Система дозирования, контроля и учета химического сырья

Рис. 1. Станция управления системой дозирования химического сырья

Рис. 2. Пульт управления системой дозирования химического сырья

Назначение

Автоматизированная система управления технологическим процессом дозирования и учета химического сырья предназначена для модернизации системы дозирования, контроля и учета сырья на производстве полиэфиров и осуществляет автоматическое дозирование комплекса компонентов на основе предварительно заготовленных рецептов.

Функции

• Автоматическое дозирование комплекса компонентов на основе предварительно заготовленных рецептов.
• Учет (архивирование) всех операций дозирования (фактический вес дозы, момент слива дозы в реактор) за отчетный промежуток времени (не менее месяца).
• Формирование оперативных справок и отчетов по архивным данным для руководства цеха.
• Повышение надежности работы дозаторов.
• Уменьшение погрешности дозирования сырья.

Реализация

Структурная схема узла АСУТП дозирования и учета сырья представлена на рисунке 3. Обозначения: 1 – налив, 2 – слив, 3 – связь с тензодатчиками, 4 – разрешение дозирования, 5 – вес материала, 6 – питание, ДТ – весовой (дозирующий) терминал, Delta-V – cистема управления верхнего уровня.

Рис. 3. Структурная схема узла дозирования

Состав системы

• Тензометрические системы весоизмерения на мерных емкостях. Устанавливаются взамен существующих морально и физически изношенных. Тензометрические системы состоят из взрывобезопасных тензодатчиков сжатия типа "бочонок" исполнения IP67 и силопередающих устройств.
• Взрывозащищенные весовые терминалы (рис. 1). Устанавливаются в непосредственной близости от мерных емкостей, имеющих индикатор текущего веса продукта в емкости и связанных через RS-485 в сеть со станцией управления.
• Пульт ручного управления (рис. 1, 2). Устанавливается в операторском зале. Связан с весовым терминалом и позволяет осуществлять основные функции управления:
  • налив;
  • слив;
  • выбор соответствующих клапанов налива и слива;
  • автоматическое дозирование в локальном режиме;
  • передача функций дозирования станции управления в автоматическом режиме.
• Система управления верхнего уровня. Устанавливается в операторском зале. Система оснащена контроллером, видеотерминалом с функциональной клавиатурой, интерфейсом связи по RS-485 и модулями с релейными выходами для управления запорными клапанами налива/слива продуктов в мерные емкости (существующие каналы управления). В качестве примера подобных систем можно привести комплекс Delta-V.

Порядок работы системы

• Весоизмерительные системы на всех мерных емкостях работают автономно. С пультов весовых терминалов можно контролировать вес дозы, производить калибровку, осуществлять другие инженерные функции. Информация о текущем весе материала передается на станцию управления по ее циклическим запросам посредством интерфейса RS-485.
• На станции управления для технолога предусматривается программа формирования библиотеки рецептов. Количество рецептов не ограничено. Рецепт определяет номер дозатора и вес компонентов.
• Пульт ручного управления позволяет вести дозирование в трех режимах.
  1. Ручной режим. Система работает в режиме электронных весов. Управление наливом, сливом и выбор соответствующих клапанов производятся непосредственно с пульта.
  2. Локальный режим. В этом режиме оператор может задать необходимый вес для налива и слива на весовом терминале и выставить соответствующие клапаны налива и слива на пульте. Налив и слив осуществляются автоматически при нажатии соответствующих кнопок.
  3. Автоматический режим. Реализуется при подключении к станции управления по интерфейсу RS-485. Все операции измерения, учета и дозирования осуществляются системой управленния верхнего уровня (например, Delta-V, Simatic и т. п.). Управление с пульта ручного управления в автоматическом режиме отключается.
• Основным режимом работы считается "Автоматический". В этом режиме оператор задает необходимую рецептуру на станцию управления, после чего станция управления измеряет и запоминает "тару" на всех емкостях и открывает клапаны налива. В процессе налива станция управления циклически (с периодом 0,1 сек.) следит за увеличением веса емкостей и при достижении заданного рецептом выключает налив. Во время налива контролируется и динамически просчитывается производительность налива по каждой емкости и прогнозируется момент отключения. После успокоения показаний веса измеряется фактическая доза. Ошибка дозирования (вес падающего столба после команды на закрытие) учитывается в следующем цикле дозирования. Эти мероприятия позволяют снизить погрешность дозирования при весе дозы 3500 кг – до 1 кг. Погрешность взвешивания дозы при этом не превышает 0,5 кг.
• Во время работы системы оператор может наблюдать на видеокадре станции управления процесс дозирования. Операторский интерфейс позволяет просматривать архив дозировок, формировать и печатать справки и отчеты по потребленным объемам компонентов за заданные промежутки времени.
• Калибровка проводится путем измерений двух состояний: пустой емкости и наполненной определенным количеством жидкости (воды). При наполнении необходимо использовать высокоточный дозатор воды, что позволяет знать точный вес жидкости в емкости. По этим параметрам проводится автоматический расчет калибровочных коэффициентов. Вес воды выбирается равным максимально возможной дозе. После этого производится проверка калибровки из нулевого состояния (емкость пуста) по нескольким контрольным точкам вплоть до максимального предела измерения.

Технические характеристики

• Погрешность дозирования при весе дозы 3500 кг – не более 1 кг.
• Погрешность взвешивания дозы – не более 0,5 кг.
• Степень защиты тензодатчиков, обеспечиваемая оболочкой, – IP67 по ГОСТ 14254-96.
• Протокол обмена – RS-485.
• Количество последних операций, хранящихся в архиве энергонезависимой памяти – 5000.