Автоматизована система керування лісосушильними камерами на підприємстві "Лісова компанія "Лаванда"

Автоматизована система керування лісосушильними камерами (далі по тексту система) - це комплексна автоматизована система, яка побудована на базі сучасної універсальної системи автоматизації фірми SIEMENS SIMATIC C7 і комп'ютера, що в цілому виконують функції вимірювання, контролю, автоматичного керування, візуалізації та архівування подій і параметрів процесу сушіння деревини різних порід в лісосушильних камерах (далі по тексту - сушарка) періодичної дії.

За своєю суттю система представляє собою керуючий комплекс зі заданою структурою, вільні параметри якої налаштовуються згідно з характеристиками деревини і конструктивними параметрами сушарки, тобто, система реалізує принцип детермінованого регулятора з параметричною оптимізацією.

Система визначає момент переключення попередньо заданих раціональних режимних параметрів агента сушіння залежно від зміни вологості деревини, яку визначають за допомогою вимірювача вологості ИВ-3 УкрНДІМОД або автоматично на підставі моделювання процесу кінетики сушіння деревини в штабелях, а в проміжках між цими моментами стабілізує режимні параметри за стандартним ПІД-законом регулювання.

Система включає в себе електропостачання і керування електроприводами циркуляційних вентиляторів і підтримує функціонування інших агрегатів, що характерні для сушарок ТзОВ "Лісова компанія "Лаванда". Після відповідних змін у апаратному і програмному забезпеченні система легко адаптується до конкретного конструктивного виконання будь-якого типу сушарок. При цьому можуть підтримуватися принципи керування, які закладені в аналогічних системах іноземних фірм, зокрема, таких як BES BOLLMANN, Vanicek та інших.

В цілому система передбачає наступні режими керування сушаркою:

• автоматичний за допомогою контролера SIMATIC C7-613 з пристроєм людино-машинного інтерфейсу (текстовою панеллю);
• дистанційний з операторської станції (комп'ютера);
• ручний за допомогою кнопочних елементів і перемикачів на електричній шафі.

Автоматичний режим керування підтримує наступні функції:

вимірювання та індикацію на текстовій панелі оператора наступних параметрів:

• температури і психрометричної різниці агента сушіння;
• вологості деревини за кожним з чотирьох давачів, середньої вологості за вибраними давачами (максимально 4 і мінімально 1 давач), а також індикацію інтегральної розрахункової вологості деревини;

розрахунок та індикацію на текстовій панелі:

• загального часу сушіння в сушарці, починаючи від етапу прогрівання і закінчуючи етапом витримки;
• загального часу від початку сушіння;
• загального часу, що залишився до кінця сушіння;
• загального часу поточного етапу сушіння;
• часу від початку поточного етапу сушіння;
• часу, що залишився до кінця поточного етапу сушіння;

автоматичне регулювання температури агента сушіння за сухим і змоченим термометрами з використанням стандартних ПІД-алгоритмів;

керування циркуляційними вентиляторами з реверсуванням напрямку циркуляції через заданий час (за замовчуванням 1 година). При цьому виконується вимушена затримка до повної зупинки вентиляторів, і тільки після цього вони можуть включитися знову в іншому напрямку обертання;

індикацію на текстовій панелі напрямку циркуляції агента сушіння в сушарці, а також стан кожного з вентиляторів: працює / не працює;

уведення уставок параметрів, щоб задати вихідні умови сушіння: породу деревини, товщину, ширину пиломатеріалу, початкову та кінцеву вологість деревини, режимні параметри агента сушіння, час прогрівання кінцевої вологотеплоообробки і витримки сушіння, а також коефіцієнти сушіння за етапами. При цьому введення уставок можливе в будь-який момент процесу сушіння;

запуск процесу сушіння після введення уставок або його зупинку на будь-якому етапі сушіння натискуванням відповідних клавіш на текстовій панелі.

Як в автоматичному, так і в дистанційному режимах роботи система визначає також відносну вологість агента сушіння j, рівноважну вологість деревини Wp, а також за допомогою моделі кінетики сушіння розраховує поточну інтегральну вологість штабелів пиломатеріалів. При цьому шляхом вибору відповідної опції в програмному забезпеченні SIMATIC C7-613 процес сушіння може координуватися за розрахунковою вологістю.

В автоматичному режимі система відпрацьовує службові та аварійні повідомлення щодо процесу сушіння і обладнання сушарки, і їх архівування та візуалізацію, візуалізація параметрів виконується на операторській станції.

Система зберігає запрограмовану і поточну інформацію після відключення електричного живлення і автоматично включається в роботу (рестарт) після його появи.

Програмно-апаратний комплекс керування на базі контролера SIMATIC C7-613 розрахований на одночасне керування двома аналогічними лісосушильними камерами.

Дистанційний режим підтримує наступні функції:

• візуалізацію процесу сушіння в лісосушильній камері на операторській станції (ОС) у вигляді мнемосхеми сушарки, на якій за допомогою числової інформації, текстових повідомлень і змінних графічних символів виконана індикація всіх вищеперелічених в параметрів та станів лісосушильного обладнання;
• виведення на екран монітора ОС поточних повідомлень;
• реєстрацію подій в спеціальному журналі, де фіксується номер події, час її виникнення, об'єкт, на якому відбулася подія, а також короткий коментар події;
• архівування значень параметрів на весь цикл сушіння і подій глибиною до 15 діб;
• збереження архіву значень параметрів попередніх сушінь;
• дистанційне керування за допомогою віртуальної панелі керування на ОС в цілому процесом сушіння ("пуск", "стоп"), вентиляторами, клапанами і шиберами;
• вибір давачів вологості;
• утворення графіків всіх вимірюваних параметрів. При цьому групування графіків в одному вікні може виконуватися користувачем;
• утворення трендів тих же параметрів;
• інші сервісні функції.

Операторська станція одночасно виконує вищеперераховані функції для декількох лісосушильних камер, зокрема, чотирьох для ТзОВ "Лісова компанія "Лаванда".

Ручний режим керування сушаркою виконується з дверей електричної шафи і передбачає:

• вибір напрямку циркуляції повітря;
• індивідуальне включення і виключення вентиляторів зі світловою сигналізацією включеного стану;
• індивідуальне включення і виключення вентиляторів зі світловою сигналізацією включеного стану;
• відкривання/закривання клапана гарячої води;
• відкривання/закривання шиберів;
• відкривання клапана на холодній воді.

При цьому вибір напрямку циркуляції повітря і процес відкривання та закривання клапана гарячої води і шиберів супроводжується світловою сигналізацією.

Перехід в ручний режим керування блокує керування вищевказаними механізмами від контролера SIMATIC C7-613.