330 / ЗаданКурсЖурналПолныйМПУСУ / 1СУувлажЗерна

ВВЕДЕНИЕ

темах холодного кондиционирования

применение устаревших систем ув

Как правило, предприятия муко

зерна погрешность процесса увлажне

лажнения.

мольной промышленности страдают

ния соизмерима с требуемой величи

ЗАО «Элтикон» совместно с инже

от того, что линии по увлажнению

ной доувлажнения (разницей значе

нерной службой Климовичского ком

зерна находятся в неработающем со

ний исходной влажности зерна и

бината хлебопродуктов создали в от

стоянии и производственный персо

влажности зерна на 1 й драной систе

делении зерноочистки мельницы сор

нал вынужден вводить воду по оценке

ме), которая составляет 2 3% общего

тового помола (рис. 1) принципиаль

«на глазок» толщины струи («полпаль

веса. Увлажнение и отволаживание

но новую систему увлажнения «Ком

ца», «палец» и т.п.). Причин тому мно

пшеницы с исходной влажностью ме

позит 09/УВ 3», встроенную в суще

го, например, разбитые колбы стек

нее 12% рекомендуется осуществлять

ствующий техпроцесс и работающую

лянных ротаметров, засорение вход

последовательно в два этапа, при этом

в автоматическом режиме. В отличие

ных фильтров очистки воды, неудоб

сотношение величины приращения

от традиционных компоновочных ре

ство постоянной ручной регулировки

влаги на первом и втором этапах ори

шений на основе контроллеров, раз

подачи воды и т.д. Однако основным

ентировочно должно составлять 3:1,

бросанных по этажам мельницы, раз

является то, что в существующих сис

что делает еще более неэффективным

работчики пошли по пути модульного

исполнения системы, выделив при

этом обязательные группы устройств:

приборы измерения влажности зерна

в непрерывном потоке, устройства ре

гулирования подачи зерна в непре

рывном потоке, панель регулирова

ния подачи воды, панель вторичных

приборов, шкаф устройств согласова

ния с объектом (ШСО), микропро

цессорная технологическая станция

на базе изделий MicroPC фирмы

Octagon Systems. Основанием для

применения изделий серии MicroPC

явилось то, что ЗАО «Элтикон» уже на

протяжении 7 лет широко использует

микропроцессорные средства данно

го типа и ни разу не было разочарова

но в своем выборе. Важными основа

ниями послужили высокая надеж

ность указанных средств при относи

32

тельной дешевизне функциональных

Рис. 1. Зерноочистительное отделение мельницы сортового помола

модулей, а также связанное с их поль

www.cta.ru

СТА 4/2000

СТА 4/2000

www.cta.ru

www.cta.ru

СТА 4/2000

к характеристикам истечения зерна из

РЕГУЛИРОВАНИЕ ЗЕРНА

лотков УРЗ и текущего контроля мало

В НЕПРЕРЫВНОМ ПОТОКЕ

го расхода подаваемой в увлажняющую

Как правило, для целей регулирова

машину воды.

ния зерна на мельницах используются

Контроль влажности зерна произ

пневматические устройства типа УРЗ

водится автоматически СВЧ влагоме

1 (или УРЗ 2) с рычажным весовым

ром или по результатам лабораторных

регулятором производительности по

измерений вручную. Режим работы

тока. Паспортная точность регулиро

(автоматический или ручной ввод) за

вания потока, которая должна состав

дается оператором. Предусмотрена

лять 1%, никогда не достигается. Кро

возможность оперативной приоста

ме того, в качестве задатчика произво

новки процессов автоматической по

дительности используется положение

Рис. 7. Рабочее место оператора линии

дачи зерна и ввода воды с последую

регулировочного груза (гири) относи

увлажнения

щим продолжением работы по коман

тельно мерной линейки, деления ко

дам оператора.

