Файл: Боронихин А.С. Основы автоматизации производства и контрольно-измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов учеб. для техникумов.pdf

алгоритм контроля и управления процессом обжига цементного клинкера во вращающихся печах длиной 150 м;

алгоритм управления процессом помола клинкера в цементных мельницах размером 2,6 X 13 м;

алгоритм расчета оптимального химического состава сырья; алгоритм оперативного управления отделением помола и транс­

портным цехом; алгоритм планово-экономических расчетов.

По названным алгоритмам производственными процессами уп­ равляют на основе применения управляющей вычислительной ма­ шины «Тбилиси-1». Эта машина создана институтом ТНИИСА по техническому заданию Гипроцемента, НИИЦемента, ИПУ и ВИАСМ специально для цементного завода.

ния обеспечивает стабилизацию расхода шлама по массе сухого сырья, расходу газа по температуре и давлению, а также регу­ лирование режима обжига по влажности, химическому составу и расходу шлама.

Алгоритм управления процессом помола клинкера рассчитан на многокамерные шаровые мельницы открытого цикла. Управля­ ющее воздействие вырабатывается по промежуточному акустическо­ му сигналу и выходному сигналу тонкости помола цемента. Внедре­ ние данного алгоритма способствует повышению средней марки це­ мента. Алгоритм расчета оптимального состава сырьевой смеси пре­ дусматривает расчет химического состава многокомпонентной сырье­ вой смеси по заданным соотношениям массы между компонентами, что обеспечивает нормальное протекание последующих технологи­ ческих процессов и снижение стоимости продукции. Алгоритм опе­ ративного управления отделением помола и транспортным цехом относится к последнему по ходу технологического процесса участ­ ку производства: склад клинкера — отделения помола — цемент­ ные силосы — транспортный цех — отдел сбыта. В момент поступ­ ления на завод очередной партии вагонов для погрузки цемента по данному алгоритму определяют план отгрузки. При этом обеспечи­ вается равномерность отгрузки по направлениям, а также ликви­ дируется возможность переполнения или опорожнения силосов ни­ же допустимого уровня. Алгоритмы планово-экономических расче­ тов позволяют механизировать работу части управленческого персо­ нала при помощи УВМ, повышают степень оперативности проведе­ ния расчетов и принятия решений по их результатам.

Задачи, которые решают в первую очередь, следующие: состав­ ление плана по труду и заработной плате; расчет норм запасов сырья и материалов; контроль за уровнем производственных запасов. Ре­ шение этих задач позволяет иметь нормативные запасы материалов,

260

не допускать образования сверхнормативных запасов и исключает потери вследствие отсутствия нужных материалов на складе.

Собственно управляющая вычислительная машина «Тбилиси-1» состоит из двух частей: центральной и периферийной. Центральная часть — центральный вычислитель (процессор) и центральное уст­ ройство связи с объектом (УСО-Ц) — по своей структуре и харак­ теристикам близка к вычислительным машинам средней производи­ тельности. Периферийные устройства связи машины с объектом (УСО-П) служат для сбора и преобразования информации от анало­ говых и релейных преобразователей, а также для выдачи сигналов управляющих воздействий на исполнительные механизмы и элек­ тронные регуляторы. К периферийным устройствам связи с объек­ том, установленным по одному в каждом из отделений производст­ ва (сырьевом, печном и цементном), подключают преобразователи и регулирующие органы всех типов, применяемых в цементной про­ мышленности. УВМ «Тбилиси-1» связана как с электронными регу­ ляторами, так и непосредственно с исполнительными механизмами, что позволяет применять два способа управления: прямой и косвен­ ный. Главным звеном структуры УВМ «Тбилиси-1» является цен­ тральный вычислитель, выполняющий как математические и логи­ ческие операции по алгоритмам (программам) контроля и управле­ ния, так и функции автоматической регистрации параметров и вы­ работки управляющих сигналов.

