Новий погляд на старе обладнання (автоматизація)
Система автоматичного керування розвантажувальним візком
Основні передумови
Останні роки демонструють стрімкий розвиток виробництва зернових культур як пріоритетного сектора аграрної галузі України. Вітчизняне зерно залишається конкурентоспроможним товаром як на внутрішньому, так і на зовнішньому ринках, що робить цей сектор особливо привабливим для інвестицій та розвитку.
Компанія Grain Capital зосереджує свою діяльність на створенні сучасного та високоефективного обладнання для зернопереробних підприємств. Проєкти, розроблені фахівцями Grain Capital, сприяють зниженню собівартості будівництва нових об'єктів, скороченню термінів їх зведення, зменшенню енергомісткості, а також дозволяють у майбутньому розширювати комплекси з мінімальними капіталовкладеннями. Усе це підвищує конкурентоспроможність виробленої продукції та сприяє зростанню рентабельності бізнесу.
Особливої уваги заслуговує нова розробка відділу автоматизації компанії Grain Capital – система автоматичного керування розвантажувальним візком. Це інноваційне рішення надає стандартному обладнанню нові функціональні можливості, яких раніше не було на ринку.
Опис розвантажувального візка
Розвантажувальний візок – це пристрій, що встановлюється на надсилосних стрічкових конвеєрах і виконує функцію автоматизованого розвантаження зерна.
Необхідність у впровадженні цієї системи зумовлена тим, що обладнання елеваторів, зокрема обладнання надсилосного поверху, довгий час не піддавалося значній модернізації чи реконструкції. Більшість техніки, яка використовується на надсилосних поверхах, працює вже понад 20-30 років, що значно знижує ефективність виробничих процесів (див. мал. 1. Конвеєр надсилосного поверху).
Що являє собою стандартний розвантажувальний пристрій? Це самохідний візок з електроприводом, що рухається рейками, встановленими над стрічковим конвеєром. Для розвантаження продукту зі стрічки за допомогою направляючих барабанів на візку виконана петля, що огинає, скидає зерно в приймальний лоток. Перекидний клапан, розташований у приймальному лотку, розподіляє потік зерна в лівий або правий самопливи, що направляють зерно в приймальні люки силосів.
Для електричного живлення двигунів головного приводу та приводу перекидного клапана до розвантажувального візка підключено багатожильний гнучкий кабель у гумовій ізоляції, який тягнувся за візком по спеціальному коробі або підвішувався на трейлінгу по всій довжині силкорпусу.
Для здійснення точного позиціонування візка над приймальними люками на рамі конвеєра в місцях зупинки візка встановлювалися кінцеві вимикачі. (на мал 2. Модифікований розвантажуючий візок, оснащений системою автоматизації та аспірації).
Основними недоліками «старої» системи управління розвантажувальним візком є:
- Недовговічність дорогого багатожильного гнучкого кабелю в гумовій ізоляції.
- Велика кількість контактних елементів( шляхових кінцевих вимикачів), які вимагають постійної профілактики, тому що працюють у середовищі з підвищеною запиленістю.
- Велика кількість кабелів для підключення колійних контактних вимикачів та датчиків дискретного рівня в силосах.
- Обмеженість функцій пристрою.
- У разі оснащення візка додатковим пристроєм потрібне прокладання додаткового трейлінгового кабелю.
- Трудомісткість сервісного обслуговування.
У старому тілі новий дух: інновації в управлінні розвантажувальним візком
Система автоматичного управління розвантажувальним візком, розроблена фахівцями департаменту автоматизації компанії Grain Capital, являє собою комплексний інтелектуальний пристрій, що поєднує в собі сучасні програмні та апаратні рішення для ефективного управління елеваторним обладнанням. Це дозволяє усунути ряд існуючих проблем та значно підвищити функціональні можливості стандартного обладнання.
Система побудована на базі програмованого контролера ILC 130 ETH, який забезпечує контроль та управління всіма функціями візка, включаючи рух, позиціонування та розподіл потоку продукту. Тепер для роботи візка необхідний лише один стандартний чотирижильний кабель невеликого перерізу, що значно знижує витрати на підключення (див. мал. 5. Щит управління розвантажувального візка).
Особливості управління
Управління агрегатами візка може здійснюватися в місцевому (налагоджувальному) режимі за допомогою кнопкового поста керування або в автоматичному режимі через інтеграцію контролера в систему дистанційного автоматизованого управління елеватором. Завдяки стандартному протоколу зв'язку Profinet цей процес не потребує значних зусиль (див. мал. 5. Вluetooth-адаптер і контролер ILC 130 ETH).
Передача сигналів управління та інформації про стан усіх датчиків і пристроїв візка відбувається через радіоканал за допомогою Bluetooth-адаптера Factoryline Wireless Bluetooth V2.0 FL BT EPA. Це дозволяє зняти всі обмеження щодо обсягу інформації, що передається від розвантажувального візка.
Позиціонування візка тепер здійснюється за допомогою лише одного безконтактного датчика, встановленого на візку, і енергонезалежної системи управління. Це забезпечує збереження інформації про стан усіх агрегатів навіть у разі відключення живлення.
Інновації в передачі даних та моніторингу
Бездротова передача даних значно скорочує витрати на кабельно-провідникову продукцію і дозволяє постійно моніторити положення візка з точністю до 5 мм (див. мал. 5. Датчик позиціонування).
Додатково до стандартної комплектації візка можна встановити аналогові датчики рівня на самопливах (радарні або механічні), які надають інформацію про рівень зерна в силосі. Ці дані також передаються через бездротовий канал.
Інноваційний підхід до знепилення
Ще одне нововведення від Grain Capital— розробка системи знепилення надсилосного поверху елеваторів. Відмова від енергоємної та складної в обслуговуванні щілинної системи аспірації на користь локального самоочищуваного фільтра, встановленого безпосередньо на скидному лотку візка, є значним кроком вперед у підвищенні екологічної безпеки.
Управління роботою фільтра здійснюється через систему управління розвантажувального візка, з урахуванням стану фільтруючих елементів та вибору режиму фільтрації залежно від виду зерна (див. мал. 5. монтаж локального фільтра).
Забезпечення безпеки
Розвантажувальний візок оснащений звуковою та світловою сигналізацією, яка повністю відповідає галузевим вимогам безпеки праці.
Уся система управління побудована на основі обладнання компанії Phoenix Contact (Німеччина), лідера у сфері інноваційних технологій промислових з'єднань, автоматизації та захисту електронних пристроїв від перенапруги. Обладнання Phoenix Contact сертифіковане в Україні, відоме своєю високою якістю, надійністю, а також здатністю працювати в широкому діапазоні температур і при високих вібраціях.
Випробування та впровадження
Система автоматичного управління розвантажувальним візком пройшла промислові випробування і була успішно впроваджена на Рахнянському елеваторі, який належить ТОВ “Луї Дрейфус Коммодитіз Л.Т.Д Україна”. Система функціонує без збоїв і демонструє високу ефективність.
Розробка та впровадження цієї системи—це не просто створення нового пристрою, а новий погляд на елеваторне обладнання, що підвищує якість стандартних механізмів і знижує витрати на їх експлуатацію та обслуговування.
Автор статті: Директор з розвитку Grain Capita - Ігор Гапонюк.
