Линия для производства газобетонных блоков

Технические характеристики и размеры газобетонных блоков следующие:

Длина: 600 мм

Высота: 300, 240, 250, 300 мм

Ширина: 

75, 100, 125, 150, 175, 300, 250 мм

60, 130, 180, 240 мм

Качество продукции

Уровень плотности: 500, 600, 700, 800 кг/м3 (т.е. уровень 05, 06, 07, 08)

Класс прочности на сжатие: 3,5, 5,0, 7,5 МПа (т.е. уровень 35, 50, 75)

Значение усадки при высыхании: ≤0,8 мм/м

Теплопроводность: 0,11-0,22 ккал/м.ч.℃

Звукоизоляционные показатели: 40-47,45 дБ

1. Газобетонные блоки

1.1 Основное соотношение сырья: изделие представляет собой газобетонную плиту марки В06 (насыпная плотность 600 кг/м3), расчетное соотношение (рассчитанное по массе): соотношение воды к материалу: 0,6

Зола/песок: 70%, негашеная известь: 18%, цемент: 10%, гипс: 2%, алюминиевая пудра: 500 г/м3

1.2 Производственный процесс

a. Зола/песок с помощью автоцистерны поступает на хранение для резервного использования. После того, как известь и гипс поступают на завод, их в шаровой мельнице. Когда тонкость смеси достигает 3500-4000 см2/г, их поднимают ковшовым элеватором в место хранения для резервного использования. Вся производственная линия может производить не только изделия из газобетона с добавлением золы, но и изделия из газобетона с добавлением песка. Пункты переработки сырья и основные пункты предотвращения запыления оснащены передовым импульсным пылеудаляющим оборудованием, обеспечивающим соблюдение «Комплексного стандарта выбросов в атмосферу» GB16297-3012

b. Дозирование и смешивание: раствор, известковый порошок и цемент измеряются отдельно и добавляются в заливочный смеситель в последовательности для смешивания. Во время смешивания в смеситель вводится определенное количество пара в соответствии с требованиями процесса, чтобы температура суспензии в смесителе достигла примерно 40-45°C. Время смешивания составляет около 2-3 минут. Система дозирования алюминиевого порошка реализует ряд операций, таких как хранение алюминиевого порошка, дозирование и суспендирование для приготовления суспензии алюминиевого порошка для резервного использования. Перед выпуском массы открывается нижний клапан смесителя алюминиевого порошка, чтобы дать возможность суспензии алюминиевого порошка поступить в заливочный смеситель для смешивания. Время смешивания не должно превышать 40 с, затем масса подается в форму. Весь цикл занимает около 4 минут. Вся система централизованно управляется компьютером для достижения полностью автоматического дозирования и точного управления, а также дистанционного управления и диагностики неисправностей.

c. После заливки выполняется стабилизация пузырьков, а затем перенос в зону отверждения с помощью челночного автобуса с преобразователем частоты для первоначальной настройки. Температура отверждения составляет около 40-45°C. Формовочная коробка тянется фрикционными колесами, чтобы обеспечить плавное движение формовочной коробки в камеру отверждения. Температура предварительного отверждения всей камеры статического отверждения может контролироваться автоматически. Статическое время составляет 90-130 минут. После достижения прочности на резку она вытягивается из камеры статического отверждения.

d. Заготовка помещается на режущую тележку через откидной подвес. Тележка разрезает заготовку с шести сторон посредством продольной резки, прорезки канавок, высечки и других процессов для достижения соответствующих параметров и размеров (погрешность размеров составляет ±1 мм). После того, как заготовка разрезана, ее поднимают на устройство переворачивания и очистку для переработки нижних отходов. Затем подъемник заготовки поднимает ее вместе с боковыми панелями на паровую тележку перед котлом для сборки. Режущий станок отличается высокой жесткостью, отсутствием деформации, высокой точностью оборудования и хорошей износостойкостью. Он может обеспечить точность резки продукта в течение длительного времени. Сточные воды и отходы, образующиеся в процессе производства, восстанавливаются системой утилизации отходов, повторно смешиваются с новой суспензией для вторичного использования. Все отходы в ходе всего процесса резки восстанавливаются.

e. Ввиду холодных погодных условий перед автоклавом добавляется печь предварительного отверждения. Ее функция заключается в том, чтобы гарантировать, что сырой корпус не будет подвержен воздействию низкотемпературной среды при сборке перед автоклавом. В то же время цикл отверждения в автоклаве может быть соответствующим образом сокращен.

f. Заготовка поступает в автоклав для автоклавного отверждения, время отверждения составляет около 8-10 часов. В течение всего процесса автоклавной обработки в автоклаве образуется большое количество остаточного пара и конденсата. В технологической схеме всей производственной линии полностью используется остаточный пар и конденсат, сбрасываемый из автоклава. Отработанный пар, образующийся в автоклаве, может быть в основном использован для предварительного нагрева продуктов и температуры корпуса автоклава. В то же время оставшийся отработанный пар может быть использован в качестве источника тепла для камер статического отверждения и нагрева шлама. Его также можно использовать для отопления в холодных помещениях. При этом конденсированную воду, получаемую в автоклаве, нельзя использовать непосредственно в быту, так как она содержит вредные вещества и резкие запахи, но оставшееся тепло можно использовать для нагрева производственной и бытовой воды через теплообменник, а конденсированную воду использовать в процессах дозирования и мокрого помола, экономя воду и защищая окружающую среду.

g. После пропаривания заготовки автоматически укладываются. Отделенные формы транспортируются тележкой в зону зажима форм для очистки и т.д.

Оборудование для предварительной обработки сырья

1.1 Система обработки негашеной извести (без подробных описаний)

1.2 Система подготовки массы (для линий с использованием пылеугольной золы нет необходимости в оснащении данным комплектом оборудования) 

необходимых для производства газобетона. Когда после мокрого помола достигается определенная тонкость, реакция растворения происходит лучше.

1.2.2 Система смешивания и транспортировки: зола или песок 1.2.1 Шаровая мельница: В основном используется для мокрого помола песка и золы, измельчаются в шаровой мельнице и перемешиваются для получения пульпы. 

