Корзина0 ₽

Система управления вальцевыми станками

Вальцевый станок — та машина, от ровности работы которой напрямую зависит выход муки. Стакан переполнился или опустел, вальцы пошли всухую, ослаб ремень межвальцовой передачи — и проход выпадает из режима, а рассев получает не тот продукт. Уследить за этим по всему вальцевому парку вручную сменный персонал не может.

с 2011
года разрабатываем, производим и внедряем систему
11
контролируемых событий с реакцией системы
4
канала измерения температуры подшипников
60 мин
трендов рабочих параметров с шагом 2 секунды

Система управления вальцевым станком снимает эту задачу с человека. Она держит питание по уровню продукта, приваливает и отваливает вальцы, контролирует нагрузку приводов и температуру подшипников, останавливает станок при отклонениях и передаёт всё, что видит, в АСУ ТП завода. Систему мы разрабатываем, производим и внедряем с 2011 года. Она поставляется самостоятельно — для оснащения действующих станков любого изготовителя, — либо входит в состав системы управления заводом как подсистема.

01 · Функции

Что делает система

  • Держит постоянный уровень продукта в питающем бункере (стакане). Стабильный уровень по всему вальцевому парку — это равномерная нагрузка на системы и рассевы и высокий выход муки.
  • Плавно меняет подачу продукта на мелющие вальцы частотным преобразователем привода питающих валков. Скачкообразные изменения нагрузки на мелющую пару исключены.
  • Автоматически приваливает и отваливает мелющие вальцы при заданных уровнях продукта в стакане, с выдержкой времени и с контролем положения пневмоцилиндров.
  • Контролирует параметры станка: температуру подшипников, нагрузку электродвигателей приводов, положение вальцов, наличие продукта, обороты питателя и вращение мелющих вальцов.
  • Передаёт измерения, состояния и все аварийные сообщения в АСУ ТП завода и принимает оттуда уставки и команды.
02 · Питание и размол

Управление питанием и размолом

Ядро системы — контур поддержания уровня продукта в загрузочном стакане. Оператор задаёт требуемое заполнение, система держит его, изменяя обороты питающих валков.

Автоматическое регулирование

  • Уставка заполнения стакана в процентах, с ограничением сверху и снизу по оборотам питания.
  • Коррекция разгона питателей по току нагрузки главного привода: система смотрит не только на уровень в стакане, но и на фактическую загрузку размола.
  • Настраиваемая фильтрация сигнала уровня и темп изменения оборотов — регулирование остаётся плавным на любом продукте, от драных систем до размольных.
  • Пересчёт задания частоты в реальные обороты валка по передаточному числу редуктора: оператор работает в оборотах в минуту, а не в герцах.

Фиксированные обороты

  • Постоянная заданная скорость питания — для наладки, для нестандартных продуктов и на случай вывода датчика уровня из работы.
  • Тестовый прогон привода питающих валков с отдельного экрана, с контролем тока и скорости.

Пара станков под общим стаканом

Если два станка работают под одним загрузочным стаканом с одним датчиком уровня, они связываются в схему «ведущий — ведомый».

  • Станок с подключённым датчиком задаёт производительность, второй следует за ним с настраиваемой добавкой или вычетом оборотов.
  • Если ведущий остановлен, ведомый переходит на фиксированные обороты и продолжает работать.

Привал и отвал мелющих вальцов

  • Три режима: принудительный привал, принудительный отвал и автоматика по уровню продукта.
  • Задержка привала после пуска подачи — продукт успевает дойти до зоны размола, вальцы не сходятся всухую.
  • Положение пневмоцилиндров контролируется датчиками. Пропал сигнал или сжатый воздух — подача и привал снимаются.
  • В автоматическом режиме привал разрешается только при наличии сигнала от АСУ ТП завода: сначала пускается размольная линия, затем разрешается привал.
  • Щётки и скребки очистки вальцов работают синхронно с привалом.

