Цель данной статьи состоит в том, чтобы определить, в какой степени автоматизация процесса дозирования минеральных материалов, управляемая последовательным приводом частотных преобразователей, способствует повышению производительности компании, занимающейся производством асфальта, для которой изначально будут описаны характеристики процедуры, которая приведет к достижению автоматизации. Затем результаты будут отображаться относительно показателей, используемых для сравнения производительности до и после автоматизации. Автоматизация будет осуществляться с помощью промышленного контроллера, который будет подключен к трем преобразователям частоты, разработка программирования будет осуществляться через программное обеспечение, для последовательного срабатывания будут использованы таймеры с задержкой подключения. Применяя автоматизацию, можно повысить годовую эффективность в среднем на 58,30 %, что выражается в ежемесячном сокращении времени производства на 13,92 %, в свою очередь увеличивая количество производимого каменного материала в среднем на 43,77 %. Аналогичным образом можно значительно снизить производственные потери в среднем на 93,99% в год.

В это время многие промышленные и производственные компании сталкиваются с более требовательным рынком, и это касается не только цены, но и качества продукта, поэтому компании в настоящее время сосредоточены на принятии мер по улучшению своей продукции и продукта, поэтому они инвестируют в проекты улучшения, чтобы максимально использовать используемые ресурсы и получить более высокую производительность. Организации каждый день стремятся достичь большей производительности в своих производственных процессах, чтобы быть более конкурентоспособными, поэтому они разрабатывают стратегии, поддерживаемые технологиями. Таким образом, конкурентоспособность и глобализация требуют от компаний эффективных ответов и стратегий, позволяющих им выживать в мире постоянных изменений и сокращать время ожидания клиентов.

В этом конкурентном контексте, разграниченном непрерывными технологическими изменениями, необходимо реструктурировать производственные процессы, опираясь на промышленную автоматизацию. Автоматизируя процесс, можно повысить производительность, сократить время простоя и устранить дефекты или ошибки во время производственного процесса из-за недостаточной точности действий, выполняемых операторами. Именно эта глобализация в последнее время позволила расширить обучение и знания для управления технологиями автоматизации и управления. Важность автоматизации промышленных и производственных процессов заключается в повышении производительности. Таким образом, автоматизация стала одним из лучших инструментов, которые способствовали систематическому сокращению затрат и времени производства, достижению более высокой производительности и лучшего качества продукции. Точно так же автоматизация в своих преимуществах обеспечивает повышение производительности за счет оптимального использования ресурсов при использовании электронных инструментов. В этом смысле промышленные процессы в настоящее время переходят в состояние автоматизации, в котором они используют различные методы управления процессами.

Однако одной из областей, где необходимо использование промышленной автоматизации, являются процессы, связанные с дозировкой или смешиванием минеральных материалов, и это связано с тем, что многие асфальтовые заводы не имеют базовых уровней автоматизации, чтобы гарантировать высокую производительность. качественную продукцию своим клиентам. Возрастающая технологизация промышленных секторов; организации и компании, занимающиеся асфальтовыми смесями, считают необходимым оптимизировать процессы, которые они в настоящее время выполняют, чтобы поддерживать и увеличивать спрос на свою продукцию. Получается, что автоматизация играет важную роль в процессах, отвечающих за производство асфальтобетонной смеси на заводе. Способ изготовления этого продукта требует оптимальных контуров управления для достижения уровней, соответствующих ожиданиям потребителей. Известны случаи, когда компании, занимающиеся производством асфальта, не могут удовлетворить текущий спрос из-за того, что их процессы являются ручными, что приводит к ошибкам в работе. Эти процессы управления часто поддерживаются преимуществами работы с преобразователями частоты; так как вариаторы частоты позволяют управлять промышленной частотой двигателя переменного тока, уменьшая пусковой ток, и облегчают управление процессом по желанию.