1.2.3 Резервуар для хранения массы: хранениемассы после измельчения и перемешивания.

Основные характеристики:
а) Объем резервуара составляет 20 кубических метров, резервуар отличается высокой прочностью;

 б) Рамная мешалка для эффективного предотвращения осаждения;

 в) Для перемешивания и перемещения используются высокоэффективные энергосберегающие двигатели, которые могут экономить энергию в среднем около 5%.

1.2.4 Хранение извести и цемента: готовая известь и цемент напрямую перекачиваются в хранилище автоцистернами, срок хранения составляет 2–3 дня.

2. Система управления дозированием, заливкой и смешиванием

2.1 Заливочный смеситель: Заливочный смеситель использует спиральный смеситель (запатентованная технология). Шнек и цилиндр обратного потока побуждают пульпу переворачиваться вверх и вниз, делая ее более равномерной. Заливочный смеситель располагается над формой и является одним из важных устройств на производственной линии. Он напрямую определяет качество формования изделия.

Основные характеристики:
Используется мешалка шнекового типа, которая отличается длительным сроком службы, низкой частотой неполадок, высокой скоростью и равномерным перемешиванием;

В смесителе используется четырехточечная амортизация, которая снижает вибрацию во время смешивания;

Используется усовершенствованная направляющая трубка с 4 перегородками на внутренней стенке, что предотвращает засорение, делает смешивание более равномерным, улучшает эффект подачи материала, сокращает цикл заливки и обеспечивает завершение заливки в течение 5 минут.

Оснащение высокоэффективным энергосберегающим двигателем, который может осуществлять регулирование скорости с переменной частотой и экономить энергию в среднем около 5%.

2.2 Автоматический дозатор алюминиевого порошка:

Оборудование для автоматического добавления алюминиевой порошковой пасты GY-300I использует метод дозирования сухого порошка в одну форму, а весь процесс, начиная от подачи алюминиевой порошковой пасты, дозирования, добавления воды, перемешивания и выгрузки жидкой алюминиевой порошковой пасты, выполняется автоматически. Оборудование оснащено уникальным механизмом разгрузки, высокоточным датчиком взвешивания и интеллектуальным программным обеспечением управления, что позволяет эффективно решать проблемы малого количества алюминиевой порошковой пасты и высоких требований к точности. Являясь независимым блоком в системе дозирования, устройство может быть подключено параллельно к исходной системе для автоматической работы или может работать независимо.

Характеристики оборудования:
(1) Высокая точность: точность контролируется в пределах ±5 граммов. Подходит для паст на основе алюминиевого порошка различной вязкости. Благодаря использованию измерения потери веса не возникает проблем с прилипанием алюминиевой порошковой пасты к весам.

(2) Большая емкость: одной заправки достаточно для покрытия расхода алюминиевой порошковой пасты за смену. Емкость стандартного резервуара для хранения алюминиевой порошковой пасты составляет около 500 литров.

(3) Стабильная работа и простота обслуживания: низкие эксплуатационные расходы, управление программой ПЛК, простая структура и полный набор функций сигнализации. Общее потребление электроэнергии составляет около 0,6 кВт/ч.

(4) Хороший эффект перемешивания: смесительный бак имеет коническую конструкцию дна, что позволяет автоматически добавлять воду, а алюминиевый порошок можно добавлять во время перемешивания, что обеспечивает равномерное смешивание и быструю выгрузку материала.

(5) Управление ПЛК и интерфейс взаимодействия человек-компьютер для выполнения настройки параметров.

2.3 Машина для стабилизации пузырьков:

В процессе заливки в массу попадает много воздуха. В процессе формирования заготовки этот воздух не может быть осажден и образует различные нерегулярные пористые структуры, что в конечном итоге приведет к неравномерной прочности изделия и повлияет на качество внешнего вида изделия.

Принцип заключается в использовании газовых, жидкостных или электрических приводов для толкания группы вставленных вибрирующих стержней, установленных на плоском кронштейне шатуна. В соответствии с инструкциями датчика и переключателя управления вибрирующие стержни вставляются в массу для вибрации и поднимаются для остановки вибрации. Существуют различные типы машин для стабилизации в зависимости от различных схем технологического процесса. Если литейная станция расположена на земле, можно установить фиксированный кронштейн в подходящем месте для установки машины для стабилизации пузырьков. Также возможно непосредственное объединение машины для стабилизации пузырьков и машины для заливки. Машина для стабилизации пузырьков оснащена двенадцатью высокочастотными вибраторами.

3. Кран для переворачивания, система резки JQF4.2, машина для снятия слоя и кран для заготовки

3.1 Кран переворачивания:

Принцип работы: переворачивание формы с заготовкой на 90 градусов, помещение ее на стан для заготовки режущего станка, открытие и извлечение формы, затем сборка формующей коробки и нижней плиты.


Основные технические характеристики:
(1) Кран приводится в действие двухосным двигателем с переменной частотой + муфтой.

(2) Основная конструкция изготовлена из больших прямоугольных труб с хорошей структурной жесткостью; крупногабаритные литые стальные колеса с хорошей износостойкостью.

(3) Подъем осуществляется гидравлическим приводом и цепным подъемом, с хорошей устойчивостью. Передвижной кран оснащен платформой обслуживания и предохранительными устройствами для обеспечения безопасности обслуживания и эксплуатации оборудования на месте.

(4) Подъемное устройство перемещается с помощью гидравлического позиционирующего устройства, которое обеспечивает точность позиционирования. Весь процесс может быть полностью автоматизирован и оснащен защитными устройствами безопасности.
(5) В стропе используется метод подъема с помощью гидравлического цилиндра, что делает фиксацию более надежной.

(6) Скорость передвижения можно устанавливать в соответствии с потребностями, экономя в среднем около 5% энергии.

3.2 Система резки:
Принцип работы: подъемный механизм поднимает форму вместе с заготовкой и переворачивает ее на 90 градусов. Заготовка и боковая пластина вращаются на частотно-регулируемом держателе заготовки режущей машины для извлечения из формы. Частотно-регулируемый держатель заготовки доставляет заготовку к горизонтальной продольной режущей машине. Частотно-регулируемый держатель заготовки завершает горизонтальную резку, очистку заготовки с обеих сторон и отделение отходов во время процесса перемещения.


