Безошибочный Контроль Рецептуры и ПЛК в Строительной Химии

Безупречный контроль рецептуры строительной химии благодаря автоматизации дозирования.

 

Незаметные герои, стоящие за мировым рынком строительства и современной архитектуры, — это строительные химикаты. В производстве таких критически важных продуктов, как цементные керамические клеи, высокопрочные затирки, теплоизоляционные штукатурки, самовыравнивающиеся стяжки для пола и ремонтные растворы, сотни тонн тяжелого кварцевого песка, цемента на основе связующего вещества, плотного наполнителя — кальцита, легких целлюлозных волокон и очень дорогих полимерных порошков смешиваются в сложной алхимической смеси.

 

Даже миллиметровые ошибки взвешивания в соотношении компонентов смеси (рецепте производства) этих материалов в смесителе могут полностью разрушить прочность сцепления, морозостойкость и конечную гибкость строительного материала по отношению к стене. В отрасли часто встречаются ситуации, когда тысячи квадратных метров плитки отваливаются от стены из-за нехватки всего нескольких граммов химических добавок. Достижение надежного стандарта качества, полностью независимого от человеческой ошибки, усталости оператора и инициативы, возможно только с помощью передового программного обеспечения SCADA, баз данных рецептов на основе PHP/MySQL, работающих в фоновом режиме, и высокоуровневой автоматизации с помощью ПЛК.

 

Централизованная SCADA-система для управления формулами и производством.

 

 

На старых, традиционных предприятиях операторы доставали сырье из силосов, вручную останавливая конвейерную ленту с помощью кнопок, полагаясь на собственную интуицию и цифровой дисплей (индикатор) весов (что приводило к невероятным ошибкам). В современных технологических системах все управляется централизованно. Используя интерфейс SCADA в центральной компьютерной системе или внутренние базы данных ERP завода, сотни сложных рецептов, разработанных отделом исследований и разработок в лаборатории, надежно хранятся в памяти системы (база данных SQL).

 

Безупречное смешивание одним нажатием кнопки.

 

Оператору на объекте достаточно выбрать продукт, который необходимо произвести в данный момент (например, раствор для облицовки фасадов), на сенсорном экране (HMI) и просто нажать виртуальную кнопку «Начать автоматическое производство». С этого момента ПЛК в системе автоматически (или одновременно) засыпает и смешивает песок в силосе, цементный винтовой конвейер и микродозаторы добавок, динамически рассчитывая вес тары свободно падающего материала с помощью формул ПИД-регулятора с нулевой погрешностью.

 

Иерархия управления системой	Методы и процессы работы на заводе	Риск ошибок и влияние на качество
Традиционное ручное управление	Оператор, глядя на экран весов, нажимает кнопку двигателя, полагаясь на собственную реакцию глаз и рук, чтобы остановить систему.	Очень высокий уровень риска (100% подверженность халатности, усталости персонала и ошибкам в ночную смену)
Частично полуавтоматический	Простое реле отключения внутри индикатора приблизительно разъединяет контактор двигателя, когда он приближается к определенному весу (заданному значению).	Средний риск (алгоритмическая компенсация траектории падения/полета переносимого по воздуху материала невозможна).
Полностью автоматизированная система (поддержка ПЛК и SCADA).	Усовершенствованный алгоритм ПЛК предварительно рассчитывает целевой вес, скорость полета материала и его плотность, а затем замедляет и блокирует двигатель в точно заданные моменты времени с помощью частотно-регулируемого привода.	Незначительная лабораторная точность (допуск ±0,5% и ниже)

 

Механический контроль абразивных (шлифовальный эффект) и плотных материалов

 

 

Несомненно, сектор строительной химии представляет собой одну из самых сложных и требовательных сред для дозирующих машин и механических установок. Кварцевый песок и щебень внутри действуют как наждачная бумага, разъедая и плавя стандартные металлические и стальные поверхности в течение нескольких недель; в то время как очень легкие порошки, такие как целлюлоза, порошковые покрытия или полимерные добавки, имеют тенденцию разлетаться при малейшем потоке воздуха и прилипать к потолку бункера.

 

Ввиду этих чрезвычайных трудностей, лопасти шнеков и трансмиссионные трубы должны быть изготовлены с использованием твердосплавного покрытия из карбида вольфрама, одного из самых износостойких сплавов в мире, или бронированы стальными пластинами Hardox/Raex. Аналогичным образом, для обеспечения подачи материалов в виде цемента, которые прилипают и сопротивляются течению, а также уплотняются и затвердевают, на весы и в бункеры, в весы и бункеры должны быть интегрированы мощные пневматические системы отбивания воздуха и интеллектуальные мешалки.

 

Отслеживаемость и отчетность по большим данным

 

Наиболее стратегическим и управленческим преимуществом, которое система автоматизации на базе ПЛК приносит вашему заводу, является концепция «отслеживаемости». Система хранит данные (большие данные) в базах данных, таких как SQL, точно указывая, когда, в какой час и в какую секунду в каждой производственной партии за смену отсутствовало или имелось избыток материала, а также потребляемый ток шнековыми конвейерами.

