Автоматизация автоклавной обработки кирпича

Автоматизация автоклавной обработки кирпича

Предприятие «Гнездово» (г. Смоленск) – основной производитель силикатного кирпича в Смоленской области. В 1991 г. предприятие приобрело проходной автоклав производства «Волгоцеммаш» для запарки кирпича. Однако последовавшая череда экономических потрясений не позволила запустить его. Только спустя 20 лет, в 2012 году при расширении производственных мощностей начались работы по вводу в эксплуатацию автоклава.

Состояние установки на тот момент было удручающим: полностью разукомплектована гидравлика, арматура, автоматика и электрика, отсутствовала тепловая изоляция. Постепенно основные элементы были восстановлены, но главной проблемой оставалась автоматика. Контрольно-измерительные приборы по большей части вышли из строя, а заменить их не представлялось возможным, поскольку они были сняты с производства еще в 90-е годы прошлого столетия. Помимо этого штатная система была релейной, которая не обеспечивала необходимого уровня автоматизации и безопасной эксплуатации.

Устройство автоклава

Автоклав представляет собой цилиндр длиной 17 и диаметром 2 метра. Внутри него расположен рельсовый путь, по которому перемещаются вагонетки с полуфабрикатом – сырцом (фото 1-2). С обеих сторон автоклава установлены крышки с гидравлическим приводом. Механизм открывания-закрывания каждой крышки оснащен пятью гидроцилиндрами, два из которых предназначены для поворота крышки вокруг своей оси для открытия-закрытия байонетного затвора, третий – для подъема-опускания крышки, четвертый – для перемещения хомута, фиксирующего крышку в поднятом положении, и пятый – для подъема-опускания переходного мостика, соединяющего рельсовый путь автоклава с внутрицеховым. Система трубопроводов обвязки автоклава обеспечивает поступление и выпуск пара, а также конденсата из автоклава по окончании цикла обработки.

Автоматизированный комплекс управления автоклавом

Рис. 1. Функциональная схема

Результатом совместной деятельности специалистов двух предприятий «Энерготехнология» и «Гнездово» стал современный комплект автоматики с расширенными функциями управления технологическим процессом и безопасности.

Комплекс управления автоклавом состоит из трех щитов автоматики (рис. 1). Главный щит, основой которого стал контроллер ОВЕН ПЛК110, располагается на рабочем месте оператора. На его передней панели находятся кнопки и переключатели управления, сигнальные лампы и пр. Система управления обеспечивает следующие функции:

• индикацию текущего состояния автоклава (положение крышек, величину давления, режим работы);
• управление открытием-закрытием крышек;
• управление запорно-регулирующим клапаном на линии подачи пара (автоматическая блокировка подачи пара при разгерметизации автоклава), регулирование давления пара;
• звуковую сигнализацию при открывании-закрывании крышек и аварийных режимах работы;
• управление маслостанцией системы гидропривода;
• передачу информации о режимах работы в систему контроля и регистрации параметров автоклавной обработки «АВТОКЛАВ-КОНТРОЛЬ» по RS-485 («АиП» 2010, №1);
• управление работой дополнительных щитов автоматики и контроль исправности линий связи RS-485.

Дополнительные щиты автоматики

Основу двух дополнительных щитов составляют программируемые реле ОВЕН ПР110 с интерфейсными модулями ПР-МИ485 для связи с основным щитом управления. К дискретным входам реле подключены бесконтактные индуктивные датчики для фиксации крайних положений всех механизмов крышки автоклава. Выходы реле соединены с катушками гидрораспределителей, управляющих гидроцилиндрами. По команде, поступающей от главного щита по сети RS-485, реле производит включение гидрораспределителей в определенной последовательности в соответствии с сигналами от индуктивных датчиков и уставками таймеров и счетчиков. Включение каждого гидроцилиндра точно нормируется по времени: если в установленное время механизм не был приведен в определенное состояние, считается, что он неисправен, программа управления крышкой прерывается, и аварийный сигнал по сети RS-485 передается на главный щит управления.

Предусмотрен и ручной режим управления каждым гидрораспределителем в отдельности. Кнопки ручного управления в целях безопасности находятся внутри щита и доступны только обслуживающему персоналу, выполняющему наладочные и ремонтные работы.

В шкафах автоматики установлены промежуточные реле KIPPRIBOR для включения гидрораспределителей, маслостанции, звуковой сигнализации, а также твердотельные реле – для управления запорно-регулирующим клапаном на линии подачи пара в автоклав. Все оборудование выполнено в корпусах с защитой IP54, что немаловажно, учитывая условия работы с высокой запыленностью воздуха и повышенной влажностью.

Новая жизнь автоклава

Новая система обеспечивает эффективную работу: автоклав открывается и закрывается автоматически, ранее для этой операции приходилось вручную управлять каждым гидрораспределителем, что требовало немалой сноровки от обслуживающего персонала.

Повысился уровень безопасной эксплуатации. Давление в автоклаве определяется по трем независимым каналам: датчиком давления ОВЕН ПД100 и двумя электромеханическими сигнально-блокировочными устройствами, срабатывающими при превышении давления. Если хотя бы одно из этих устройств сигнализирует о нарушении установленного режима, автоматика останавливает все операции. При повышении давления в автоклаве выше допустимого уровня срабатывает звуковая сигнализация.

Автоматика контролирует давление в гидросистеме, и при его снижении ниже допустимой величины работа гидрораспределителей останавливается. В случае повреждения линий связи RS-485 система переводит оборудование в состояние, при котором маслостанция отключена, запорно-регулирующий клапан на линии подачи пара полностью закрыт.

Применение ключа на панели главного щита исключает несанкционированное вмешательство в работу оборудования.

За более подробной информацией можно обратиться к автору статьи по тел.: +7 (920) 305-26-94 или электронной почте: alexandr.v.sorokin@gmail.com

© Автоматизация и Производство, 2021. Все права защищены. Любое использование материалов допускается только с согласия редакции. За достоверность сведений, представленных в журнале, ответственность несут авторы статей.

Издание зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации средств массовой информации ПИ № ФС77-68720.