В этом смысле в этой статье ставится цель определить, в какой степени автоматизация процесса дозирования минеральных материалов, управляемая последовательным приводом преобразователей частоты, способствует повышению производительности компании, занимающейся производством асфальта. Для чего сначала будут описаны характеристики процедуры, которая приведет к достижению автоматизации. Затем будут показаны результаты относительно показателей, используемых для сравнения производительности до и после автоматизации.

Метод исследования процесса дозирования минеральных материалов

Метод исследования является количественным и экспериментальным по замыслу, поскольку определены два сценария сбора данных. Первый связан с процессом в его исходном состоянии (процесс дозирования минеральных материалов) без автоматизации, а затем это автоматизированный процесс. Исходя из вышеизложенного, переходим к анализу показателей производительности, в поисках определения, в какой мере автоматизация процесса дозирования минеральных материалов, управляемая последовательным приводом частотных преобразователей, способствует повышению производительности специализированного предприятия на производство асфальта. Для чего будут описаны характеристики процедуры, которая приведет к достижению автоматизации. Результаты будут показаны ниже в отношении показателей, используемых для сравнения производительности до и после автоматизации. Автоматизация будет осуществляться через промышленный контроллер, который будет подключен к трем преобразователям частоты, разработка программирования будет осуществляться через программное обеспечение, а для последовательного действия будут использоваться таймеры с задержкой подключения.

В соответствии с целями, которые будут разработаны в этой статье, мы приступаем к первоначальному показу результатов, связанных с показателями производительности. КПД (фактическая производительность и расчетная в м3/ч) и производственные потери (производительность установки и действующая производительность в м3/ч), что позволит определить, в какой степени автоматизирован процесс дозирования минеральных материалов, контролируемый за счет последовательного привода частотных преобразователей, способствует повышению производительности. Следует отметить, что сбор данных был получен из приложения регистрационного листа, который представляет собой инструмент для измерения данных. Что касается применяемых методов, то это были наблюдения и документальный анализ, в связи с чем информация о показателях была предоставлена компанией, занимающейся производством асфальта. Указанные показатели соответствуют значениям, полученным ежедневно в течение одного месяца.

Описание автоматизированного процесса дозирования минеральных материалов

Далее я перейду к описанию процесса автоматизации. Нажатие кнопки запуска автоматически откроет ворота трех бункеров для хранения каменных заполнителей, таких как песок, гравий и гравий, в пропорции 50%, 35% и 15% соответственно. Когда ворота открываются, каждому из них требуется определенное время, чтобы они могли высыпать песок, гравий и гравий, указанное время определялось областью операций и составляло 300 секунд, 210 секунд и 90 секунд соответственно.

Последовательно и автоматически будут активированы двигатели конвейерных лент мощностью 5 л.с., работающие со средней скоростью 1800 оборотов в минуту (об/мин). Эти скорости будут перемещать компоненты асфальтобетонной смеси в течение 300 секунд до автоматического замедления до скорости 600 об/мин; это снижение станет возможным благодаря преобразователю частоты, подключенному к программируемому логическому контроллеру. Время, в течение которого конвейерная лента будет работать на минимальной скорости, будет определяться каждым весовым датчиком весового типа, который, определяя точный вес каждого компонента асфальтобетонной смеси, остановит двигатель конвейерной ленты и откроет клапан для опорожнение указанных компонентов на сборной ленте.