торой не нормированы. Выставляя по

Для запуска выполнения

заявки

Система автоматического увлажне

ложение гири относительно делений

оператору достаточно ввести

номер

ния зерна «Композит 09/УВ 3» в со

линейки, нельзя никогда быть уверен

линии увлажнения, уставку произво

ответствии с «Общеотраслевыми ме

ным в точности задания производи

дительности линии и выходную влаж

тодическими материалами по созда

тельности, а следовательно, и в точно

ность зерна. Контроль допустимости

нию и применению автоматизиро

сти такого «регулирования». Действи

параметров заявки производится ав

ванных систем управления техноло

тельно, некоторая стабилизация пото

томатически.

гическими процессами

в отраслях

ка зерна «в среднем за смену» проис

В процессе выполнения заявки осу

промышленности» (ОРММ 3 АСУ

ходит, однако для точного доувлажне

ществляется непрерывный контроль

ТП) относится к классу малых сис

ния зерна необходимы не менее точ

состояния оборудования комплекса и

тем, однако в ней, как ни в какой дру

ные данные о производительности ли

оборудования мельницы, работающего

гой, положительный результат разра

нии.

в составе линии, и при обнаружении

ботки и внедрения оказался зависим

ЗАО «Элтикон» разработало вариант

отклонений параметров технологичес

от качества решения каждой из сле

модернизации устройства УРЗ 1(2) с

кого процесса от нормы происходит

дующих составляющих общей про

гарантированным повышением точно

корректный останов процесса увлаж

блемы:

сти регулирования и, главное, с воз

нения зерна с выдачей текстового со

1)микропроцессорного

управления

можностью задания требуемой произ

общения оператору о причине остано

с повышенной эксплуатационной

водительности линии с дискретностью

ва. Продолжение процесса произво

надежностью;

10 кг/ч. Суть модернизации заключает

дится только после разрешающей ди

2)регулирования (стабилизации) зерна

ся в замене рычажно весового устрой

рективы оператора.

в непрерывном потоке;

ства, управляющего давлением пнев

На рис. 7 и 8 показаны оборудование

3)измерения влажности зерна в непре

мосети, подаваемым на исполнитель

операторской станции и момент обуче

рывном потоке;

ный пневмоклапан, на электронно

ния сменных мастеров правилам ввода

4)регулирования расхода воды, пода

тензометрические весы высокой точ

задания на увлажнение, анализу ава

ваемой на увлажняющую машину.

ности (точность 0,15 %), управляющие

рийных ситуаций и отработке техноло

Рассмотрим факторы 2, 3, 4 в отдель

электроприводом типа МЭО. На рис. 9

гических блокировок и защит (на пе

ности.

показан действующий модернизиро

реднем плане рис. 8 виден системный

ванный УРЗ 1/ЭМТ с тензометричес

блок технологической станции).

ким весовым устройством, установлен

Малые погрешности регулирования

ный перед концентратором линии зер

производительности линии зерноочи

ноочистки.

стки и непрерывного дозирования во

Схема тензометрического весового

ды достигаются за счет применения ал

устройства приведена на рис. 10. В уст

горитмов автоматической адаптации

ройстве применена прямая подвеска

лопатки на тензодатчик, что значи

тельно упростило конструкцию.

Рис. 8. Обучение сменных мастеров

Рис. 9. Модернизированное УРЗ#1/ЭМТ с

Рис. 10. Схема тензометрического весового

37

правилам работы с системой

тензовесами

устройства

СТА 4/2000

www.cta.ru

C И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я /П И Щ Е В А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь

