СИСТЕМА КЕРУВАННЯ МЕХАНІЗМОМ ВИДАЛЕННЯ МЕТАЛЕВИХ ВКЛЮЧЕНЬ В УМОВАХ ВИРОБНИЦТВА КЕРАМІЧНОЇ ЦЕГЛИ



Стаття | Article    

Download

Наведено структурну схему системи керування механізмом видалення металевих включень у умовах виробництва керамічної цегли на основі конвеєрної лінії і системи виявлення металевих включень. Розробка включає блок контролю металевих включень, апаратно-програмні засоби на базі PLC Simatic S7-1200, систему передавання даних, алгоритм видалення металовключень із вхідної сировини.

Ключові слова: Система керування, виконавчі пристрої, вимірювання, металеві включення, системи передавання даних, конвеєрна лінія.

Заміховський Леонід Михайлович

завідувач кафедри«Інформаційно-телекомунікаційних технологій та систем», Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Левицький Іван Теодорович

асистент кафедри«Інформаційно-телекомунікаційних технологій та систем», Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Україна, Івано-Франківськ

CONTROL SYSTEM FOR REMOVING METALLIC INCLUSIONS MECHANISM IN THE CONDITIONS OF CERAMIC BRICKS PRODUCTION

Structural scheme of the control system by mechanism of removing the metallic inclusions in a production environment of the ceramic bricks was presented based on the conveyor line and detection system of metallic inclusions. The development includes the control block of the metallic inclusions, hardware and software means based on PLC SimaticS7-1200, data transmission system, removing algorithm of metallic inclusions from the incoming raw materials.

Keywords: control system, executive devices, measurement, metallic inclusions, data transmission system, conveyor line.

Zamikhovsky Leonid Mikhailovich

Head of Departmentof "Information and communication technologies and systems", Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas

LevitskyIvan Teodorovich

assistant of Department of "Information and communication technologies and systems", Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas

Ukraine, Ivano-Frankivsk

Сучасний процес виготовлення керамічної цегли відрізняється високим рівнем складності, технологічний процес якого включає: підготовку суміші, формовку,сушку, випалювання. Найбільш відповідальним і впливовим на якість вихідної продукції є процес підготовки суміші. Саме на даному етапі і до нього є велика ймовірність потрапляння у сировину сторонніх металевих предметів, які не тільки впливають на якість вихідної продукції, але і стають причиною виходу з ладу основного технологічного обладнання [1,2].

Одним із основним методів інтенсифікації виробництва в керамічній промисловості є створення і впровадження великих технологічних агрегатів і комплексів агрегатів з форсованими режимами технологічних процесів. Важливою задачею є забезпечення високої продуктивності теплових агрегатів, зниження енергетичних затрат при високій якості готової продукції. Цього не можливо добитися за наявності значної кількості і тривалості простоїв, що виникають в результаті потрапляння по сторонніх металевих предметів у сировину. Саме тому наявність автоматизованої системи виявлення і видалення сторонніх предметів є надзвичайно актуальною задачею. Було розроблено метод скануючого сигналу, який базується на формуванні скануючого сигналу з рухомим максимумом амплітуди напруженості магнітного поля «дзвоноподібної» форми в межах ширини конвеєрної лінії з наступною обробкою прийнятих сигналів, які ідентифікують наявність, локалізацію і розміщення металевих включень [3].

З метою подальшої розробки структури і технічної реалізації системи контролю металевих включень у сировині для виготовлення керамічних виробів, беручи до уваги досвід експлуатації конвеєрних ліній на цегельному заводі ТзОВ "Керамікбудсервіс", було сформульовано наступні вимоги щодо даної системи:

- неперервний контроль на рухомій конвеєрній стрічці;

- чутливість щодо виявлення металевих включень розміром більше 5 мм;

- інтеграція в існуючу систему автоматики промислового виробництва;

- цифрова обробка сигналу з метою зменшення впливу завад і збільшення чутливості;

- відбраковка сировини (видалення металевих включень);

- підтвердження відбраковки сировини із вмістом металевих включень;

- забезпечення захисту від промислових завад;

- робота чутливих елементів поряд із металевими конструкціями;

- можливість визначення геометрії металевих включень;

- зменшення «ефекту продукту» (вплив самої сировини на чутливість чи результати контролю);

- наявність захисної сигналізації.

