АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛЕНТОЧНЫЕ ДОЗАТОРЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА

АННОТАЦИЯ

В данной работе приводятся результаты разработки ленточного дозатора для подачи заданного расхода сырья к мельнице по приготовлению муки клинкера цемента. Описываются схемы сбора и схемы подключения системы.

ABSTRACT

This paper presents the results of the development of a tape batcher for supplying a given flow rate of raw materials to a mill for the preparation of cement clinker flour. The collection schemes and system connection schemes are described.

Ключевые слова: автоматизация, непрерывные производства, датчик, тензодатчик, текущий расход, система измерения, дозатор.

Keywords: automation, continuous production, sensor, strain gauge, current flow rate, measurement system, dispenser.

В современных производствах по выпуску цемента широко применяются различные автоматизированные системы измерения для оценки, организации и управления технологиями процессами. Это относится ко всем подразделениям технологических процессов. В цементном производстве на первичном этапе подготавливается сырье в смесях трех или четырех компонентов для подготовки клинкера. Каждый компонент измеряется и в процентных отношениях объединяется в сырьевых бункерах [3; 4].

Непрерывные измерительные системы сухих сыпучих смесей разрабатываются и выпускаются многими крупными компаниями мира, работающими в области выпуска измерительного оборудования. Это оборудование называют промышленными ленточными и бункерными автоматическими дозаторами. Производители оборудования уже давно выпускают стандартные системы измерения и управления подачей продукции. Если их группировать, то можно перечислить следующие широко применяемые системы:

– непрерывные ленточные дозаторы;

– бункерные дозаторы линии;

– шнековые системы подачи.

Указанное оборудование имеют почти единую систему измерения и управления подачей сырья. Оно в основном состоят из следующих блоков [1; 2]:

– датчики измерения веса;

– контроллер измерения, управления и калибровки;

– исполнительные механизмы управления;

– механическое оборудование сбора и подачи продукции.

В настоящее время перечисленное оборудование имеет достаточно точные и надежные измерительные системы подачи и блока управления. Но у него существенная себестоимость, и поэтому многие небольшие производственные предприятия не в состоянии приобрести данные измерительные системы. Для получения продукции с установленными технологическими параметрами необходимо устанавливать автоматизированные системы, уменьшающие человеческий фактор в процессе производства.

На основе изложенного можно сделать вывод, что разработка, внедрение недорогих систем измерения и подачи сыпучего сырья для конкретных участков технологических линий являются актуальными.

Нами спроектированы и собраны различные автоматизированные системы измерения и подачи для цементного производства на основе современных программируемых контроллеров и датчиков. В данной работе приводим разработанный ленточный дозатор для цементной промышленности.

Разработка. На основе технического задания нами разработан ленточный дозатор для подачи сырья в мельницу по производству муки клинкера. Технические характеристики технологического дозатора:

производительность – 2–8 т/ч;

ширина ленты – 110 см;

объем бункера – 5 м³;

Рисунок 1. Структурная схема дозатора

На рис. 1 представлена структурная схема ленточного дозатора, показывающая механические узлы оборудования: 1 – ведущий вал барабана, соединенного редуктор-электроприводом при 3-фазном питании; 2 – вал барабана ведомый; 3 – транспортерная лента; 4 – бункер; 5 – тензодатчик; 6 – арматура тяжести с настройкой силы давления к тензодатчику.

Измерительные управляющие части ленточного дозатора разработаны на современных микропроцессорных устройствах (рис. 2). Тензодатчик рабочей массы 50 кг питается 10 В постоянным напряжением (1) и выдает переменное напряжение мВ (10–20 мВ) к аналоговому входу контроллера (2). Контроллер на основе «задания» и алгоритма управления выдает управляющий переменный аналоговой токовой сигнал к частотному преобразователю (3) в диапазоне 4–20 мА.

Рисунок 2. Блок-схема измерительно-управляющей части дозатора

ПИД регулирования организуется с обратной связью частотного преобразователя от оборота электропривода (4). Ввод «задания» и стоп/пуск осуществляются сенсорной панелью. На ней также отображаются мнемосхема, текущий расход и вспомогательные данные дозатора.

Для уменьшения себестоимости дозатора нами не установлен энкодер для измерения скорости ленты. Скорость рассчитали на основе сигнала, полученного от оборота электропривода.

Погрешности разработанного нами ленточного дозатора составили 2–2,5%, что соответствует технологическим требованиям.

Заключение. Разработанная система хорошо зарекомендовала себя в стендовом варианте. Преимущества разработанной системы заключаются в следующем:

– система устанавливается, не требуя сложных инженерных перестроек;

– себестоимость измерительной системы значительно ниже, чем поставляемых за валюту;

– настройка и калибровка не требуют специальной подготовки;

– система является универсальной, так как для установки технологического узла другим производителем только требуется замена тензодатчика другим контроллером измерения и частотного преобразователя с другими мощностями;

– к системе можно дополнительно подключать системы сигнализации по остановке и превышению нагрузки.

Алгоритм и программы системы размещены в программируемом контроллере, который обеспечивает непрерывную обработку данных. Система отображает в онлайн-режиме текущий расход и период по установленным форматам.

Список литературы:

1. Абдурахмонов С.М., Нишонов И.У., Ахунова Ё.Н. Модернизация технологического цикла помола цемента на основе микропроцессорной техники // НТЖ, ФерПИ. – 2018. – Т. 22. – № 2. – С. 151–155.
2. Абдурахонов С.М. Автоматизированная система управления технологическим процессом, построенная на удаленных микропроцессорных модулях // НТЖ, ФерПИ. – 2018. – С. 51–55.
3. Классен В.К. Основные принципы и способы управления вращающейся цементной печью // Цемент и его применение. – 2004. – № 2. – С. 39–42.
4. Нусс М.В. Автоматизация процесса обжига цементного клинкера во вращающихся печах на основе нечеткой модели / М.В. Нусс, П.А. Трубаев, В.К. Классен // Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. XXIII Междунар. науч. конф. (Саратов, 22–25 июня 2010 г.). – Саратов : Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. – Т. 10. – С. 36–41.
5. Хамадалиев Ў.А., Сайитов Ш.С. Контроллер заряда аккумуляторной батареи, позволяющий уменьшить количество солнечных панелей // Universum: технические науки. – 2018. – № 2 (47).
6. Mukaramovich A.S., Samidinugli S.S., Anvarovich T.A. About automated measuring systems in the production of bulk products // ACADEMICIA: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2020. – Т. 10. – № 10. – С. 1299–1304.