 Основные технические характеристики:

 (1) Режущий станок имеет конструкцию поворотной рамы, направляющая часть с линейным направляющим рельсом, который движется плавно, без тряски или заедания, уровень шума составляет менее 55 децибел;

 (2) Режущая машина использует четырехколонное направление, стальная проволока натягивается цилиндром, что позволяет добиться точной резки. В процессе резки пластины и блоки могут быть разрезаны на секции. Режущий инструмент может быть спроектирован в соответствии с требованиями различных пластин для достижения грубой резки и тонкой резки заготовки, обеспечивая качество и точность требований к продукту;

 (3) Устройство замены тележки использует электрическую замену, которая имеет превосходные характеристики синхронизации, заготовку нелегко повредить;

 (4) Скорость резки и скорость движения тележки контролируются с помощью преобразования частоты, что позволяет реализовать раздельное управление скоростью резки и скоростью возврата пустой тележки, сократить цикл резки и реализовать цикл резки продолжительностью 3–5 минут.

 (5) Фиксатор проволоки для резки заготовки имеет шаг 5 мм, что позволяет легко регулировать его и обеспечивает широкий диапазон размеров резки, что позволяет добиться точной резки шести сторон заготовки.

 (6) Используются высокоэффективные энергосберегающие двигатели, которые в среднем экономят около 5% энергии.

 (7) Режущий станок изготовлен в соответствии со стандартом JC/T921-2014, а выход готовой продукции составляет более 98%.

 (8) Режущая тележка оснащена реечным приводом, что обеспечивает плавную работу и точное позиционирование.

3.3 Поворотный стол: после того, как заготовка порезана, подъемник заготовки помещает заготовку вместе с боковой пластиной формы на поворотный стол, запускается поворотный стол, рн поворачивает заготовку вместе с боковой пластиной формы на 90 градусов, удаляет нижние отходы и снова запускается, чтобы повернуть обратно в исходное положение. Подъемник поддержки заготовки поднимает заготовку вместе с боковой пластиной на тележку перед автоклавом. В течение всего производственного процесса производственной линии не образуется никаких отходов, тем самым повышая коэффициент использования.


Основные характеристики:

(1) Поворотный стол имеет фиксированную конструкцию с высокой прочностью, гибкой транспортировкой и низкой частотой поломки заготовки;

 (2) Гидравлическая система использует пропорциональное управление, процесс поворота происходит плавно и надежно, без ударов, заготовка не повреждается в процессе поворота;

(3) Поворотный стол оснащен скребком для автоматического удаления отходов и полной переработки отходов в процессе производства; поворотный стол использует синхронизацию зубчатой рейки, что обеспечивает хорошую синхронизацию и стабильную работу;

(4) В гидравлической станции используется высокоэффективный энергосберегающий двигатель, который экономит в среднем около 5% энергии.

(5) Рабочий цикл оборудования не более 5 минут, что соответствует требованиям к производительности производственной линии.

3.4 Кран для заготовок: используется для группировки нарезанных заготовок и подготовки их к загрузке в котел.

Основные технические характеристики:

(1) Кран приводится в движение двухосным двигателем с преобразователем частоты + муфтой.

(2) Основная конструкция изготовлена из больших прямоугольных труб с хорошей структурной жесткостью; крупногабаритные литые стальные колеса с хорошей износостойкостью.

(3) Подъем осуществляется гидравлическим приводом и цепным подъемом, с хорошей устойчивостью. Передвижной кран оснащен платформой обслуживания и предохранительными устройствами для обеспечения безопасности обслуживания и эксплуатации оборудования на месте.

(4) Подъемное устройство перемещается с помощью гидравлического позиционирующего устройства, которое обеспечивает точность позиционирования. Весь процесс может быть полностью автоматизирован и оснащен защитными устройствами безопасности.

(5) Гидравлическая станция и передвижение используют высокоэффективные энергосберегающие двигатели. Скорость передвижения можно устанавливать в соответствии с потребностями, экономя в среднем около 5% энергии.

3.5 Кран для заготовок для подготовки к подаче в обработку паром 

Основные технические характеристики:

A. Кран приводится в действие двухосным частотно-регулируемым двигателем + муфтой.

B. Основная конструкция подъемника выполнена из больших прямоугольных труб с хорошей структурной жесткостью.

C. Подъем осуществляется с помощью гидравлического привода и цепного подъема, что обеспечивает хорошую устойчивость;

D. Ход осуществляется с помощью гидравлического позиционирующего устройства, которое может точно позиционировать и осуществлять автоматическое управление;

Тележки группирования, выхода из пропаривания и система упаковки

4.1 Автоматическое устройство возврата пластины и сборки формы: автоматически возвращает пустую нижнюю пластину и завершает цикл процесса сборки формы.

4.2 Мобильная машина для отделения плит (для линии с использованием золы данное оборудование не требуется): отделение заготовки после отверждения, чтобы предотвратить слипание на более позднем этапе.

Основные технические характеристики:

(1) Гидравлическая система использует пропорциональное управление, весь процесс зажима происходит плавно и мягко. Зажимная часть изготовлена из высококачественной резины, которая может хорошо защитить заготовку во время процесса разделения и зажима.

(2) Общая стальная конструкция имеет достаточную жесткость и устойчивость, подъем осуществляется плавно.

(3) Весь производственный цикл занимает не более 5 минут.

4.3 Зажим для готовой продукции: зажим для готовой продукции поднимает готовую продукцию из парогенератора на упаковочную линию.

Основные технические характеристики:

(1) Зажим приводится в движение двухосным двигателем с переменной частотой + муфтой.

(2) Основная конструкция приспособления изготовлена из больших прямоугольных труб с хорошей структурной жесткостью.

(3) Подъем осуществляется гидравлическим приводом и цепным подъемом, с хорошей устойчивостью. Передвижной кран оснащен платформой обслуживания и предохранительными устройствами для обеспечения безопасности обслуживания и эксплуатации оборудования на месте.