На рис. 1 представлено схему конвеєрної лінії. Відвантажувальний бункер подає сировину на конвеєр №1, а згодом сировина потрапляє на конвеєр №2, де відбувається контроль наявності у сировині металевих включень. У випадку відсутності у сировині металевих включень, сировина потрапляє у приймальний бункер. А у випадку наявності у сировині металевих включень, конвеєр №1 зупиняється, а конвеєр №2 вмикається системою у реверс. Тим самим сировина, що містить металеві включення потрапляє у ємність для забрудненої сировини. Після завершення процесу видалення забрудненої сировини конвеєр №2 вмикається у нормальний режим роботи, що аналогічно відбувається з конвеєром №1. Час на який конвеєр №2 вмикається у реверс повинен розраховуватись системою і залежить від величини і розмірів металевих включень що знаходяться у сировині.

Рисунок 1 – Схема конвеєрної лінії і принципу роботи відбраковування

При вмиканні конвеєрів у нормальний режим, після процесу видалення металевих включень, відбувається повторний контроль наявності металевих включень. У випадку їх наявності, процес видалення повторюється. Але уже при повторній наявності металевих включень, вмикається захисна сигналізація і обидва конвеєри зупиняються. Такою причиною зупинки конвеєрів може спричинити наявність металевих включень значних габаритних розмірів (значної протяжності –металевий дріт, прут, арматура), що потребує втручання обслуговуючого персоналу.

Як допоміжний елемент можна використати в якості пристрою відбраковування потужного електромагніту. Його робота функція полягає в тому, що при виявленні у сировині металевих включень, у розрахований центральним процесором час (в момент часу коли металеві включення будуть знаходитись під магнітом) вмикається електромагніт на короткий час на максимальну потужність, а згодом потужність електромагніту знижується до мінімальної, необхідної для підтримки на осерді електромагніту металевих включень. Таке рішення має ряд позитивних і негативних сторін. До позитивних слід віднести те, що за таким методом видалення металевих включень конвеєр не вмикається у реверс і тим самим не має пере розходу сировини, адже вона залишається на конвеєрі. До негативних моментів слід віднести те, що існують випадки, коли металевими включеннями є предмети значної ваги або які знаходяться під значним шаром сировини, тоді електромагніт їх видалити не здатен. Окрім цього при такому методі не має змоги здійснити підтвердження відбраковування. Як висновок, даний метод відбраковування потребує доопрацювання і вдосконалення.

Блок підтвердження відбраковування використовується як пристрій що підтверджує видалення із сировини металевих включень блоком відбраковуванням. Для цього необхідно провести повторно контроль наявності металевих включень, а тому необхідно або монтувати ще один чутливий елемент, що збільшує вартість самої системи. Пропонується у якості блока підтвердження відбраковування повторно використати чутливий елемент, адже конвеєр під час процесу відбраковування здійснює реверс, а згодом відновлює свій напрям руху, тим самим сировина знову потрапляє під чутливий елемент (рис.1).Чутливий елемент знову має можливість перевірити наявність металевих включень у сировині, тим самим підтвердити факт видалення металевих включень. Таким чином здійснюється підтвердження відбраковування. Такий принцип роботи дає перевагу у відсутності необхідності встановлення додаткового чутливого елементу і в результаті зменшує як габарити так і кінцеву вартість всієї системи.

Для забезпечення безупинного виробництва узгодження усіх технологічних і виробничих операцій дану систему інтегровано в діючу систему управління виробництва керамічної цегли, рис.2.

Рисунок 2 – Шафа управління і автоматики

У підсумку можна зазначити, що в результаті впровадження система дозволить форсувати технологічний процес виготовлення керамічної цегли, зменшити енергозатрати на її виготовлення а в результаті і собівартість готової продукції.

Перелік посилань

$1.$ Левицький І.Т. Сучасний стан контролю складу сировини (глини) для керамічної промисловості // «Наукові вісті» Інституту менеджменту та економіки «Галицька академія» №1(12) – 2007. – с. 101-104.

$2.$ Воробьёв В.А. Строительные материалы. М.: Стройиздат, 1971.

$3.$ Патент 106959 Україні, МПК B07В15/00. Спосіб локалізації та ідентифікації металовключень у сировині на стрічковому конвеєрі та система для його реалізації [Текст] /Заміховський Л. М., Євчук О. В., Левицький І. Т. – заявник і патентовласник. –№ а201315542 ; заявл. 30.12.13; опубл. 27.10.14, Бюл. № 20.

Jun 13, 2017