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谈谈自动化技术在沥青加工行业中的应用实例

重庆鑫路捷科技股份有限公司2018-12-05 08:37:50

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    首先咱们来谈一谈行业背景

    近年来,自2001年我国加入世贸WTO后,对各行各业的竞争要求及标准大大提高。为适应中国在世界各国的格局,国家交通行业对科学技术应用的要求也逐步提高,对于路面材料沥青加工设备要求也规范化。而利用自动化技术控制沥青改性加工设备,使设备可靠性、智能化程度、精度、安全、工艺等得到了保证。现在公路行业中的沥青加工设备电气控制系统,大多都采用传统的手动按钮或半自动集中控制等电气系统。这样造成了生产效率低下、品质不能保证、能源浪费,从而需要投入大量的人力物力。而采用自动化后使整个电气操作系统具有数据报表记录功能,以便随时查询原材料用量以及生产工艺情况。这种自动化系统结构组成简单、制造成本低、节省能源、安全、可靠,因其采用全自动运行模式,大大提高了生产效率,节省了大量时间,整个设备系统抗干扰能力强及稳定性强,同时又减少了人力物力投入。同时可以根据控制系统,在工作过程中记录的数据报表,能准确计算出成本价格,给统计管理等工作带来方便。


    如今,各行业市场竞争越来越激烈,迫使各个沥青改性加工生产厂商对改性沥青成本控制越来越精细。因为生产现场管理工作信息传递不畅,导致生产加工过程中原材料、成品发货数量等信息掌握滞后,从而很难及时有效的核算出成本,管理部门不能实现动态管理以及和客户进行有效沟通。最终使加工企业核心竞争力上不去,经常出现管理工作无法很好监管。因此建议大面积推广应用自动化技术,数据控制自动成本核算系统,对改性沥青加工成本核算要求规范化。如成本核算(实时性、精准性、有效性、真实性等),现在公路行业中的改性沥青加工成本核算,大都采用传统的当天统计报表发送或让后勤部门现场办公等进行核算。虽说看似当天都能统计核算出成本信息,但是在办公中浪费了大量的人员及物力致使管理成本提高。由于生产现场每个环节工序的多样性及各部门配合问题,统计的数据也不一定和生产实际相符。这样造成了生产成本核算偏差大、部门之间配合效率低下、管理成本加大。


     应用自动化技术系统后,具有原材料及生产支出数据报表记录、生产成本自动核算报表记录以及各个工艺环节数据监控记录的功能,以便随时查询证实原材料用量、生产工艺执行情况以及成本核算。经各级管理职能部门查证后,可以通过信息处理反馈系统指正返回处理。便于实现动态有效管理系统,所有核算数据具有实时性、精准性、有效性、真实性、安全可靠性。能准确计算出成本价格,给工程管理工作带来方便。这充分体现了一个管理团队可同时监管多个生产现场。最终真正实现现代化企业自动化管理办公,提高了企业的核心竞争力和管理水平。


    为满足业主方实现动态高标准现代化管理,今年我公司技术中心在毛总、王主任及陕西吴定高速改性沥青加工项目赵经理、刘经理的多级领导支持下,对该项目整套所有设备结合改性沥青主设备特性,根据合同要求进行全面硬件及软件自主设计和开发。


    下面具体谈一谈自动化技术在陕西吴定高速项目工程实例中的应用情况

1、本次改造保持原有改性沥青主设备计算机控制系统不改变,在此基础上单独新开发的一整套新系统,与原系统相互对接形成一个大自控系统。正真做到自动化技术在沥青加工行业中的应用朝高智能化发展。如下图所示:

  

图1

图2

2、整个电气控制系统:由称重数模转化器、称重显示仪表、液位数模转化器、液位显示仪表、温度数模转化器、温度显示仪表、流量数模转化器、流量显示仪表、通讯串口采集分配器、485转化232通讯模块、工业专用计算机、人机交换工业专用显示器、键盘鼠标人机语言交换控制、PLC主控单元及其它各控制单元等辅助系统组成。

  

