330 / ЗаданКурсЖурналПолныйМПУСУ / 1СУ_ТемперЭлеваторов

ТЕХНОЛОГИчЕСКАЯ ЗАДАЧА

они распределены в насыпи, зависит

максимального значения. Другими

В соответствии с технологией хране

эффективность обнаружения возникаю

словами, очаг самосогревания начина

ния зернопродуктов необходимо кон

щих очагов самосогревания. На основе

ет увеличиваться в тот момент, когда в

тролировать температуру зерновой на

теоретических и практических исследо

нём самом происходит самосогревание

сыпи для того, чтобы предотвратить

ваний [1] определены оптимальные зна

на последней стадии. Причём это уве

ухудшение качества и потери зерна в

чения погрешности измерения темпера

личение незначительное. Температура

результате самосогревания. Технолог,

туры зерновой насыпи (не более ±1°C) и

35°C в очаге достигается через 6 суток

зная начальные значения температуры

интервала расположения точек измере

после начала процесса самосогрева

в различных слоях зерновой насыпи

ния (не более 1,5 метров по вертикали).

ния. В этот период температура в зер

при закладке на хранение, анализирует

Очаг самосогревания может возник

новом слое около очага всего лишь

её изменения во времени и в случае

нуть в небольшом слое зерна. При этом

22…26°C. Таким образом, если датчики

превышения допустимого значения

температура +35°C в зерновом слое,

температуры в термоподвеске располо

осуществляет технологические опера

окружающем очаг

самосогревания,

жены на расстоянии более 1,5 метров,

ции по искусственному

охлаждению

достигается только через 10 суток. В

то при возникновении очага самосо

посредством активного

вентилирова

это время в самом очаге температура

гревания между этими датчиками сис

ния или перемещения зерна из одного

доходит до +54°C,

то есть почти до

тема отработает аварийную ситуацию

силоса в другой. Учитывая, что данные

операции оказывают на качество про

дукта отрицательное воздействие, их

проведение должно осуществляться на

основе достоверной информации о

температурном состоянии зерновой

насыпи. Для того чтобы своевременно

выявлять возникновение очагов с по

вышенной температурой в зерновой

насыпи, средства, применяемые для

контроля температуры, должны обла

дать высокой чувствительностью и ма

лой погрешностью измерения.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЕ РЕШЕНИЯ

И ДЕЙСТВУЮЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

На рис. 1 показан силосный корпус

элеватора. Высота силосов в таких эле

ваторах – до 30 метров. Зерновая на

сыпь с точки зрения контроля темпера

24

туры – сложный объект, и от того,

сколько датчиков задействовано и как

Рис. 1. Силосный корпус элеватора

www.cta.ru

СТА 1/2008

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я /С Е Л Ь С К О Е Х О З Я Й С Т В О

только тогда, когда температура в очаге

Применение сис

самосогревания достигнет критиче

тем на базе цифро

ских значений. Это может привести к

вых

датчиков тем

большим потерям зерна, что неодно

пературы обеспечи

кратно и происходило на элеваторах.

вает целый ряд пре

В Ростехнадзоре приведённые требо

имуществ.

вания к погрешности измерения тем

● Сокращаются

в

пературы предъявляются к системам

несколько раз за

контроля температуры, устанавливае

траты на кабель

мым на элеваторах. При этом вся сис

ную продукцию.

тема в целом должна быть сертифици

● Обеспечиваются

рована как средство измерения. Это

стабильные мет

связано с тем, что применение различ

рологические

ха

ного оборудования для построения

р а к т е р и с т и к и

системы контроля температуры может

системы. Благо

не дать требуемой погрешности изме

даря применению

Рис. 2. Пульт управления устаревшей системы ДКТЭ 4М

рения, даже если отдельные элементы

интеллектуаль

системы сертифицированы.

