Содержание статьи
- Введение в тепловлажностную обработку ЖБИ
- Принципы работы пропарочных камер
- Программируемые логические контроллеры в системах автоматизации
- Компоненты системы автоматизации пропарочной камеры
- Размещение датчиков температуры и влажности
- Программирование контроллеров для управления режимами пропарки
- Ступенчатые режимы подъема и снижения температуры
- Примеры реализации систем автоматизации
- Часто задаваемые вопросы
Введение в тепловлажностную обработку ЖБИ
Тепловлажностная обработка железобетонных изделий представляет собой критически важный этап производства, обеспечивающий ускоренное твердение бетона и достижение требуемой отпускной прочности. В заводских условиях применение пропарочных камер позволяет сократить время набора прочности бетона в 8-10 раз по сравнению с естественным твердением при нормальных условиях.
Процесс тепловлажностной обработки основан на воздействии на бетонное изделие насыщенного водяного пара при температуре от 60 до 100 градусов Цельсия и относительной влажности близкой к 100 процентам. Данный метод позволяет изделиям достигать 70-90 процентов проектной прочности уже через 16-20 часов после формовки, что существенно повышает производительность предприятий по выпуску ЖБИ.
Принципы работы пропарочных камер
Пропарочные камеры подразделяются на несколько типов в зависимости от конструктивного исполнения и принципа работы. Наиболее распространены ямные камеры периодического действия и напольные камеры. В ямных камерах изделия располагаются в углублениях ниже уровня пола цеха, что обеспечивает лучшую термоизоляцию и снижает теплопотери. Напольные камеры устраиваются на уровне пола производственного помещения и требуют дополнительной теплоизоляции стенок.
Подача пара в камеру осуществляется через систему распределительных трубопроводов диаметром обычно 50-100 миллиметров с перфорацией или соплами. Равномерное распределение пара по объему камеры достигается правильным расположением паропроводов и поддержанием давления пара перед соплами не менее 0,25 МПа. Для минимизации гидравлических потерь углы пропарочной камеры рекомендуется выполнять скругленными.
Стадии технологического процесса
Полный цикл тепловлажностной обработки бетонных изделий включает четыре основные стадии. Первая стадия - предварительная выдержка отформованных изделий при температуре окружающей среды продолжительностью от 2 до 6 часов в зависимости от подвижности бетонной смеси и типа применяемого цемента. Данный этап необходим для начального структурообразования цементного камня.
Вторая стадия представляет собой плавный подъем температуры со скоростью от 15 до 35 градусов Цельсия в час. Скорость нагрева зависит от массивности изделий и их геометрических параметров. Для крупноразмерных тонкостенных конструкций, таких как многопустотные плиты перекрытий, скорость подъема температуры не должна превышать 20 градусов в час во избежание возникновения температурных напряжений. Для массивных изделий рекомендуется скорость 15-20 градусов в час.
| Тип изделия | Предварительная выдержка, ч | Скорость подъема температуры, °С/ч | Температура изотермии, °С | Длительность изотермии, ч |
|---|---|---|---|---|
| Немассивные изделия (жесткие смеси) | 2-3 | 30-35 | 80-90 | 3-5 |
| Тонкостенные конструкции | 3-4 | 20-25 | 75-85 | 4-6 |
| Массивные изделия | 4-6 | 15-20 | 70-80 | 6-9 |
| Изделия из пластичных смесей | 3-6 | 25-30 | 80-90 | 4-7 |
Третья стадия - изотермическая выдержка при максимальной температуре 70-90 градусов Цельсия продолжительностью от 3 до 9 часов. На данном этапе происходит интенсивное твердение бетона и набор им основной части отпускной прочности. Четвертая стадия включает постепенное охлаждение изделий в камере или на воздухе со скоростью не более 15-20 градусов в час для предотвращения образования термических трещин.
Программируемые логические контроллеры в системах автоматизации
Программируемый логический контроллер представляет собой цифровую электронную систему, предназначенную для управления промышленным оборудованием в режиме реального времени. ПЛК используется для автоматизации технологических процессов благодаря способности выполнять логические операции, арифметические действия, согласование по времени и обработку аналоговых и дискретных сигналов.