图3 各种显示仪表

图4 控制系统配电箱

图5 各种仪表及驱动配电箱

图6 工控机PLC数据处理配电箱

图7 变频系统

图8 新系统工控机与原设备工控机

图9 新系统工控机

图10 原设备工控机

图11 PLC系统设备

  图12 沥青流量计显示仪

图13 外部设备主配电箱

图14 外部设备改造自控系统后配电箱

3、所要控制设备的基本构成:由1号脱桶设备、2号脱桶设备、沥青储油池1、沥青储油池2、脱桶沥青泵、1号基质罐、2号基质罐、改性沥青流量计、换热器沥青泵、螺旋板式换热器、糠醛油储罐、糠醛油计量泵、糠醛油计量罐、糠醛油出料泵、稳定剂上料器、改性沥青主设备、1号成品罐、2号成品罐、1号成品罐搅拌、2号成品罐搅拌、改性成品泵等组成。

  

图15  整个厂区设备整体布局

图16 沥青脱桶设备

图17 基质沥青罐及流量计、液位温度传感器

图18 沥青换热器及换热器调节泵

图19 糠醛油储罐及计量自动加料设备  

图20 稳定剂计量自动加料设备

图21 改性沥青主设备

图22 改性成品罐及搅拌设备

4、整个控制系统工作原理:工作前先打开工业专用计算机,使整个电气控制系统处于待命工作状态。等待锅炉供热温度数据达到规定要求后,用键盘鼠标人机语言交换控制去命令,选择人机交换工业专用显示器中自动生产系统软元件启动,使得工业专用计算机发出命令给PLC主控单元。由各个检测传感器测量出各类型的模拟信号。经由数字显示仪表一方面显示当前实时数据,及另一方面输出模拟量信号。传送给数模转换器,处理成数字信号。进入到通讯串口采集分配器由它分出各个数据类别,把重量、液位、温度通讯信号处理分类后,输出抗干扰强大的485通讯信号进行数据传输。再经由485转化232通讯模块处理成工业专用计算机能识别的232数字信号,作为生产工艺控制电气系统程序数据,去自动控制整个系统按先后顺序自动执行。它的整个自动控制系统,都是按照事先编制好的工艺程序,按顺序去自动完成无需人工再去操作。最后根据产品工艺编程要求,整个电气自动控制系统所要控制的设备。完全受整个系统中的重量、液位、温度信号数据控制,且个自动执行程序都必须满足相应的工艺数据要求。由工业专用计算机中开发好的组态软件直接显示出当前所有实时数据。最后由事先开发好的的组态软件去命令PLC主控单元,而PLC主控单元受PLC程序的控制,PLC主控单元在控制其它各控制单元。各控制单元直接发出开关信号,去控制各个设备主控回路,使得各设备按照工艺规范正常运行。

软件开发系统如图: 

图23 软件开发系统

PLC系统程序指令较长且繁琐,故此处省略一万字...望谅解

5、整个控制系统设有自动报警装置,以便在出现故障后硬件电路急时报警通过PLC输入单元,将报警信息直接送入工业专用计算机,在开发好的组态软件中直接显示报警点信息。


6、整个控制系统设有自动保护装置,以便于在执行自动控制过程中,由于那个工艺环节设备出现异常后,不满足生产工艺要求而自动保护。


7、整个控制系统设有数据显示、设备工作状态运行显示、设备工作参数设置、报警、保护、时间、日期等信息显示。以及生产产量原材料数量等信息报表记录功能。


8、整个电气控制系统设有全自动工作状态、半自动工作状态、手动工作状态三种状态操作系统。三种状态操作系统互为独立,在信息数据方面都是信息资源共享。


9、整个电气控制系统设有紧急停止硬件功能,以防出现突发事件一键按下可以停止所有设备工作。但不会影响到工作中设备保存数据及工作状态运行等记忆功能。


10、整个电气控制系统中工业专用计算机、人机交换工业专用显示器、数模转化器、通讯串口采集分配器、通讯模块、PLC系统以及各单元执行电路,都采用直流24V安全供电电压。


    11、此新控制系统增加后在本项目中的最大优势:对于糠醛油及稳定剂的计量更加精确。且他们的上料都属于自动执行,保证加工工艺的正确无误,同时也保证了工作效率节省了人力及物力。一方面解决了传统人工加稳定剂计量不准,及加料速度无法控制,烟气大高温危险等因素。另一方面解决了传统人工加糠醛油靠目测标尺,估算法计量误差大不准,加料过程完全靠人工控制繁琐、效率低、气味大等因素。还解决了生产材料报表、生产工艺实时监控、提高了效率、节省了能源、降低了成本、数据处理存储及历史查询等功能。


小编说:自征稿以来,这是本平台收到的第一篇专业类的文章,“门外汉”也可以学到一点点。感谢技术部张林军的分享,期待有更多的分享!




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