Автоматизация современного производства
Современное производство – сложный процесс, основанный на применении последних достижений науки и техники. Введение автоматизации на производстве позволяет значительно повысить производительность труда, обеспечить стабильное качество выпускаемой продукции, сократить влияние человеческого фактора. Основные преимущества автоматизации — это снижение расходов сырья, повышение безопасности, экологичности и экономичности.
Начиная с 1991 года, завод Термодат успешно разрабатывает и производит продукцию, которая позволяет наладить процесс автоматизации на любом производстве, не зависимо от сложности технологической задачи. В широкий перечень продукции Термодат входят:
- одноканальные и многоканальные измерители и регуляторы температуры, которые сочетают в себе функции электронных самописцев-регистраторов, аварийных сигнализаторов, архиваторов, таймеров;
- электронные регистраторы силы тока и напряжения;
- вакуумметры, манометрические преобразователи, вакуумная арматура;
- измерители и регуляторы влажности, датчик влажности;
- счетчики импульсов, таймеры-реле времени;
- силовые блоки, блоки управления;
- термопары и термометры сопротивления, монтажная арматура;
- сетевое оборудование и программное обеспечение;
- специализированные приборы, разработанные для решения нестандартных задач.
В этой статье мы подробно расскажем, как и какие задачи автоматизации можно решать с помощью каждого вида продукции завода Термодат.
Измерение физической величины
Первая и одна из важнейших задач – это точное измерение. Объектом измерения могут быть печь, трансформатор, хранилище, двигатель, автоклав, сушильная камера и т.д., а характеризующими их состояние параметрами выступают физические величины. Во многих случаях приборы применяются для регистрации изменения неэлектрических величин, таких как температура, влажность, давление. Перед регистрирующим прибором включают первичный преобразователь – датчик, который преобразует измеряемую неэлектрическую величину в электрическую, изменение которой непосредственно и регистрируется прибором на входе. Правильно подобранный и установленный датчик обеспечит высокую точность измерения и бесперебойность работы всей системы.
На заводе Термодат первичные преобразователи температуры изготавливаются в различных исполнениях. Основные виды температурных датчиков — это термопары типов ХА и ХК и платиновые термометры сопротивления Pt100. Они различаются физическим принципом действия. По типу конструктивного исполнения датчики делятся на погружные и поверхностные, корпусные и бескорпусные, оборудованные подвижным штуцером для крепления и удлинительным проводом и не оборудованные. Можно подобрать такие параметры датчика как длина, радиус, тип крепления, материал обмотки удлинительного провода и другие. Правильно подобранный под условия эксплуатации датчик, будет передавать на вход прибора точные значения в пределах допустимого диапазона рабочей температуры.
В случае, когда измеряемой величиной является давление, необходимо использовать ионизационный или тепловой манометрический преобразователь, в основе действия которого лежит преобразование значения давления в электрический сигнал. Он в свою очередь так же поступает на вход прибора, выпускаемого заводом Термодат под торговой маркой Мерадат. И тепловые, и ионизационные датчики доступны для заказа в разных исполнениях, в зависимости от того на сколько глубокий вакуум и каким методом необходимо измерять.
Влажность – еще одна физическая величина, которую часто необходимо измерять и регулировать в ходе технологического процесса. Первичным преобразователем для одновременного измерения относительной влажности и температуры является комбинированный датчик ЕДВ2Б, который совмещает в себе емкостной датчик влажности и термометр сопротивления.
Таким образом с помощью первичных преобразователей производства завода Термодат можно провести качественное и точное измерение температуры, вакуума или влажности в любом технологическом процессе. Результат измерения – электрический сигнал, в который датчик преобразовал значение физической величины, через соединительный провод поступает на вход прибора. Для того, чтобы сигнал от датчика дошел до входа прибора без искажений, важно, чтобы удлинительный провод датчика на всем пути своего пролегания не был подвержен действию внешних электромагнитных полей, которые могут искажать показания.
Обработка входящего сигнала прибором, расчет мощности
После того, как от датчика на вход прибора поступил сигнал, начинается обработка полученной информации с помощью микропроцессора, который является основой приборов нашего производства. На этом этапе приборы делятся по своей функциональности на те, что просто измеряют и регистрируют измеренную величину и те, что позволяют управлять ей.
В случае, когда необходимо только измерять физическую величину, подойдут измерители, регистраторы и самописцы. За измерение температуры отвечают приборы торговой марки Термодат, вакуума – Мерадат, а влажности – Гигротерм. Среди моделей каждой серии есть приборы, основными функциями которых являются измерение и индикация текущего значения. Процесс измерения может быть записан в архив и перенесен на USB носитель или компьютер. Для индикации доступны яркий светодиодный дисплей или графический экран, с более подробным представлением данных. Так же у измерителей есть возможность настраивать аварийную сигнализацию.
