Автоматизированная система управления скреперами, предназначенными для очистки коровников от навоза

Задача

ООО «Пачелмское хозяйство» входит в состав ГК «Русмолко» – крупного холдинга, являющегося одним из лидеров России в молочной отрасли. Важными направлениями деятельности компании являются животноводство и производство сырого молока. Они требуют строгого контроля за соблюдением санитарно-гигиенических условий содержания скота. Регулярная уборка навоза в коровниках проводилась с помощью скреперных установок на тросовой тяге. Процесс работал без автоматического контроля крайних точек движения скрепера. В итоге оборудование постоянно доходило до упора, тросы перетягивались и рвались. Менять их приходилось часто, что приводило к высоким затратам на ЗИП. Условия эксплуатации не позволяли реализовать простое решение с путевыми и конечными выключателями: существовал высокий риск забивания механизма навозом. Заказчик обратился за автоматизированной системой управления скреперами.

Решение

Специалисты «РусАвтоматизации» разработали систему управления скреперами, способную автоматически отслеживать положение ковша и тормозить его до того, как трос натянется до критического уровня. При этом решение учитывает климатические условия эксплуатации, и позволяет следить за всеми линиями удаленно – из операторской.

Для удобства и безопасности дополнительно сохранен ручной режим: управление с помощью кнопок и переключателей на дверце шкафа и получение информации об авариях с помощью индикационных ламп.

В состав системы вошли:

• комплект шкафов управления скреперами;
• несколько фланцевых инкрементальных энкодеров для расчета пути скребка;
• система диспетчеризации.

Техническая реализация с учетом условий животноводческого помещения

Каждый коровник получил свой шкаф для управления двумя тросовыми станциям. ШУ адаптированы к круглогодичной работе в коровниках: корпус IP54 защищает от пыли и брызг, а внутри есть:

• обогрев для защиты электронных компонентов от замерзания зимой в неотапливаемом помещении;
• вентиляция для отвода тепла от преобразователей частоты летом.

Внутри каждого шкафа стоит контроллер – программируемое реле (ПР). Оно командует частотными преобразователями, последние плавно разгоняют и тормозят двигатели скреперов. Плавность тут важна, чтобы не было рывков троса.

Чтобы понимать, где находится скрепер, на каждую тросовую станцию поставили энкодер. Он полностью отслеживает перемещение скреперов по линии. Благодаря этому теперь исключена возможность повреждения троса.

Верхний уровень АСУ ТП

Для удобства оператора сделали верхний уровень управления – систему диспетчеризации на базе российской SCADA. Программист АСУ ТП: настроил связь всех шкафов через Ethernet, разработал экраны с мнемосхемами коровников, где видно положение каждого скрепера. Также настроил архивацию, тренды и журнал событий. Диспетчер может запустить любую линию вручную, задать время автоматической работы или посмотреть историю.

В программе учли сезонность. Зимой режим работы меняется: скорость движения немного снижают, так как навоз становится более вязким. Летом работа идет в обычном ритме.

Итог внедрения автоматизированной системы управления скреперами

Тросы перестали рваться. Теперь менять их нужно будет только в рамках планового обслуживания, а не по факту аварии. Затраты на ЗИП снизились. В хозяйстве теперь спокойны за уборку коровников – она происходит автоматически. Решение можно повторить на любом другом комплексе.