Система автоматичного регулювання якості бетону на ВАТ "Подільський цемент"

У даний час вибір складів бетону виконується методом проб і помилок з підлаштуванням застарілих типових норм витрат цементу. Аналогічно здійснюється і управління приготуванням бетонних сумішей, здебільшого,  «на око». Про це свідчать ті факти, що норми витрат матеріалів, як правило, не обґрунтовані експериментально і економічно, а на бетонних вузлах (БСУ) тижнями не змінюються дозувальні листи, хоча постійно змінюється міцність та інші властивості цементу, гранулометричний склад і вологість заповнювачів. Не ведеться і необхідний облік витрат матеріалів. Втрати підприємства при цьому складають від 30 до 70 грн/м3.

Нами розроблена автоматизована система проектування, оперативного регулювання, нормування та обліку матеріалів (у т.ч. дистанційна) за допомогою ЕОМ, яка дозволяє при мінімальній кількості дослідів визначати і оперативно регулювати склади бетонних суміші в залежності від основних факторів. На цементах ВАТ «Подільський цемент» та «Івано-Франківськцемент» ця система випробувана як в лабораторіях, так і в виробничих умовах, працює на Хлистуновському заводі ЗБК та випробується на Білоцерківському заводі ЗБК.

Нові автоматизовані системи управління приготування бетонних сумішей

Сьогодні зрозуміло, що альтернативі модернізації бетонних заводів (БСУ) немає. Для модернізації бетонного виробництва вибраний шлях його автоматизації. Саме так працюють всі бетонні заводи в цивілізованих країнах. Але з наукової точки зору нічого нового тут немає, адже за таким же принципом (тільки без ПЕОМ, а перфокартами) в 50-60-их роках минулого століття працювали бетонні заводи-автомати в Куйбишеві, Калуші та в багатьох інших регіонах. Принцип її дії полягає в тому, що в пам’ять дозаторів цементу та дозаторів інертних матеріалів закладаються готові рецептури, які автоматично здійснюються виконавчим механізмом за заявками споживача. В результаті ми отримуємо чіткий облік виконання заявок та витрат матеріалів. Ніякого управління та регулювання, окрім примітивного коригування на вологість заповнювачів ми тут не маємо, а відповідно не отримуємо підвищення якості продукції та економії (за винятком підвищення точності дозування в окремих випадках).

Вся проблема в тому, наскільки науково обґрунтовані і економічні закладені в систему рецептури, і як ними регулювати при зміні якості цементу, заповнювачів, добавок, умов виробництва тощо. Знову на око? На жаль, воно так, і, при всій зовнішній привабливості, базові склади бетону, здебільшого, переписані в сусідніх підприємствах, які відрізняються як властивостями матеріалів, так і умовами виробництва, а на сусідніх підприємствах визначені спираючись на застарілі типові норми методом проб і помилок без належного техніко-економічного обґрунтування. Ціна цього питання обходиться щонайменше перевитратами 5-15% цементу та низькою якістю продукції. Але ще більші витрати від того, що склади бетону практично (окрім вологості заповнювачів) не регулюються, хоча в процесі виробництва змінюється міцність та нормальна  густота цементу, гранулометричний склад заповнювачів, добавки, час транспортування, умови твердіння бетону. Досліди показують, що коефіцієнт варіації міцності бетону на більшості підприємств перевищує 15%, а середні показники нижче проектних на 10-30%. А це прихована втрата ще 10-20% цементу. Ще трагічніші справи з морозостійкістю, корозійною стійкістю та водонепроникністю бетонів. Тут, особливо для дорожніх бетонів, фактичні показники виявляються у 2-3 рази нижче проектних.