В системах автоматизации пропарочных камер ПЛК выполняет функции сбора данных от датчиков температуры и влажности, обработки полученной информации согласно заложенному алгоритму и выдачи управляющих воздействий на исполнительные механизмы. Основными преимуществами применения ПЛК являются высокая надежность, возможность программирования различных технологических режимов, удаленный мониторинг и архивирование данных.
Архитектура ПЛК
Типовой программируемый контроллер состоит из трех основных функциональных зон. Группа входов предназначена для приема сигналов от датчиков и включает аналоговые входы для подключения термопар или термосопротивлений и дискретные входы для концевых выключателей или кнопок управления. Аппаратно-программная часть содержит центральный процессор, оперативную и энергонезависимую память для хранения управляющей программы.
Группа выходов обеспечивает формирование управляющих сигналов для исполнительных устройств. Аналоговые выходы используются для управления регулирующими клапанами подачи пара, а дискретные выходы - для включения паровых задвижек, сигнализации и блокировок. Современные ПЛК оснащаются коммуникационными портами RS-485 или Ethernet для связи с системами верхнего уровня и операторскими панелями.
| Тип входа/выхода | Назначение | Диапазон сигналов | Применение в системе |
|---|---|---|---|
| Аналоговый вход | Измерение температуры | 4-20 мА, 0-10 В | Подключение датчиков температуры |
| Аналоговый вход | Измерение влажности | 4-20 мА, 0-10 В | Подключение датчиков влажности |
| Дискретный вход | Сигнализация | 24 В DC | Концевые выключатели дверей |
| Аналоговый выход | Управление клапаном | 4-20 мА | Регулирование подачи пара |
| Дискретный выход | Управление задвижками | 24 В DC, реле | Включение/отключение паровых линий |
Применяемые ПЛК в системах пропарки
Для автоматизации пропарочных камер применяются программируемые контроллеры различных производителей. Контроллеры с поддержкой стандартных языков программирования согласно ГОСТ Р МЭК 61131-3-2016 обеспечивают необходимую функциональность и имеют развитую систему модулей расширения. Данный стандарт определяет пять языков программирования: релейно-контактные схемы LD, структурированный текст ST, список инструкций IL, функциональные блоковые диаграммы FBD и последовательные функциональные схемы SFC.
Для небольших пропарочных камер часто применяются программные ПИД-регуляторы, которые сочетают функции контроллера и регулятора температуры. Такие приборы позволяют задавать температурные профили с несколькими ступенями подъема и выдержки температуры, что полностью удовлетворяет требованиям технологического процесса пропарки.
Компоненты системы автоматизации пропарочной камеры
Типовая система автоматизации пропарочной камеры включает несколько взаимосвязанных подсистем. Подсистема измерения обеспечивает непрерывный контроль температуры и влажности в различных зонах камеры с помощью датчиков, преобразующих физические величины в унифицированные электрические сигналы. Подсистема управления на базе ПЛК выполняет обработку данных и формирование управляющих воздействий согласно заданной программе.
Исполнительная подсистема включает запорно-регулирующую арматуру, обеспечивающую дозированную подачу пара в камеру. Применяются как дискретные паровые задвижки с электроприводом, так и регулирующие клапаны с аналоговым управлением по сигналу 4-20 миллиампер. Подсистема визуализации предоставляет оператору информацию о текущем состоянии процесса через панель оператора или компьютер с SCADA-системой.
Датчики температуры
Для измерения температуры в пропарочных камерах применяются термопреобразователи сопротивления типа ДТС с чувствительным элементом Pt100 или Pt1000. Данные датчики обеспечивают точность измерения класса B составляющую плюс-минус 0,3 градуса Цельсия при 0 градусов, класса A - плюс-минус 0,15 градуса плюс 0,002 умножить на модуль температуры. Диапазон измерения составляет от минус 50 до плюс 250 градусов Цельсия. Термопреобразователи выполняются в промышленном исполнении с защитной гильзой из нержавеющей стали и классом защиты IP65 или IP67.
