В компанию «Северные Энергетические Системы» обратились сотрудники Северодвинского Хлебокомбината (Архангельская область) с просьбой в решении вопроса ремонта и модернизации системы управления трех ротационных печей Rothoterm WP производства Германии. Ротационные печи Rothoterm WP используются для выпечки хлебобулочных и кондитерских изделий.
Заводская система управления печи была построена на печатных платах, расположенных в специальном электрошкафу, встроенном в печь. Вывод информации для оператора производился на сенсорную 5-дюймовую панель, подключенную по интерфейсу CAN к печатной плате. За период длительной эксплуатации печей возникли серьезные неисправности в электронной системе управления, а именно: выход из строя панелей управления, расположенных на лицевой части печи. Ремонту данные панели не подлежали. Стоимость новых оригинальных панелей была очень высока, и поставка их была возможна непосредственно с завода производителя в Германии. Как оказалось, выход из строя панелей данных модификаций на печах происходит систематически и является основной проблемой.
Совместно с сотрудниками ОАО «Северодвинский Хлебокомбинат» было принято решение о разработке и внедрении новой системы управления ротационной печью на базе оборудования ОВЕН.
Основные исполнительные механизмы
- Камера выпечки. В камеру на подвижную тарелку закатывается тележка с будущей продукцией, во время процесса выпечки данная тележка вращается для равномерного распределения горячего воздуха по продукции.
- Зона ТЭН. В зоне ТЭН, находящейся вне камеры выпечки, расположены нагревательные элементы мощностью 75 кВт, распределенные на 3 группы, через зону ТЭН проходит основной воздушный канал для нагрева воздуха.
- Главный вентилятор (мощность 1,5 кВт). Производит циркуляцию воздуха между зоной ТЭН и камерой выпечки. За счет циркуляции воздуха происходит перенос тепла с зоны ТЭН в камеру выпечки и равномерный раздув горячего воздуха по продукции.
- Парогенератор. Находится в зоне ТЭН и предназначен для увлажнения горячего воздуха в процессе выпечки путем подачи на него воды.
- Шибер. Предназначен для перенаправления циркуляции воздуха внутри печи, используется в основном в конце процесса выпечки для сброса «гари» в систему вентиляции завода.
- Датчики температуры. Термосопротивления Pt100, расположенные в зоне ТЭН и камере выпечки, позволяют контролировать текущие и предельные значения температуры.
Алгоритм работы системы управления
Система управления разработана на базе следующего оборудования ОВЕН:
- Сенсорная панель оператора СП310-Б.
- Преобразователь частоты ПЧВ2.
- Программируемый логический контроллер ПЛК110-30 [М02].
- Модуль аналогового ввода МВ110-2А.
- Блоки питания для тяжелых условий эксплуатации БП60-24С и БП30-24С.
- Блоки питания БП60Б-12.
- Винтовые клеммы Meyertec.
Перед началом смены оператор производит включение системы (перевод из спящего режима) кнопкой на панели управления и выбирает требуемую программу выпечки. После включения и выбора программы система производит запуск главного вентилятора на скорости, установленной в меню настроек (скорость в режиме ожидания), а также производит разогрев камеры печи путем включения и отключения группы ТЭН согласно уставке выбранной программы 1-го цикла.
В момент разогрева печи оператор не сможет начать процесс выпечки, если температура сильно отличается от уставки (кнопки старт и стоп блокируются). После прогрева печи и выхода на уставку температуры можно приступать к процессу выпечки продукции, система информирует об этом оператора подачей звукового сигнала.
Оператор устанавливает тележку с будущей продукцией в камеру печи на вращающуюся каретку и нажимает кнопку «старт» на сенсорном экране панели. Процесс выпечки происходит по заданной программе, состоящей из 5 подпрограмм и режима допекания.
В каждой подпрограмме устанавливаются следующие значения:
- Время каждой подпрограммы (общее время программы выпечки складывается из времени 5 подпрограмм).
- Температура.
- Скорость вентилятора.
- Положение шибера (в %).
- Увлажнение ПАР (количество указывается в литрах воды).
Количество используемых подпрограмм в программе выпечки выбирается путем установки в нее данных процесса (если данных нет, то и данная подпрограмма выполнятся не будет).
В системе управления печи реализовано множество защитных функций, не позволяющих оператору нарушить процесс выпекания. Общее количество используемых программ выпечки – 100.
Предусмотрена реализация ручного режима выпечки. По окончании процесса выпечки система предлагает оператору запустить режим допекания на определенных уставках. Также по окончании процесса система управления подает громкий звуковой сигнал от звукового устройства об окончании процесса.
Результат автоматизации
В целом система получилась нисколько не уступающей оригинальной системе печи, а даже более совершенной. Наличие большого сенсорного экрана облегчает персоналу работу с печью. Данная система управления может использоваться не только на печах Rothoterm WP, но и на печах ротационного типа других производителей, например, Miwe.
Реализация данного проекта позволила уйти от дорогостоящего импортного оборудования. Заказчик в итоге получает оперативную техническую поддержку по системе управления, что ранее было недоступно.