(4) Ход приспособления с использованием гидравлического позиционирующего устройства. Весь процесс может быть полностью автоматизирован и оснащен защитными устройствами безопасности.

(5) Зажим может осуществлять индивидуальное управление зажимным рычагом, так что блоки и пластины можно разделять быстро и легко.

(6) Гидравлическая станция и передвижение используют высокоэффективные энергосберегающие двигатели. Скорость передвижения можно устанавливать в соответствии с потребностями, экономя в среднем около 5% энергии.

4.4 Автоматическая система упаковки с поддоном: упаковочная система упаковывает готовую продукцию в штабеля размером 1,2 м * 1,2 м * 1,2 м в соответствии с требованиями транспортировки. Вся система состоит из двойного зажима для заготовок, устройства подачи поддонов, цепного конвейера, машины для освобождения поддонов и электрической автоматической системы управления.

5. Оборудование для автоклавной обработки

5.1 Автоклав: это устройство, в котором продукция подвергается реакции гидратации и приобретает физические и механические свойства. Его эксплуатация и использование при производстве газобетона является важной частью.
 

5.2. Котел: это устройство преобразования энергии. Топливо подается в котел для сжигания, а после преобразования котлом высокотемпературный пар с определенным количеством тепловой энергии выводится в автоклав. (Если у заказчика есть источник пара, можно проигнорировать)  

6. Формы, основания, тележки для пропаривания

6.1 Формы: форма и боковая пластина могут быть объединены для хранения массы, которая затем оставляется для отверждения и вспенивания, чтобы затвердеть в заготовку.
 

Основные технические характеристики:

(1) В конструкции формы используется метод механической фиксации и метод фиксации с помощью запорного крючка, что обеспечивает плотное прилегание панели и формы.

(2) Внутренняя облицовка изготовлена из 10-миллиметровой марганцевой пластины и герметизирована Т-образной уплотнительной полосой для предотвращения протечек.

(3) Боковые панели изготовлены из основной рамы, сваренной из швеллерной стали, балки и 10-миллиметровой марганцевой пластины, которая имеет высокую прочность конструкции и длительный срок службы.

 (4) Боковые панели оснащены специальными инструментами, обеспечивающими размер и точность сварки, взаимозаменяемость формы и боковых панелей, отсутствие утечки во время заливки и отсутствие недостающих кромок и углов во время извлечения.

(5) Как форма, так и боковые панели соответствуют требованиям производства высококачественной продукции.

7.1 Тележка для пропаривания: транспортирует заготовки в автоклав и из него.

Основные характеристики:

(1) Имеет простую структуру и высокую жесткость. Может выдерживать две заготовки форм и отвечает требованиям длительной устойчивости к высоким температурам и отсутствия деформации.

(2) Колеса закалены и имеют твердость, превышающую HRC45, что обеспечивает достаточную прочность и износостойкость. Колеса установлены с высокотемпературными подшипниками и высокотемпературной смазкой для легкого обслуживания.

(3) Тележки могут автоматически прицепляться и отцепляться, что позволяет одновременно выполнять функции фрикционного колеса и тяговой машины.
7.2 Нижняя плита: переносит заготовку в автоклав и из него и используется вместе с формовочной коробкой.

Основные характеристики:

(1) Основной профиль: швеллер 140, панель - 10 мм. Имеет простую структуру и высокую жесткость, что отвечает требованиям длительной устойчивости к высоким температурам и отсутствия деформации.

(2) После сварки опорной плиты ее обрабатывают с обеих сторон, чтобы обеспечить плоскостность опорной плиты и качество пластин и блоков.

Централизованная система управления производственной линией и удаленного обслуживания

1. Структурная схема системы

Система состоит из ПЛК, датчика PY700, датчика PLY650 и низковольтных электроприборов и  выглядит следующим образом:




Промышленный компьютер работает под управлением программного обеспечения WinCC для обеспечения обмена данными в реальном времени с измерительной. WinCC отслеживает рабочее состояние оборудования измерительной части и отображает его в реальном времени на экране производственных операций. На этапах приготовления и заливки массы используются промышленные компьютеры и сенсорные экраны, другие этапы процесса выполняются только с использованием сенсорных экранов.

PLC: модули PLC серии SIEMENS S7-300 для реализации логического управления измерением. 200smart для управления другими частями процесса. Операторы выполняют этапы работы через интерфейс человек-машина для управления оборудованием. Низковольтные электроприборы: инверторы Schneider и INVT.

2. Структура системы

Система состоит из пульта управления, шкафа ПЛК, распределительного шкафа питания, промышленного компьютера, дозирующего прибора PLY650, ультразвукового уровнемера (для определения уровня массы), фотоэлектрического датчика (для определения положения рамы формы), бесконтактного датчика и т. д.

ПЛК Siemens S7-300. Модуль ЦП электрически отделен от других модулей, а выход изолирован реле. Два промышленных компьютера и ПЛК используют связь PROFIBUS, а промышленные компьютеры находятся в режиме резерва друг друга.

3. Особенности

В зависимости от технологического процесса систему можно разделить на: автоматизацию создания массы, автоматизацию дозирования и заливки, автоматизацию транспортировки процесса заливки, автоматизацию остановки и возврата, автоматизацию крана переворачивания и автоматизацию режущего станка.

Автоматизации процесса создания массы: метод дозирования, использование весов в резервуара для массы и смешивание золы и воды в определенной пропорции путем взвешивания, чтобы добиться цели контроля концентрации массы.

Автоматическое дозирование и заливка: точное дозирование массы, цемента и извести; автоматическое управление паром для достижения температурного режима, автоматическое добавление алюминиевого порошка; автоматическая заливка.

Автоматизация транспортировки тележками: после завершения заливки она автоматически переправляется на место в соответствии с установленным опорным рельсом, затем двигатель тележки толкает раму формы на опорный рельс, после чего тележка отправляется на обратный рельс, чтобы выполнить вталкивание на тележку, а затем возвращается в положение заливки для подготовки к следующей заливке. Двигатель движения оснащен многоскоростным частотным управлением и взаимодействует с бесконтактным переключателем для точного управления положением.