Следует отметить, что качество ра

Зависимость

показаний поточного

боты

модернизированного УРЗ

влагомера

от

характеристик зерна

1/ЭМТ напрямую зависит от точнос

имеет

существенное

значение при

ти градуировки на реальном потоке

смене сортов пшеницы с различной

зерна. Порядок градуировки и точ

твердостью, поэтому с внедрением си

ность измерения масс зерна должны

стемы увлажнения возникает необхо

Измерительная камера

Блок индикации

быть жестко регламентированы. Про

димость периодического контроля по

цесс градуировки УРЗ — наиболее

казаний поточных влагомеров лабора

Рис. 11. Устройства системы измерения

трудоемкая часть наладки и запуска

торией предприятия. При этом откло

влажности

линии увлажнения. В результате вы

нения до ±0,5% от контрольных заме

полненных мероприятий

устройство

ров не должны приниматься во вни

(5±2) т/ч и минимальном доувлажне

УРЗ 1/ЭМТ показало в режиме про

мание, поскольку находятся в преде

нии 0,3% минимальный расход воды

мышленного

применения

точность

лах точности измерений по ГОСТ

составит (5 2) ·0,3% = 9 л/ч. В то же

стабилизации

заданного

значения

26312.7 88. При существенных откло

время максимальный расход воды на

производительности

линии

нениях показаний влагомеров от ла

увлажнение при максимальном доув

±(20…40) кг/ч на уставке 5000 кг/ч,

бораторных данных необходимо на

лажнении 5 6% (реальная уставка) дол

что составляет менее 0,8% от номи

брать

новую статистику показаний,

жен соответствовать значению (5+2) ·

нального значения производительно

проанализировать отклонения и про

6% = 420 л/ч. Таким образом, коэффи

сти. Данных значений система дости

извести сезонную градуировку влаго

циент перекрытия диапазона для сис

гает уже на 3 4 м цикле регулирова

меров в соответствии с инструкцией

темы ввода воды должен быть не менее

ния. Переход от одного значения про

по градуировке.

50, что для большинства современных

изводительности на другое по коман

Как показала практика, при выпол

счетчиков расходомеров воды недо

дам оператора также осуществляется

нении работ по проверке и градуиров

стижимо. Приведем в качестве приме

за 3 8 циклов регулирования и не пре

ке поточных влагомеров следует осо

ра характеристики

наиболее точного

вышает 1 2 минут. Точность поддер

бое внимание уделять точности вы

счетчика расходомера типа MAGFLO

жания заданной производительности

полнения методики отбора и подго

фирмы Danfoss. Для перекрытия по

получена, благодаря целому ряду фак

товки проб зерна. Для измерения

максимальному проценту увлажнения

торов, однако решающим оказалось

влажности пробы отбираются непо

необходимо использовать датчик типа

применение в тензометрической сис

средственно перед измерительной ка

MAG2100 (Dn 25, или Ду 25) с макси

теме высокоточного весового устрой

мерой влагомера в течение 1 минуты

мальным значением расхода 500 л/ч,

ства с разрешающей способностью не

порциями примерно по 20 г с одинако

при этом минимальный расход, для ко

более 0,5 г и числом поверочных ин

вым интервалом времени порядка 10 с,

торого гарантируются значения по

тервалов не менее 5000.

одновременно

фиксируются

показа

грешности 0,5%, составляет для этого

ния прибора по цифровому индикато

типа датчика ~15 л/ч и коэффициент

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

ру; перенос проб зерна в лабораторию

перекрытия диапазона равен 35, что

ЗЕРНА В ПОТОКЕ

должен производиться в герметично

значительно ниже требуемого (> 50).

Измерение влажности зерна в непре

закрытых

сосудах,

перемешивание

Еще более худший результат получает

рывном потоке является самостоятель

должно быть тщательным при отсутст

ся при применении различного рода

ной

физико технической

задачей.

вии сквозняков, работы должны про

крыльчатых счетчиков с фотоэлектри

В приложении к проблеме увлажнения

водиться в кратчайшее время, а дан

ческим съемом импульсов. Во первых,

зерна

наиболее важными

являются

ные определения влажности должны

минимальный поверочный расход со

предельная точность, обеспечиваемая

усредняться, как минимум, по трем из

ставляет у крыльчатых счетчиков

принятым методом измерения влажно

мерениям. Обязательны и декадные

0,02 Qном (номинального значения

сти, и быстродействие расходомера.

