Автоматизация цементных и бетонных производств

Автоматизация цементных и бетонных производств

Компания «АК инжиниринг» готова предложить заказчикам различные решения для автоматизации цементных и бетонных производств. При необходимости мы в состоянии выполнить автоматизацию отдельных звеньев технологического процесса с использованием средств КИПиА или реализовать систему для комплексной автоматизации всех инфраструктур предприятия.

Предлагаемые меры направлены на то, чтобы оптимизировать работу предприятия. При необходимости в процессе модернизации и автоматизации производства мы выполняем замену устаревших элементов оборудования, монтируем соответствующее оборудование и производим наладку системы программного обеспечения.

Наша компания готова предложить выполнение полного комплекса работ по проектированию и внедрению системы автоматизации цементных и бетонных заводов. Благодаря комплексному обслуживанию заказчик в кратчайшие сроки получает решение, использование которого позволит:

• Увеличить продуктивность работы предприятия.
• Сократить производственные издержки.
• Увеличить качество готового продукта.
• Исключить простои из-за поломок или отсутствия сырья.
• Снизить нагрузку на сотрудников предприятия.

Специфика автоматизации цементных и бетонных производств

Как и в любом другом случае, автоматизация цементных и бетонных производств имеет свою специфику и требует использования соответствующих программных и аппаратных решений. Такое производство отличает целый ряд негативных факторов, среди которых могут быть воздействие повышенных температур, физические нагрузки на сотрудников предприятия, загрязнение воздуха цементной пылью и ряд других.

Использование предлагаемых нашей компанией средств автоматизации цементных и бетонных производств позволяет обеспечить дистанционное управление многими производственными процессами, сократить потребность в пребывании людей в зонах с неблагоприятными условиями.

В частности, у нашего предприятия есть готовые наработки для автоматизации работы вращающихся печей, применяемых для обжига клинкера. Такие печи – один из ключевых элементов цементного производства, а наличие у нас готовых решений позволяет подготовить и реализовать проект в короткие сроки. Оперативная реализация запланированных работ позволит свести к минимуму время простоя оборудования, что является критически важным требованием для большинства предприятий отрасли.

Продвинутые решения для автоматизации бетонного производства

При реализации проектов по автоматизации цементных и бетонных производств наша компания использует исключительно высокоточное оборудование и продвинутые программные продукты.

Так, для установки системы автоматического управления завода по производству цемента мы используем надёжные измерительные приборы:

• Бесконтактные радарные уровнемеры.
• Счётчики расхода газов и жидкостей.
• Измерители плотности рабочих сред и материалов.
• Высокоточные температурные датчики.

Также для обеспечения работоспособности спроектированной системы автоматизации цементных и бетонных производств мы применяем соответствующие программные средства, например, систему SCADA.

Этот программный пакет специально разработан для сбора, обработки и отображения в реальном времени информации об объекте мониторинга или управления. Он обладает необходимой для работы функциональностью и высокой степенью универсальности, за счёт чего может быть без проблем адаптирован к потребностям любого вида производства, в том числе, и бетонного или цементного.

Наше предложение

Опытные консультанты Endress+Hauser обеспечат соблюдение всех требований к измерению и контролю, предъявляемых к полностью цементным заводам полного цикла, будь то управление проектом, автоматизация системы топливоподачи, выбор измерительных приборов для производства клинкера или комплектация решения по очистке NOx газа для реализации программы соответствия экологическим требованиям:

Мониторинг бункеров сырьевой муки и клинкера

Комплексное решение для дозирования топлива и контроля горелки печи

Мониторинг контура охлаждения клинкера

Измерительные приборы для циклонного теплообменника

Хранение и дозирование присадок

Краткое описание системы

1. Внедрение подсистемы мониторинга и сигнализации о ходе технологического процесса помола последовательно на шести мельницах используя плановые остановки мельниц
2. Внедрение подсистемы управления весовыми дозаторами мельниц
3. Внедрение подсистем учета и сигнализации