Автоматизация остановки и возврата: На пути остановки по длине каждой рамы формы имеется фотоэлектрический выключатель для определения положения рамы формы. Когда рама формы обнаруживается в переднем положении, рама формы останавливается в этом положении. Когда рама формы спереди уходит, рама формы автоматически перемещается вперед. Расположение и количество форм на каждом пути можно увидеть на экране.

Автоматический переворачивающий кран: когда рама формы выходит из остановки и входит в положение крана, кран автоматически поднимает раму формы и завершает переворачивание во время процесса перемещения. После размещения рамы формы в положении резки боковые панели отстегиваются. Для точного позиционирования в кране в основном используются бесконтактные датчики и энкодеры.

Автоматизация режущей машины: режущая машина использует сенсорный экран и управление ПЛК. Когда она обнаруживает, что в позиции резки есть заготовка, она автоматически движется вперед, чтобы сначала выполнить поперечную резку, и останавливается для продольной резки после достижения позиции. После завершения продольной резки выполняется перемещение в конечную точку для группировки.

4. Преимущества 

В системе реализована самая передовая концепция комплексной автоматизации (TIA) для автоматизации всего завода.

Центральный пункт управления используется для управления как главная станция. Другие небольшие системы могут использоваться как подстанции и связываться с центральным пунктом.

5. Сложность установки, отладки и обслуживания системы

Установка и отладка этой системы требует от обслуживающего персонала на месте наличия определенных навыков программирования и владения программированием Siemens STEP7 и WINCC.

Цикл отладки довольно длительный, поскольку отладку на месте необходимо проводить в соответствии с установкой и эксплуатацией оборудования, в течение этого периода могут возникнуть различные проблемы, сама отладка обычно занимает около месяца.

6. Обзор всей производственной линии

Система управления линией производства газа установлена над комнатой обслуживания. В диспетчерской установлен операционный стол, а также установлены два компьютера DELL для управления всей производственной линией. Два компьютера могут служить резервом друг для друга, и проблема с одним из них не повлияет на работу всей производственной линии. Шкаф ПЛК размещен в диспетчерской, ПЛК серии Siemens S7-300 используется в качестве ядра системы управления, а 315-2DP используется в качестве ЦП. Кроме того, каждая часть состоит из подстанции и отдельного ЦП. Каждая часть независима друг от друга, но может стать органическим целым, что позволяет избежать ситуации, когда главный ЦП в централизованном решении управления имеет проблемы и вся производственная линия парализована.

Эту производственную линию можно разделить на этапы создания массы, помола извести, дозирования и заливки, предварительной выдержки и пропаривания, возврата боковой пластины и и.д. в соответствии с требованиями процесса.

Состав системы управления:

Операционный стол: два компьютера, на верхнем уровне используется программное обеспечение управления WINCC для мониторинга всей производственной линии и управления производственной линией с помощью полномочий оператора.

Шкаф ПЛК 1 расположен в диспетчерской и использует ЦП серии Siemens 315-2DP в качестве главной станции для сбора сигналов со всей производственной линии и ее мониторинга.

Участок создания массы: в участке размещен локальный шкаф управления, в котором установлена подстанция ET200M для управления оборудованием участка.

Участок помола: в участке помола размещен локальный шкаф управления, в котором установлена подстанция ET200M для управления оборудованием на участке.

Часть дозирования и заливки: эта часть расположена непосредственно в диспетчерской заливки вместе со шкафом ПЛК 1 и напрямую управляется шкафом ПЛК 1.

Часть пропаривания: эта часть оснащена шкафом ПЛК Siemens 313-2DP в качестве подстанции для управления частью пропаривания, а также последующим производством плит.

Тележка для заливки: эта часть оснащена блоком управления, который управляется S7-200PLC в качестве подстанции. Используется многоступенчатое регулирование скорости с переменной частотой для обеспечения точности и эффективности.

Тележка предварительного отверждения: метод управления такой же, как и у тележки заливки.

Возврат боковой панели: эта часть оснащена шкафом управления, управляется подстанцией S7-200.

Тележка пропаривания: метод управления в основном такой же, как и у тележки для заливки.

Вся производственная линия соединена как единое целое через общий провод и использует связь PROFIBUS. Каждое устройство может контролироваться и управляться в диспетчерской.

Часть создания массы:

В отделении создания массы установлен шкаф управления, в котором используется шкаф GGD, который предназначен для местного управления. Шкаф оснащен электрическими компонентами управления, дверь шкафа оснащена кнопками управления. Шкаф имеет интерфейс дистанционного управления, который может быть переключен на дистанционное управление для реализации автоматизированного производства в центральной диспетчерской, если это необходимо.

Ультразвуковые уровнемеры установлены в баке массы и в баке для отходов, чтобы контролировать уровень жидкости в режиме реального времени. Если уровень жидкости ниже минимального предела или выше максимального предела, будет подан сигнал тревоги. Сигнал тревоги отображается в двух местах, один отображается на месте и в режущей части посредством звуковой и световой сигнализации, а другой отображается на экране компьютера в диспетчерской, чтобы напомнить соответствующему персоналу о необходимости принятия экстренных мер.

Оборудование, контролируемое участком варки целлюлозы, включает в себя:

1) Шаровая мельница;

2) Разбиватель массы;

3) Насос массы;

4) Смеситель для массы и двигатель хода;

5) Смеситель и двигатель хода резервуара для хранения массы;

6) Разбиватель со стороны бака;

7) Насос для перекачки массы;

8) Измельчитель отходов ;

9) Насос для перекачки массы;

Рабочий процесс выглядит следующим образом: зола измельчается мокрым способом в шаровой мельнице, а затем поступает в бассейн для перемешивания. После ручного тестирования концентрации она поступает в бак через насос. Когда требуется дозирование, клапан бака автоматически открывается для поступления в боковой барабан бака. Боковой барабан бака оснащен ультразвуковым уровнемером, который автоматически закрывает клапан бака, когда он заполнен. Из мешалки, установленной на резервуаре, смесь поступает в весы для в дозировочном цехе через насос для дозирования и заливки. Отходы , образующиеся в результате работы режущего станка, поступают в резервуар для отходов через насос, и из них можно приготовить новую массу.

