Введение.

Промышленность строительных материалов представляет собой сложную многоотраслевую систему.

Промышленность строительных материалов отличается от дру­гих отраслей многообразием и сложностью технологических процес­сов, их большой энергоемкостью.

Выпуск цемента должен возрасти до 122 - 127 млн. т. Выпуск асбестоцементных изделий предполагается увеличить на 35%. Дальнейшее развитие получит производство стекла, кровельных, стеновых и других материалов. В связи с этим предусматривают­ся существенные изменения и в структуре производства строи­тельных материалов. Одним из решающих факторов повышения производительности труда и улучшения качества изделий явля­ется автоматизация технологических процессов и, в частности, применение средств вычислительной техники.

За прошедшее время в промышленности выполнен большой объем работ по созданию и внедрению специализированных приборов, ус­тановок автоматического контроля, локальных систем автомати­ческого регулирования и по разработке автоматизированных сис­тем управления производством (АСУП) с применением управляю­щих вычислительных машин (УВМ).

За этот период автоматизировано 600 агрегатов и внедрено более 600 приборов и устройств контроля технологических про­цессов с экономическим эффектом 7 млн. руб.

Автоматизация производственных процессов за­нимает одно из ведущих мест в комплексе техни­ческих средств, способствует повышению производи­тельности труда и улучшению качества продукции во всех отраслях промышленности, в том числе и в промышленности строительных материалов. Наиболее высокий уровень автоматизации отмечен на Себря­ковском цементном заводе, где внедрены автома­тизированные системы управления.

Необходимость автоматизации цементного про­изводства вызваны, главным образом требованием обеспечить строгое соблюдение заданного техноло­гического режима.

Отсутствие автоматики приводит к аварийным ситуациям. Внедрение же средств автоматизации в цементную промышленность дает большой экономи­ческий эффект за счет увеличения производитель­ности и повышения качественных показателей изде­лий, экономии сырья.

В связи с широким использованием средств и систем автоматизации большое значение имеет ор­ганизация их обслуживания. Квалифицированная экс­плуатация позволяет повысить эффективность при­менения автоматики.

1. Характеристика объекта автоматизации.

1.1 Общая характеристика объекта управления, классификация переменных величин.

В настоящее время сырьевой шлам готовится следующим образом:

• мел, доставляемый из карьера мела железнодорожными составами, через завалочный бункер подается на пластинчатый питатель гидрофола ГФ-1 или на такой же питатель ГФ-2. Эти пластинчатые питатели подают мел в горловину гидрофолов, которые измельчают мел совместно с глиноогарочным шламом и водой, дозируемой для поддержания требуемой вязкости шлама. Питатель имеет управляемую скорость, что позволяет регулировать производительность гидрофола в соответствии со свойствами мела и технологической ситуацией.

• глина, доставляемая из карьера глины железнодорожными составами, через завалочный бункер подается в глиноболтушки глиноприготовительного отделения (ГПО), из которых тонкодисперсный глиняный шлам подается в ВБ, откуда шлам поступает для дозирования в гидрофолы и как аномальный компонент для окончательной корректировки шлама в ГБ. Задание на расход глиняного шлама в гидрофолы выставляется химиком-аналитиком.

• Грубомолотый шлам из зумпфов гидрофолов 8-мя насосами (по 4 насоса на гидрофол) перекачивается в один из двух вертикальных бассейнов грубомолотого шлама (ВБ ГМШ) откуда самотеком поступает в смеситель дозблока. ВБ ГМШ работает на проход.

• Огарки и зола со склада поступают в бункеры, откуда подаются в смеситель дозблока дозаторами «Агроэскорт» в заданном химиком процентном соотношении с грубомолотым шламом.

• Из смесителя дозблока ГМШ с добавками поступает в мельницы домола, на выходе которых установлен порционный пробоотборник шлама, разработанный заводом.

• Тонкомолотый шлам из двух общих для мельниц зумпфов подается шламнасосами в ГБ-6,7,8 емкостью 6000 м³ каждый. С учетом того, что замол ведется поочередно всего в три ГБ, требуется быстрая оборачиваемость ГБ.

Мeльница «Гидpoфoл» пpeдcтaвляeт coбoй вpaщaющийcя вoкpуг гopизoнтaльнoй ocи бapaбaн диaмeтpoм 7 м. В мeльницу пoдaютcя в oпpeдeлeнныx зaдaнныx кoличecтвax и cooтнoшeнияx мeл, глиняный шлaм и вoдa. Пoдaчa мeлa ocущecтвляeтcя тpaнcпopтepoм. Пpи вpaщeнии бapaбaнa чacть мaтepиaлa пo внутpeннeй cтeнкe бapaбaнa нeпpepывнo вынocитcя ввepx, зaтeм oтдeляeтcя oт нee и пaдaeт вниз, пpи этo м куcки и чacтицы мaтepиaлa coудapяютcя, пpoиcxoдит caмoизмeльчeниe и cмeшивaниe вcex кoмпoнeнтoв. Пoлучeнный тaким oбpaзoм глинo - мeлoвoй шлaм пocтупaeт нa пocлeдующую cтaдию oбpaбoтки -- в шapoвую тpубную мeльницу дoмoлa.