В 2010 году было открыто финансирование на закупку оборудования и изготовление шкафов управления на мельницы №7-10, а также на закупку программного обеспечения. Вопрос о выборе поставщика оборудования АСУТП в принципе не стоял. Придерживаясь генеральной политики, в качестве основного поставщика оборудования для распределенной системы сбора информации была установлена компания IPC2U. В системе использовались контроллеры и средства ввода-вывода ICP DAS, встраиваемые компьютеры NEXCOM, коммуникации MOXA и программное обеспечение для SCADA — TRACE MODE. К концу года оборудование и программное обеспечение были закуплены. За это время работниками цеха АСУТП были подготовлены монтажные схемы и разработан проект АСУТП в среде SCADA TRACE MODE 6.

Для монтажных работ были привлечены подрядные организации. В декабре 2010 года была внедрена система мониторинга о ходе технологического процесса мельниц №7-10, состоящая из двух узлов проекта – мельницы №7-8 и №9-10.

Настройка периферийного оборудования АСУТП и отладка программного обеспечения осуществлялась силами работников цеха АСУТП. В процессе отладки были учтены замечания и пожелания машинистов мельниц и руководителей цеха помола.

Для монтажных работ были привлечены подрядные организации. В декабре 2010 года была внедрена система мониторинга о ходе технологического процесса мельниц №7-10, состоящая из двух узлов проекта – мельницы №7-8 и №9-10.

Производство цемента

Автоматизация лабораторного анализа упрощает и ускоряет управление качеством на цементном производстве. Значительно сокращаются операционные расходы за счет уменьшения брака и числа параллельных измерений, снижается себестоимость анализов, обеспечивается максимальная защита персонала от воздействия вредных факторов.

При этом сам по себе химический и фазовый анализ, выполняемый в современных лабораториях на рентгеновских спектрометрах и дифрактометрах, является завершающей стадией процесса. Обусловленная ею доля погрешности конечного результата не превышает нескольких процентов. Основная часть ошибки обычно связана с пробоотбором и пробоподготовкой. Иными словами, спектральный анализ может быть сколь угодно точным, но если отобранная и подготовленная проба не представительна, то результат окажется неверным.

Автоматизированная лабораторная система обеспечивает представительный отбор проб на любых стадиях цементного производства, их равномерную передачу по пневмопочте, подготовку и анализ. Постоянство параметров данных операций снижает влияние случайных ошибок. В итоге гарантируется, что отклонения конечного результата от номинальных значений обусловлены колебаниями параметров технологического процесса или изменением его условий (например, переходом на новое сырье), а не ошибками персонала или несоблюдением нормативных требований к контролю.

Обычно для заказчиков аналитического оборудования очень важно время получения результата анализа. Оно существенно зависит от конфигурации автоматической лабораторной системы, производственной схемы предприятия и длины пневмопочтового тракта. Скорости работы автоматизированной системы и обычного оператора близки, однако, в отличие от человека, автоматика работает с постоянной скоростью на протяжении всего времени эксплуатации. При этом все параметры всех операций тоже сохраняются постоянными, что чрезвычайно важно для получения достоверных и точных результатов.

При работе вручную достичь этого гораздо труднее, чем с использованием автоматики, поэтому, когда появляется неожиданный результат, его обычно пытаются перепроверить — провести анализ еще один или даже несколько раз. Повторные анализы могут дать иные результаты, чем предыдущие, поскольку за время их проведения параметры производственного процесса продолжали изменяться. Это вызывает новые сомнения. Если же работает автоматизированная система, то таких сомнений нет, как и потерь времени, необходимых на их разрешение.

Дополнительное преимущество автоматизированных решений — прослеживаемость результатов на всех этапах контроля, которая обеспечивает адекватность информации о контролируемом производственном процессе.

Рассмотрим в качестве примера комплектацию автоматизированной лаборатории контроля качества для цементного производства, оснащенной оборудованием нашего партнера — компании Herzog Maschinenfabrik (Германия), которая занимает лидирующие позиции в мире в области оборудования для подготовки проб к спектральному химическому и фазовому анализу.