Функциональные возможности этой машины позволяют выпол­ нять нужную последовательность операций. Процессор через устрой­ ство связи с объектом — центральное УСО-Ц — выдает сигнал опроса преобразователя, относящегося к одному из отделений, в со­ ответствующее устройство связи с объектом. По этой команде релей­ ный коммутатор УСО-П поочередно кратковременно подключает цепи преобразователей к устройствам, преобразующим электри­ ческий аналоговый сигнал преобразователей в числовой двоичный код. В соответствии с этим импульсы через УСО-П и УСО-Ц пере­ даются в запоминающее устройство (БЗУ) процессора. Принятый код используется программой (алгоритмом) как исходная информа­ ция для сравнения значения данного параметра, представленного в виде числового кода, с нормой, также находящейся в запоминаю­ щем устройстве процессора в виде числового кода.

. В результате вычислений и логических операций, проведенных процессором по программе, вырабатывается управляющее воздей­ ствие, которое серией импульсов передается через УСО-Ц в УСО-П, где срабатывает выходное реле, включающее соответствующий ис­ полнительный механизм или задатчик электронного регулятора. Опрос преобразователей производится индивидуально (адресный опрос) или серией (групповой опрос).

Быстродействие УВМ «Тбилиси-1» (в 1 с) следующее: операций типа сложения 30 тыс., операций типа умножения 2 тыс. Скорость опроса датчиков (в 1 с): аналоговых 5, релейных 1000.

В УВМ «Тбилиси-1» предусмотрено совмещение во времени вы-

полнения некоторых операций на основе применения буферного за­ поминающего устройства. Кроме того, в машине использована раз­ витая система прерывания программы, обеспечивающая обработку информации по приоритетному принципу. Например, групповой опрос преобразователей каждым УСО-П производится одновремен-

Рис. XIII.12. Структурная схема аппаратурного комплекса АСУП «Цемент-1» на базе УВМ «Тбилиси-1»

но с работой процессора по любой вычислительной программе, а по окончании опроса вырабатывается сигнал прерывания работаю­ щей программы. УВМ «Тбилиси-1» построена на основе агрегатно­ го принципа, что позволяет в определенных пределах расширять состав ее устройств. Вся электронная аппаратура расположена в унифицированных шкафах и состоит из первичных элементов се­ рии «Урал».

Система программирования состоит из программ, реализующих алгоритмы управления, которые представлены в кодах УВМ

262

«Тбилиси-1». Операционная система подразделяется на несколько частей: *

программа-диспетчер, организующая совместное функциониро­ вание программ централизованного контроля и автоматического управления производственными процессами, а также программа стандартного обеспечения машины; при этом обеспечивается распре­ деление массивов информации по запоминающим устройствам раз­ личных типов, происходит учет приоритетов различных факторов, относящихся к разным участкам производства;

библиотека стандартных программ, содержащая типовые вы­ числительные и логические операции, наиболее часто употребляе­ мые в различных алгоритмах управления;

набор специальных программ, по которым осуществляются дей­ ствия, носящие служебный для УВМ характер: ввод информации в МОЗУ с перфокарт и пультов, представление информации опера­ тору и т. п.

Система программирования основана на применении формализо­ ванного языка «ФОРМАЛ» и автокода нескольких модификаций.

При привязке УВМ «Тбилиси-1» к аппаратуре промышленной автоматики производства Себряковского завода принят принцип совмещения действия УВМ с работой локальных систем автомати­ ческого регулирования и стабилизации. Это достигается при помо­ щи релейного коммутатора УВМ, переключающего на время опроса (0,4 с) цепи очередного преобразователя со входа электронного ре­ гулятора или вторичного прибора на вход УСО-П. Управляющие сигналы также могут выдаваться на исполнительные механизмы и задатчики регуляторов двояко. В частности, шаговыми задатчи­ ками, предназначенными для работы от УВМ, в случае необходимо­ сти можно управлять вручную. Система связи УВМ с объектом при сохранении цеховых постов управления позволяет обеспечить функ­ циональный резерв, предотвращающий потери вследствие отказов машинных устройств. Для обмена информацией в системе «человек — машина» на отдельных производственных участках предусмотрена установка телетайпов и пунктов ручного привода.

В качестве следующего объекта, на котором будут внедряться технические решения, полученные в процессе эксплуатации АСУП «Цемент-1» состава первой очереди, будет служить второе производ­ ство этого цементного завода. Работы по комплексной автоматиза­ ции Себряковского цементного завода продолжаются, но уже сей­ час экономический эффект, получаемый заводом от автоматизации, составляет около 500 тыс. руб. в год.