Этот конвейер будет транспортировать три компонента одновременно, поэтому рабочим условием на данном этапе является то, что три клапана открыты до тех пор, пока не будет завершен процесс опорожнения песка, гравия и гравия. Время, определенное для этого этапа, составляет 240 секунд; затем вся смесь будет вылита в печь, состоящую из двух камер. Однако важно уточнить, что во внутренней камере три компонента будут дополнительно смешиваться с асфальтом и сушиться способом открытого огня. Это связано с вентилятором и микрометрическим разбрызгивателем, который обеспечивает интенсивный и постоянный огонь во внутренней камере. Кроме того, они сушат материал для удаления влаги, работая при температуре сушки 400°С. После завершения сушки материал поступает во вторую камеру, где смешивается с асфальтовым вяжущим. В этой второй камере есть смесительные лопасти, которые обеспечивают однородность асфальта и каменных заполнителей. После смешивания он попадает в силос, где хранится асфальт, а оттуда поднимается с помощью цепной тяги на дно на высоту 3,5 метра. Здесь хранятся два ведра асфальтовой смеси, а дверь открывается, когда самосвал припарковался на дне выбоины, разливая горячий асфальт.

Что касается схемы питания, используется модель, в которой наблюдаются три двигателя (E1: двигатель, который перемещает конвейерную ленту, которая дозирует песок, E2: двигатель, который перемещает конвейерную ленту). который будет дозировать гравий и E3: двигатель, который перемещает конвейерную ленту, которая будет дозировать гравий). Каждый со своим соответствующим частотным преобразователем. Здесь также применяется силовая цепь двигателя конвейерной ленты, которая подает смесь в печь.

Другим аспектом, дополняющим автоматизацию, является программирование программируемого логического контроллера (ПЛК), который позволяет приводу развиваться последовательно; это связано с тем, что таймеры с задержкой будут использоваться при программировании промышленного контроллера с использованием программного обеспечения. Первая часть программирования в ПЛК; в первом сегменте представляет собой кнопку запуска, при нажатии которой автоматически открываются клапаны бункеров для хранения песка, гравия и щебня, которые представлены катушками Q1, Q2 и Q3 соответственно.

Каждый из этих ворот будет открыт до тех пор, пока не будет выполнено опорожнение каждого из компонентов, контрольное время, настроенное в программировании, определяется таймерами T001 (песок), T002 (гравий) и T003 (щебень).

Второй сегмент программирования процесса дозирования минеральных заполнителей, где Q4 представляет двигатель 1 конвейерной ленты, время работы которого составляет 300 секунд при средней скорости 1800 об/мин, указанное время равно представлен таймером T004. По истечении этого времени скорость будет снижена до 600 об/мин с помощью частотного преобразователя, обозначенного в программировании меткой M1, и время срабатывания, которого будет определяться катушкой шкалы 1 (бункер для песка), представленной в программировании катушкой Q5.

Далее показан третий сегмент программирования процесса дозирования минеральных заполнителей, представляет двигатель 2 ленточного конвейера, время работы которого составляет 300 секунд, а средняя скорость составляет 1800 об/мин. таймер Т005. По истечении времени скорость будет снижена до 600 об/мин с помощью преобразователя частоты, это представлено меткой M2 и будет определяться катушкой шкалы 2 бункера для гравия, представленной в программировании катушкой Q7.

Сравнительный анализ работы ручной и автоматической систем дозирования минеральных материалов

Полученные результаты будут описаны в рамках анализа поведения исследуемых показателей в производственном периоде процесса, который составляет 11 часов в сутки; по отношению к показателю эффективности, который получается путем деления фактического объема производства на расчетный объем производства (м3/час). Учитывая, что общая производственная мощность в час составляет 120 м3/час.

Время производства составляет 1 час (60 минут) при расчетной производительности 118 м3/час. В период с 11 часов производства средняя производительность за один день при применении ручной системы составила 62,40%. Это очень низкое значение для рентабельности компании, как видно, максимальный пик производительности составил 82 м3/ч. Это значение значительно ниже расчетной производительности 118 м3/ч.

