Sprawiamy, że to co ważne działa.*

Kontrola poziomu i temperatury przy produkcji pasz

 

Produkcja pasz ze sterownikiem easyE4

Rozbudowa sterownika easyE4 o analogowe i cyfrowe moduły We/Wy zapewnia prosty sposób tworzenia systemu sterowania temperaturą i poziomu napełnienia melasy stosowanej w produkcji pasz zwierzęcych.

Produkcja granulatów paszowych jest złożonym procesem, w którym trzeba zmieszać ze sobą dużą ilość składników surowcowych. Następnie ten premiks jest mielony, dodawane są kolejne dodatki, a wszystkie suche składniki są ponownie dokładnie mieszane. Aby umożliwić ostateczne sprasowanie tej mieszaniny i utworzenia z niej granulatu, do suchej, mielonej masy należy dodać taką substancję jak melasa. Ostateczna jakość granulatu zależy od dokładnego dozowania tej cieczy. To właśnie w tej kwestii jeden z producentów pasz dla koni, krów, kurczaków i królików wielokrotnie spotykał się z problemami.

Wyzwanie: Zmieniające się temperatury utrudniają dozowanie melasy

Temperatura melasy musi być utrzymywana w stosunkowo wąskim zakresie. Jeśli temperatura wykracza poza ten zakres, zmienia się konsystencja cieczy i nie można jej już dokładnie dozować. Do zakładu producenta pasz melasa jest dostarczana ciężarówkami i transportowana długim systemem rur do głównego zbiornika, gdzie jest ostatecznie mieszana z suchą masą. Ponieważ melasa schładza się podczas przepływu przez rury, istnieje ryzyko, że stanie się zbyt lepka, producent ustawił już zbiornik o pojemności około 1 metra sześciennego jako bufor pośredni dla melasy. Zbiornik ten jest napełniany przez pompę. Temperatura cieczy w zbiorniku jest utrzymywana w pożądanym zakresie poprzez obieg grzewczy i obieg chłodniczy, każdy obsługiwany przez oddzielną pompę. Pompy te były wcześniej sterowane ręcznie. Wymagało to od personelu ciągłej kontroli procesu i było bardzo czasochłonne; powodowało też zbyt duże wahania temperatury melasy. Niektóre partie produktu musiały zostać ponownie przetworzone, a niektóre nawet całkowicie wyrzucone.

Firma Elektro Schütze, z siedzibą w Stockelsdorfie (Ostholstein), pracuje dla producenta pasz od ponad 10 lat. Projektuje ona i wdraża rozwiązania automatyzacyjne dla wielu branż. Systemy te są instalowane we współpracy z Elektro Schütze Meisterbetrieb. Dzięki temu klienci otrzymują kompleksowe rozwiązanie dla wszystkich aspektów automatyzacji - od planowania, poprzez tworzenie oprogramowania, aż po uruchomienie systemów procesowych.

eaton-screen-pump-control-manual
Tryb ręczny / ustawiania
eaton-screen-pump-control-automatic
Aktywny tryb automatyczny / systemy sterowania aktywne

Autonomiczne sterowanie pompami w oparciu o sterownik easyE4 i panel dotykowy XV100

Ponieważ system automatyki, który firma Elektro Schütze stworzyła dla producenta pasz, składa się niemal w całości z produktów firmy Eaton, wybrała ona również rozwiązanie firmy Eaton do regulacji temperatury zbiornika buforowego. „Ponieważ aplikacja miała być rozwiązaniem lokalnym, tzn. nie była podłączona do sterownika wyższego poziomu, zdecydowaliśmy się na zastosowanie easyE4”, mówi Kai Bretschneider, partner handlowy firmy Elektroschütze Automations GmbH. „Sterownik easyE4 może zrobić wszystko to, co kompaktowy sterownik programowalny PLC, ale jest o wiele bardziej opłacalnym urządzeniem. Oferuje on pełną wydajność i funkcjonalność, jakiej potrzebujemy do tej aplikacji”.

Interfejs użytkownika oferuje tryb ręczny i tryb automatyczny. W trybie automatycznym, pompa P1 jest sterowana przez czujnik poziomu napełnienia FS1. Pompy P2 i P3 są sterowane przez czujnik temperatury TS1. Czujnik ten zapewnia, że temperatura wewnątrz zbiornika utrzymuje się w określonych granicach. W trybie ręcznym operator może ustawić prędkość przemiennika częstotliwości i indywidualnie uruchamiać pompy. Zawór V1 może być otwierany i zamykany niezależnie od trybu pracy.