Комплексная автоматизация в результате решает следующие за­ дачи: обеспечивает рост производительности труда; повышает сред­ нюю марку цемента; снижает себестоимость продукции и удельный расход топлива. Не менее зажно и большое социологическое значе­ ние, повышение общей культуры производства.

Структурная схема аппаратурного комплекса АСУП «Цемент-1» на базе УВМ «Тбилиси-1» представлена на рис. XIII. 12.

Г Л А В А XIV

АВТО М АТИ ЗАЦ И Я ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМ ИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИИ

Увеличение выпуска керамических изделий в последние годы произошло в основном за счет лучшего использования производст­ венных мощностей, внедрения более совершенной технологии и вне­ дрения автоматизированного оборудования. Достигнутые успехи стали возможны в результате большой работы, проведенной коллек­ тивами керамических предприятий в содружестве с научно-иссле­ довательскими и проектно-конструкторскими организациями. Не­ смотря на высокие темпы роста выпуска продукции, улучшению ее качества и расширению ассортимента внимания уделялось недоста­ точно. Основным резервом повышения качества керамических изде­ лий является строгое соблюдение параметров технологии на всех переделах производства, внедрение метода сдачи продукции с пер­ вого предъявления, что может быть достигнуто при помощи внедре­ ния средств автоматизации. В последующие годы увеличение объемов производства будет сопровождаться техническим перевооружени­ ем промышленности при обязательном улучшении качества выпу­ скаемой продукции.

Для современного развития керамической промышленности ха­ рактерно внедрение новых технологических процессов и эффектив­ ного оборудования. НИИСтройкерамикой разработаны поточно­ автоматизированные линии для производства керамических пли­ ток с обжигом в щелевых печах, на базе которых намечается техническое переоснащение плиточных заводов. В промышленности работают около 30 таких автоматизированных линий, позволивших уже сейчас резко сократить затраты труда, повысить качество изде­ лий и снизить отходы производства. При внедрении новой техноло­ гии отпадает необходимость применения гребенок, капселей и спе­ циального огнеупора для вагонеток, а горизонтальное расположе­ ние плиток дает возможность увеличить толщину глазурного покры­ тия и улучшить товарный вид продукции. Внедрение этих линий позволило ликвидировать такие виды брака, как наплывы глазури, засорка и следы гребенок. Выход облицовочных плиток первого сор­ та достиг 60%, а плиток для полов — 90%.

Проводятся работы по созданию поточно-автоматизированных линий для производства керамических плиток большой производи­ тельности — до 400—500 тыс. м3 в год. ПКБ НИИСтройкерамики

264

разработаны установки для прессования крупноразмерных коврово­ узорчатых плиток. Машиностроительные заводы начали серийный выпуск поточно-автоматизированных линий для производства обли­ цовочных плиток мощностью 250 тыс. м2, башенных распылитель­ ных сушилок различной производительности.

Новая технология гидростатического прессования позволяет резко улучшить процесс изготовления санитарно-технической кера­ мики и повысить производительность труда в 8 раз. Установки, ра­ ботающие по этой технологии, являются основой создания поточно­ го конвейерного высокомеханизированного производства санитар­ но-технических изделий.

§ XIV.1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШИХТЫ

Керамические массы состоят из глинистых и тонкомолотых ка­ менистых материалов — каолина, глины, отощающих компонентов и плавней. Одним из распространенных методов формования кера­ мических изделий является пластическое формование. Другой ме­ тод, который применяют для формования изделий сложной формы — метод шликерного литья. Влажность массы для пластического фор-

Рис. XIV.1. Схема определения скорости ультразвука

мования должна быть в пределах 18—25%, а влажность литейного шликера в зависимости от состава — в пределах 31—35%. Откло­ нение влажности пластичной массы от заданной средней величины для каждого вида изделий не должно превышать ±0,5% , шликера ±0,8, что обеспечивает хорошую текучесть шликера и скорость его оседания, достаточную для набора черепка.

С целью создания метода непрерывного контроля влажности пластичных масс и шликера непосредственно в потоке институтом ВИАСМ был предложен ультразвуковой метод, в основу которого положена зависимость скорости распространения ультразвуковых волн от упругих свойств материала. Этот метод обеспечивает бес­ контактный и- непрерывный контроль влажности. В нем использо­ вана однозначная зависимость между величиной скорости распро­ странения ультразвука и влажностью массы в пределах І6—62%.

265