Контроль температуры, влажности и давления играет большую роль в машиностроении, поскольку металлические компоненты могут разрушаться от коррозии, резинотехнические изделия портятся от высокой температуры и т. д. В статье охарактеризована система контроля климата, внедренная на заводе, выпускающем оптические линзы для промышленных целей. Описан состав системы, ее функциональность, перечислены основные компоненты: цифровые регистраторы температуры и других параметров, прибор «Гигротермон» и пр.
ООО «Инженерные Технологии», г. Челябинск
Климат-контроль в машиностроении
Есть области промышленности, в которых необходимость климат-контроля очевидна: это фармацевтика, тепличное хозяйство, производство и хранение продуктов питания. Однако климат-контроль не менее важен и в машиностроении, где существуют довольно жесткие нормативы, введенные СНиП 2.04.08-91 прил. 2 «Температура и влажность помещения в зависимости от вида производства. Оптимальные параметры для производственных и общественных помещений» и регламентирующие температуру и влажность в промышленных цехах и на складах. Резкие перепады температуры способствуют выпадению конденсата на металлических поверхностях, что вызывает коррозию, поэтому в помещениях в любое время суток необходимо соблюдать определенный температурно-влажностный режим. Так, если производство работает с медью, то ее повышенная чувствительность к воздействию влаги приводит к дополнительным затратам при снятии окислов, выступающих на поверхности заготовок, а олово разрушается при экстремально низких температурах – и таких примеров можно привести много. Помимо эксплуатации и хранения, температурный фактор имеет большое значение в самом производственном процессе, поскольку при повышении температуры металл расширяется, а, например, в точном машиностроении роль играют и несколько микронов.
Не менее, чем металлы, чувствительны к условиям хранения резинотехнические изделия, для которых неблагоприятны перепады температуры, перегрев (при котором наступает состояние перевулканизации) и прямые солнечные лучи (ультрафиолет), от которых происходит их деградация.
Но, пожалуй, одни из самых строгих требований к климатике – в производстве оптических линз для машиностроения. По СНИП СНиП 2.04.08-91, колебания температуры в помещении, где ведется шлифовка линз, не могут превышать половины градуса (+24 ± 0,5 °C), а колебания влажности – пяти процентов (80 ± 5 %).
Такие линзы производит известное предприятие АО «Лыткаринский завод оптического стекла» (ЛЗОС), выпускающее оптико-механические и оптико-электронные приборы и входящее в крупный российский холдинг «Швабе», который специализируется на производстве оптических и лазерных систем. Завод является одним из лидирующих поставщиков крупногабаритной оптики для обсерваторий всего мира. При модернизации производственных помещений на ЛЗОС понадобилась современная система мониторинга, контролирующая три параметра: температуру, влажность и давление, и завод остановил свой выбор на системе от компании «Инженерные Технологии». С этим производителем оборудования КИПиА и системным интегратором из Челябинска читатели журнала «ИСУП» уже имели возможность познакомиться [1–3]. ООО «Инженерные Технологии» разрабатывает решения для мониторинга климатических параметров в промышленности и поставляет системы на самые разные предприятия, начиная от небольших птицеводческих ферм и заканчивая крупными компаниями, реализующими проекты для космической отрасли. Посмотрим же, какую систему построили специалисты компании для помещений, где ведется производство оптических линз.
Элементы и функционирование системы контроля
Основное назначение системы контроля микроклимата помещений, которую компания «Инженерные Технологии» поставила на Лыткаринский завод оптического стекла, – измерять температуру, влажность и давление и извещать обслуживающий персонал, когда параметры выходят за установленные пределы. Система осуществляет сбор показаний, создает архивы и отчеты, передает всю информацию на удаленный компьютер оператора и сигнализирует при отступлении от заданных значений различными способами: с помощью индикации, отправления сообщений оператору и т. д.
Схематичное изображение системы можно видеть на рис. 1. Ее базовым элементом являются датчики – цифровые регистраторы «ТЕРМОХРОН» DS1922L-F5 и DS1923‑F5, которые установлены во всех подконтрольных помещениях и создают обширную сеть точек измерения. Всего на два цеха потребовалось 510 приборов. Эти маленькие и бюджетные логгеры в «таблеточном» исполнении (рис. 2) имеют микропроцессор с объемом памяти, позволяющим проводить до 8192 измерений. Как известно, изначально логгеры – устройства, работающие автономно, на литиевой батарее, и эта особенность делает их незаменимыми при измерениях температуры в полевых условиях, при работе экспедиционного характера. На заводе они также при необходимости (например, когда обесточено оборудование) переходят в автономный режим и продолжают проводить измерения, а показания за период автономной работы с них снимают с помощью специальных устройств «Термохрон Аудитор», которые подробно описаны в одной из предыдущих публикаций [4].