проверки чистоты измерительной ка

расхода), что соответствует 30 л/ч для

Разработчики системы увлажнения ос

меры влагомера, ее чистка и контроль

Dn 15, или Ду 15; во вторых, пороговое

тановили свой выбор на СВЧ влагоме

скорости продвижения зерна в изме

значение расхода — 15 л/ч, в третьих,

ре типа MR 113.1. При этом были учте

рительной камере (для влагомера MR

погрешность в зоне минимальных рас

ны следующие особенности:

113.1 скорость движения зерна должна

ходов может достигать ±20%, и, в чет

1)влагомер предназначен для измере

составлять ~ 30 40% от производи

вертых, в условиях эксплуатации пре

ния

влажности непосредственно

тельности линии увлажнения и рав

дел допускаемой погрешности крыль

в самотеках (зернопроводах);

няться ~1000 2500 кг/ч).

чатых счетчиков определяется по фор

2)влагомер обеспечивает автоматичес

РЕГУЛИРОВАНИЕ РАСХОДА

муле Dt = ±(Dд + 0,17t), где t – время со

кую коррекцию в соответствии с из

дня ввода в эксплуатацию в тыс. часов,

менением температуры зерна;

ПОДАВАЕМОЙ В УСТАНОВКУ

а Dд — начальная погрешность счетчи

3)режим работы — непрерывный;

УВЛАЖНЕНИЯ ВОДЫ

ка. Это означает, что ГОСТом допуска

4)исполнение — пылевлагозащищен

Подача воды на увлажнение опреде

ется изменение значения погрешности

ное (IP54)

ляется требуемыми техническими ха

на 1,5% ежегодно: через год «нормой»

Устройства

системы

измерения

рактеристиками системы увлажнения:

для крыльчатых счетчиков оказывается

влажности показаны на рис. 11. В сис

минимальной

производительностью

погрешность 3,5%, через два года экс

теме имеется возможность работы при

линии зерноочистки и максимальной

плуатации — 5% и т.д. Таким образом,

38

ручном вводе лабораторного значения

точностью ввода воды. Так, для сред

можно сделать вывод о том, что приме

влажности.

ней

производительности

линии

нение классических способов измере

www.cta.ru

СТА 4/2000

в общем случае, увеличить выход ко

нечной продукции высшего сорта, что

даже без учета других экономических

факторов (простои, холостой ход обо

рудования, затраты на ремонт и т.п.)

дает существенное увеличение эконо

мической эффективности.

Рис. 12. Конструкция струйной форсунки с

пересекающимися струями

Прибыль, получаемая только за счет

увеличения выхода готовой продукции

ния расхода и серийных приборов не

высшего сорта за один месяц, опреде

даст желаемого результата по качеству

ляется как

работы

системы

увлажнения. Здесь

Рис. 13. Гидропанель ввода воды

П = 30k ·S ·N,

должны быть использованы нетради

где k — коэффициент среднесуточ

ционные подходы к разработке струк

Гидропанель ввода воды с указанны

ного за расчетный месяц увеличения

туры системы и выбору технических

ми параметрами была изготовлена в

выхода готовой продукции высшего

средств.

качестве технологического

дополне

сорта;

В системе «Композит 09/УВ 3» при

ния к системе автоматики «Композит

S — приращение отпускной цены за

нято решение вводить воду с макси

09/УВ 3». Общий вид панели показан

счет улучшения сортности продукции

мально возможным разбрызгиванием

на рис. 13. На панели также установле

(долларов США за тонну);

на поступающий поток зерна с помо

ны отсекающие клапаны системы бло

N — производительность мельницы

щью форсунок низкого давления. При

кировки, манометры контроля давле

в сутки (тонн).