Составные части

Пробоотбор. Компанией Herzog предлагаются все виды пробоотборников (шнековые, ковшовые, поршневые, для аэрожелоба, для горячей сырьевой муки или клинкера), включающие в себя миксеры для гомогенизации отобранного материала и станции автоматической отсылки сокращенной пробы.

Пневмопочта обеспечивает оперативную и равномерную доставку проб в лабораторию. В полностью автоматизированном варианте она оснащается станциями распаковки проб. Подготовка проб, как правило, включает в себя истирание материала до аналитической крупности с последующим прессованием в стальные кольца.

Аналитические приборы. После подготовки проба передается в автоматизированный рентгеновский спектрометр и/или дифрактометр ARL производства международной фирмы Thermo Fisher Scientific.

Линейка спектрального оборудования ARL включает в себя приборы ARL OPTIM’X (единственный компактный волновой спектрометр, обеспечивающий экспресс-анализ элементов от F до U) и ARL 9900 (спектрометр с верхним расположением рентгеновской трубки и опцией фазового анализа рентгенодифрактометрическим методом).

Размещение компонентов системы. Разместить оборудование в лаборатории можно по кругу или в линию: в первом случае пробы перемещаются с помощью робота, во втором — по транспортерам. Роботизированный вариант обеспечивает бóльшую гибкость и взаимозаменяемость отдельных единиц оборудования, линейная конфигурация является более доступной. Начальный вариант автоматизации рентгеновского анализа включает в себя совмещенный автоматический станок «мельница—пресс» HP- MP, соединенный со спектрометром ARL OPTIM’X. Общее время получения результатов, начиная со стадии пробоотбора, зависит от конфигурации оборудования, прежде всего от длины пневмопочтового тракта. При этом суммарное время операций, проводящихся внутри лаборатории (подготовки проб и рентгеновского анализа), не превышает 10 мин.

Пошаговое оснащение лаборатории

Известно, что автоматизация процессов контроля качества требует значительных денежных и временных вложений. Преимуществом компании Herzog является модульность предлагаемых решений, подразумевающая возможность их постепенного внедрения. Например, сначала можно внедрить системы отбора проб и их транспортировки в лабораторию, затем добавить станки подготовки проб, и на завершающей стадии связать поставленное оборудование в единую систему с рентгеновскими приборами фазового и химического анализа. Другой вариант — использовать спектральное оборудование в ручном режиме, постепенно автоматизируя этапы, предшествующие аналитическому контролю.

Программное обеспечение ЛИМС «АИСТ»

Для управления автоматизированной лабораторией российская группа компаний «Термо Техно» с головным офисом в Москве предлагает программное обеспечение ЛИМС «АИСТ» — собственную разработку в области лабораторных информационно-управляющих систем (Laboratory Information Management System, LIMS). ЛИМС «АИСТ» автоматизирует сбор, обработку, накопление, хранение и отображение результатов проведения лабораторных испытаний и анализов с последующей интеграцией данных в единое информационное пространство предприятия. При помощи программного продукта «АИСТ» выстраивается последовательность действий при проведении испытаний согласно технологической карте и применяемым методикам испытаний, а также формируются списки сотрудников и оборудования, назначенных для проведения различных этапов испытаний. В ходе их проведения система получает информацию с различного оборудования о результатах работы, проводит необходимые расчеты (в том числе для проверки качества проведенных испытаний) и формирует отчеты по результатам испытаний и различным этапам их проведения.

Внедрение ЛИМС «АИСТ» позволяет получить следующие преимущества:

• снизить производственные затраты благодаря повышению надежности и достоверности результатов контроля качества, приводящему к большей стабильности состава материалов и параметров технологического процесса;
• в режиме реального времени отслеживать тенденции изменения данных и предоставлять интегрированные данные в информационные службы предприятия;
• повысить эффективность лаборатории за счет рационального использования ресурсов (персонала, приборов, оборудования, реагентов и стандартных образцов);
• упростить для лаборатории прохождение аттестации и аккредитации.