Опорожнение и очистка стакана

  • Режим опорожнения по команде оператора: стакан вырабатывается на заданной скорости за заданное время.
  • Циклическая автоматическая очистка стакана с настраиваемой периодичностью и ограничением по времени — против залёживания продукта у стенок.
  • Обе функции отключаются, если по технологии не нужны.
03 · Защита и диагностика

Что система контролирует и как реагирует

Система контролирует и состояние узлов машины, и протекание процесса внутри станка. Экран сигнализации выводится автоматически при появлении любого нового отклонения — оператору не нужно его искать.

Событие
Статус
Реакция системы
Нет привала вальцов: пропал сжатый воздух, отказ электропневматики
Авария
Отвал, снятие подачи, сигнал в АСУ ТП
Отказ частотного преобразователя привода питания
Авария
Останов подачи, отвал, сигнал в АСУ ТП
Обороты мелющих вальцов вне диапазона — обрыв или проскальзывание ремней
Авария
Останов подачи, отвал, сигнал в АСУ ТП
Нагрузка главного двигателя упала до холостого хода
Авария
Останов подачи и привала: размол фактически не идёт
Перегрузка двигателя размола
Неисправность
Снятие подачи, сигнализация с указанием причины
Перегрузка двигателя подачи
Неисправность
Сигнализация, проверка привода питающих валков
Нет вращения питающего валка
Неисправность
Останов подачи и привала
Температура подшипников вальцов выше уставки
Неисправность
Сигнализация с указанием конкретного подшипника
Переполнение или преждевременное опорожнение стакана
Неисправность
Сигнализация: приход и расход продукта рассогласованы
Подпор в приёмном бункере под станком
Неисправность
Сигнализация до того, как забьётся выпуск
Нажата кнопка «Стоп» на станке
Состояние
Останов подачи и привала, индикация причины на экране

Что это даёт в эксплуатации

Сообщение снимается только после устранения технологической причины: квитировать аварию, не разобравшись, нельзя. По каждому сообщению система показывает вероятные причины и порядок действий — от «увеличить межвальцовый зазор» до «проверить и заменить ремни».

Работа при отказавшем датчике. Датчики уровня, тока и вращения выводятся из работы прямо с панели. Станок продолжит работать в ограниченном режиме, а система явно покажет, какие защиты при этом сняты и за чем оператору нужно следить самому. Мельница не останавливается из-за одного оборванного кабеля.

Тренды и диагностика

  • Графики рабочих параметров за последний час с шагом две секунды: скорость питания, ток размола, температура подшипников, уровень продукта, задание преобразователю.
  • Служебный экран показывает состояние всех дискретных входов и выходов, значения аналоговых каналов, регистры задания частоты и время цикла программы. Отказ находится без ноутбука и без программиста.
  • Калибровка датчика уровня по реальному продукту: оператор набирает стакан и фиксирует точки 0 % и 100 % двумя нажатиями. Второй способ — прямой ввод границ токового диапазона.
  • Калибровка канала измерения тока по показаниям токовых клещей, без замены оборудования и без выезда наладчика.
  • Три уровня доступа: обороты подачи открыты сменному персоналу, параметры процесса — технологу, настройки оборудования и временные уставки — инженерной службе.
04 · Связь

Обмен с АСУ ТП завода

Станок не остаётся вещью в себе. Обмен с системой управления заводом идёт по цифровому каналу (Modbus), поэтому размольное отделение видно из операторской целиком.

Со станка в АСУ ТП
Уровень продукта в стакане; ток и процент нагрузки двигателя размола; обороты питающих валков и мелющих вальцов; температура четырёх подшипников; состояние станка — работа, ожидание продукта, останов, привал или отвал; все аварии и неисправности с метками времени.
Из АСУ ТП на станок
Уставки рабочих параметров; разрешение привала вальцов в общей последовательности пуска линии; дистанционные команды пуска, останова, сброса и опорожнения.

События каждого станка — в общем журнале завода. Аварии и неисправности передаются наверх с метками времени и ложатся в единый журнал АСУ ТП вместе с событиями остального оборудования. Разбор нештатной ситуации ведётся по общей хронологии, а не по памяти смены: видно, что произошло раньше — подпор под станком, перегрузка привода или останов нории. Журнал показывает и то, какие узлы отказывают чаще других. Это основание для планового ремонта вместо аварийного.