В поисках улучшения за счет автоматизации процесса дозирования видно, что средняя эффективность в день после применения автоматической системы составляет 99,80%, как видно, самый высокий пик производительности составляет 118,7 м3/ч. Это значение выше расчетной производительности 118 м3/ч. Аналогичным образом можно установить, что среднее время производства в сутки. В ручной системе было 10,39 часов, при этом в среднем было произведено 810 м3/час, в автоматической системе среднее время производства в один день уменьшилось до 9,06 часов, а объем производства увеличился до 1295,5 м3/час. Это может привести к ежедневной оптимизации на 12,80% производственного времени и ежедневному увеличению эффективности на 59,93%. Как показывает автоматическая система, больше продукции достигается за меньшее время. После того, как параметры, входящие в состав показателя эффективности, определены, результаты, полученные за период одного месяца, показаны посредством сравнительного анализа по отношению к изменению объема реального производства.

В отношении обсуждения результатов можно указать следующее. Путем автоматизации процесса дозирования минеральных материалов можно увеличить месячную производительность с 27 006 м3/ч до 38 825,2 м3/ч и сократить время производства в среднем на 13,92% в месяц, тем самым добившись повышения среднемесячной эффективности на 43,77. %. Эти результаты достигаются за счет автоматизации процесса дозирования, что позволяет соблюдать точное количество заполнителей, таких как песок, гравий и гравий, благодаря уменьшению человеческих ошибок. Эти результаты согласуются с результатами, полученными в, где указано, что система автоматизации позволила сократить время производства на 40 %, это за счет параллельных процессов, которые могут выполняться интерфейсом, что позволило повысить производительность в кубических метров, что сокращается за счет меньшего количества человеко- и машино-часов.

Аналогично, в исследовании делается вывод, что производительность конкретного процесса увеличилась приблизительно на 118%; так как до внедрения автоматизированной системы производилась только максимальная производительность, вырабатываемая 2-мя смесителями в час, что эквивалентно 12 куб.м. С другой стороны, автоматизация процесса дозирования каменных материалов позволяет улучшить ежемесячные производственные потери, снизив их значение в среднем на 93,84%. Эти результаты согласуются с тем, что установлено в, где утверждается, что можно было уменьшить количество входов щебня, установив на бетонном заводе автоматическую систему; тем самым демонстрируя эффективность автоматизации за счет снижения количества вложений в производство и количества материала, выбрасываемого из-за ошибок в процессе дозирования смеси.

В целом результаты промышленной автоматизации процесса асфальтобетонного смешения позволяют повысить точность дозирования вводимых материалов и повысить производительность. В связи с этим отмечают, что от автоматизации информация о характеристиках состава смеси была получена точно и в режиме реального времени. Также разработанная система контроля и управления процессом производства асфальтобетонных смесей обеспечивает надежную и понятную работу процесса; так как он постоянно имеет информацию о том, как работает завод в отношении его производства, аварийных сигналов, конфигурации и тенденций показателей производительности; те же самые, которые позволяют улучшить или скорректировать, в случае необходимости, точность дозировки припасов посредством калибровки весов. Эти результаты подтверждают и поддерживают результаты, полученные в этом исследовании.

За счет разработки последовательного привода с помощью промышленного контроллера, соединенного с тремя преобразователями частоты, и использования программного обеспечения было достигнуто: годовая эффективность процесса дозирования каменных материалов повышается в среднем на 58,30%, это отражается в ежемесячном уменьшении времени производства на 13,92%, что, в свою очередь, увеличивает объем производства в среднем на 43,77%. Для дальнейшего повышения производительности рекомендуется разработать план технического обслуживания для контроля изоляции электродвигателей, чтобы избежать остановки производства. Значительно уменьшить производственных потерь мощности в среднем на 93,99% в год, т.к. потери в среднем уменьшились с 12 594 до 774,8 м3/час. Для дальнейшей оптимизации производительности рекомендуется регулярно контролировать и калибровать бункерные весы, чтобы гарантировать качество каменных материалов. В заключение делается вывод о том, что программируемые логические контроллеры, в том числе среднего или низкого диапазона, позволяют стыковаться с архитектурой управления процессами, относящимися к отрасли дозирования минеральных материалов для процессов разработки асфальтобетонных смесей.