Рис. 1. Элементы системы контроля микроклимата помещений
Но в остальное время рабочий процесс в помещениях с сотнями датчиков, разумеется, подразумевает их автоматический опрос. Для подключения логгеров «ТЕРМОХРОН» к системе используются адаптеры 1W‑2/3‑IP65 (рис. 2), с помощью которых автономные устройства крепятся на место и объединяются в сеть 1‑Wire, подключенную к контроллеру «Гигротермон».
Рис. 2. Логгер «ТЕРМОХРОН» DS1922L-F5 и адаптер 1W‑2/3‑IP65
Прибор «Гигротермон» (рис. 3) ведет постоянный опрос регистраторов температуры, влажности и давления, собирая с них данные в цифровом виде. Он установлен в электротехническом шкафу ШКПУ‑4, в одном шкафу может находиться до четырех приборов. «Гигротермон» – ключевое устройство системы мониторинга, ее средний уровень. Этот контроллер способен работать с любым типом датчиков, а также отслеживать несанкционированный доступ в систему. К одному прибору «Гигротермон» подключается до 60 датчиков.
Рис. 3. Прибор «Гигротермон»
При включении «Гигротермон» автоматически находит и запоминает датчики, подключенные к его линии, после чего начинает опрос и выводит показания на «свой» дисплей на двери шкафа, всего на двери ШКПУ‑4 четыре дисплея – по одному на каждый контроллер (рис. 4). Если в системе фиксируется нарушение каких-либо параметров, прибор «Гигротермон» сигнализирует об этом красной лампой и замыканием контактов внутреннего реле.
Рис. 4. ШКПУ-4: фронтальная поверхность
Всю собранную информацию система передает на удаленный компьютер, для этого в шкафу установлен преобразователь Ethernet / RS‑485, который позволяет интегрировать оборудование с сетью интернет. Пороговые значения технологических параметров и режимы работы прибора «Гигротермон» настраиваются с компьютера с помощью программы «Гигротермон АРМ». Это ПО состоит из двух частей – серверной и клиентской. Серверная часть программы запускается под управлением операционной среды Windows и выполняет: постоянный опрос шкафов (приборов «Гигротермон»), запись полученных значений технологических параметров в базу данных, обработку аварийных и предупредительных состояний, сигнализацию о событиях в системе, отправку оповещений по электронной почте и СМС, формирование отчетов за прошедший период, показ схем и графиков технологических параметров. Все действия оператора и события оповещения регистрируются в журнале событий. Для обеспечения безопасности можно установить пароли пользователей для доступа к различным действиям.
Клиентская часть программы также запускается под управлением операционной среды Windows и позволяет подключиться к серверной части с удаленного ПК, вести просмотр и редактирование параметров. Для обеспечения безопасности клиентское ПО тоже поддерживает систему парольного доступа и разграничения прав.
В заключение отдельно отметим важные преимущества модуля ШКПУ‑4. Это готовое решение, собранное и отлаженное на производстве. Всё оборудование среднего уровня – прибор «Гигротермон», Ethernet-модем, реле напряжения для контроля фаз, источник бесперебойного вторичного питания, преобразователь интерфейсов, устройства аппаратного СМС-оповещения и другое – находится в компактном корпусе, защищающем персонал от прикосновения к токоведущим частям, а оборудование – от неосторожного обращения. Его установка в рабочих помещениях не потребовала долгого электромонтажа, труда высококвалифицированных специалистов. В результате система контроля была внедрена на объекте заказчика в кратчайшие сроки и сегодня с успехом функционирует, находясь под присмотром производителя.
Литература
1. «Гигротермон» – отечественный прибор для систем мониторинга // ИСУП. 2015. № 1.
2. Модуль высокой готовности. ШКПУ – шкафы контроля параметров микроклимата и управления для системы мониторинга // ИСУП. 2015. № 6.
3. ШКПБ – универсальный модуль для оперативной организации централизованных систем сбора, мониторинга и контроля микроклиматических параметров на складах, в холодильниках, производственных и жилых помещениях //ИСУП. 2018. № 1.
4. «Термохрон Аудитор PDF» – портативный прибор для обслуживания логгеров DS1921G-F5, DS1922L-F5, DS1923‑F5, DS1925L-F5 в полевых условиях // ИСУП. 2018. № 2.
Статья опубликована в журнале "ИСУП" № 3(75)_2018
ООО «Инженерные Технологии»,
г. Челябинск,
тел.: +7 (351) 231‑2226,
e‑mail: 2197169@gmail.com,
сайт: www.unicom1.ru
_big.jpg'); "4(106)_small.jpg")