Дозирование для заливки:

В дозирующе-разливочном отделении установлен шкаф управления с использованием шкафа ГГД. Этот шкаф размещается вместе со шкафом ПЛК в комнате управления и подключается к шкафу ПЛК через соединительные линии для достижения цели оборудования управления ПЛК. Кнопки управления оборудованием установлены на дверце шкафа, ручное и автоматическое управление может осуществляться путем переключения ручки.

Масса, известь и цемент измеряются статически. Устанавливаются весы в количестве 3 шт, по одной штуке для каждой шкалы и по одной штуке для каждого счетчика. Используется весовой прибор PLY650 компании Boshuo. Прибор устанавливается на операционном столе для удобства настройки и контроля оператором.

В состав оборудования, контролируемого дозирующе-разливочной частью, входят:

1) Бункер для измельчения порошкообразного материала

2) Шнековый конвейер для подачи извести

3) Шнековый конвейер для подачи цемента

4) Весы для взвешивания извести, весы для взвешивания цемента

5) Шнек для выгрузки извести, шнек для выгрузки цемента

6) Весы для взвешивания массы

7) Смеситель для алюминиевой пудры

8) Наливочная машина

9) Машина для стабилизации пузырьков

10) Машина для измельчения отходов 

11) Вертикальный насос

12) Электрическое подъемное устройство

Рабочий процесс: после начала производства весы для массы, весы для цемента и весы для извести автоматически загружаются в соответствии с установленным количеством материала и останавливаются при достижении установленного значения. В это время начинает работать заливочный смеситель, начинает работать смеситель алюминиевого порошка, а клапан весов для массы автоматически открывается и масса поступает в заливочный смеситель. Когда вся масса поступает в смеситель, известь и цемент также поступают в смеситель по очереди через спираль, и температура начинает повышаться. После установленного времени смешивания и достижения заданной температуры открывается клапан алюминиевого порошка, чтобы выгрузить алюминиевый порошок, а затем перемешивается в течение 20-30 секунд и открывается клапан заливочной машины, чтобы выгрузить материал в раму формы заливочной тележки. Весь процесс может быть автоматизирован в соответствии с заданными параметрами.

Этот производственный процесс осуществляется с помощью компьютерного мониторинга на экране.

Часть предварительной обработки паром и отверждения:

На месте устанавливается шкаф управлени, а в шкафу устанавливается подстанция ET200M. Весь процесс этой части контролируется через общий провод и соединение шкафа PLC. Подстанция ET200M и электрические компоненты управляемого оборудования размещены в шкафу, а дверь шкафа оснащена кнопками управления и сенсорным экраном Siemens, которые могут реализовывать локальное кнопочное управление и управление сенсорным экраном, а также могут быть переключены на дистанционное управление для реализации автоматизированного производства в центральной диспетчерской.

Для тележки наливки установлен блок управления, который управляется ПЛК S7-200 и точно позиционируется бесконтактными переключателями. Двигатель хода использует преобразователь частоты для изменения скорости хода с целью достижения цели точного выравнивания с рельсом.

Для тележки предварительного пропаривания также установлен блок управления, который управляется ПЛК S7-200. Существует два режима управления: ручной и автоматический. В ручном режиме кнопки на блоке управления могут использоваться для управления движением тележки и движением фрикционных колес. В автоматическом режиме ПЛК используется для управления работой тележки и точного позиционирования рельса.

Оборудование возврата рамы формы и нижней плиты:

1) Механизм тяги формовочной коробки и пустой формы;

2) Тележка;

Рабочий процесс:

Рабочий процесс возвратного пути рамы формы: фотоэлектрический выключатель устанавливается на пути для каждой рамы формы, чтобы определять раму формы. После того, как собранная рама формы помещается на путь краном, фотоэлектрический выключатель определяет наличие рамы формы, и она автоматически перемещается по пути к позиции наливания. Когда текущий фотоэлектрический выключатель определяет раму формы, он запускает тяговый двигатель, чтобы продолжить ее транспортировку вперед, пока не определит, что в предыдущем положении есть рама формы или она не достигнет окончания пути, затем транспортный двигатель останавливается, и рама формы прекращает движение.

Рабочий процесс заливочной тележки выглядит следующим образом: тележка сначала перемещается в положение пути возврата рамы формы. Когда он выровняется с путем, запускается тяговый двигатель, чтобы отправить раму формы в заливочную тележку. Фотоэлектрические выключатели установлены в передней и задней позициях заливочной тележки. Когда оба выключателя имеют сигналы, тележка запускается и перемещается в положение заливки и останавливается. Когда заливка завершена, тележка перемещается в положение рельса остановки, тяговый двигатель на тележке запускается, и рамка формы отправляется на рельс остановки. Затем тележка автоматически перемещается в положение пути возврата рамы формы для следующего цикла.

Рабочий процесс тележки предварительного отвердения и тягового механизма рельса отвердения выглядит следующим образом: тележка предварительного отвердения сначала перемещается в положение остановки рельса отвердения. Когда тележка выравнивается с рельсом, тяговый двигатель начинает отправлять рамку формы на тележку предварительного отвердения. Когда передние и задние фотоэлектрические переключатели на тележке предварительного отвердения обнаруживают рамку формы, тележка предварительного отвердения перемещается и отправляет рамку формы в положение рельса без рамки формы последовательно. После того, как рельс выровнен, тяговый двигатель на тележке начинает отправлять рамку формы на рельс отвердения. В это время фотоэлектрический переключатель на рельсе отвердения может обнаружить наличие рамки формы и автоматически запустить отсчет времени, а затем тележка предварительного отвердения возвращается в исходное положение для следующего цикла. На шкафу управления камеры предварительного отверждения имеется сенсорный экран, с помощью которого можно вручную управлять всем процессом. Оператор может гибко устанавливать раму формы, которую необходимо вытащить из камеры отверждения.

Рабочий процесс рельса отвердения в основном такой же, как и у обратного рельса, который в основном направляет отстоявшуюся раму формы в позицию резки.

