«Умный элеватор» для объектов хранения и переработки зерна

«Умный элеватор» для объектов хранения и переработки зерна

Опубликовано в номере:
PDF версия
Зерновой элеватор — это промышленный комплекс для приема, подготовки, хранения и отгрузки зерна. С ростом конкуренции повышаются требования к рентабельности производства, снижению потерь, сокращению доли ручного труда. Эти задачи могут быть эффективно решены с помощью комплексной автоматизации технологических процессов элеватора, оптимизации логистических решений, повышения прозрачности учета, сбора и хранения данных с доступом из любой точки на карте. Для увеличения рентабельности объектов хранения и переработки зерна необходимо объединить все информационные процессы в единую систему управления.

Система автоматизации элеваторных комплексов «Умный элеватор» (рис. 1), разработанная и выпускаемая под брендом «Грейн автоматизация», позволяет создать и объединить все подсистемы управления:

  • Учетную систему ERP предприятия («1С:Элеватор» или подобные).
  • MES-систему, формирующую алгоритмы управления производственным процессом.
  • Системы автоматизации технологического процесса:
    • термометрию растительного сырья;
    • логистику;
    • систему контроля доступа;
    • видеоконтроль;
    • все процессы локальной автоматизации.
  • Систему сбора данных с датчиков и сторонних систем на элеваторе.
«Умный элеватор» — единая система управления элеваторным комплексом

Рис. 1. «Умный элеватор» — единая система управления элеваторным комплексом

Рассмотрим функции единой системы управления элеваторных комплексов, реализованные в «Умном элеваторе».

На рис. 2 представлены связи между элементами системы.

Связи между элементами системы «Умный элеватор»

Рис. 2. Связи между элементами системы «Умный элеватор»

Реализованы следующие функции системы управления элеваторными комплексами:

  • Планирование оптимального маршрута транспортировки в зависимости от вида и качества сырья как часть системы интеллектуальной автоматизации.
  • Параллельная обработка процессов приемки, переработки и отгрузки зерна. В рамках многозадачности позволяет минимизировать простои оборудования.
  • Приемка транспорта, изъятие пробы, оприходование сырья и иные процессы оформляются мгновенно, без участия человека, что исключает ошибки и разночтения.
  • Контроль допуска транспортных средств и организация их передвижения по территории осуществляется в соответствии с логикой работы и заданными приоритетами автоматизированной системы диспетчеризации транспортных средств.
  • Система осуществляет партионный учет, что позволяет определить количество и качество сырья в каждой емкости хранения, что улучшает прослеживаемость и баланс.
  • Вся информация о производственных процессах, операциях и продукте протоколируется и доступна для дальнейшего анализа, повышая качество сбора и хранения данных.
  • Системы автоматики, термометрия, пункты весового контроля и другие подсистемы объединяются с учетной системой верхнего уровня для создания единой среды управления путем всеобщей интеграции.

В системе «Умный элеватор» нами реализованы уровни от датчика до автоматизированной системы управления производством.

Остановимся на нескольких уровнях более подробно:

  • локальная автоматизация (система термометрии «Грейн» и АСУ ТП);
  • управление производством (MES).

Для сбора данных о температуре сыпучих продуктов в хранилищах силосного типа и складах напольного хранения с возможностью записи и анализа измеренных значений предназначена система термометрии «Грейн» (рис. 3).

Комплектующие системы термометрии «Грейн»

Рис. 3. Комплектующие системы термометрии «Грейн»

Система позволяет просматривать значения и тенденцию изменения температуры, уровень загрузки сырья, формировать отчеты и графики.

Характеристики системы:

  • конструкция термоподвесок из нержавеющей стали AISI 304;
  • полностью цифровое устройство системы;
  • проводная или беспроводная передача данных;
  • срок службы: не менее 25 лет;
  • широкий диапазон температур: –40…+85 °C;
  • удобная и легкая методика метрологической поверки.

Система термометрии состоит из термоподвесок, установленных в силосах с зерном, коммутационных, распределительных и интерфейсных шкафов, станции оператора (компьютер со SCADA-системой) (рис. 4).

Структура системы термометрии

Рис. 4. Структура системы термометрии

Термометрия совместима со следующими системами хранения:

  • железобетонные элеваторы;
  • металлические силосы;
  • склады напольного хранения.

Автоматическое управление технологическим оборудованием, имеющимся на агропромышленном предприятии, обеспечение работы, контроля и управления технологическими процессами транспортировки, хранения, обработки и сушки зерна на элеваторном комплексе осуществляет АСУ ТП элеваторного комплекса (рис. 5).