ных датчиков точность контроля тем

шести линиям (32 прибора на одну ли

До сих пор на многих элеваторах ус

пературы по сравнению с аналоговы

нию). На каждую линию (группу) уста

тановлены системы дистанционного

ми системами повышается в 3 5 раз и

навливается модуль I 7510 для усиления

контроля ДКТЭ 4М, ДКТЭ 4МГ и

становится абсолютно независимой

сигнала интерфейса RS 485. Для пита

системы дистанционно автоматичес

от изменения сопротивления прово

ния термоподвесок ТУР 01 и модулей

кого контроля с машинами МАРС

дов

и переходного

сопротивления

I 7510 устанавливаются блоки БП 240

1500 и М 5. Внешний вид пульта

контактов. Для сравнения: измене

(один блок на две линии). Интерфейс

управления системы ДКТЭ 4М пока

ние сопротивления линии в старых

ные сигналы RS 485 с линий 1…6 объе

зан на рис. 2. Основными общими эле

системах на 0,25 Ом увеличивает по

диняются и поступают на блок БУК 01.

ментами этих систем контроля темпе

грешность на 1°С.

При применении устройств контро

ратуры служат термоподвески, уста

● Значительно сокращаются пусконала

ля температуры УКТ 12 (рис. 3, вари

новленные в силосах элеватора. Термо

дочные и эксплуатационные расходы

ант 2) система строится иначе. Ис

подвеска состоит из медных терморе

при ощутимом повышении надёжно

пользуются

16 устройств

контроля

зисторов, число которых обычно 5 6.

сти системы. Система не содержит

температуры УКТ 12. Каждое устрой

Минимальная абсолютная погреш

промежуточных коммутаторов, кон

ство укомплектовано одним блоком

ность измерения температуры зерна в

центраторов и аналого цифровых

БКТ 12 (рис. 5) и термоподвесками

таких системах составляет ±2°С. Оче

преобразователей, требующих калиб

ТП 01 (12 шт.). Для питания БКТ 12

видно, что данные характеристики не

ровки и метрологической поверки. В

устанавливаются

блоки

питания

соответствуют упомянутым требовани

десятки раз сокращается количество

LOGO!Power

(Siemens) с номиналом

ям Ростехнадзора. Кроме того, все эти

клеммных и паяных соединений. Со

24 В (1,3 A). Блоки БКТ 12 объединя

системы устанавливались 10 20 лет на

кращаются на порядок трудозатраты

ются по интерфейсу RS 485 и подклю

зад, поэтому кабельные линии и само

на монтаж оборудования. Монтаж мо

чаются к блоку БУК 01.

оборудование в большинстве случаев

жет осуществляться местной службой

Блок БУК 01 (рис. 6) обеспечивает

находятся в неудовлетворительном со

эксплуатации и не требует специаль

выполнение следующих функций:

стоянии. Многие элеваторы сейчас

ных знаний. Система не требует об

● приём данных

от термоподвесок

должны начинать замену устаревшего

служивания в процессе эксплуатации.

ТУР 01.ХХ и/или блоков БКТ 12 по

парка термоподвесок. Наряду с этим

интерфейсу RS 485;

современное производство требует ав

ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ

● настройка

термоподвесок ТУР

томатизации процесса измерения тем

В

качестве

примера рассмотрим

01.ХХ и/или блоков БКТ 12;

пературы, вывода информации на ком

разработанную

сотрудниками ООО

● отображение информации о величи

пьютеры в различных службах элевато

«Предприятие КОНТАКТ 1» систему

нах измеряемых параметров и о вво

ра. Автоматизация на базе старых мо

автоматизированного контроля темпе

димых настройках на индикаторе;

делей термоподвесок приводит к ощу

ратуры АСКТ 01, которая имеет Разре

● отслеживание достижения значения

тимым затратам при тех же неудовле

шение Ростехнадзора № РРС 00 23115

ми температуры введённых уставок;

творительных значениях погрешности

на

применение

и

Сертификат

● формирование команд на модули ре

и малом числе точек контроля.

RU.C.32.004.A № 24971 об утвержде

лейной коммутации ADAM 4068

нии типа средств измерений.

