Stáhnout dokument () z 20
Věci, na kterých záleží, díky nám fungují.

Řízení hladiny a teploty při výrobě krmiva

 

Výroba krmiva s řídicím relé easyE4

Rozšíření programovatelného relé easyE4 o analogové a digitální vstupy a výstupy představuje jednoduchý způsob vytvoření systému regulace teploty a úrovně naplnění pro melasu potřebnou při výrobě krmiv pro zvířata.

Výroba krmných pelet je složitý proces, při kterém se musí smíchat velké množství surovin. Směs se nejprve rozemele, přidají se další přísady a všechny suché složky se znovu důkladně promísí. Aby se tato směs mohla nakonec vytlačit do formy pelet, musí se do suché, namleté hmoty přidat melasa. Konečná kvalita pelet je závislá na přesném dávkování této tekutiny. Právě s tím měl jeden výrobce, který vyráběl krmivo pro koně, krávy, slepice a králíky, opakované problémy. 

Výzva: Výkyvy teploty ztěžují dávkováni melasy

Teplotu melasy je nutné udržovat v relativně úzkém rozmezí. Pokud se teplota dostane mimo tento rozsah, změní se konzistence tekutiny a ta již nemůže být přesně dávkována. Do továrny výrobce krmiva je však melasa přivážena nákladními automobily a dopravována dlouhým systémem trubek do hlavní nádrže, kde se nakonec smíchá se suchou hmotou. Protože melasa se během průchodu trubkami ochlazuje a hrozí tedy, že bude příliš viskózní, postavil již výrobce nádrž s kapacitou přibližně 1 metr krychlový, která slouží jako vyrovnávací nádrž pro melasu. Tento zásobník se napouští čerpadlem. Topný okruh a chladicí okruh, každý řízený samostatným čerpadlem, udržují teplotu tekutiny v nádrži v požadovaném rozsahu. Tato čerpadla se dříve ovládala ručně. Byli zapotřebí pracovníci, kteří tento proces průběžně kontrolovali, a bylo to časově náročné. Teplota melasy také příliš kolísala. Některé šarže krmiva musely být znovu vyrobeny a některé dokonce zcela vyřazeny.  

Společnost Elektro Schütze sídlící v Stockelsdorfu (Ostholstein) pracuje pro výrobce krmiva už víc jak 10 let. Společnost navrhuje a implementuje automatizační řešení v mnoha průmyslových odvětvích. Systémy jsou instalovány ve spolupráci se společností Elektro Schütze Meisterbetrieb. Ta zákazníkům poskytuje komplexní řešení pro všechny aspekty automatizace – od plánování přes tvorbu softwaru až po uvedení systému do provozu. 

eaton-screen-pump-control-manual
Režim manuálního nastavení
eaton-screen-pump-control-automatic
Režim automatického nastavení – aktivní řídicí systém

Autonomní ovládání čerpadla pomocí průmyslového řídicího relé easyE4 a dotykového displeje XV100

Protože se automatizovaný systém, který společnost Elektro Schütze sestavila pro výrobce krmiv, skládá téměř výhradně z produktů společnosti Eaton, rozhodla se společnost Elektro Schütze využít pro řešení řízení teploty ve vyrovnávací nádrži také řešení společnosti Eaton. „Protože to mělo být lokální řešení, tj. nepřipojené k nadřazenému systému, rozhodli jsme se použít řídicí relé easyE4,“ říká Kai Bretschneider, vedoucí společnosti Elektroschütze Automations GmbH. „EasyE4 dokáže to, co malé PLC, ale je mnohem levnější. Nabízí veškerý výkon a funkcionalitu, kterou pro tuto aplikaci potřebujeme.“ 

Uživatelské rozhraní nabízí manuální a automatický režim. V automatickém režimu se čerpadlo P1 řídí hladinou naplnění FS1. Čerpadla P2 a P3 jsou řízena teplotním senzorem TS1. Tento senzor zajišťuje, že teplota uvnitř nádrže zůstane ve stanoveném rozmezí. V manuálním režimu může obsluha nastavit frekvenci frekvenčního měniče a spustit čerpadla samostatně. Ventil V1 je možné otevřít a zavřít bez ohledu na provozní režim.