 

Предоставление доказательств в жалобах потребителей

 

Когда клиент спустя несколько недель подает жалобу или иск в суд, заявляя: «Ваша штукатурка не приклеилась к стене; она крошится», номер штрихкода партии на упаковке ретроспективно проверяется с помощью системы SCADA. Это предоставляет неопровержимые цифровые доказательства (журнал), подтверждающие, что целлюлозная добавка и цемент были точно и в полном объеме включены в состав раствора в конкретный момент времени . Это защищает ваше предприятие от значительных юридических и коммерческих убытков.

 

Стандартные рецептурные материалы	Физические и механические трудности, возникающие в процессе производства.	Стратегия проектирования и автоматизации
Промытый кварцевый песок (заполнитель основного пласта)	Высокоабразивные, очень массивные и тяжеловесные отливки.	Износостойкий пластинчатый толстолистовой механизм, низкоскоростная объемная система подачи с электроприводом.
Портландцемент (основная прочность сцепления)	В бункере и силосе он сжимается под собственным весом, образуя арку/мост.	Мощный пневматический винтовой конвейер замкнутого цикла с вибрационной поддержкой и датчиком нагрузки.
Добавки из целлюлозы/полимеров (усилители прочности)	В порошкообразной форме он очень легкий, очень дорогой, воздухопроницаемый и хорошо прилипает к стенам.	Высокоточный микрогравиметрический спиральный измеритель потери веса малого диаметра, изолированный от внешнего мира.

 

Часто задаваемые вопросы

 

Можно ли модернизировать (путем внесения изменений) существующее предприятие с ручным управлением, установив там современную централизованную систему SCADA и ПЛК?

Да, это абсолютно возможно. Если существующие винтовые конвейеры, ворота и весовое оборудование на объекте находятся в исправном механическом состоянии, старые аналоговые панели управления двигателями можно демонтировать и заменить новой интеллектуальной панелью, содержащей ПЛК и частотный преобразователь (ЧП). Установив пневматические поршни и новые датчики нагрузки в весовых воротах, весь завод можно полностью автоматизировать и модернизировать в течение нескольких недель.

 

Почему точность дозировки микродобавок так важна при назначении лекарств?

Микродобавки, составляющие всего около 1-2% химической формулы (например, специальные целлюлозы и полимеры, замедляющие время схватывания), составляют почти 50% стоимости материалов производимого строительного химического состава. Недостаточное их содержание в рецептуре приводит к тому, что продукт плохо прилипает к стене (брак), в то время как чрезмерное добавление в процессе производства полностью обнуляет прибыль завода (скрытое банкротство).

 

Как можно навсегда предотвратить быстрый износ металлических винтовых трубок и лезвий при дозировании тонн песка?

Не существует материала, способного полностью преодолеть механическое трение, но его можно значительно продлить. Утолщение пластины пружины вместо стандартной стали, нанесение сварочного припоя из карбида вольфрама на внешние кромки лопастей, где трение о песок наиболее интенсивно, и установка сменных болтовых броневых пластин из стали Hardox внутри корпуса позволяют увеличить срок службы пружины в 4-5 раз.

 

Можно ли мгновенно передавать отчеты о производстве и потреблении, формируемые предприятием, в бухгалтерские/ERP-системы завода?

Да, передовые промышленные ПЛК и SCADA-компьютеры, такие как современные системы Siemens серии S7, могут передавать данные о потреблении сырья и производственных партиях в режиме реального времени (в секундах) в SAP, Logo, Mikro или в специально разработанные локальные ERP-системы по протоколу OPC-UA или с помощью запросов к базам данных SQL. Это автоматизирует сокращение запасов.

 

Если на заводе произойдет крупное отключение электроэнергии в разгар производства, будет ли рецепт, который готовится в этот момент, стерт из памяти или отменен?

Нет, это точно не пропадет зря. Благодаря модулю «сохраняемой памяти» (или M-RAM), используемому в высококачественном оборудовании ПЛК в промышленной автоматизации, система не забывает, сколько килограммов какого продукта она взвесила в тот самый момент, когда отключается электропитание; она «замораживает» данные. Когда генератор или электросеть возобновляют работу, система безопасно возобновляет производство с того места, где остановилась, точно с того веса, на котором остановилась.

 

Для небольших, специализированных партий строительной химии весом 10-20 кг, какой тип весового конвейера предпочтительнее: ленточный или бункерный/шнековый?

В производстве строительной химии, чтобы предотвратить разнесение материалов ветром и образование пыли (и загрязнение окружающей среды), а также защитить от ветра материалы с очень разной плотностью (песок против целлюлозы), в качестве инженерного решения всегда следует отдавать предпочтение закрытым системам весового дозирования с тензодатчиками (бункерным весам) и герметичным шнековым конвейерам, а не открытым и длинным весовым лентам.

 

Чтобы узнать о самых основных элементах механической транспортировки, обеспечивающих контроль рецептуры и перемещение продукта, вы можете ознакомиться с нашей технической статьей « Как выбрать шнеки для дозирующих шнековых конвейеров?» .

 

Для заказа индивидуальных систем дозирования порошковых материалов для вашего предприятия и получения всей необходимой технической информации, пожалуйста, ознакомьтесь с нашим продуктом «Системы дозирования» .