ЛИМС «АИСТ» отличается от аналогичных LIMS-продуктов тем, что при его разработке специалисты ГК «Термо Техно» опирались на многолетний опыт деятельности в цементной индустрии, знание специфики используемых в отрасли методов и методик анализа и богатую практику работы с различным лабораторным оборудованием. Основываясь на этих знаниях, мы можем строить LIMS, не удаляя лишнее из адаптируемой универсальной базовой конфигурации, а сразу исходя из требований пользователя.

Команда сервисных инженеров

Особым преимуществом внедрения автоматизированной лаборатории является то, что у группы компаний «Термо Техно» есть сервисная группа со штатом из более чем 20 сертифицированных специалистов, гарантирующих своевременную поддержку заказчиков в режиме 24/7. Все инженеры сервисной группы проходят обучение у производителей оборудования. Таким образом, исключается необходимость привлечения специалистов завода-изготовителя, что существенно повышает оперативность проведения работ.

К настоящему моменту ГК «Термо Техно» поставила оборудование более чем на 50 заводов, компания оказывает своим заказчикам своевременную сервисную и методическую поддержку и регулярно проводит обучение специалистов лабораторий.

Основные объекты

Основными объектами автоматизации на предприятиях стали:

• технические средства;
• программируемые системы;
• агрегаты и механизмы;
• электродвигатели;
• щиты и пульты;
• вспомогательные средства автоматизации;
• проектирование систем автоматизации.

Стоит подробнее разобрать каждый из них.

Технические средства

Средства представляют собой приборы, которые регулируют некоторые процессы в системах, в виде определенных сигнализаторов. Их функции зависят от задач: отслеживание, управление и т.д. Автоматизация таких средств включает температурные датчики, датчики давления и других параметров. Такие приборы должны обладать повышенными эксплуатационными характеристиками: выдерживать высокое давление и температуры, влажность, химические вещества.

Программируемые системы

Качество систем управления заметно выросло на фоне снабжения производств программируемыми с помощью машинного кода микроконтроллерами и вычислительными устройствами. Для промышленности эти системы имеют конкретное значение с точки зрения управления и автоматизации проектирования, испытаний и экспериментирования.

Важно! Вычислительная техника в режиме реального времени выполняет регулирование и управление техпроцессами и в машиностроении называется вычислительным комплексом.

Агрегаты и механизмы

Физическое выполнение всех действий берут на себя агрегаты и механизмы. Они представляют собой электрические, гидравлические или пневматические устройства. Автоматизация производства предполагает замены всех механизмов на электрические и пневматические механики, чья конструкция может включать специальные регулирующие приборы и приводы.

Электродвигатели

В системах автоматизации электродвигатели имеют не последнее место. Они формируют основы многих приводов и исполнительных приборов, приводящих в движение другие механизмы. Машины, управляемые электроприводами, могут изменять направление рабочих органов, но не скорость выполнения работы. Автоматизация же делает возможным применение бесконтактных механик с полупроводниковыми и магнитными усилителями для регулирования скорости работы.

Щиты и пульты

Для управления всеми агрегатами и устройствами используются щиты и пульты, монтируемые на предприятиях. Они содержат функционал для регулирования и измерения рабочих параметров. Конструкция щита выполнена в форме ящика или шкафа, панели, располагающих средствами автоматизации. Пульт же используется в качестве центра для дистанционного управления механизмами.

Вспомогательные средства автоматизации

Вспомогательные средства являются вторичными, но, несмотря на это, обеспечивают дополнительные функции по контролю и управлению производством. К ним могут относиться: реле для управления, командные пульты и кнопочные станции. Разновидностей таких устройств множество, но все они нацелены на удобное и безопасное управление агрегатами.

Проектирование систем автоматизации

Проектирование включает в себя специальные средства для модернизации. Основным из них является схема. Она позволяет отображать всю структуру, характеристики и прочие параметры будущих систем, которые будут автоматизированы.

Таким образом, автоматизация технических процессов и производств — одна из основных задач современных предприятий. Именно она обеспечит конкурентоспособность в будущем, повысит производительность и уменьшит воздействие человеческого фактора на многие этапы производства, приводящего к учащенному браку, задержкам и повышенным расходам.

Click here to preview your posts with PRO themes ››