQL.

Датчики уровня БАРС 322И устанавливаются в цементных силосах. Питаются датчики напряжением +20 вольт от блока питания, который изготавливается модулей питания и размещается в специальном шкафу. Частотные сигналы от датчиков поступают в блок сбора и обработки данных, который построен на базе микроконтроллера, модуля ввода сигналов, модулей вывода дискретных сигналов, пылевлагозащищенной клавиатуры, двухстворчатого индикатора. Блоком сбора и обработки данных обеспечиваются:

1. Обмен данными.
2. Прием частотных сигналов от датчиков.
3. Ведение журнала событий.
4. Ведение архива.
5. Вычисление объема цемента по тарировочным таблицам.
6. Пересчет значений частоты в уровень.
7. Отработка уставок.

Программное обеспечение блока выполнено на языке Borland C++. Блоки обработки и сбора данных поддерживают работоспособность системы в случае отсутствия электронно-вычислительной машины. Они объединяются по интерфейсу и через преобразователь подключаются к автоматизированному рабочему месту оператора. Наличие протокола ModBus RTU позволяет подключать блоки к большинству SCADA-систем. На рабочее место оператора могут быть установлены сервер опроса и клиентское приложение. К основным функциям сервера опроса относятся опрос блоков сбора и обработки данных, изменение марки цемента в силосе, пересчет значений уровня, сохранение результатов расчетов в архиве. Клиентское приложение способной создавать и печатать необходимые отчеты, просматривать журнал событий, а также отображать текущие и вести архивные значения массы и уровня цемента. Сервер базы данных позволяет вводить, корректировать и хранить таблицы, в которых хранятся параметры настройки системы, журнал событий, тарировочные таблицы, архивные и текущие значения массы и уровня цемента в силосе; регистрировать и проверять права доступа; получать данные от сервера опроса; предоставлять информацию клиентским приложениям, которые установлены на различных компьютерах.

Главная особенность данной автоматизированной системы заключается в том, что она может настраиваться для конкретного предприятия. При настройке вводятся названия силосов, осуществляется привязка к входам блоков и вводятся геометрические размеры силосов. Вычисление массы цемента осуществляется по тарировочным таблицам для различных марок продукта. В системе предусмотрен ввод уставок.