Для подключения датчиков к ПЛК используется трехпроводная или четырехпроводная схема, компенсирующая сопротивление соединительных проводов. Длина кабеля от датчика до контроллера не должна превышать 100 метров при использовании экранированного кабеля сечением не менее 0,5 квадратных миллиметров. Экран кабеля заземляется со стороны ПЛК для защиты от электромагнитных помех.
Датчики влажности
Измерение относительной влажности осуществляется комбинированными датчиками температуры и влажности с выходным сигналом 4-20 миллиампер или цифровым интерфейсом RS-485 по протоколу Modbus RTU. Такие датчики обеспечивают точность измерения влажности 3-5 процентов в диапазоне от 0 до 100 процентов относительной влажности и одновременно контролируют температуру с точностью 0,3-0,5 градуса Цельсия.
Размещение датчиков влажности в пропарочной камере требует особого внимания к условиям эксплуатации. Датчики должны быть защищены от прямого попадания конденсата и иметь исполнение, рассчитанное на работу при температуре до 120 градусов Цельсия. Для тяжелых условий применяются модификации с выносным зондом на кабеле длиной до 5 метров, что позволяет разместить электронный блок вне зоны высокой температуры.
Запорно-регулирующая арматура
Регулирование подачи пара осуществляется с помощью регулирующих клапанов с пневматическим или электрическим приводом. Клапан устанавливается на паропроводе перед входом в камеру и управляется аналоговым сигналом от ПЛК. Пропускная способность клапана подбирается исходя из максимального расхода пара, необходимого для обеспечения требуемой скорости подъема температуры в камере.
Пример расчета пропускной способности клапана
Для камеры объемом 50 кубических метров при требуемой скорости подъема температуры 25 градусов в час необходимый расход пара составляет:
Q = V × ρ × c × ΔT / (τ × r)
где V - объем камеры, куб.м; ρ - плотность воздуха, кг/куб.м; c - удельная теплоемкость, кДж/(кг·К); ΔT - изменение температуры, К; τ - время, с; r - теплота парообразования, кДж/кг
При типовых параметрах расчетный расход пара составляет 40-60 килограмм в час, что соответствует клапану с условным проходом DN50.
Размещение датчиков температуры и влажности
Правильное размещение датчиков в пропарочной камере критически важно для обеспечения точного контроля технологического процесса. Датчики должны располагаться в репрезентативных точках, отражающих усредненное состояние среды в камере, при этом быть защищены от прямого воздействия струй пара и конденсата.
Принципы размещения датчиков
Основной датчик температуры, сигнал которого используется для регулирования подачи пара, размещается в центральной части камеры на высоте примерно одна треть от общей высоты камеры. Данное положение обеспечивает измерение температуры в зоне расположения бетонных изделий. Датчик устанавливается в защитной гильзе с отверстиями для циркуляции воздуха, но предотвращающей прямое попадание конденсата на чувствительный элемент.
Для камер большого объема рекомендуется установка нескольких датчиков температуры в различных зонах. Это позволяет контролировать равномерность прогрева по объему камеры и при необходимости корректировать работу системы распределения пара. Типовая схема предусматривает размещение трех датчиков: в нижней зоне на высоте 0,5-1 метр от пола, в средней зоне и в верхней части камеры.
Пример размещения датчиков для ямной камеры 4×6 метров
- Датчик Т1 - центр камеры, высота 1,5 метра от дна (основной для регулирования)
- Датчик Т2 - угловая зона, высота 1,0 метр (контроль равномерности)
- Датчик Т3 - верхняя зона, высота 2,5 метра (контроль перегрева)
- Датчик ТВ1 - комбинированный температура/влажность, центр камеры, высота 1,8 метра
Монтаж и подключение датчиков
Датчики монтируются на металлических кронштейнах, закрепленных на стенках камеры. Кронштейны должны обеспечивать возможность регулировки положения датчика и его демонтажа для периодической поверки без нарушения герметичности камеры. Ввод кабелей от датчиков осуществляется через сальниковые уплотнения или специальные проходки, обеспечивающие герметичность при рабочем давлении пара.
Соединительные кабели прокладываются в защитных гофрированных трубах или металлических лотках. Для датчиков с токовым выходом 4-20 миллиампер применяется двухпроводная схема подключения, при которой датчик питается от того же контура, по которому передается измеренное значение. Это упрощает монтаж и повышает помехозащищенность системы.