easyE4-plc.jpg
Přidání až 11 rozšiřujících modulů umožňuje flexibilní přizpůsobení easyE4 danému úkolu
Jednoduchá obsluha a intuitivní programovací software easySoft 7 umožňují realizovat jednoduché řídicí úlohy i komplexnější konfigurace s vysokou účinností procesu. Charakteristickým rysem řídicího relé je jeho modulární konstrukce. Základní zařízení lze rozšířit až 11 moduly, aby se dosáhlo maximálního počtu 188 vstupů a výstupů. Rozšiřující moduly jsou propojeny zepředu přes easyConnector, což výrazně usnadňuje instalaci i výměnu. „Moduly se jednoduše zacvaknou na DIN lištu a přisunou k základnímu přístroji“ říká Kai Bretschneider. 
Bretschneider využil možnosti použít tato rozšíření k řízení teploty ve vyrovnávací nádrži: Celý systém se skládá z čerpadla, které plní nádrž, dvou dalších čerpadel pro topný okruh a chladicí okruh, jednoho výstupního ventilu a dvou analogových čidel pro měření teploty a úrovně naplnění. Protože se množství melasy odebírané z nádrže mění, udržuje se její množství v nádrži na konstantní úrovni pomocí frekvenčně řízeného čerpadla. To umožňuje rovnoměrné vytápění a ochlazování. Kvůli tomu byly požadovány tři analogové vstupy a jeden analogový výstup pro frekvenční měnič a pro analýzu odečtů ze snímačů teploty a naplnění nádrže. K ovládání těchto tří čerpadel a výstupního ventilu byly zapotřebí čtyři digitální výstupy.
eaton-XV100-easyE4-modbus-tcp
Přenos mezi easy a dotykovým displejem je založen na principu server/klient. easy přebírá roli serveru a dotykový displej roli klienta.
Systém se obsluhuje přes dotykový displej Eaton XV100, který nevyžaduje digitální vstupy – dotykový displej je k easy připojen přímo přes Ethernet protokolem ModBus/TCP. „Připojení malého ovládacího panelu je velmi snadné, protože je vyroben přímo pro systém easyE4,“ říká Kai Bretschneider. To znamená, že základní zařízení muselo být rozšířeno pouze o jeden modul s analogovými vstupy a výstupy, aby vzniklo pět požadovaných výstupů. 

Ovládací systém pro vyrovnávací nádrž byl nastaven pomocí programovacího softwaru easySoft (verze 7). Uživatelé si mohou vybrat ze čtyř programovacích jazyků: Spínací schéma lze vytvořit pomocí funkčních bloků (FBD), liniového schématu (LD), programování přístrojů easy (EDP) nebo ve strukturovaném textu (ST). Strukturovaný text (ST) se v automatizaci běžně používá a zahrnuje další funkce pro složitější aplikace. Společnost Elektro Schütze vytvořila hlavní program ve strukturovaném textu (ST) a podprogramy v jazyce funkčních bloků (FBD) a strukturovaném textu (ST).

Kai Bretschneider je ohromen tím, jak je konfigurační proces jednoduchý: „Jeden z našich mladších zaměstnanců se o programování postaral a přitom nemá s easyE4 žádné předchozí zkušenosti. Přesto systém ve velmi krátké době uvedl do provozu.“ 

eaton-easyE4-subprogram
Samostatné uživatelské funkční bloky pro regulaci teploty a výšky hladiny byly naprogramovány jako podprogramy.

Výsledek: Žádné další vadné šarže

Automatická regulace teploty a úroveň naplnění umožňuje mnohem přesnější udržování teploty v požadovaném rozmezí, což znamená, že melasa si zachovává optimální konzistenci pro dávkování. Od té doby se neobjevily problémy s vadnými dávkami. „Kombinace easyE4 a dotykového displeje XV100 dovoluje rychlé, nákladově efektivní a kompletní řešení pro jednodušší automatizační projekty“ říká Kai Bretschneider. „Přesné specifikace a nastavení lze nyní konfigurovat pomocí displeje a hodnoty lze vizuálně sledovat.“ 

eaton-authorised-solutions-partner-automation-logo

Partner společnosti Eaton pro aplikační řešení

Partner společnosti Eaton pro aplikační řešení, společnost Elektro Schütze, má více než 20 let zkušeností s automatizací a konstrukcí rozváděčů. Mezi poskytované služby patří plánování, vývoj, konstrukce rozváděčových skříní, tvorba softwaru a uvedení procesních systémů do provozu v různých průmyslových odvětvích včetně potravinářského průmyslu, hydraulického průmyslu, systémů manipulace s materiálem, systémů řízení čerpadel, námořního inženýrství, inženýrských staveb a technologie řízení energie. 

Kontaktní údaje: 

Elektro Schütze Automations GmbH

Georg-Ohm-Straße 4

23617 Stockelsdorf

E-mail: kbr@elektroschuetze.de

www.elektroschuetze.de