Новый взгляд на старое оборудование (автоматизация)

Система автоматического управления разгрузочной тележкой

Основные предпосылки

Последние годы демонстрируют стремительное развитие производства зерновых культур как приоритетного сектора аграрной отрасли Украины. Отечественное зерно остается конкурентоспособным товаром как на внутреннем, так и на внешнем рынках, что делает этот сектор особенно привлекательным для инвестиций и развития.

Компания Grain Capital сосредотачивает свою деятельность на создании современного и высокоэффективного оборудования для зерноперерабатывающих предприятий. Проекты, разработанные специалистами Grain Capital, способствуют снижению себестоимости строительства новых объектов, сокращению сроков их возведения, уменьшению энергоемкости, а также позволяют в будущем расширять комплексы с минимальными капиталовложениями. Все это повышает конкурентоспособность производимой продукции и способствует росту рентабельности бизнеса.

Особого внимания заслуживает новая разработка отдела автоматизации компании Grain Capital - система автоматического управления разгрузочной тележкой. Это инновационное решение предоставляет стандартному оборудованию новые функциональные возможности, которых ранее не было на рынке.

Описание разгрузочной тележки

Разгрузочная тележка - это устройство, устанавливаемое на надсилосных ленточных конвейерах и выполняющее функцию автоматизированной разгрузки зерна.

Необходимость во внедрении этой системы обусловлена тем, что оборудование элеваторов, в частности оборудование надсилосного этажа, долгое время не подвергалось значительной модернизации или реконструкции. Большинство техники, которая используется на надсилосных этажах, работает уже более 20-30 лет, что значительно снижает эффективность производственных процессов (см. рис. 1. Конвейер надсилосного этажа).

Что представляет собой стандартное разгрузочное устройство? Это самоходная тележка с электроприводом, движущаяся по рельсам, установленным над ленточным конвейером. Для разгрузки продукта с ленты с помощью направляющих барабанов на тележке выполнена огибающая петля, сбрасывающая зерно в приемный лоток. Перекидной клапан, расположенный в приемном лотке, распределяет поток зерна в левый или правый самотеки, направляющие зерно в приемные люки силосов.

Для электрического питания двигателей главного привода и привода перекидного клапана к разгрузочной тележке подключен многожильный гибкий кабель в резиновой изоляции, который тянулся за тележкой по специальному коробе или подвешивался на трейлинге по всей длине силкорпуса.

Для осуществления точного позиционирования тележки над приемными люками на раме конвейера в местах остановки тележки устанавливались концевые выключатели (на рис 2. Модифицированная разгрузочная тележка, оснащенная системой автоматизации и аспирации).

Основными недостатками "старой" системы управления разгрузочной тележкой являются:

• Недолговечность дорогостоящего многожильного гибкого кабеля в резиновой изоляции.
• Большое количество контактных элементов (путевых концевых выключателей), которые требуют постоянной профилактики, так как работают в среде с повышенной запыленностью.
• Большое количество кабелей для подключения путевых контактных выключателей и датчиков дискретного уровня в силосах.
• Ограниченность функций устройства.
• В случае оснащения тележки дополнительным устройством требуется прокладка дополнительного трейлингового кабеля.
• Трудоемкость сервисного обслуживания.

В старом теле новый дух: инновации в управлении разгрузочной тележкой

Система автоматического управления разгрузочной тележкой, разработанная специалистами департамента автоматизации компании Grain Capital, представляет собой комплексное интеллектуальное устройство, сочетающее в себе современные программные и аппаратные решения для эффективного управления элеваторным оборудованием. Это позволяет устранить ряд существующих проблем и значительно повысить функциональные возможности стандартного оборудования.

Система построена на базе программируемого контроллера ILC 130 ETH, который обеспечивает контроль и управление всеми функциями тележки, включая движение, позиционирование и распределение потока продукта. Теперь для работы тележки необходим только один стандартный четырехжильный кабель небольшого сечения, что значительно снижает затраты на подключение (см. рис. 5. Щит управления разгрузочной тележки).

Особенности управления

Управление агрегатами тележки может осуществляться в местном (наладочном) режиме с помощью кнопочного поста управления или в автоматическом режиме через интеграцию контроллера в систему дистанционного автоматизированного управления элеватором. Благодаря стандартному протоколу связи Profinet этот процесс не требует значительных усилий (см. рис. 5. Bluetooth-адаптер и контроллер ILC 130 ETH).

Передача сигналов управления и информации о состоянии всех датчиков и устройств тележки происходит по радиоканалу с помощью Bluetooth-адаптера Factoryline Wireless Bluetooth V2.0 FL BT EPA. Это позволяет снять все ограничения по объему информации, передаваемой от разгрузочной тележки.

Позиционирование тележки теперь осуществляется с помощью всего одного бесконтактного датчика, установленного на тележке, и энергонезависимой системы управления. Это обеспечивает сохранение информации о состоянии всех агрегатов даже в случае отключения питания.

Инновации в передаче данных и мониторинге

Беспроводная передача данных значительно сокращает расходы на кабельно-проводниковую продукцию и позволяет постоянно мониторить положение тележки с точностью до 5 мм (см. рис. 5. Датчик позиционирования).

Дополнительно к стандартной комплектации тележки можно установить аналоговые датчики уровня на самотеках (радарные или механические), которые предоставляют информацию об уровне зерна в силосе. Эти данные также передаются по беспроводному каналу связи.

Инновационный подход к обеспыливанию

Еще одно новшество от Grain Capital - разработка системы обеспыливания надсилосного этажа элеваторов. Отказ от энергоемкой и сложной в обслуживании щелевой системы аспирации в пользу локального самоочищающегося фильтра, установленного непосредственно на сбросном лотке тележки, является значительным шагом вперед в повышении экологической безопасности.

Управление работой фильтра осуществляется через систему управления разгрузочной тележки, с учетом состояния фильтрующих элементов и выбора режима фильтрации в зависимости от вида зерна (см. рис. 5. монтаж локального фильтра).

Обеспечение безопасности

Разгрузочная тележка оснащена звуковой и световой сигнализацией, которая полностью соответствует отраслевым требованиям безопасности труда.

Вся система управления построена на основе оборудования компании Phoenix Contact (Германия), лидера в сфере инновационных технологий промышленных соединений, автоматизации и защиты электронных устройств от перенапряжения. Оборудование Phoenix Contact сертифицировано в Украине, известно своим высоким качеством, надежностью, а также способностью работать в широком диапазоне температур и при высоких вибрациях.

Испытания и внедрение

Система автоматического управления разгрузочной тележкой прошла промышленные испытания и была успешно внедрена на Рахнянском элеваторе, который принадлежит ООО "Луи Дрейфус Коммодитиз Л.Т.Д Украина". Система функционирует без сбоев и демонстрирует высокую эффективность.

Разработка и внедрение этой системы - это не просто создание нового устройства, а новый взгляд на элеваторное оборудование, повышающий качество стандартных механизмов и снижающий затраты на их эксплуатацию и обслуживание.

Автор статьи: Директор по развитию Grain Capita - Игорь Гапонюк.