Программирование контроллеров для управления режимами пропарки
Программирование ПЛК для систем автоматизации пропарочных камер выполняется в соответствии с ГОСТ Р МЭК 61131-3-2016, определяющим пять языков программирования промышленных контроллеров. Наиболее распространенными являются язык релейно-контактных схем LD и язык структурированного текста ST.
Структура управляющей программы
Программа управления пропарочной камерой строится по модульному принципу и включает несколько основных блоков. Блок инициализации выполняется при запуске контроллера и устанавливает начальные значения переменных, конфигурирует порты ввода-вывода и коммуникационные интерфейсы. Блок опроса датчиков обеспечивает циклическое считывание значений температуры и влажности с заданной периодичностью обычно 1-5 секунд.
Центральным элементом программы является блок регулирования, реализующий ПИД-алгоритм управления температурой. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор обеспечивает точное поддержание заданной температуры путем непрерывной корректировки степени открытия регулирующего клапана. Параметры настройки ПИД-регулятора подбираются экспериментально для конкретной камеры.
Типовые начальные параметры ПИД-регулятора для пропарочной камеры
- Коэффициент пропорциональности Kp = 3-8
- Время интегрирования Ti = 120-300 секунд
- Время дифференцирования Td = 20-60 секунд
- Период опроса датчиков = 1-5 секунд
- Период обновления выхода регулятора = 1-10 секунд
Примечание: параметры подбираются экспериментально для конкретной камеры
Программирование температурных профилей
Управление процессом пропарки осуществляется по заданному температурному профилю, представляющему собой зависимость уставки температуры от времени. Профиль состоит из нескольких сегментов, каждый из которых характеризуется целевой температурой, скоростью изменения температуры и временем выдержки при достижении заданного значения.
В памяти контроллера хранятся несколько предустановленных профилей для различных типов изделий. Оператор выбирает необходимый профиль перед началом цикла пропарки. Программа контроллера автоматически переключается между сегментами профиля при выполнении условий перехода. Условием может быть достижение заданной температуры или истечение установленного времени.
| Сегмент | Описание | Целевая температура, °С | Скорость изменения, °С/ч | Длительность, ч |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Предварительная выдержка | 20-25 | 0 | 2-4 |
| 2 | Подъем температуры | 85 | 25 | 2-3 |
| 3 | Изотермическая выдержка | 85 | 0 | 4-6 |
| 4 | Снижение температуры | 40 | 15-20 | 2-3 |
| 5 | Окончательное охлаждение | 25 | естественное | до открытия камеры |
Интерфейсы связи и протоколы обмена
Для связи ПЛК с датчиками, имеющими цифровой выход, и с системами верхнего уровня используется промышленный интерфейс RS-485 с протоколом Modbus RTU. Протокол Modbus является широко распространенным в промышленной автоматизации и поддерживается подавляющим большинством контроллеров и интеллектуальных датчиков.
Конфигурирование связи по RS-485 в программе контроллера включает настройку параметров последовательного порта: скорость обмена обычно устанавливается 9600 или 19200 бит в секунду, формат данных 8 бит без проверки четности, 1 стоповый бит. Контроллер работает в режиме Master и циклически опрашивает подключенные устройства Slave, передавая запросы и получая ответы с текущими значениями измеряемых параметров. Интерфейс RS-485 позволяет подключать до 32 устройств к одной линии связи на расстояние до 1200 метров.
Ступенчатые режимы подъема и снижения температуры
Применение ступенчатых режимов изменения температуры позволяет оптимизировать процесс тепловлажностной обработки и предотвратить возникновение температурных напряжений в бетонных изделиях. Вместо непрерывного подъема температуры с постоянной скоростью используется многоступенчатый профиль с промежуточными выдержками при определенных температурах.
Преимущества ступенчатых режимов
Ступенчатый режим обеспечивает более равномерный прогрев массивных изделий благодаря выравниванию температурного поля во время промежуточных выдержек. При непрерывном подъеме температуры может возникать значительный градиент между поверхностными и внутренними слоями бетона, что приводит к образованию микротрещин. Использование ступеней с выдержкой 30-60 минут позволяет теплу распространиться вглубь изделия.