Мнемосхема работы элеватора

Рис. 5. Мнемосхема работы элеватора

Основные возможности:

  • контроль технологических процессов на экране монитора диспетчера;
  • автоматизированное или ручное дистанционное управление маршрутами движения сырья и готового продукта;
  • диагностика технических средств систем;
  • автоматизированное управление многокомпонентными весами (автоматическое или дистанционное управление двигателями дозаторов, задвижками и другим оборудованием);
  • звуковая аварийная сигнализация;
  • аварийное отключение оборудования;
  • формирование отчетов и ведение архивов;
  • другие функции по требованию заказчика.

Для АСУ ТП элеваторного комплекса определены следующие уровни и элементы:

  • «полевой» уровень автоматизации (аппаратные средства датчиков, исполнительных устройств и механизмов);
  • электросиловые шкафы;
  • электрические кабельные сети;
  • шкаф управляющего контроллера АСУ ТП;
  • периферийные шкафы автоматики распределенного ввода/вывода;
  • контроллер для управления процессами элеваторного комплекса;
  • промышленная сеть передачи данных;
  • распределенная периферия;
  • HMI на каждую группу шкафов ввода/вывода;
  • пульты местного управления;
  • средства локальной автоматизации.

Следующий уровень комплексной автоматизации — автоматизированная система управления производством элеваторного комплекса АСУ П.

Система предоставляет возможность наблюдения за технологическими процессами и управления ими. Обеспечивает общую визуализацию состояния всего оборудования элеваторного комплекса, централизованный сбор и хранение данных всех агрегатов, машин, устройств и механизмов, датчиков объекта, локальных АСУ.

Выполняет организацию маршрутов, партионного учета, прослеживаемости сырья и готовой продукции в соответствии со стандартом ISO 22000. Анализирует выполнение производственных заданий, показателей эффективности выполнения технологических операций.

Предоставляет интерфейс обмена данными с другими системами — АСУ ТП и ERP («1С:Элеватор»).

Рассмотрим взаимодействие элементов системы АСУ П элеваторного комплекса (рис. 6).

Структурная схема АСУ П «Умный элеватор»

Рис. 6. Структурная схема АСУ П «Умный элеватор»

Сервер приложений АСУ П элеваторного комплекса обеспечивает обработку технологических данных, формирование и хранение производственных данных (MES-уровень), формирование отчетности и обмен данными с 1C:ERP.

Для системы АСУ П элеваторного комплекса условно определены следующие уровни:

  • интерфейс с АСУ ТП элеваторного комплекса;
  • АРМ оператора с базовым и прикладным программным обеспечением;
  • программный сервер;
  • интерфейс обмена данными со смежными и вышестоящими автоматизированными системами управления.

Вышеперечисленный функционал реализован на оборудовании и программном обеспечении ведущих отечественных и мировых производителей.

Автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора-технолога основано на базе промышленного компьютера.

В качестве центрального контроллера АСУ ТП элеваторного комплекса используется ПЛК (Siemens SIMATIC S7-1500, RealLab! NLScon-CE или аналогичный по производительности).

Для удаленного ввода/вывода сигналов предназначена распределенная система (Siemens SIMATIC ET 200SP, RealLab! NLS, NLS-CAN).

Для управления электроприводами технологического электрооборудования применяются преобразователи частоты (Schneider Electric, ABB, Siemens).

Управление осуществляется при помощи автоматизированного рабочего места оператора, созданного с использованием таких SCADA-систем, как MasterSCADA и Siemens SIMATIC WinCC.

Объединение всех подсистем управления элеваторного комплекса в систему «Умный элеватор» — это:

  • создание многоуровневой, горизонтально и вертикально интегрированной, распределенной автоматизированной управляющей системы, которая предоставляет возможность для наблюдения за технологическими процессами и управления ими, обеспечивает общую визуализацию состояния всего оборудования элеваторного комплекса, централизованный сбор и хранение данных всех агрегатов, машин, устройств и механизмов, датчиков объекта, локальных АСУ;
  • автоматизация выполнения производственных заданий, показателей эффективности осуществления технологических операций, организации маршрутов, партионного учета, прослеживаемости сырья и готовой продукции;
  • минимизация участия трудовой деятельности человека в производственном процессе и исключение человеческого фактора;
  • максимальное повышение производительности предприятия при одновременном снижении энергопотребления;
  • обеспечение высокого уровня безопасности труда.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *