Автоматизированная система управления транспортными конвейерами участка производства шампанского

Страница 2

1. Производство, хранение и поставка производственных спиртных напитков (водки, ликероводочных изделий).

2. Производство, хранение и поставка производственных вин, шампанского.

3. Эксплуатация химически опасных объемов, аммиачная холодильно-компрессорная установка.

4. Эксплуатация железнодорожной ветки и слива спирта из железнодорожных цистерн.

5. Эксплуатация грузоподъемных механизмов.

6. Эксплуатация автозаправочной станции.

7. Эксплуатация газового хозяйства котельной.

Предприятие занимает одну промышленную площадку общей площадью – 8,37 га – 83671,46 м2. Площадь застройки зданиями и сооружениями 33541,06 м2. Коэффициент застройки 0,4.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.Описание задачи.

Данная система предназначена для конвейера производства шампанского ОАО «Екатеринбургский виншампанкомбинат». Система производит регулирование работы конвейера по средствам включения, выключения автоматов и транспортеров, а так же изменения скорости движения транспортеров и изменения производительности автоматов. При введении данной системы планируется получить экономию электроэнергии около 10 % (на сегодняшний момент весь конвейер потребляет 93,2кВт/час.), уменьшить трение между бутылками и транспортером, тем самым уменьшить нагрузку на двигатели около 8%, уменьшить количество брака путем предотвращения перегрузок автоматов и уменьшения боя бутылок, а так же простоя автоматов.

На данный момент конвейер управляется бригадой наладчиков, состоящей из 9 человек (по количеству автоматов). Каждый из наладчиков отвечает за свой автомат и регулирует производительность автомата и скорость работы транспортера. В случае необходимости наладчик включает, выключает автомат и транспортер. Задача наладчиков заключается в том, чтобы не давать простаивать или быть перегруженными автоматам, и контролировать работу транспортеров. Так как в данном случае имеется «человеческий фактор», руководством КИП было предложено разработать такую систему, которая избавила бы работников от постоянного наблюдения контроля и управления за процессом производства и увеличила рентабельность конвейера. Для этого было предложена данная система. Для решения этой задачи было предложено использовать промышленные контроллеры для управления, и частотные преобразователи для регулирования скоростью работы транспортеров. Для уменьшения затрат на создание данной системы были выбраны контроллеры фирмы OMRON CQM1H, использующиеся в автоматах конвейера, так как данные контроллеры имеются всегда на складе как запасные.

2. Описание работы конвейера.

Конвейер производства шампанского состоит из 9 автоматов и 11 транспортеров между ними. Некоторые транспортеры имеют так называемые «карманы», они служат для того, что бы поступающие бутылки к автомату всегда были в запасе. Такие «карманы» служат своего рода буфером, которые наполняются при остановке или понижении производительности следующего автомата, а когда автомат включается и набирает обороты, бутылки из кармана продолжают поступать к автомату. Так же при недостаточной нагрузке, «карманы», дают запас продукции, для того чтобы автоматы не простаивали. Благодаря таким «карманам» процесс производства становится непрерывным и количество сбоев уменьшается. В некоторых местах «карманы» отсутствуют, так как длина транспортеров позволяет накапливать бутылки без них. Но тем не менее производственный процесс далек от идеального, по этому для повышения показателей и уменьшения затрат предлагается данная система. При поступлении бутылок на первый транспортер (выкладываются грузчиками вручную) они двигаются к автомату «Испытатель бутылок». Шампанское заливается в бутылку подавлением и по этому прежде наполнить бутылку требуется испытать ее под давлением воздуха. После «Испытателя бутылок», бутылка попадает в «Филблок», это автомат, выполняющий три операции. В «Филблоке» бутылка сначала ополаскивается далее в нее заливается под давлением шампанское и запечатывается пробкой. После прохождения «Филблока» бутылка попадает в автомат «Насадки мюзле». Попадая в этот автомат, одевается мюзле (тонкая проволока, которая держит пробку). Далее для соблюдения требование по производству пищевых продуктов бутылка попадает в «Пастеризующий» автомат, в нем происходит сначала нагревание, а потом охлаждение. При перепаде температур на бутылке образуется конденсат и для того чтобы на нее можно было успешно наклеить этикетку требуется высушить бутылку, таким образом, бутылка попадает в сушильный шкаф. Для проверки продукции на брак далее в производственной цепочке бутылка попадает в «Бракеровочный» автомат, там бутылка захватывается и переворачивается, за пультом автомата сидит контролер, который проверяет бутылку на брак (замутнение шампанского, посторонние вещества в бутылки, целостность бутылки). Следующим этапом производства является устройство для наложения колпачков (пластиково-полиэтиленовая обертка на горлышке бутылки) После наложения колпачка, в «Эикеровочном» автомате наклеивается этикетка, контр этикетка (задняя этикетка) и корилетка (этикетка на горлышке бутылки). Последним этапом производства является упаковка шампанского в короба. Для этого используется «Упаковочный» автомат, в котором собирается двенадцать бутылок укладывается в коробку, запечатывается.

3. Описание работы системы.

Для реализации системы требуется следующее оборудование: девять частотных преобразователей и промышленных контроллеров, двадцать семь оптико-механических датчиков и соединительные провода. Датчики и частотные преобразователи уже имеются на транспортерах и поэтому затрат на их приобретение не требуется.

Для упрощения управления весь конвейер логически разбит на звенья по количеству автоматов. В каждое звено входит транспортер, следующий за ним автомат, датчики на транспортере, частотный преобразователь и промышленный контроллер данного звена.

К каждому частотному преобразователю определенного звена подключаются все двигатели одного транспортера. Сам частотный преобразователь подключается к промышленному контроллеру. Датчики устанавливаются на транспортере и так же подключаются к промышленному контроллеру. Каждый контроллер подключается к одному компьютеру, который координирует работу всей системы. Датчики на транспортере установлены так, чтобы первый датчик показывал наличие бутылок в начале транспортер, второй датчик показывал возникновение перегрузки, для этого он устанавливается перед «карманом» транспортера или, если «карман» отсутствует, то датчик устанавливается на расстоянии 2/5 от следующего автомата. Каждый транспортер имеет свою среднюю скорость в (обр./мин.). Эта скорость определяется опытным путем. Так же для каждого транспортера задается предел регулирования, т.е. максимальная и минимальная скорость на которой транспортер должен работать. По аналогии, только производительность в (бут./час) имеется и у автоматов. Данные скорости не являются предельными, а выбираются такими, что бы конвейер в среднем работал на одной скорости. Таким образом, есть два варианта установок скоростей и уровней производительностей:

1. Найти наименьшее кратное между скоростями всех транспортеров, а так же производительностями автоматов и установить их на данное значение.

2. Для каждого автомата и транспортера задавать индивидуальную скорость и производительность.

В первом случае все транспортеры будут работать на одной скорости, автоматы будут иметь одну производительность. По этому некоторые автоматы буду работать почти на предельной скорости, а другие работать в «пол силы», что будет приводить к износу и разрушению перегруженных автоматов.

Во втором случае транспортеры будут иметь индивидуальную скорость, автоматы - индивидуальную производительность, т.е. каждый автомат будет настроен так, что при включении он будет работать с так называемой «крейсерской скоростью». Это означает, что износ механизмов и потребление энергии автомата будет минимальным, а производительность максимально, что является идеальным состоянием работы. При данном варианте настройки скоростей возникает следующая проблема. Так как некоторые автоматы имеют производительность ниже, чем остальные, то эти автоматы будут перегружаться продукцией (бутылками). Для решения данной проблемы предлагается использовать данную системы регулирования.