Для тонкостенных конструкций ступенчатый режим менее критичен, но также способствует более плавному протеканию процессов гидратации цемента. Количество ступеней и их температурные параметры выбираются в зависимости от размеров и конфигурации изделий. Типовой ступенчатый режим для массивных изделий включает 3-4 ступени подъема температуры с интервалом 15-20 градусов.
Пример ступенчатого режима для массивных фундаментных блоков
- Предварительная выдержка при 20 градусах - 4 часа
- Подъем до 40 градусов со скоростью 20 градусов в час - 1 час
- Выдержка при 40 градусах - 1 час
- Подъем до 60 градусов со скоростью 20 градусов в час - 1 час
- Выдержка при 60 градусах - 1 час
- Подъем до 80 градусов со скоростью 20 градусов в час - 1 час
- Изотермическая выдержка при 80 градусах - 6 часов
- Ступенчатое охлаждение с выдержками при 60 и 40 градусах
Программная реализация ступенчатых режимов
Реализация ступенчатого режима в программе контроллера осуществляется с использованием машины состояний. Каждая ступень профиля соответствует отдельному состоянию программы. Переход между состояниями происходит при выполнении условий: достижение целевой температуры с допустимым отклонением не более 2 градусов и истечение времени выдержки на данной ступени.
Для каждого состояния определяется уставка регулятора температуры и предельное время нахождения в данном состоянии. Если по истечении предельного времени целевая температура не достигнута, программа генерирует аварийное сообщение и переходит в безопасное состояние с прекращением подачи пара. Это предотвращает перегрев изделий при возможных неисправностях системы.
Оптимизация режимов снижения температуры
Снижение температуры после изотермической выдержки также должно быть контролируемым для предотвращения термических напряжений. Резкое охлаждение может привести к образованию поверхностных трещин особенно в массивных изделиях. Рекомендуемая скорость снижения температуры составляет 15-20 градусов в час, что обеспечивается постепенным прекращением подачи пара и естественной теплоотдачей через стенки камеры.
Ступенчатое охлаждение с промежуточными выдержками при 60 и 40 градусах применяется для особо ответственных конструкций. Автоматическое управление процессом охлаждения реализуется путем дозированной подачи наружного воздуха в камеру через регулируемые заслонки. Контроллер отслеживает скорость снижения температуры и при ее превышении закрывает заслонки, уменьшая теплоотдачу.
Примеры реализации систем автоматизации
Практическое применение автоматизированных систем управления пропарочными камерами демонстрирует существенное повышение эффективности производства ЖБИ. Автоматизация позволяет сократить расход пара на 15-20 процентов по сравнению с ручным регулированием благодаря точному поддержанию заданных параметров. Одновременно снижается брак продукции за счет исключения человеческого фактора и строгого соблюдения технологических режимов.
Система на базе программного регулятора
Для автоматизации одиночной пропарочной камеры напольного типа может применяться программный регулятор, объединяющий функции ПИД-регулятора температуры и программатора, позволяющего задавать многосегментные температурные профили. Регулятор имеет один аналоговый вход для подключения датчика температуры и аналоговый или релейный выход для управления регулирующим клапаном.
В памяти программного регулятора хранятся до трех различных технологических программ, каждая из которых может содержать до 16 сегментов. Это обеспечивает достаточную гибкость для реализации различных режимов пропарки. Прибор оснащен графическим дисплеем для визуализации текущего температурного профиля и сетевым интерфейсом для подключения к системе удаленного мониторинга.
Многоканальная система на базе ПЛК
Для крупных предприятий с несколькими пропарочными камерами целесообразно применение централизованной системы автоматизации на базе программируемого контроллера. ПЛК с достаточным количеством входов и выходов обеспечивает одновременное управление 4-8 камерами. Каждая камера контролируется по 2-3 датчикам температуры, что позволяет отслеживать равномерность прогрева.