(Advantech) по интерфейсу RS 485

ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМ

при достижении уставок (при необ

НА БАЗЕ ЦИФРОВЫХ ДАТЧИКОВ

Аппаратура

ходимости);

В настоящее время начали выпус

Структурные схемы системы приве

● подача сигналов звуковой и световой

каться системы автоматизированного

дены на рис. 3.

сигнализации при достижении уста

контроля температуры на базе цифро

При

применении

термоподвесок

вок;

вых датчиков. Данные системы соот

ТУР 01 (рис. 3, вариант 1) система стро

● ведение журнала событий;

ветствуют требованиям Ростехнадзора

ится следующим образом. Термоподвес

● обмен данными с ПЭВМ (интерфейс

25

к точности измерения температуры.

ки ТУР 01 (рис. 4) подключаются по

RS 485, протокол Modbus RTU).

СТА 1/2008

www.cta.ru

Вариант 1

Вариант 2

Рис. 3. Структурные схемы системы АСКТ 01

продукта в 30 точках по всей высоте си

12Х18Н10Т, внутри которой размеще

лоса с дискретностью 1 метр. Термо

ны датчики температуры с кодовым

При меньшем количестве термопод

подвеска ТУР 01 обеспечивает также

выходным сигналом, подключённые к

весок ТУР 01 (устройств контроля тем

контроль уровня продукта. Диапазон

электронному модулю. Такая конст

пературы УКТ 12) в системе конфигу

измерения температуры от –40 до

рукция уменьшает нагрузку, создавае

рация выбирается в соответствии с тре

+70°C, диапазон измерения уровня до

мую термоподвеской на перекрытие

бованиями заказчика. В одной системе

30 метров. Динамика изменения тем

силоса, что позволяет успешно исполь

могут быть использованы одновремен

пературы отслеживается с погрешно

зовать данные приборы в металличе

но термоподвески ТУР 01 и устройства

стью ±1°С, а динамика изменения

ских силосах любого диаметра.

контроля температуры УКТ 12. Коли

уровня – с погрешностью ±1%. Конст

К вторичным приборам системы

чество датчиков температуры в термо

руктивно приборы ТУР 01 и ТП 01 со

АСКТ 01 относятся блоки БУК 01 и

подвесках ТУР 01 и ТП 01, их длина и

стоят из механически и электрически

БП 240, интерфейсные модули и мо

количество в одном силосе определя

объединённых электронного модуля и

дули релейной коммутации, а также

ются при заказе.

измерительного шлейфа. Измеритель

блоки питания LOGO!Power. Блоки

Термоподвески ТУР 01 и ТП 01

ный шлейф представляет собой труб

БУК 01 и БП 240 изготовлены из сле

обеспечивают измерение температуры

чатую оболочку из нержавеющей стали

дующих комплектующих: БУК 01 ис

пользует корпус RCP 2500 (Bopla),

модуль I 7188XA (ICP DAS), модуль

Рис. 5. Внешний вид блока БКТ 12,

26

входящего в состав устройства контроля

Рис. 4. Термоподвеска ТУР 01

температуры УКТ 12

Рис. 6. Внешний вид блока БУК 01

www.cta.ru

СТА 1/2008

Рис. 7. Монтаж блока БП 240

Рис. 8. Экран клиентского приложения «АСК ТУР»

индикации DK8072 (ИКОС), блок

Сервер базы данных MySQL осуще

го уровня, поэтому возможно для ото

LOGO!Power 24 В

(1,3 A);

БП 240

ствляет следующие функции:

бражения данных на ПЭВМ применять

(рис. 7) строится на базе шкафа CON

● ввод, коррекция и хранение таблиц,

любые программы.