В некоторых технологических процессах необходимо не только измерять, но и регулировать значение физической величины в случае ее отклонения от заданного значения (уставки). Для этого можно применить один из регуляторов, выпускаемых заводом Термодат. Как и измерители, они бывают одно и многоканальные. Главная задача регулятора рассчитать, какую мощность необходимо вывести на исполнительное устройство, чтобы привести значение регулируемой величины к значению, заранее установленному в нем. Это может быть одна уставка, которую необходимо поддерживать в течение всего процесса, или несколько значений, сменяющих друг друга в определенной последовательности и с заданной скоростью – регулирование по программе. В приборах нашего производства можно задавать до 80 программ по 20 шагов в каждой, при этом программы могут быть связаны между собой. А для многоканальных приборов доступны как одновременное регулирование по единой программе на всех каналах, так и по разным программам на каждом канале.
В наших приборах реализована возможность осуществлять регулирование мощности по нескольким законам. Двухпозиционный закон прост в настройке, но при таком регулировании возможны значительные отклонения от заданного значения. Если в условиях задачи это не допустимо, применяется трёхпозиционный закон или ПИД закон регулирования. Отклонения при последнем гораздо ниже, однако из-за этого он теряет в простоте настройки. В некоторых случаях хватает автоматической настройки ПИД регулирования, доступной в приборах Термодат, а иногда приходится прибегать к более сложным методам.
Однако возможности наших регуляторов не ограничиваются только настройкой вышеописанных параметров. В них так же доступны функции таймера, выбор метода расчета мощности и ее ограничение, аварийные сигнализации, взаимодействие с компьютером с помощью интерфейсов и многое другое. Такая высокая функциональность серийных приборов дает возможность использовать их для решения широкого круга производственных задач. Не последнюю роль в обеспечении универсальности наших приборов играет исполнение в разных корпусах: для щитового крепления и для крепления на DIN рейку. Это делает эксплуатацию удобной при любом оборудовании производственной линии.
Выходной сигнал, управление мощностью
Но и на этом не заканчиваются возможности применения продукции завода Термодат для автоматизации технологического процесса. Следующий шаг, в случае применения регулятора для расчета мощности, — это использование Силового Блока или Блока Управления.
Регулятор, по заданному в нем закону расчета мощности, вычисляет, какое значение мощности должно быть установлено на исполнительном устройстве. Метод регулирования мощности в свою очередь определяет то, каким образом будет достигнуто это рассчитанное регулятором значение. При работе с приборами Термодат доступны такие методы регулирования мощности как ФИУ, ШИМ и РСП. За реализацию выбранного метода и отвечают Силовые блоки и Блоки управления. Сами по себе блоки осуществлять регулирование не могут, вся логика управления ложится на регулятор. Метод регулирования и его параметры полностью определяются регулирующим прибором.
Контроль технологического процесса
Важную роль в процессе автоматизации играет осуществление контроля за всеми вышеописанными процессами. Сама по себе автоматизация значительно снижает влияние человеческого фактора: предварительно настроенные человеком микропроцессорные приборы способны самостоятельно регулировать параметры процесса и сигнализировать о неисправностях. Однако настройка, контроль и принятие решений о внесении изменений осуществляются человеком. Для этого необходимо иметь оперативный доступ к информации о ходе процесса. С помощью приборов, производимых заводом Термодат, можно получать всю необходимую информацию, ведь они оснащены:
- современными интерфейсами Ethernet и RS-485, позволяющими подключать приборы к локальной сети,
- USB разъемом и Bluetooth, с помощью которых можно снимать показания прибора,
- встроенной архивной памятью большого объема, в которой можно хранить и при необходимости просматривать на дисплее прибора предыдущие значения.
Все эти функции помогают осуществлять контроль за ходом процесса в формате, удобном для каждой конкретной задачи, что снижает риск аварий и внештатных ситуаций.
Решение нетипичных задач с помощью приборов Термодат
Систематическое обновление технологической базы, развитие и расширение современных производств приводят к возникновению задач, решение которых выходит за рамки общего процесса регулирования и требует нестандартного подхода. На заводе Термодат есть большой опыт разработки и производства специализированных приборов под нужды конкретного заказчика. Некоторые из уже реализованных спец приборов могут быть использованы для:
1. управления температурой в овощехранилище,
2. терморегулирования в теплицах,
3. расплава металлов,
4. управления работой автоклава,
5. регулирования температуры в помещениях,
6. контроля температуры сухого трансформатора
и иных задач. Так же мы производим приборы судовой автоматики с приемкой Морского и Речного регистра, которые способны измерять и регулировать основные параметры судовых двигателей и иных агрегатов. Так, с помощью приборов, разработанных и изготовленных заводом Термодат, могут быть решены даже не типовые задачи автоматизации.
Широкий перечень выпускаемой продукции и ее большие функциональные возможности, о которых мы говорили в этой статье, позволяют внедрять и успешно использовать приборы и остальные устройства, произведенные заводом Термодат, для автоматизации технологических процессов на различных этапах: от измерения, до осуществления контроля за процессом. Длительная гарантия, постоянный контроль качества продукции и все необходимые сертификаты являются залогом надежной и бесперебойной работы. Сегодня завод Термодат по праву занимает лидирующие позиции среди производителей КИПиА.