Обратный рельс:

На месте для части обратного рельса устанавливается шкаф управления. Поскольку обратный рельс является относительно независимой системой, он напрямую управляется S7-200PLC. S7-200 и электрические компоненты контролируемого оборудования размещаются в шкафу, а кнопки управления устанавливаются на дверце шкафа. Можно реализовать локальное кнопочное управление и управление сенсорным экраном, а также можно переключить на дистанционное управление для реализации автоматизированного производства в центральной диспетчерской.

Фотоэлектрический выключатель размещается в позиции каждой формы на возвратном рельсе для обнаружения рамки формы. Когда форма помещается на возвратный рельс, фотоэлектрический выключатель обнаруживает боковую пластину и автоматически запускает соответствующее фрикционное колесо, чтобы заставить боковую пластину двигаться вперед. Если предыдущий фотоэлектрический выключатель обнаруживает, что есть боковая пластина, эта боковая пластина автоматически прекращает движение. Когда боковая панель в конце поднимается краном, боковая панель за ней автоматически выдвигается вперед, чтобы заменить ее.

Итог: в системе в качестве ядра управления и главной станции системы в основном используется ПЛК серии Siemens S7-300, а в качестве подстанций — различные S7-200 и ET200M, которые соединены в единое целое через главный кабель, благодаря чему каждая часть системы может управляться централизованно или децентрализованно, что повышает эффективность всей производственной линии и снижает частоту неполадок, что позволяет дополнительно повысить эффективность работы.

Упаковка готовой продукции:

В отделении упаковки готовой продукции установлен шкаф управления с использованием шкафа GGD. Этот шкаф размещается вместе со шкафом ПЛК в комнате управления и подключается к шкафу ПЛК через соединительные провода для достижения цели оборудования управления ПЛК. Дверь шкафа оснащена кнопками управления оборудованием, а ручное и автоматическое управление может осуществляться путем переключения ручки.

В состав оборудования, контролируемого участком упаковки готовой продукции, входят:

1) Машина для укладки поддонов

2) Конвейер для поддонов

3) Машина для группирования заготовок

Рабочий процесс: после запуска производства машина для размещения поддонов автоматически размещает их на конвейере. После размещения четырех поддонов на конвейере 1 машина для размещения поддонов останавливает работу, а конвейер 1 отправляет поддон в положение крепления готовой продукции и ждет, пока крепление готовой продукции поднимет готовую заготовку на конвейер готовой продукции 2. После размещения заготовка транспортируется на конвейер 3 для объединения заготовок и упаковки заготовок. Весь процесс может быть автоматизирован в соответствии с заданными параметрами. Этот производственный процесс осуществляется с помощью компьютерного мониторинга на экране.

Система удаленного мониторинга:

Система удаленного мониторинга передает большой объем данных о работе оборудования и программ на объекте пользователя в облачный центр обработки данных обслуживания клиентов через Интернет (Ethernet, карта мобильной связи 4G и т. д.), реализуя функции удаленного мониторинга данных, диагностики оборудования, обслуживания программ и оповещения о неисправностях, что значительно повышает эффективность и качество обслуживания.

Система имеет следующие особенности:

(1) Пользователи могут подключаться к Интернету через кабели Ethernet или карты мобильной связи 4G.

(2) Поддержка удаленной загрузки программ ПЛК и мониторинга для быстрого решения проблем с оборудованием на месте

(3) Можно использовать приложение для мобильного телефона для запроса информации о рабочем состоянии оборудования в режиме реального времени, например, о количестве продукции, произведенных оборудованием, а также для мониторинга данных.

План строительства завода

Согласно требованиям производственного процесса, площадь производственного предприятия должна составлять 4400 м², а офисно-жилое здание — около 1000 м². Внутри цеха необходимо обеспечить вентиляцию и необходимое освещение, а вокруг участка должна поддерживаться хорошая транспортная среда для облегчения ввоза и вывоза сырья и продукции. В зависимости от ситуации с производством и продажами следует зарезервировать определенное пространство под склад готовой продукции. Общая установленная мощность производственного оборудования составляет 520 кВт.

1) Каркасная конструкция производственного цеха оснащена поворотным стропом. Подъемное устройство находится на высоте 4200 мм над землей. Высота цеха составляет 8 м. Основание выполнено из бетона марки С20 толщиной 150 мм, установлены вспомогательные пути и трубопроводы котла. Здание облицовано легкой стальной гофрированной черепицей. Внутренняя стена оштукатурена смешанным раствором толщиной 200 мм и окрашена белой краской. Территория завода соединена с распределительным помещением низкого напряжения подстанции прямыми подземными кабелями. Должны быть установлены распределительный щиток питания и распределительный щиток освещения, а также установлены приборы управления, защиты и измерения в соответствии с техническими условиями на энергообъект.

2) Офисно-жилое здание представляет собой двухэтажную кирпично-бетонную конструкцию, включающую офисные помещения, столовую для персонала, лабораторию и несколько общежитий.

3) Внешние перевозки осуществляются автомобильным транспортом, который передается на аутсорсинг без приобретения транспортных средств. Внутренние перевозки осуществляются комбинацией легкорельсового транспорта, ленточного транспорта и трубопроводного транспорта. Улучшить заводскую дорожную систему по мере необходимости и сформировать кольцевую планировку. Ширина дороги составляет 8-10 м, с бетонным покрытием и складами сырья и готовой продукции.
Водоснабжение и водоотведение, электроснабжение и газоснабжение

1. Система водоснабжения и водоотведения

1.1 Водоснабжение: водопроводная вода подключается к существующей муниципальной системе водоснабжения. На заводе создана сеть водоснабжения, которая используется для производства, проживания и пожаротушения. Суточный запас для одной смены при годовой производительности 50 000 куб. м составляет около 127 м3, включая бытовую и производственную воду. Количество может обеспечить 3-часовую потребность в воде для пожаротушения.

1.2 Дренаж:

(1) Сброс сточных вод невозможен.

(2) В системе производственного водоотведения используется система повторного использования воды, поэтому сброс производственных сточных вод отсутствует.

(3) Дождевая вода отводится непосредственно в городскую систему водостока через заводскую сеть водосточных труб (диаметром 1000 мм).