Центральный контроллер связывается с операторской станцией по Ethernet, на которой установлена SCADA-система для визуализации процессов. Оператор может наблюдать текущее состояние всех камер на единой мнемосхеме, изменять параметры технологических режимов и анализировать архивные данные. Система автоматически ведет журнал событий с фиксацией всех аварийных ситуаций и действий персонала.
| Тип системы | Основное оборудование | Количество камер | Функциональность |
|---|---|---|---|
| Простая система | Программный регулятор с ПИД | 1 | Автоматическое регулирование, несколько программ |
| Средняя система | ПЛК с панелью оператора | 1-2 | ПИД-регулирование, визуализация, архив |
| Большая система | ПЛК с SCADA | 4-8 | Централизованное управление, удаленный доступ |
| Комплексная система | Промышленный ПЛК с распределенными модулями | более 8 | Интеграция с MES, прогнозирование режимов |
Интеграция с системами верхнего уровня
Современные системы автоматизации пропарочных камер интегрируются с производственными информационными системами предприятия. Данные о режимах обработки каждой партии изделий передаются в систему управления производством MES для формирования паспортов качества. Информация о фактическом расходе пара используется системой учета энергоресурсов для калькуляции себестоимости продукции.
Облачные сервисы мониторинга позволяют технологам и руководству предприятия контролировать процесс пропарки удаленно через веб-интерфейс или мобильное приложение. Система отправляет уведомления при возникновении аварийных ситуаций или окончании цикла обработки. Накопленные данные используются для анализа эффективности различных режимов и оптимизации технологических параметров.
Часто задаваемые вопросы
Скорость подъема температуры определяется массивностью изделий. Для немассивных изделий из жестких смесей допустимая скорость составляет 30-35 градусов Цельсия в час. Для крупноразмерных тонкостенных конструкций скорость не должна превышать 20-25 градусов в час. Массивные изделия требуют более медленного нагрева со скоростью 15-20 градусов в час. Превышение рекомендуемых скоростей может привести к возникновению температурных напряжений и образованию трещин в бетоне.
Минимальное количество датчиков температуры для обеспечения контроля процесса - один датчик, размещенный в центральной зоне камеры на уровне изделий. Для камер объемом более 30 кубических метров рекомендуется установка трех датчиков в различных зонах для контроля равномерности прогрева. Один датчик используется для регулирования подачи пара, остальные - для мониторинга и сигнализации отклонений температуры. При значительной неравномерности прогрева необходима корректировка системы распределения пара.
Автоматизация обеспечивает точное соблюдение заданных температурных режимов, что повышает качество продукции и снижает брак. Автоматическое регулирование сокращает расход пара на 15-20 процентов за счет исключения перегрева и более эффективного использования тепловой энергии. Система архивирования данных позволяет документировать параметры обработки каждой партии изделий. Снижается трудоемкость процесса благодаря исключению необходимости ручного регулирования паровых задвижек в течение всего цикла пропарки длительностью 16-20 часов.
Наиболее распространенным протоколом для промышленных систем автоматизации является Modbus RTU по интерфейсу RS-485. Данный протокол поддерживается подавляющим большинством контроллеров и интеллектуальных датчиков. Интерфейс RS-485 обеспечивает передачу данных на расстояние до 1200 метров и подключение до 32 устройств к одной линии связи. Типовая скорость обмена 9600 или 19200 бит в секунду достаточна для систем управления пропарочными камерами. Для датчиков с аналоговым выходом 4-20 миллиампер цифровой интерфейс не требуется.
Настройка параметров ПИД-регулятора выполняется экспериментально для конкретной камеры. Начальные значения коэффициента пропорциональности устанавливаются в диапазоне 3-8, времени интегрирования 120-300 секунд, времени дифференцирования 20-60 секунд. Для точной настройки применяется метод последовательных приближений: сначала устанавливается только пропорциональная составляющая до получения устойчивых колебаний, затем добавляется интегральная составляющая для устранения статической ошибки, и наконец вводится дифференциальная составляющая для ускорения реакции системы. Критерием качества настройки является время выхода на заданную температуру не более 10-15 минут и отклонение от уставки не более 2 градусов.
Длительность предварительной выдержки зависит от подвижности бетонной смеси и типа изделий. Для изделий из подвижных и малоподвижных смесей рекомендуется выдержка 3-6 часов. Изделия из жестких смесей требуют не менее 2-3 часов предварительной выдержки. Для особо жестких смесей достаточно 2 часов. Предварительная выдержка необходима для начального структурообразования цементного камня и предотвращения деформаций изделий при последующем нагреве. Допускается сокращение времени выдержки при использовании подогрева бетонной смеси или применении ускорителей твердения.
