Управление транспортными операциями

В отраслях ХПЗ транспортные устройства служат
для создания поточного производства, объединяя в единый техно­логический поток технологические машины, аппараты и межоперационные емкости (бункера, силоса).

Эффективность производственного процесса зависит в одинако­вой степени как от надежности работы технологического оборудова­ния, так и от надежности транспортных устройств, что требует со­здания систем управления, обеспечивающих АФ, выполняемых эти­ми устройствами.

В производственном процессе транспортные устройства служат для передачи заданного потока вещества от одного технологического процесса к другому. Поэтому возможные каналы информации и уп­равления необходимо искать среди параметров, влияющих на про­изводительность потока.

Производительность любого транспортного устройства в общем виде определяется выражением

G=vFρ, (9.1)

где v — скорость перемещения вещества, м/с; F — площадь попереч­ного сечения потока вещества в транспортном устройстве, м²; ρ — плотность вещества, кг/м³.

При перемещении вещества в сыпучем и штучном состоянии па­раметры F, ρ заданы условиями технологии. Параметр v обеспечи­вается источником двигательной энергии, в основном асинхронными электродвигателями. Поэтому управление транспортными устрой­ствами в рассматриваемом случае сводится к управлению работой электродвигателей.

В качестве примера рассмотрим САУ поточно-транспортной системой, упрощенная схема управления которой приведена на рис. 9. 8.

Рис. 9. 8. Упрощенная схема управления поточно-транспортной системой

Перемешение сыпучих грузов является типичной технологической операцией длязерноперерабатывающихотраслей промышлен­ности.

Участок поточно-транспортной системы (ПТС) приведен на рис. 9.8. Сыпучий продукт из бункера Б1 при помощи горизонтального конве­йера и нории необходи мо переместить в бункер Б2.

Учитывая потенциальную опасность для людей, перед пуском ПТС всегда должна на определенное время включаться световая и звуковая предупреждающая сигнализация.

Включать транспортные механизмы в работу имеет смысл, когда в бункере Б1 имеется хотя бы 50% объема продукта, что контролируется дат­чиком-реле уровня LSI, а также при условии, что в бункере Б2 имеется место для приема продукта - контроль осуществляет датчик-реле уровня LS5.

Включение машин в работу осуществляется навстречу движению продукта. Первой включается нория и, при достижении номинальной скорости вращения ленты с ковшами, включается в работу конвейер. После его разгона питатель начинает подавать продукт из бункера Б1.

Скорость движения лент нории и конвейера контролируют соответственно датчики-реле S4 и S3. При проскальзывании ленты на приводном барабане машины, о чем свидетельствует снижение ее скорости, необходимо экстренно отключить приводные электродвигатели Ml, M2, МЗ. В противном случае возникнет авария.

Нормальный технологический останов участка ПТС проводится в обратном порядке по сравнению с пуском. При отсутствии продукта в бункере Б1, о чем сигнализирует датчик-реле уровня LS2 либо при переполнении бункера Б2 (сигнализирует датчик-реле LS5) вначале отключается двигатель Ml питателя. Далее с определенными выдержками времени, которые достаточны для освобождения машин от остатков продукта, отключается электродвигатель конвейера и затем нории.

Составим структурно- техническую схему ПТС (рис. 9.9).

На схеме обозначены в соответствии с приведенным выше описанием управляемые переменнные (Уп, Утр, Унор), возмущения, датчики их состояния – ДС, ПП – пускатели соответствующих приводов; U – управления, заданые значения управляемых переменных У^зд, а также Ry – выбранный режим управления.

Отметим бинарный (т.е. «0» либо «1») характер информации о состоянии ОУ и управляющих воздействий в САУ ПТС.

Рис. 9.9. Структурно- техническая схема ПТС

Для проектирования подобных САУ особую важность приобретает разработка алгоритмов логического управления ПТС: «технологический пуск», «технологический останов», «блокировка», «аварийный останов».

Алгоритмы логического управления должны базироваться на «четком» словесном описании постановок задач управления. Приведем их для рассмотренного примера ПТС:

1. Режим «технологический пуск» – осуществить после подачи предупредительной сигнализации, последовательный запуск оборудования ПТС в направлении обратном движению зерна, при его наличие в бункере 1 и достаточном объеме для загрузки в бункере 2.

2. Режим «технологический останов» – осуществить последовательный останов оборудования ПТС, в направлении совпадающим с напрвлением движения зерна, с выдержкой времени, достаточной для разгрузки от продукта соответствующих участков ПТС, по команде оператора или при опорождении бункера 1 или заполнении бункера 2.

3. Режим «аварийный останов» – незамедлительно отключить оборудование, где произошла аварийная ситуация и все предшествующее оборудование, а последующее оборудование отключить после его разгрузки от зерна.

Рассмотрим блок-схемы представленных алгоритмов. Для удобства и сокращения схемы воспользуемся известными обозначениями алгебры-логики: логическое И(), логическое ИЛИ ( ).

1. Блок-схема алгоритма «технологический пуск» представлена на рис. 9.10.

Рис. 9.10.

2. Блок-схема алгоритма «технологический останов» представлена на рис. 9.11.

Здесь проверка условий Тi >Ti ^зд для питателя, транспортера и нории соответствует заданой выдержки времени, за которое оборудование разгрузится (освободится от зерна), может осуществляться как в отдельном блоке проверки условий схемы (для питателя), так и в блоке проверки выполнения двух условий (для транспортера и нории).

Рис. 9. 11.

3. Блок-схема алгоритма «аварийный останов» представлена на рис. 9.12.

В качестве аварийных ситуаций рассмотрим изменение состояний датчиков –реле скорости (SS3=0) – лента транспортера и (SS4=0) нории, непрерывно контролирующих скорость перемещения продукта по ленте, или ковшов. В процессе нормальной работы ПТС оба датчика формируют сигнал равный 1.

Рис. 9.12

В приведенных блок-схемах алгоритмов предусмотрена проверка выполнения команд включения (выключения приводов), источником сигнала могут быть дополнительные контакты магнитных пускателей.

Все приведенные алгоритмы реализуются программно в МПК (ПЛК) с помощью одного из языков программирования (см. лекция №8).