г. Москва, ул. Азовская, 14
+7 (495) 310-97-15
Пн-пт: с 9.00 до 18.00
Заказать звонок
Обратный звонок
Ваше имя*
Ваш телефон*
Ваш Email*
Перезвоните мне

АСУ сахароперерабатывающего завода

1-min.png

Производство сахара представляет собой сложный многоэтапный автоматизированный процесс.

Сначала свеклу привозят на сортировочный пункт, делают лабораторные замеры, определяют качественный состав, затем свекла поступает на мойку. После отделения грязи, ботвы и мойки сахарная свекла отправляется на резку. Свекла режется в стружку заданного размера и поступает в диффузионный аппарат. Стружка идет в одну сторону аппарата, а вода по соотношению от количества стружки - в другую сторону аппарата. Диффузионный аппарат имеет наклонное строение. С помощью шнеков стружка поднимается снизу вверх, а вода под действием гравитации опускается вниз. Весь процесс, от подачи стружки до выгрузки, занимает примерно 2.5 часа. Диффузионный аппарат поделен на 4 зоны, в каждой из которых поддерживается заданная температура с помощью пара в тепловых рубашках. За это время и по оптимальной температуре происходит диффузия - процесс перехода сока из стружки в воду. В зависимости от сахаристости свеклы и других параметров технолог подбирает оптимальные параметры температуры и соотношения вода/стружка.

После извлечения сахара из свекловичной стружки получается диффузионный сок, в котором содержится сахар и несахара. Несахара необходимо удалить из диффузионного сока с помощью известковой и углекислотной очистки. Диффузионный сок, подогреваясь утфельными парами до температуры 45-50 градусов, попадает на преддефекацию, где происходит реакция осаждения несахаров посредством обработки известковым молоком. Преддефекованный сок далее попадает на стадию основной дефекации, сначала на холодную ее ступень, где также происходит обработка преддефекованного сока известковым молоком, затем сок подогревается до температуры 85-90 градусов и попадает на горячую дефекацию. Далее дефекованный сок попадает на стадию первой сатурации, где происходит обработка сатурационным газом и происходит абсорбция несахаров на карбонате кальция. Затем нефильтрованный сок первой сатурации, подогретый до 85 градусов, попадает на стадию фильтрации, где он разделяется на две фракции: фильтрованный сок и осадок. Из осадка извлекается сахар и идет на дополнительные стадии очистки. Фильтрованный сок первой сатурации попадает на стадию дополнительной дефекации перед второй сатурацией, предварительно нагреваясь до 90-95 градусов. На стадии дополнительной дефекации также происходит обработка небольшим количеством извести и дефекованный сок попадает на стадию второй сатурации. Происходит осаждение несахаров. На стадии второй сатурации также происходит обработка сока сатурационным газом и получается сок второй сатурации, который также отправляется на контрольную фильтрацию. Получившийся фильтрованный сок подается на станцию выпаривания, где находится до состояния сиропа до примерно 65% сухих веществ.

После извлечения сахара из свекловичной стружки в процессе диффузии получается диффузионный сок и обессахаренная стружка. Стружка (жом) выходит с диффузий с сухими веществами (СВ) 8-12% и по транспортным системам (ТС) поступает в стружечные пресса глубокого отжима (ПГО) ЖСК. ЖСК состоит из ПГО(3 шт), двух жомосушильных установок и набора ТС. В ПГО происходит отжатие жома с получением жома с СВ 18-30% и жомо-прессовой воды (ЖПВ). Отжатый жом поступает в жомосушильный барабан. В жомосушильных установках (ЖСУ) происходит выпаривание воды с жома до 88-92% СВ. Далее сухой жом поступает в грануляционное отделение для получения гранул жома.

Как видно их вышенаписанного, процесс производства сахара весьма энерго- и трудозатратный. От качества реализованных функций систем автоматизированного управления зависит общая связанность всех процессов. Предупреждение возникновения аварийных ситуаций на ранних этапах позволяет улучшить качество продукта на каждой фазе технологического процесса.

Сахароперерабатывающие заводы в большинстве своем - это старые заводы, построенные или перестроенные в советское время. Что такое системы автоматизированного управления на любом из сахаропроизводящих заводов в России?

Обычно участки производственного процесса автоматизируются локально и совсем не всегда оборудованием одного производителя. Описываемое решение не является исключением. В данном случае взята за основу распределенная система управления Schneider Electric, верхний уровень CitectSCADA, все прочие используемые бренды, такие, как Siemens, B&R, ОВЕН – используются в качестве подчиненных узлов и по возможности не выполняют логических функций.
Благодаря удачному стечению обстоятельств согласована возможность использовать оборудование Schneider Electric. Это делает при определенном подходе в программировании систему очень гибкой.
Так, например, один ПЛК может обслуживать от одной до пяти станций. Под станцией понимается технологический участок производства: диффузия, выпарка, сатурация, жомосушка, и другие.