easyE4-plc.jpg
Dzięki możliwości dodania nawet 11 modułów rozszerzeń sterownik easyE4 może być elastycznie dostosowany do każdego zadania.
Łatwa obsługa i intuicyjne oprogramowanie easySoft 7 umożliwiają realizację zarówno prostych zadań sterowania, jak i bardziej kompleksowych konfiguracji o wysokiej wydajności procesu. Cechą wyróżniającą sterownik jest jego modułowa budowa. Jednostkę podstawową można rozszerzyć o maks. 11 modułów, aby uzyskać maksymalnie 188 wejść/wyjść. Moduły rozszerzeń są łączone od frontu za pomocą złącza easyConnector, co znacznie ułatwia zarówno instalację, jak i demontaż. „Moduły są po prostu zakładane na szynie i jednym kliknięciem podłączane do jednostki podstawowej”, mówi Kai Bretschneider. 
Bretschneider wykorzystał tę możliwość rozbudowy do regulacji temperatury zbiornika buforowego: Cały system składa się z pompy do napełniania zbiornika, dwóch kolejnych pomp do obiegu grzewczego i chłodniczego, jednego zaworu wylotowego oraz dwóch analogowych czujników do pomiaru temperatury i poziomu napełnienia. Ponieważ ilość pobieranego ze zbiornika surowca jest zmienna, poziom napełnienia wewnątrz zbiornika jest utrzymywany na stałym poziomie za pomocą pompy regulowanej przemiennikiem częstotliwości. Umożliwia to równomierne ogrzewanie i chłodzenie. Układ wymagał trzech wejść do analizy odczytów z czujników temperatury i poziomu napełnienia oraz jednego wyjścia analogowego aby obsłużyć przemiennik częstotliwości. Do sterowania trzema pompami i zaworem wylotowym potrzebne były cztery wyjścia cyfrowe.
eaton-XV100-easyE4-modbus-tcp
Przekazywanie informacji między sterownikiem easy a wyświetlaczem dotykowym odbywa się na zasadzie serwer/klient. Sterownik easyE4 przejmuje rolę serwera, a panel dotykowy rolę klienta.
System jest obsługiwany przez panel dotykowy XV100 firmy Eaton, który nie wymaga wejść cyfrowych, ponieważ jest on podłączony bezpośrednio przez sieć Ethernet za pomocą protokołu Modbus TCP. „Podłączenie kompaktowego panelu sterowania jest bardzo proste, ponieważ jest on dokładnie dopasowany do sterownika easyE4”, mówi Kai Bretschneider. Oznacza to, że jednostka podstawowa musiała być rozbudowana tylko o jeden moduł z wejściami i wyjściami analogowymi, aby zapewnić pięć wymaganych wyjść. 
System jest obsługiwany przez panel dotykowy XV100 firmy Eaton, który nie wymaga wejść cyfrowych, ponieważ jest on podłączony bezpośrednio przez sieć Ethernet za pomocą protokołu Modbus TCP. „Podłączenie kompaktowego panelu sterowania jest bardzo proste, ponieważ jest on dokładnie dopasowany do sterownika easyE4”, mówi Kai Bretschneider. Oznacza to, że jednostka podstawowa musiała być rozbudowana tylko o jeden moduł z wejściami i wyjściami analogowymi, aby zapewnić pięć wymaganych wyjść.

Układ sterowania zbiornikiem buforowym został skonfigurowany za pomocą oprogramowania easySoft w wersji 7. Daje to użytkownikom możliwość wyboru czterech języków programowania: Schemat programu może być tworzony za pomocą schematów bloków funkcyjnych (FBD), schematu drabinkowego (LD), oryginalnego języka programowania „easy” (EDP) firmy Eaton lub za pomocą tekstu strukturalnego (ST). Tekst strukturalny jest powszechnie stosowany w automatyce i zawiera dodatkowe funkcje dla bardziej złożonych zastosowań. Firma Elektro Schütze stworzyła program główny w tekście strukturalnym, a podprogramy jako schemat bloków funkcjonalnych i tekst strukturalny.

Kai Bretschneider był pod wrażeniem tego, jak prosty jest proces konfiguracji: „Jeden z naszych młodszych pracowników zajmował się programowaniem i nie miał wcześniej żadnego doświadczenia ze sterownikami easyE4. Pomimo tego udało mu się bardzo szybko uruchomić ten system”.

eaton-easyE4-subprogram
Niezależne bloki użytkownika do sterowania temperaturą i poziomem zostały wykorzystane jako podprogramy.

Rezultat: Koniec z wadliwymi partiami w produkcji

Automatyczna kontrola temperatury i poziomu napełnienia pozwala na znacznie dokładniejsze utrzymanie wymaganych parametrów. Oznacza to, że melasa zachowuje optymalną konsystencję potrzebną do dozowania. Od tego czasu nie było żadnych problemów z wadliwymi partiami. „Połączenie panela dotykowego XV100 i sterownika easyE4 stanowi szybkie, opłacalne i kompletne rozwiązanie dla prostszych projektów automatyki”, mówi Kai Bretschneider. „Dokładna specyfikacja i ustawienia mogą być teraz konfigurowane z poziomu ekranu, a wartości mogą być monitorowane wizualnie”.

eaton-authorised-solutions-partner-automation-logo

Partner firmy Eaton w rozwiązaniach aplikacyjnych

Partner firmy Eaton w rozwiązaniach aplikacyjnych, firma Elektro Schütze, posiada ponad 20 lat doświadczenia w dziedzinie automatyki i budowy rozdzielnic. Jej usługi obejmują planowanie i budowę rozdzielnic, tworzenie oprogramowania oraz uruchamianie systemów procesowych w różnych branżach, w tym w przemyśle spożywczym, hydraulicznym, systemach transportu materiałów sypkich, systemach sterowania pompami, inżynierii morskiej, inżynierii usług budowlanych i technologii zarządzania energią.

Informacje kontaktowe:

Elektro Schütze Automations GmbH

Georg-Ohm-Straße 4

23617 Stockelsdorf

Adres E-mail: kbr@elektroschuetze.de

www.elektroschuetze.de