Новаторы предлагают: датчик сделает расчёт

Ведущий инженер-программист центра автоматизированных систем и информационных технологий (ЦАСиИТ) Александр Деменёв предложил заменить датчиком давления вредный для здоровья и дорогой в обслуживании радиоизотопный прибор (РИП), измеряющий нижний уровень материала в закрытой ёмкости – пневматическом баллоне для перекачивания магнезитовой пыли, уловленной газоочистными установками вращающихся печей.



Разницу в предназначении приборов нивелирует алгоритм (разработанный автором проекта) – программное обеспечение, которое сделает расчёт по формуле, выдаст показания и отдаст команду на исполнительный механизм. Иначе говоря, алгоритм позволит управлять системой опосредованно, путём вычислений, а не исходя из прямых показаний. Проект Александра Деменёва под названием «Алгоритм определения нижнего уровня по падению давления воздуха в пневмокамерном насосе (ПКН) газоочистки ЦМП-З (ныне – участок №2 департамента по производству порошков)» занял первое место в корпоративном конкурсе новаторов в разделе «Информационные технологии и автоматизированные системы управления».


Пневмокамерный насос серии ПКН, перекачивающий пылевидный материал, о котором идёт речь в проекте, можно сравнить с сердцем, перекачивающим кровь. Только здесь перекачивается не жидкость, а пылевоздушная субстанция. В отличие от четырёхкамерного сердца человека, ПКН состоит из одной камеры, оборудованной клапанами для нагнетания и сброса воздуха и устройствами для загрузки и разгрузки материала. Принцип действия пневмокамерного насоса основывается на том, что пылевоздушная масса выдавливается из камеры сжатым воздухом. Работает такой насос циклично – в два цикла – загрузки (заполнения камеры самотёком) и выгрузки (нагнетания воздуха). И «вход», и «выход» срабатывают посредством управляемых электромагнитных клапанов. При открытии верхнего дискового затвора камера насоса заполняется пылью, а после его закрытия в неё начинает подаваться сжатый воздух, что означает начало цикла нагнетания. Подача воздуха осуществляется до тех пор, пока в камере остаётся материал. В нашем случае, контроль над заполнением и разгрузкой камеры осуществляется датчиком нижнего уровня, роль которого выполняет РИП – радиоизотопный прибор, измеряющий толщину слоя пыли при помощи излучения. По мере опустошения камеры насоса (выгрузки) управляющий импульс с датчика нижнего уровня поступает на электромагнитный клапан пневмопровода, закрывая его, после чего начинается следующий цикл загрузки.


– Датчики РИП, которые используются в существующей автоматизированной системе управления камерными пневмонасосами для определения нижнего уровня баллона, небезопасны для здоровья человека и дороги в эксплуатации – их обслуживает сторонняя лицензированная организация, – поясняет Александр Деменёв. – Разработанный алгоритм позволяет избавиться от РИП и заменить его датчиком давления. Другим преимуществом датчика давления является его более широкий функционал: по падению давления можно определить, продулась ли вся пневмомагистраль, а не только баллон.


Практика применения датчиков давления вместо РИП на «Магнезите» уже есть. Подобный алгоритм разработан и используется, начиная с весны 2020 года, на пневмонасосах 11, 12, 13 фильтров печи №7 участка №2 департамента по производству порошков, а позднее и на пневмонасосах под номерами 1, 3, 4, 5, 6 этой печи, а также на циклонах 1, 3 ,4, 5, 6 газоочистки шестой печи.


Датчик давления работает следующим образом. Оператор нажимает кнопку «пуск» для начала продувки баллона. Если выдаётся сигнал нижнего уровня, он сбрасывается, и сбрасывается значение нижнего уровня. Если затвор загрузки закрыт, клапан подачи воздуха открыт, или давление больше 10 кПа (косвенное определение открытия клапана подачи воздуха), значит, началась выкачка баллона. В этот момент включается отсчёт времени (6 минут), необходимого для заполнения баллона воздухом и накопления максимального давления. После этого программируемый контроллер производит расчёт: запоминает текущее давление и делит его на 1,75 (коэффициент получен опытным путём). Постоянный расчёт этого значения необходим, так как давление воздуха в магистрали может меняться. При падении давления ниже рассчитанной константы (баллон уже пустой и вся пыль из него откачалась), контроллер выдаст сигнал нижнего уровня.


Плюсы разработанного алгоритма: снижение затрат на обслуживание датчиков РИП, отсутствие радиационного фона, а также стабильное управление технологическим процессом. Поскольку сигнал нижнего уровня выдаётся после продувки пневмомагистрали, а не только баллона, нижний уровень баллона рассчитывается по падению давления (каждый раз при разгрузке баллона), что позволяет использовать алгоритм даже при нестабильном давлении воздуха в магистрали.


Благодарим за фото Василия Максимова