В системе визуализации каждый аналоговый параметр имеет задание. Это для удобства сделано чуть меньшим шрифтом. Подход выделения шрифтом – отличное решения. Более важные решающие параметры выделяются из общего списка. В системах управления технологическими процессами для аналогового регулирования используются ПИД регуляторы (PID). Для расчета регулирующего воздействия используется формула ПИД, в которой задействованы:
- задание. Требуемое значение параметра;
- текущее измеренное значение регулируемого параметра;
- коэффициенты регулятора. Задаются пользователем.

На практике применения регуляторов было выявлено, что этого недостаточно. Для повышения гибкости настройки регулятора применяется механизм коррекции задания при помощи корректирующих параметров (КП). Механизм позволяет изменять структуру регулятора без перепрограммирования ПЛК и ПК.
Любой регулятор можно логически переназначить из скады, не прибегая к необходимости перепрограммирования контроллера. Это достигается за счет применения особой архитектуры программного кода, имеющую структурную избыточность и заложенную в нем возможность настройки и переключения.

Далее стоит отметить качество и комплектацию шкафов. Сахарные заводы, несмотря на то, что имеют выраженную сезонность и обычно перерабатывают сырье с конца лета по конец весны, находятся в южных регионах нашей страны и обычная температура внутри цеха может достигать 40С, соответственно, предъявляются повышенные климатические требования к размещению оборудования внутри шкафа.

так выглядят шкафы автоматизации:

2-min.jpg

3-min.jpg

4-min.jpg

5-min.jpg

6-min.jpg

Расскажем немного о функциях системы по видеокадрам:

7-min.png
 
Станция водоподготовки. В общий сборник поступает известковое молоко, кислота, вода разных рН, отжатый сок и это все сульфитируется серным газом. Задача приготовить воду заданного рН. Крайне трудный процесс из-за большой инерции и постоянного забивания известковым молоком труб и клапанов. Приходится придумывать механизмы «передергивания» клапанов.


8-min.png

 
Выпарная станция. Станция сгущает сок в сироп. Важно точно поддерживать уровни из-за «загорания» заростания поверхности теплообмена. Трудности вызывает контроль уровней (кипящий сок с пеной). Для удобства конденсат в сборниках с выпарки (синие колонки) отображен в виде виджетов сборников.


9-min.jpg
 
Известково-обжигательная печь. Задача - равномерно дозировать известковый камень и уголь в скип для равномерного распределения в скипе, поднимать на высоту 30 метров и высыпать в печь, равномерно распределяя высыпку. Цель получить известковое молоко и газ для производства. Трудности-  вовремя и плавно остановить тяжелый скип и сделать алгоритм равномерного распределения.


10-min.png
 
Диффузионное отделение. Задача - нарезать заданное количество стружки, подать в диффузии, смешивая с водой в заданной пропорции. Трудности - в инерционных процессах, разном поведении системы в разных ситуациях и равномерном производстве откачки.

11-min.png
 
Жомосушильное отделение + жомопрессовое отделение. Задача - отжать жом и подать жомомсушильную установку для высушивания и получения в итоге товарных гранул. Одна из самых сложных станций на заводе. Очень инертный процесс. На работу влияют рН жома, средства обработки воды на водоподготовке (кислота или газ, молоко или гипс и их количество), обороты прессов, размер и толщина стружки, свежесть свеклы, равномерность выгрузки с диффузий.  Приходится часто подбирать варианты регулирования с переключением на оптимальный режим.


12-min.png

 
Станция фильтрации. Задача - отфильтровать сок. Реализована автоподстройка давления на станцию фильтрации в зависимости от "забитости" фильтров и автоподстройка производительности в зависимости от потока. Для удобства восприятия фильтры в разных режимах мигают и меняют цвета.


13-min.png
 
Окно настройки сигналов. Сигналы можно называть, менять физические единицы и количество точек после запятой для отображения. Менять токовые и физические шкалы. Переключатся между модулями ПЛК. Сразу брать нужные значения с любых адресов и преобразовывать. Все изменения в рантайме и сразу принимаются во всей системе.


14-min.jpg
 
Элеватор. Зернохранилище. Цель - составить маршрут от точки А в точку Б в любом сочетании. После выбора подсвечивается маршрут типа как в яндекс навигаторе. Если маршрут устраивает – запускаем цепочку с конца автоматически.


Автор проекта:
Maximum Automation
ИП Давидюк Максим Александрович

Тел.: +7 961 599 6154
e-mail: maximumautomation@yandex.ru

#Сахарныйзавод, #сахароперерабатывающийзавод

Возврат к списку

Vyacheslav Lapshin

21.11.2021

Максим Давидюк оставил приятное впечатление как хорошего технического специалиста. Например экспертное понимание Citect и Modicon позволило создать его коллективу такую архитектуру программного продукта, что они большую часть функциональности переложили на скаду (суперджины + непривязанные к таблице переменных алгоритмы). Алгоритмы контроллера типовые и многофункциональные, параметрируются прямо из скады, как и привязки к каналам ввода вывода. Такой подход отлично подходит для крупного предприятия, где бардак, если не вести планомерную борьбу с ним, становится основой.
Ваш комментарий добавлен

Оставьте Вашу заявку и получите ответ в самые короткие сроки!
Сертификаты