混凝土搅拌站集中控制室改造

2020-11-30 05:43罗英华
商品混凝土 2020年10期
关键词:浆水控制室搅拌机

罗英华

(湖南娄底南方新材料科技有限公司,湖南 娄底 417000)

0 前言

我公司中心站是一家年产能 105 万方,共计 3 条混凝土生产线的搅拌站。中心站成立于 2006 年,其中120 生产线(2 方机)为双线,180 生产线(3 方机)为单线,于 2018 年进行了就地环保升级改造,2019 年再投资 24.6 万元进行集中控制室升级改造。

1 问题描述

(1)操作系统问题。原 2 方机双线为“工控机+板卡”控制方式,因控制系统过于落后、问题不断、市场不再生产该控制板卡等原因,于 2017 年改造为“工控机+PLC”方式,并将工控操作系统升级;3 方机单线为另一家企业产品,操作系统版本过低,存在配料慢、误差大(下料多了不扣秤、少了不补偿)等问题。

(2)实际产能低、操作环境较差。搅拌站尽管有3 条生产线,但主机设备已运行 10 多年,老化严重,实际每盘最大生产量:2 方机为 1.8方,3 方机为 2.5方,折算成实际年产能相当于 2 条 3 方机生产线;又因3 条生产线有两个现场操作室,生产量稍大时,生产人员需要在两个操作室之间来回操作;生产时现场操作室普遍存在一定的噪音、粉尘、震动污染。

2 建设过程

集中控制应涵盖调度、操作、质检、视频监控等主要功能,实现生产集中指挥、资源共享、智能高效、绿色环保等目的;考虑到中心站集中控制室为老企业的技改项目,还要做到因地制宜、方便实用、节约费用等要求。

(1)集中控制室位置确定。方案一:在厂门口的收发室旁新建;方案二:将搅拌楼东边原有的活动室改造成集中控制室。方案一的优点是而靠近厂门口,方便搅拌车收发送货单,便于对进厂原材料及出厂混凝土检验,还可以将收发室纳入到集中控制室内,缺点是要增加土建费用;方案二的优点是节约土建费用,缺点是远离厂门口,且离最远的生产线 85 米,不利于搅拌车送货单传递。权衡利弊,我们选择了方案一的新建方案。

(2)项目分别建设。集中控制室一般是委托外单位打包建设,我们通过与几家建设单位沟通,但对方都要求将 3 条生产线操作系统统一升级成他们的系统。经反复考虑,我们放弃了这种方式。主要原因:一是打包升级费用相对较高;二是 1#、2# 线已经升级,该系统运行稳定、配料快且准确,操作员已非常熟练,如果将3 条线的系统推倒重来,势必造成浪费;三是有些公司打包产品存在兼容性差、无法定制化选配等问题。最终我们采用分别建设方案:1)保留 1#、2# 线原有系统,只升级 3# 线系统;2)系统整体迁移到集中控制室;3)可视化平台建设;4)附属项目建设。结果证明这种方式更灵活,达到了快速高效、节约建设费用的目的。

(3)坚持实用原则。原方案中的搅拌机内窥装置、车辆调度系统未实施。内窥装置的优点是能很好地替代传统的看料台,改变其环境污染、效率低、存在安全隐患等缺点,但目前内窥装置不是很成熟,加上搅拌机内工况复杂,已改造企业效果有好有坏;而车辆调度系统应与司机休息室配套。我们将这套两系统都预留了接口,待时机成熟时再上不迟。

(4)集中控制室土建。根据总部对 3 条线集中控制室面积控制要求,确定实空为长 7m、宽 5m、高3.5m,共计 1 层。做法:上下圈梁、4 个构造柱、砖混结构、顶板为混凝土现浇;前面安装钢化玻璃,开有司机取票小窗;后面安装平开窗,吊顶、铺设防静电地板,内外简易装修。从集中控制室到搅拌现场开挖 70m电缆沟,多芯电缆外套 PE 套管,扎钢筋笼,就位后浇筑 C35 混凝土。为防止新浇混凝土被重车压坏,在养护期铺设 20mm 厚钢板作为临时通道。

图1 和图2 分别为集中控制室的外观图和内部布置图。

图1 集中控制室外观图

图2 集中控制室内部布置图

(5)改造费用。集中控制室改造共计花费 24.6 万元,明细见表1。

3 建设亮点

(1)造价低、效果好。项目建设充分利用了原有软件、硬件,上位机、下位机、显示器、操作系统、现场仪表只要能利用的都不更换,土建方面主要控制建筑面积。集中控制室改造后,明显提高了工作效率:技改前,日产 1000 方的任务都难以完成的;技改后,在搅拌主机未更换、人员未增加的情况下,可以轻松达日产3000 方的生产量。

(2)产品质量改善。3# 线操作系统升级后,配料精准,效率高,产品质量改善,工地投诉明显减少。

(3)工作环境好、企业形象提高。

4 出现问题及处理措施

中控系统改造升级后,总体运行平稳,但调试期出现过以下问题:

(1)待料斗卸料门的偶发性不对应问题。中控显示待料斗卸料门关闭但现场是开启状况,或者相反,造成严重后果:搅拌机头盘料还在搅拌,第二盘直接卸到搅拌机中,造成闷机;或者搅拌机内没有砂石,但待料斗中出现 2 盘砂石将斜皮带顶停,问题的关键是偶发现象,没有规律。现场检查气压、卸料门执行器、限位开关等,但都正常;检查程序才发现症结:首先程序联锁没有错,是确认待料斗卸料门关闭才进行下一盘料的配料及输送,问题出在确认方式:不是以现场限位开关信号为依据,而是以输出电流及时间作为依据的。如:系统发出待料斗卸料门关闭指令,又有执行器的电流输出反馈,但现场卸料门被卡住没有关闭或处于半关闭状态,一定时间后工控机即默认已关闭卸料门,程序开始配料、输送,造成两盘料进入搅拌机。处理措施:修改程序,选择以现场限位开关信号为确认依据,问题得以解决。为了更保险,我们在待料斗卸料门位置、斜皮带出料口加装视屏镜头进行监控。

表1 娄底南方新材料集中控制室改造费用明细

(2)浆水准确计量问题。环保技改时,砂石分离及浆水处理厂家自带有浆水计量系统,但其计量系统实际是一个时间继电装置,浆水的用量是通过调整浆水泵的运行时间控制的,但浆水浓度、管道的部分堵塞都会影响浆水计量准确性。处理措施:去掉时间继电装置,将浆水泵起停信号线接入弱电柜,修改中控程序,加入浆水计量点,并与生产制造执行系统(MES)对接,这样浆水无论是单独计量还是与清水叠加计量,都可以保障浆水、清水的计量准确。

(3)视屏显示延迟问题。拼接屏的分辨率为1920×1080,能清晰看到下料情况,但实际操作时发现屏幕显示与现场实际存在 5 秒左右的延迟,当操作员看到下料坍落度过小立即手动关闭卸料门时,现场往往已堵料。出现的根本原因是网络延迟造成的。处理措施:将拼接屏的显示方式由“清晰度优先”改为“时间优先”,同时也可以通过提高网速来改善。

5 应注意事项

(1)调试阶段的全面打点检查。调试阶段,PLC点位与现场控制点位 100% 对应,中控与现场点位100% 对应。特别是中控与现场的对点工作,千万不能以包代管,一定要自己检查。

(2)加强操作员培训。现场操作时,操作员可以通过听声音、看现场、闻气味、感觉震动去判断生产是否正常,改为中控后很多操作员一段时间不适应。应加强对操作员培训:远程操作更应严守安全操作规程,如生产前一定要与现场人员确认,生产时保持沟通,操作时集中精神,观察电流变化、监控视屏情况来判断生产是否正常(图3)。

图3 中控监控界面

(3)不断开发、不断完善。我们是老企业的集中控制改造,平皮带、斜皮带上缺少速度传感器,只能通过增加视屏点来加强监控;搅拌机电流在我们的强烈要求下进入了中控系统,并且设置了报警提示,当电流高于额定值时用红色报警,最近我们又将空压机的远程起停接入了中控。操作系统应是一个不断完善的过程,要争取做到 30kW 以上电机都能在中控监控电流,能设置报警值、跳停值,并能查询电流趋势。如果硬件支持、端口足够,还应监控皮带机尾轮转速、减速机的轴承温度、搅拌机主轴跳动值等,最终做到减少人为干预,增加自动控制的目的。

(4)系统安全。搅拌操作系统普遍使用 Windows平台,但微软公司在 2014 年 4 月 8 日、2020 年 1 月14 日后先后停止 XP 系统、Win7 系统的补丁和安全更新,现在改由 360 等杀毒软件接替提供安全防护服务。为保障系统使用安全,应注意:1)严格遵守公司《生产运营信息化操作手册》规定,确保集团运营管理平台(GERP)、制造执行系统(MES)、工控系统(PCS)三部分的运行安全;2)非受权人员,禁止在中控电脑上使用各种硬件,如 U 盘、移动硬盘、外接音箱及外接手机充电等;3)不得在中控电脑上安装各种非生产软件,如视屏播放器、音屏播放器、QQ、游戏等;4)关闭 Windows 自带的自动升级系统(Windowsupdate),统一安装 360 安全卫士及 360 杀毒软件,其他杀毒软件卸载;5)没有必要则不联外网。集中控制室内除搅拌车定位系统电脑外,其他生产用工控机、电脑上的首选 DNS、备用 DNS 都应删除,保障这些电脑只能联内网不能上外网,如有远程协助需要,可由企业信息专员临时填上,防范上外网带来的安全风险。

6 结束语

老企业进行的集中控制改造,应本着实用、高效、节约的原则进行,不成熟项目不要盲目投入,但要预留好接口,便于今后再次开发;中控系统升级不是一蹴而就,而应是一个长期摸索、不断开发、不断改进的过程。

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