CEPTLINE 400×400×220 мм (Schroff) с

содержащих параметры настройки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

использованием

блоков

питания

системы, текущие и архивные значе

LOGO!Power 24 В (2,5 A). С учётом

ния температуры и уровня продукта;

Цифровые системы контроля темпе

особенностей условий эксплуатации

● регистрация и проверка прав доступа

ратуры, выполненные на основе пред

на элеваторах в корпусах приборов

пользователей к системе;

ставленной системы АСКТ 01 с раз

системы установлены герметичные

● получение информации от сервера

ным количеством и типом термоподве

кабельные вводы фирмы RST, обеспе

опроса приборов;

сок, установлены на нескольких десят

чивающие корпусам степень защиты

● предоставление информации кли

ках предприятий, занимающихся хра

не ниже IP54. Вторичные приборы

ентским приложениям, установлен

нением и переработкой зерна, в России

прошли сертификацию вместе с тер

ным на различных компьютерах.

и странах СНГ. Среди этих предпри

моподвесками в составе АСКТ 01 для

Программы сервера опроса прибо

ятий ОАО «Русская пивоваренная ком

применения на объектах хранения и

ров и клиентского приложения выпол

пания» (г. Рязань) – 69 термоподвесок

переработки зерна.

нены на языке Borland Delphi 6.

ТУР 01, ООО «Орловский завод по

Главной особенностью

системы

производству солода» (Орловская

Программное обеспечение

АСКТ 01 является то, что она настраи

обл.) – 288 термоподвесок ТУР 01,

По заказу для системы АСКТ 01 по

вается для каждого элеватора. При на

совхоз «Алексеевский» (Башкирия) –

ставляется программное обеспечение

стройке вводятся названия

силосов,

30 термоподвесок ТП 01 и др. Системы

«АСК ТУР», которое обеспечивает ото

осуществляется привязка к

входам

монтируются как на железобетонных

бражение данных о температуре в си

блоков БУК 01, вводятся геометриче

элеваторах, так и на металлических си

лосах, архивирование данных, созда

ские размеры силосов. В системе пре

лосах различного диаметра.

ние отчётов. Программное обеспече

дусмотрен ввод уставок по температуре

Имея погрешность измерения темпе

ние поддерживает возможность ото

и уровню, при включении которых

ратуры не хуже ±1°C и расстояние меж

бражения данных по 1024 термопод

осуществляется цветовая сигнализа

ду датчиками температуры 1 метр, дан

вескам. «АСК ТУР» содержит следую

ция; кроме этого, по заданным устав

ные системы позволяют своевременно

щий набор программ: сервер опроса

кам температуры производится ото

и точно определять очаги самосогрева

приборов, клиентское приложение,

бражение температуры в виде гради

ния зерна и тем самым предотвращать

сервер базы данных MySQL.

ентной заливки, что обеспечивает на

возможность возгорания зерновой сме

Сервер опроса приборов осуществ

глядность представления информации

си, которое может привести не только к

ляет следующие функции:

оператору (рис. 8). Для конкретного

порче продукции, но и к серьезным

● опрос блоков БУК 01 (до 5 шт.);

заказчика могут быть дополнительно

разрушениям. При этом стоимость вос

● сохранение в архиве данных о темпе

разработаны мнемосхемы с изображе

становления оборудования и потерян

ратуре и уровне продукта;

нием силосов в том виде, который при

ной продукции может оказаться в де

● ввод уставок по уровню и температу

меняется на предприятии.

сятки раз больше стоимости системы

ре для каждого силоса.

При необходимости заказчики могут

контроля температуры. ●

Клиентское приложение осуществ

использовать свои SCADA системы

ляет следующие функции:

для просмотра данных. В блоке БУК 01

ЛИТЕРАТУРА

● отображение текущих и архивных

для связи с ПЭВМ используется прото

1. Сергунов В.С. Дистанционный контроль

значений температуры и уровня про

кол Modbus RTU, который поддержи

температуры зерна при хранении. — М. :

дукта;

вается большинством SCADA систем.

Агропромиздат, 1987.

● создание и печать отчётов на основе

Система АСКТ 01 сертифицирована

27

текущей и архивной информации.

без программного обеспечения верхне

E mail: VictorGusev@inbox.ru

СТА 1/2008

www.cta.ru