Вертикальные бассейны представляют собой железобетонные, реже металлические емкости в виде цилиндра с конусообразной нижней частью. Объем их достигает на новых заводах 800—1200 м3 при диаметре 8— 12 м и высоте 21—25 м. Шламовые бассейны объединяются в группы.  Шлам в этих бассейнах перемешивается пневматическим способом (при помощи сжатого воздуха) под давлением 1,5—2 атм.  Сжатый воздух от компрессора через ресивер поступает в трубу бассейна. Труба установлена вертикально и не доходит на 1,5—2 м до разгрузочного отверстия в вершине конусной части бассейна.  При пуске сжатого воздуха в бассейн пузырьки его, вырываясь из трубы, устремляются вверх и вызывают энергичное перемешивание шлама. Воздух подают периодически в каждый бассейн; для автоматического включения и отключения воздуха между воздухопроводом и трубой устанавливается воздухораспределитель. Один распределитель обслуживает группу бассейнов.  Из бассейна шлам через отверстия в конусной части поступает в сборный трубопровод, откуда он направляется к насосам и перекачивается в запасные шлам-бассейны. В нижней части вертикального бассейна может скапливаться осевший шлам. Для очистки бассейна предусмотрены люки. 

Болтушка представляет собой две ёмкости, диаметром 12 м, в которых вращаются мешалки. Каждая из болтушек имеет производительность 70 т/ч

Мешалки приводятся в движение через редуктор с помощью асинхронного трёхфазного двигателя, питаемого напряжением 380 В переменного тока, частотой 50 Гц.

Каждый электродвигатель обладает мощностью 160 кВт.

Для откачки шлама из зумпфа используется насос, который включается, если шлам достигнет верхнего уровня и отключается, если шлам достигнет нижнего уровня. Предусмотрен резервный насос, который включается, если неисправен основной шламооткачивающий насос.

Шаровая мельница мокрого помола представляет собой горизонтальное цилиндрическое вращающееся устройство с двумя камерами. Материал поступает в первую камеру через загрузочное отверстие. Внутри этой камеры, располагается бронеплиты и стальные шары различных спецификаций. Центробежная сила, образованная вращением цилиндра, поднимает стальные шары до определенной высоты, а затем из-за их собственной гравитации эти шары ударяются и дробят материал. После основного дробления в первой камере, материалы поступают во вторую камеру, где расположены цильпипсы. В данной камере происходит окончательный домол.

Приготовление шлама заданного химического состава ведется по полупоточной схеме, в которой используются элементы поточной технологии дозирование мела и глиняного шлама в гидрофол и дозирование огарок и золы в смеситель дозблока с целью обеспечить получение возможно более кондиционного шлама в ГБ, и последующая порционная корректировка шлама аномальными тонкомолотыми (корректировочными) шламами из вертикальных бассейнов. Для корректировки используются следующие шламы: ме ловой (МШ) и мелоогарочный (МОШ), замалываемые гидрофолом и мельницами домола, а также глиноогарочный из ВБ ГОШ.

Контроль химсостава шлама осуществляется:

• по накопительным пробам шлама, отбираемым в потоке порционным пробоотборником;

• по пробам шлама, отбираемым вручную с зеркала ГБ (в случае отказа пробоотборника);

• по анализам, полученным от поточного анализатора

Экспресс-анализ химсостава проводится на рентгеновском спектрометре.

Не доводя объем замолотого шлама до критического уровня примерно на 1000 м³, замол переводят в другой ГБ. А в этом ГБ шлам перемешивают 3 часа, отбирают с зеркала ГБ пробу шлама и анализируют ее на рентгеновском спектрометре. Если шлам не удовлетворяет по химсоставу требованиям технологической карты, его корректируют: рассчитывают порции корректировочных шламов из ВБ и дозируют их, закрывая задвижку на сливе ВБ по достижении рассчитанного уровня слива. Далее следует новая процедура усреднения и анализа (а при необходимости повторная докорректировка) и так, пока шлам в ГБ не будет кондиционным по КН, р, N. Отметим, что хорошие результаты анализа химсостава шлама, отобранного с зеркала ГБ, не гарантируют кондиционности шлама, так как разовая проба из ГБ не является представительной. Примерный регламент цикла приготовления ГБ: 5-8 часов замол (в зависимости от числа работающих гидрофолов), 3 часа перемешивание и анализ, 0.5 часа корректировка, снова перемешивание и анализ, а в случае если требуется повторная корректировка, еще 2 часа (или более) на аналогичные операции, далее 5-4 часа перекачка в расходный ГБ (время перекачки определяется числом работающих насосов, производительностью до 350 м³/час).

Готовый шлам перекачивается в один из 2-х расходных ГБ (ГБ-4 и ГБ-5), из которых шлам подается на печи 2-го производства или на 1-е производство. При двух рабочих ГБ операции от конца замола ГБ до начала нового замола должны занять время, меньшее, чем чистое время замола другого бассейна. При ремонте одного из бассейнов ГБ-6,7,8 замол может производиться непосредственно в расходные бассейны 4,5 с последующей прямой откачкой шлама на питание печей.

Анализатор CB-Omni осуществляет измерения состава твердых материалов, проходящих через сканер на ленточном транспортере. Источник радиации с изотопом калифорния-252, расположенный под транспортером внутри сбора источника, испускает нейтроны, поглощаемые материалом на ленте. Затем точечно испускаются гамма-лучи на различные элементы в материале, и сканер, находящийся в сборе, расположенном за ленточным транспортером напротив сбора источника, считывает показания. Специальное электронное устройство в корпусе обрабатывает сигналы со сканера и отправляет их на операторскую консоль для контроля состояния материала или процесса.