Термопреобразователи сопротивления типа ДТС являются средствами измерений и подлежат периодической поверке в соответствии с требованиями метрологического законодательства. Межповерочный интервал для промышленных датчиков температуры обычно составляет 2-4 года в зависимости от условий эксплуатации. Для датчиков, работающих в тяжелых условиях пропарочной камеры с температурой до 100 градусов и влажностью близкой к 100 процентам, рекомендуется ежегодная проверка метрологических характеристик. Дополнительно целесообразно проводить ежеквартальный контроль исправности датчиков путем сравнения показаний нескольких датчиков, размещенных в одной зоне камеры.
Современные программируемые контроллеры позволяют управлять несколькими пропарочными камерами одновременно при наличии достаточного количества входов и выходов. Типовой ПЛК с модулями расширения может обслуживать 4-8 камер, обеспечивая независимое регулирование температуры в каждой из них. Для каждой камеры в программе контроллера создается отдельный экземпляр функционального блока управления с индивидуальными параметрами настройки. Централизованное управление снижает затраты на оборудование и упрощает обслуживание системы. При этом обеспечивается независимость работы камер - авария в одной камере не влияет на процесс в остальных.
Система автоматизации должна включать следующие обязательные блокировки безопасности: запрет подачи пара при открытых дверях камеры контролируется концевыми выключателями; аварийное отключение при превышении максимально допустимой температуры срабатывает при достижении 100-105 градусов; блокировка при неисправности датчиков температуры определяется по выходу сигнала за пределы диапазона измерения; прекращение подачи пара при отказе регулирующего клапана выявляется по несоответствию заданного и фактического положения. Все аварийные события фиксируются в журнале с указанием даты, времени и типа события для последующего анализа.
Программирование ПЛК выполняется в соответствии с ГОСТ Р МЭК 61131-3-2016, который определяет пять стандартных языков: релейно-контактные схемы LD, структурированный текст ST, список инструкций IL, функциональные блоковые диаграммы FBD и последовательные функциональные схемы SFC. Для систем управления пропарочными камерами наиболее часто используются языки LD и ST благодаря их наглядности и удобству программирования алгоритмов регулирования. Выбор языка зависит от предпочтений разработчика и сложности реализуемых алгоритмов управления.
Отказ от ответственности
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Информация представлена на основе общедоступных технических материалов и нормативных документов. Автор не несет ответственности за любые действия, предпринятые на основе информации из данной статьи, включая проектирование, монтаж, наладку систем автоматизации или эксплуатацию промышленного оборудования.
Проектирование систем автоматизации пропарочных камер должно выполняться квалифицированными специалистами с соответствующими допусками и лицензиями. Монтаж и пуско-наладочные работы должны проводиться с соблюдением требований промышленной безопасности, правил устройства электроустановок и действующих строительных норм. Перед внедрением любых технических решений необходимо провести проектную проработку с учетом конкретных условий производства.
Все технические параметры, приведенные в статье, являются ориентировочными и могут отличаться для конкретного оборудования и технологических условий. Для получения точных данных следует обращаться к технической документации производителей оборудования и действующим нормативным документам.
Источники
- Руководство по тепловой обработке бетонных и железобетонных изделий. Москва, Стройиздат, 1974.
- ГОСТ 13015-2012. Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения.
- ГОСТ Р МЭК 61131-3-2016. Контроллеры программируемые. Часть 3. Языки программирования.
- ГОСТ Р МЭК 61131-1-2016. Контроллеры программируемые. Часть 1. Общая информация.
- ГОСТ IEC 61131-2-2012. Контроллеры программируемые. Часть 2. Требования к оборудованию и испытания.
- Техническая документация по датчикам температуры и влажности для промышленного применения. Термопреобразователи сопротивления Pt100, Pt1000.
- Баженов Ю.М., Демьянова В.С., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны. Москва, Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006.
- Методические рекомендации по применению систем автоматизированного управления технологическими процессами на предприятиях сборного железобетона.
