Автоматизированные системы управления технологическими процессами на предприятиях сборного железобетона

В соответствии с планом Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь РУП “Стройтехнорм” провел 19 марта 2003 г. научно-технический семинар на тему “Пути повышения эффективности производства сборного железобетона с использованием Пособия “Изготовление сборных бетонных и железобетонных изделий”.
В работе семинара приняло участие более 80 человек. Директора, главные инженеры, главные технологи, начальники лабораторий и отделов технического контроля предприятий строительной индустрии прослушали доклады разработчиков Пособия и ведущих ученых БНТУ, БелНИИС, НИПТИС. Доклады и сообщения приняты слушателями с интересом, нашли одобрение у специалистов, занимающихся изготовлением бетонных и железобетонных изделий.
Все участники семинара высказали мнение о необходимости таких встреч и взаимно полезного обмена научно-технической информацией. Несомненно, проведенный семинар позволит работникам строительной индустрии принимать меры по улучшению качества и повышению конкурентоспособности выпускаемой продукции. Публикуемые материалы семинара позволят ознакомиться с докладами более широкому кругу специалистов предприятий строительной отрасли.


Автоматизированные системы управления технологическими процессами на предприятиях сборного железобетона

Высокое качество железобетонных изделий не может быть достигнуто без автоматизации технологических процессов.
Ключевыми с этой точки зрения являются следующие:
— приготовление бетонной смеси;
— виброформование железобетонных изделий;
— тепловлажностная обработка бетона.

Следует отметить, что ошибки, допущенные на каждом этапе, не могут быть каким-либо образом исправлены на последующих.
Приготовление бетонной смеси на большинстве предприятий производится с использованием ручного дозирования. Это приводит к высоким погрешностям в дозировании компонентов, невозможности вести учет фактического расхода материалов. Влияние субъективного фактора устраняется, как правило, перерасходом цемента. В УП “Институт НИПТИС” разработана автоматизированная система управления приготовлением бетонной смеси. Система устраняет все недостатки ручного дозирования, обеспечивает ведение автоматизированного учета расхода материалов, снижает коэффициент вариации прочности бетона. Точность дозирования компонентов — 1%.
Уплотнение бетонной смеси во многом определяет прочность изделий. Один процент недоуплотнения приводит к 5-7% потере прочности. В то же время режимы виброуплотнения частот назначают без учета фактического состояния формовочного оборудования. УП “Институт НИПТИС” предлагает индикатор вибрации, который позволяет определить фактические характеристики вибрационного оборудования, эксплуатируемого на предприятии. Индикатор незаменим при отладке вибростендов и виброформ.

Основным средством ускорения твердения бетона в условиях заводской технологии по-прежнему остается тепловая обработка. Процесс тепловой обработки занимает 70-80% времени всего цикла изготовления.
На тепловую обработку расходуется до 70% энергии, необходимой для производства сборного железобетона. Наряду с тепловой обработкой для ускорения твердения в последнее время стали применяться различного рода ускорители твердения, а также модификаторы, позволяющие повысить начальную структурную прочность бетона. Однако использование этих средств не дает возможности полностью исключить тепловое воздействие на бетон для обеспечения твердения в условиях климата Беларуси, России, Украины и др. при круглогодичном использовании производственных мощностей.
Только автоматическое управление обеспечивает необходимую скорость подъема температуры, минимально необходимую изотермическую выдержку, учесть распределение температуры по объему тепловой камеры, оценить возможность добора прочности за время остывания и реализовать эту возможность. Это позволяет рационально использовать тепловую энергию и обеспечить гарантированное качество ведения процесса.

Существующие в настоящее время системы автоматизации построены таким образом, что один дорогостоящий управляющий контроллер обеспечивает регулирование процесса в блоке 6-10 тепловых агрегатов. Контроллер при этом монтируется на достаточно большом расстоянии от тепловых агрегатов (обычно в торце цеха). При такой структуре построения системы требуется создание достаточно длинных помехозащищенных сетей связи между контроллером и датчиками, контроллером и исполнительными механизмами. Стоимость таких сетей связи обычно составляет больше половины стоимости всей системы регулирования.
На основе многолетнего накопленного в УП “Институт НИПТИС” опыта разработана распределенная система управления технологическим процессом, которая предполагает индивидуальное управление локальным регулятором для каждого теплового агрегата.
Такая система может внедряться отдельными этапами на каждом тепловом агрегате по мере их подготовки и накопления финансовых возможностей заказчика. Ее внедрение повышает качество продукции и экономит до 30% тепловой энергии при тепловлажностной обработке бетона.

Подключение и запуск локального регулятора требует минимального объема монтажа и по силам персоналу со средней квалификацией (служба КИП завода), к тому же, не требует сопровождения со стороны разработчика и производителя регуляторов.
Экономическая эффективность использования предлагаемых систем такова, что затраты на их установку окупаются в течение 1-2 лет.

Л.Н. ДАНИЛЕВСКИЙ,канд. физ-мат. наук, зам. директораУП “Институт НИПТИС”