2. Электропитание

Стандарт электроснабжения построенного цеха по производству газобетона составляет 380 В/50 Гц, общая установленная мощность оборудования составляет около 520 кВт (включая мокрый помол), все оборудование внутри цеха имеет неэлектрический металлический корпус. Стальные трубы и кабели распределительной защиты должны быть надежно заземлены.

3. Газоснабжение

Для отверждения используйте насыщенный пар с давлением подачи 1,3 МПа и температурой пара 195℃.

Организация производства и кадровое обеспечение

1) В году 300 производственных дней. Каждая смена 8 часов, средняя дневная производительность составляет 127 м3.

2) Штатное расписание производства:
 

3) Организационная структура: работа в соответствии с современной моделью управления предприятием, реализующей принципы простоты, точности и высокой эффективности. Вся производственная линия организована как фабрика, в каждом цехе есть руководство бригадой, а штатный персонал по техническому обслуживанию организован как цех. Функции завода включают в себя производственно-технологический отдел, коммерческий отдел, финансовый отдел и офис, что позволяет предприятию работать в штатном режиме, соблюдая различные производственно-технологические и экономические показатели.

4) Подбор персонала: управленческий персонал и производственно-технический персонал должны отбираться с соблюдением высоких требований. Проблема общепроизводственного персонала (операторов) решается за счет привлечения новых рабочих.

Обучение персонала

1) Обучение технического и управленческого персонала

А. Участие во всем процессе строительства на месте, монтажа, пробного запуска и опытного производства.

Б. Ознакомление с чертежами, инструкциями, ключевыми моментами и ключевыми моментами производственного процесса.

В. Перед началом строительства инфраструктуры организация посещения производственных предприятий аналогичного типа и масштаба.

2) Обучение ключевых рабочих: от каждого вида работ отбираются два ключевых рабочих с определенными знаниями и чувством ответственности, которые отправляются на трехнедельную стажировку на завод газобетона. Под руководством директора завода или персонала управления производством они осваивают производственные навыки, а затем по возвращении на завод вводятся в работу.

3) Обучение всех сотрудников перед началом производства: обучение всех сотрудников перед началом производства ориентировано на недавно принятых на работу рабочих и недавно принятых на работу менеджеров. Содержание обучения:

А. Базовые знания технологии производства.

Б. Обучение технике безопасности.

В. Обучение на месте производственным процедурам и навыкам.

Охрана окружающей среды и охрана труда

1. Охрана окружающей среды

1) Основными источниками загрязнения в промышленном производстве являются:

а) Отходящие газы: этот проект оснащен оборудованием для удаления пыли, выбросы CO2 и SiO2 соответствуют требованиям по выбросам отходящих газов.

б) Отходы шлака: Отходы шлака, образующиеся в ходе этого проекта, в основном представляют собой отходы и дефектный шлак, образующийся в процессе производства. Он не содержит вредных веществ и может продаваться после измельчения и использования в качестве кровельного изоляционного материала.

в) Сточные воды: поскольку в процессе используется оборотная вода, вся вода производства может быть переработана. Бытовые сточные воды сливаются в септики и регулярно очищаются, а дождевая вода сбрасывается в канализационную сеть.

г) Пыль: при производстве образуется небольшое количество промышленной пыли во время обработки сырья. Блоки удаления пыли настраиваются на верхней части дробилки с большим количеством пыли и других точек образования пыли, пылеуловители размещаются централизованно, чтобы соответствовать требованиям стандарта GB3095-2012.

д) Шум: Все источники шума оборудования на заводе соответствуют стандарту GB12348-2008, то есть ≤60 дБ днем и ≤50 дБ ночью.

2. Охрана труда

1) Необходимо создать систему безопасного производства и сформировать руководящую группу по безопасному производству.

2) Операторы специальных должностей, такие как операторы котлов, крановщики, электрики и операторы автоклавов, должны пройти сертификацию до того, как они смогут приступить к работе, строго соблюдать эксплуатационные требования и усилить обучение по технике безопасности на производстве.

3) Для предотвращения различных транспортных происшествий в цехе необходимо организовать и четко обозначить транспортные и пешеходные зоны. Для обеспечения безопасности в цехе устанавливается определенное количество пожарных гидрантов.

4) В целях предотвращения различных случаев, связанных с электричеством, цех оснащается изолирующим оборудованием и инструментами, а его конструкция должна соответствовать действующим электротехническим нормам.

Реализация проекта

1. Предварительная работа над проектом

1) Исследование рынка

2) Привлечение средств на проект 

3) Проектирование завода

4) Подбор и обучение персонала

2. Строительство проекта

1) Строительство заводских зданий и различных вспомогательных сооружений

2) Строительство фундамента для линии по производству автоклавного газобетона

 A. Заказ оборудования и обработка заказа

 Б. Прибытие и установка оборудования

 В. Тестовый запуск 

 Г. Производство

Реализация проекта займет около 150–180 дней с начала строительства до официального производства и эксплуатации.

Расчет себестоимости производства:

(Из расчета 600 кг/м3)

 

(Указанные выше цены на сырье приведены только для справки, пожалуйста, ориентируйтесь на фактические местные цены)

Анализ экономической выгоды

Общая годовая себестоимость производства 50 000 кубометров газобетона в год за одну смену составляет: 135,41 юаня × 50 000 кубометров = 6 770 500 юаней.

Экономическая выгода проекта по производству газобетонных блоков рассчитана исходя из заводской цены 280 м3 в юанях.

280 юаней/м3×50 000 кубических метров = 14 миллионов юаней, годовой доход от продаж 14 миллионов юаней.

Годовая валовая прибыль от продаж: 14 млн юаней - 6,7705 млн юаней = 7,2295 млн юаней

После завершения данного проекта годовая валовая прибыль составит 7,2295 млн юаней, инвестиции в основной капитал составят 9,4 млн юаней, срок окупаемости инвестиций составит 16 месяцев.

После анализа видно, что увеличение или уменьшение выручки от продажи продукции и эксплуатационных расходов на 10% оказывает незначительное влияние на прибыль, а проект обладает высокой способностью противостоять рискам.