Автоматизация тепловых агрегатов периодического и непрерывного действия

Автоматизация тепловых агрегатов периодического и непрерывного действия рассматривается многими предприятиями строительной индустрии как путь снижения энергозатрат, трудоемкости и повышения качества.

В 1998 году, используя опыт внедрения централизованных систем автоматизации тепловой обработки на предприятиях строительной индустрии (Кунцевский КЖБИ №9, ЗАО «Связьстройдеталь», Алексинский КЖИ 480, Востряковский завод ЖБИ, АО «Аркадо»), в ЗАО НТЦ «ЭТЭКА» была проведена работа по созданию распределенной системы управления.
Основные недостатки централизованной системы:
-большая трудоемкость, стоимость и продолжительность монтажных работ;
-необходимость останавливать производство на большом количестве участков на период монтажа;
-необходимость единовременной закупки большого количества оборудования;
-невысокая эксплутационная надежность, существовавших в то время приборов автоматики (необходимость программировать приборы вручную после каждого сброса параметров и сбоев в работе, большая трудоемкость процесса смены задания периодической обработки).
В результате проведенной работы и научных исследований были созданы прибор «микропроцессорное информационно-управляющее устройство» (МИУ) и на его базе система автоматического управления тепловой обработкой.
Новая система управления свободна от выше перечисленных недостатков и превосходит старые системы, выполненные на базе приборов Минитерм, по всем параметрам.
Разработанная система за прошедшие годы была внедрена на ряде предприятий стройиндустрии и претерпела ряд существенных улучшений. При ее создании были защищены две кандидатские и одна докторская диссертации.

Для автоматизации тепловых агрегатов периодического действия, использующих в качестве теплоносителя пар, на сегодня предлагается следующая отработанная схема: камеры оснащаются трубами для подачи острого пара со специально рассчитанной, легко изготавливаемой, перфорацией, а подача пара регулируется тепловыми узлами, которые обеспечивают легкий и быстрый переход с ручного режима пропарки (как сейчас, без использования автоматики) на автоматический и обратно силами одной лаборантки. Это свойство системы обеспечивает продолжение тепловой обработки, например, при длительном отключении электричества. Также в состав теплового узла входит исполнительный механизм, состоящий из запорно-регулирующего клапана и электропривода. Исполнительные механизмы проходят предпродажную подготовку, в содержание которой входят разборка устройства, замена выявленных некондиционных деталей, притирка, сборка и тестирование. В результате такой предпродажной подготовки мы имеем значительно более дешевый отечественный аналог западно-европейским клапанам подобного назначения. Исполнительными механизмами управляет МИУ.
Автоматическое управление циклом тепловой обработки происходит в соответствии с заданием и обеспечивает, как правило, выполнение четырех режимов:

1. Предварительная выдержка при температуре 15-25 градусов.

2. Разогрев до температуры режима 60-85 градусов

3. Изотермическая выдержка

4. Расхолаживание (обычно используется естественное остывание, но режим может быть и управляемым, если, процесс происходит слишком быстро, например, в условиях зимнего уличного полигона).

Данные о температуре МИУ получает с термометра, установленного в камере. Для этого используются термометры сопротивления типа ТСМ или ТСП. МИУ могут опрашивать различные датчики: термометры, манометры и управлять исполнительными механизмами (запорно-регулирующими клапанами или электро-нагревателями) по любому из термометров или по их различной комбинации, например, по среднему значению. МИУ объединяются в сеть с топологией шины и через интерфейсный блок подключаются к компьютеру. В нашем случае шина выполнена максимально близко к своей идее: используется одна пара витой пары, начиная от третьей категории (обычно мы используем пятую), к которой подключаются приборы; если какие-то из приборов выходят из строя или отключаются от шины, это не влияет на работу остальных. Шина дает дополнительные удобства при монтаже: в случае поэтапного ввода в эксплуатацию линия связи прокладывается лишь от последнего смонтированного шкафа до нового. Шкаф с МИУ размером около 700х800х300 мм устанавливается в непосредственной близости от исполнительных механизмов и термометров, что позволяет существенно сократить протяженность кабельных линий и упростить монтаж. Шкаф с МИУ запирается на замок и не имеет никаких внешних органов индикации или управления, что позволяет избежать неквалифицированного вмешательства в процесс тепловой обработки. Управление, настройка МИУ, введение программы тепловой обработки, контроль температуры, протоколирование температуры, распечатка температурных протоколов, обновление микропрограммы МИУ производятся с компьютера, установленного в лаборатории. После загрузки камер лаборант, удостоверившись, что камеры надлежащим образом загружены и подготовлены к тепловой обработке, устанавливает с компьютера время запуска программы тепловой обработки для каждой из камер. Он не реже одного раза в два часа контролирует показания температуры на компьютере и, если автоматика не справилась с поддержанием температуры из-за отсутствия электричества, пара, вмешательства человека (например, неожиданно открыли крышку ямной камеры) или по другой причине, лаборант принимает соответствующие меры. Программы тепловой обработки задаются заранее инженером, и лаборант может просто выбрать их из списка. Для эксплуатации такой системы автоматики помимо лаборанта требуются электрик и «компьютерщик», причем последние двое необходимы лишь для проведения регламентных работ и устранения неполадок или неясностей, с которыми не справился лаборант, т.е. это будет лишь одной из их многих обязанностей, а не основной работой.

Стоимость такой системы «под ключ» составляет примерно 550 тыс. рублей на один канал управления. Например, один канал управления — это одна ямная камера, одна объемная установка это, как правило два канала управления. В эту стоимость включены: проект; соответствующее количество МИУ, интерфейсных блоков, клапанов запорно-регулирующих (КЗР), прошедших предпродажную подготовку; термометры сопротивления; жаростойкие кабели для подключения термометров; витая пара,;силовые кабели для подключения КЗР; шеф-монтаж; пусконаладочные работы; годичная гарантия от дефектов производства; рекомендации по энергоэффективным температурным режимам. Можно заказывать постепенно любое количество каналов управления, оплачивая, соответственно, только заказываемое оборудование. При заказе нескольких каналов и авансе в 20-30% стоимости договора возможна беспроцентная рассрочка платежей на год после окончания монтажа и пуско-наладочных работ. При одновременном заказе автоматизации более 20 каналов и выплате 80% аванса возможно существенное снижение стоимости автоматизации. Для монтажа труб и электрооборудования , как правило, привлекаются заводские службы. Комплектацию труб, вентилей, задвижек, манометров и т.п. заказчик осуществляет сам. После выполнения монтажных работ, наши специалисты произведут пуско-наладку системы, обучение персонала. Время, необходимое на проектирование, заказ и изготовление оборудования, монтаж, пуско-наладочные работы и обучение(от 2-х месяцев).

С системами автоматики тепловой обработки, которые действуют с 2002 в заводских условиях эксплуатации, можно ознакомиться в г. Можайске на КЖИ 198 (115 км от Москвы). С 2005 года ОАО «БЕТИАР-22» группы компаний СУ-155, г. Москва. С 2006 года ДОАО 250 ЖБИ ОАО ХК ГВСУ ЦЕНТР, г. Серпухов, и других предприятиях строительной индустрии