Резервно сохраняются «сухие» контакты обобщённых сигналов «Авария», «Неисправность» и «Контроллер в работе» — на случай, если станок подключается к существующей релейной схеме завода.

05 · Оборудование

Аппаратная платформа

Контроллер и панель оператора — серийное оборудование OMRON, привод питания и датчики подбираются из доступных марок. Состав измерительных каналов подобран так, чтобы закрыть контроль машины минимальным числом приборов: лишние датчики — это лишние кабели, каналы ввода и точки отказа.

Панель управления ставится на каждой стороне двухсекционного станка; стороны работают независимо друг от друга.

Контроллер
Программируемый контроллер OMRON CP1L-EM со встроенным портом Ethernet для связи с сенсорной панелью оператора, с двумя коммуникационными модулями CP1W-CIF12 для связи по Modbus с АСУ ТП завода и с конвертерами 1-Wire/Modbus, через которые подключаются датчики температуры подшипников, с модулями расширения аналоговых входных и выходных каналов
Панель оператора
Сенсорная панель OMRON NB7W-TW01B. Интерфейс на русском и латинице, переключение языка с любого экрана
Привод питания
Частотный преобразователь OMRON MX2, Yaskawa или «Веспер» с картой параметров под конкретную машину
Датчик уровня в стакане
Аналоговый ёмкостной зонд VEGA, «Сенсор» или ОВЕН с выходом 4–20 мА. Он же определяет наличие продукта в стакане: отдельный дискретный датчик не ставится — на прибор, кабель и канал ввода меньше
Контроль тока размола
Измерительный преобразователь тока 4–20 мА, канал калибруется с панели
Контроль вращения
Датчики оборотов питающего валка и медленного мелющего вальца
Температура подшипников
Входит в состав системы. Четыре канала — ведущий и ведомый вальцы, левая и правая опоры — по шине 1-Wire через конвертер в контроллер
Привал и отвал
Электропневмоклапан с датчиками положения штоков пневмоцилиндров
Подпор под станком
По желанию заказчика: датчики в приёмном бункере, один или два по схеме завода
06 · Опции

Что включается по желанию заказчика

Базовый состав закрывает питание, привал и отвал, защиты и обмен с АСУ ТП. Сверх него в систему включаются дополнительные контуры — при условии, что оснащение станка это позволяет.

Управление межвальцовым зазором

Если на станке установлен моторизованный привод регулировки зазора, система управляет им с позиционной обратной связью: зазор задаётся дистанционно с панели или из АСУ ТП, текущее положение отображается и контролируется. Переход на другую помольную партию перестаёт быть ручной операцией на каждом проходе. На машинах, где завод-изготовитель такой привод не устанавливает, зазор остаётся механическим, а автоматика управляет двухпозиционным пневматическим привалом и отвалом.

Удельное энергопотребление прохода

Система рассчитывает и отображает расход электроэнергии в киловатт-часах на тонну по каждому проходу и передаёт его в АСУ ТП. Видно, какой проход и в какую смену обходится дороже, и как на это влияет состояние рифлей.

Датчики подпора в приёмном бункере

Предупреждают о забивании выпуска под станком до того, как остановится линия. Ставятся по схеме завода — один или два на станок.

07 · Исходные данные

Что нужно для проработки проекта

Чтобы предложить состав системы и стоимость, нам достаточно исходных данных по вашему вальцевому парку.

  • Марка и тип вальцевых станков, их количество, схема размола.
  • Данные приводов: мощность и номинальный ток двигателей размола и питания, передаточное число редуктора питателя.
  • Исполнение загрузочного стакана и существующие датчики уровня.
  • Наличие и тип пневматики привала, наличие сжатого воздуха у станков.
  • Наличие моторизованного привода межвальцового зазора и датчиков его положения.
  • Действующая АСУ ТП завода: платформа, протокол обмена, состав передаваемых сигналов.
  • Нужные опции: управление зазором, учёт удельного энергопотребления, датчики подпора.
Готовы обсудить вашу задачу

Расскажите про вальцевый парк — предложим состав системы

Выезд специалиста на обследование объекта и подготовка технико-коммерческого предложения выполняются бесплатно.

Обсудить задачуАСУ ТП мукомольного завода