Нами розроблена і пройшла багаторічну виробничу перевірку автоматизована система управління БЗВ, регулювання та обліку витрат матеріалів при приготуванні бетонних сумішей марок S0-S5, класів C10-C50, F50-F200, W2-W16 [1] заснована на принципово нових засадах управління дозаторами цементу та дозаторами інертних матеріалів. Новизна і ефективність процесу полягають в тому, що у систему закладаються не фіксовані рецептури (хоча є і така можливість), а кількісні залежності впливу основних факторів на властивості бетонної суміші та бетону. Вирішуючи зворотну залежність система обраховує найбільш економічний склад бетону в конкретних випадках в залежності від фактичної міцності цементу, яка визначається прискореним методом (спосіб не має суттєвого значення), нормальної густоти цементного тіста, виду, гранулометричного складу та вологості заповнювачів, виду та витрат добавок, умов твердіння, конструкції тощо.

Функціювання системи здійснюється у такій послідовності. На першому етапі лабораторним шляхом визначаються базові склади бетону, які після обробки результатів експерименту приводяться у співставимий вигляд для стандартних показників якості застосованих цементів, заповнювачів і добавок. Результатом цієї роботи є науково обґрунтовані норми витрат матеріалів (табл. 1, 2), які в подальшому використовуються для матеріально-технічних звітів та техніко-економічних розрахунків. На підставі отриманих експериментальних даних створюється математична модель впливу основних факторів на властивості бетонних сумішей і бетону, яка закладається в систему управління дозатором цементу, дозаторів інертних матеріалів, дозатору води  та дозатору хімічних добавок. В процесі виробництва в комп’ютер вводяться показники вологості та гранулометричного складу заповнювачів, фактичної нормальної густоти та міцності цементу, умов твердіння тощо. В залежності від цих факторів система оперативно вираховує необхідні витрати для дозатору цементу, дозатору води, дозаторів заповнювачів і дозатору хімічної добавки на одне замішування (дозувальний лист – табл. 3) і фіксує ці значення у звіті. При зміні виду заповнювачів чи добавок додатково вводяться їхня щільність  (густина) та коефіцієнти впливу на якісні показники бетону. При цьому розрахунки можуть бути виконані для любих проміжних показників міцності бетону, його морозостійкості та водонепроникності.

Розроблена система успішно вписується як в бетонні заводи (БСУ) виробництва Німеччини, Італії, Туреччини, Болгарії, Фінляндії, США, так і в модернізовані старі заводи виробництва СРСР та України. Прикладом такої успішної реалізації може служити збудований ще за радянських часів Хлистуновський завод ЗБК, де управління процесом здійснюється з комп’ютера, що знаходиться в лабораторії та контролюється на ЕОМ керівника підприємства.

Табл.1

Виробничо-технічні норми витрат матеріалів

для виготовлення бетону та залізобетонних конструкцій

Табл. 2

Виробничо-технічні норми витрат матеріалів

для виготовлення товарного бетону

Табл. 3

Дозувальний центр

• Бункерні ваги, автомобільні ваги для зважування встановлені на хлібокомбінаті № 10

  Бункерні ваги, автомобільні ваги для зважування на хлібокомбінаті № 10

• Асвік Центр успішно виконало роботи з виготовлення, монтажу та введення в експлуатацію системи дозування яйцепродуктов в бісквітного цеху.

  Системи дозування на ПАТ "Київська кондитерська фабрика "РОШЕН"

• Вагове обладнання встановлено на Кондитерської фабриці ROSHEN. Автоматичний дозатор шековий для виготовлення шоколаду впроваджен в експлуатацію на Кондитерскій корпораціії ROSHEN

  Вагове обладнання на Кондитерської фабриці ROSHEN

• Дозатор цементу забезпечує дотримання рецептури виробництва цементу та одержання кінцевого продукту високої якості.

  Дозатор цементу і бункерні вагина Черкаському заводі ЗБВ

• Дозатор сипучих компонентів працює відразу на два тестомесителя, по черзі отмеряя дозу спочатку в один, а потім в інший тестомесітель

  Дозатор сипучих компонентів для виробництва тістечок еклерів ТМ ПАТ Рошен