исходном давлении в водопроводной

ния в водопроводной сети и фильтры

Например, для сортовой мельницы

сети Р = 3,0 кг/см2

разбрызгивание по

тонкой очистки воды. Кроме того, на

Климовичского комбината хлебопро

тока воды оказалось возможным ис

этой же панели имеется система руч

дуктов (КХП) с производительностью

ключительно струйной форсункой с

ной проверки

параметров

устройств

500 т/сутки при значениях k » 0,025

пересекающимися струями, конструк

автоматического ввода воды, которая

(2,5%) и S » 20 долларов США прибыль

цию которой поясняет рис. 12. Услов

великолепно зарекомендовала себя на

составляет 7500 долларов США в месяц

ный диаметр выпускного отверстия

этапе пусконаладочных работ и ввода

при полной загрузке.

струйной форсунки рассчитан на про

системы в действие.

Таким образом, система «Композит

изводительность 270 л/час (3,8% абсо

09/УВ 3» в зависимости от режима ра

лютной влажности) при давлении в се

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ

боты мельницы окупается в течение

ти ~2,0 кг/см2, поэтому была принята

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

всего нескольких месяцев.

схема двухдиапазонной линии подачи

ПРЕЦИЗИОННЫХ СИСТЕМ

воды: 5 240 л/ч — 1 й диапазон и 210

УВЛАЖНЕНИЯ ЗЕРНА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

420 л/ч — 2 й диапазон. Переключение

Как показывает практика, колебания

К сожалению, процесс увлажнения

с диапазона малых расходов на диапа

влажности зерна, поступающего на раз

зерна диктует жесткие требования к ка

зон интенсивного увлажнения осуще

мол в течение смены, достигают значи

честву выполнения отдельных функ

ствляется автоматически.

тельной величины при переработке да

ций по регулированию производитель

И в заключение несколько слов об

же одной помольной партии. Ручное

ности линии и точности ввода воды,

особенностях выбора параметров регу

регулирование процесса увлажнения в

что, в свою очередь, вызывает необхо

лирующего клапана. По возможности

совокупности с лабораторным контро

димость использования дорогостоя

регулирующий клапан должен иметь

лем влажности не позволяют в должной

щих прецизионных устройств и прибо

пропорциональную (линейную) регу

мере устранить этот недостаток.

ров: поточного влагомера, прецизион

лирующую характеристику с пропуск

При применении АСУ ТП с исполь

ного расходомера, тензометрических

ной способностью полностью откры

зованием высокоточных измерителей

весов, электромеханического привода

того клапана K

vs

= 0,25…0,63 м3/ч и

влажности и расхода воды удается ста

типа МЭО, пропорциональных регули

расходом воды через клапан 250 л/ч.

билизировать

выходную

влажность

рующих клапанов и т.п. Попытка заме

При Kvs = 0,25 по номограмме седель

зерна в пределах значений, установ

ны прецизионных устройств на менее

ного регулирующего клапана опреде

ленных «Правилами организации и ве

точные и дешевые сразу сведет на нет

ляется

минимальный регулируемый

дения технологического процесса на

все преимущества автоматического ув

расход через клапан; он составит не бо

мукомольных заводах». Это позволяет,

лажнения. А преимущества эти — весь

лее 10 л/ч. Количество точек

ма существенны. ●

позиционирования, опреде

ляемых

характеристиками

Авторы — сотрудники фирмы

электропривода регулирую

«Элтикон»

щего клапана, должно быть

Телефоны: (095) 461-7345,

не менее 1000, при этом точ

(10-375-17) 263-3560

ность установки расхода для

E-mail: com@elticon.ru

производительности линии

Сивко И.М. — гл. инженер

6 т/ч и максимального доув

Мельница Климовичского комбинатата

Климовичского комбината

лажнения 5% окажется не ху

хлебопродуктов

хлебопродуктовт

39

же 0,3 л/ч (0,1%).

Телефон: (10-375-2244) 23-903

СТА 4/2000

www.cta.ru