Опыт автоматизации производства спирта

Чи­та­тель, лю­бишь ли ты вы­пить? Нет, я имею в ви­ду — вы­пить во­дки? Под ды­мя­щу­ю­ся уху на пле­нэ­ре, или под ма­лень­кие сколь­з­кие пель­ме­ни на Но­вый год, или про­сто под бу­тер­б­род с крас­ны­ми лин­зоч­ка­ми ик­ри­нок и зе­ле­ным лис­ти­ком пет­руш­ки? Для ог­ром­но­го боль­шин­ст­ва ро­дно­го на­ро­до­на­се­ле­ния во­прос этот чис­то ри­то­ри­чес­кий. Поз­воль от­крыть те­бе, ува­жа­е­мый чи­та­тель, боль­шую тай­ну: во­дка де­ла­ет­ся из осо­бой суб­стан­ции с на­зва­ни­ем ко­рот­ким «спирт». Спирт, в свою оче­редь, де­ла­ет­ся на осо­бых пред­при­яти­ях — спир­тза­во­дах. Ка­кое от­но­ше­ние все это име­ет к компь­ютер­ной тех­ни­ке и к про­мыш­лен­ной ав­то­ма­ти­за­ции? Са­мое не­по­сред­ствен­ное. Как го­ва­ри­ва­ли клас­си­ки, за мной, чи­та­тель, по­се­тим вмес­те это бла­гос­ло­вен­ное мес­то — спир­тза­вод.

Итак, Рес­пуб­ли­ка Та­тар­с­тан, се­ло Уса­ды в 30 км от г. Ка­за­ни, Уса­дов­с­кий спирт­­за­вод. Пред­при­ятие не­ве­ли­ко — око­ло двух­сот ра­бо­та­ю­щих вы­пус­ка­ют при­мер­но 1800 де­ка­лит­ров спир­та в ме­сяц. Ис­ход­ный про­дукт — зер­но. 

Ко­ли­чес­т­во и ка­чес­т­во по­лу­ча­е­мо­го спир­та, при про­чих рав­ных ус­ло­ви­ях, за­ви­сит от точ­нос­ти вы­дер­жи­ва­ния тех­но­ло­ги­чес­ких па­ра­мет­ров (стран­но, ес­ли бы бы­ло на­обо­рот). До не­дав­не­го вре­ме­ни спе­ци­аль­но при­став­лен­ные к се­му лю­ди пе­ри­о­ди­чес­ки об­хо­ди­ли вве­рен­ный им учас­ток, рас­по­ло­жен­ный на пя­ти уров­нях-эта­жах, и ос­мат­ри­ва­ли раз­лич­ные стре­лоч­ки, ци­фер­бла­ты и про­чие уров­не­ме­ры и ма­но­мет­ры, пос­ле че­го со­от­вет­ствен­но ре­зуль­та­там ос­мот­ра ре­а­ги­ро­ва­ли. На рис. 1 за­пе­чат­ле­на од­на та­кая ко­лон­на вы­со­той в пять эта­жей. Иног­да слу­ча­лось — не без это­­­го, — что не ос­мат­ри­ва­ли (ну, не­ког­да че­ло­ве­ку бе­жать на пя­тый этаж), а ес­ли ос­мат­ри­ва­ли, то не ре­а­ги­ро­ва­ли ни на что — ну, ма­ло ли что мо­жет слу­чить­ся с че­ло­ве­ком, ра­бо­та­ю­щим на спирт­за­во­де?.. Со­от­вет­ствен­но, спирт по­лу­чал­ся... ну... раз­ный, в об­щем, по­лу­чал­ся спирт. Кста­ти, зна­ешь ли ты, чи­та­тель, пред­ель­ные нор­мы по од­но­му из ос­нов­ных па­ра­мет­ров спир­та, влия­ю­ще­му на его ка­чес­т­во вплоть до пре­вра­ще­ния в пол­ную от­ра­ву, — со­дер­жа­нию ме­та­но­ла? В Рос­сии — 300 мг/л, в США — 160 мг/л, в ФРГ — 60 мг/л. Дру­ги­ми сло­ва­ми, вы­пив бук­валь­но один литр спир­та эти­ло­во­го, ты при­мешь око­ло 300 мг ме­ти­ло­во­го. Мин­зд­рав, как го­во­рит­ся, пред­уп­реж­да­ет. Не зря го­во­рят: «Что рус­ско­му здо­ро­во, то не­мцу смерть». А вот ка­ко­го ре­зуль­та­та мож­но до­стичь, стро­го со­блю­дая тех­но­ло­гию: — 8-10 мг/л! Спирт та­ко­го ка­че-с­т­ва идет как «люкс» и сто­ит на 25-30% до­ро­же обыч­но­го. Что же нуж­но для по­лу­че­ния та­ко­го бо­жес­твен­но­го ре­зуль­та­та? Ав­то­ма­ти­за­ция про­из­вод­ст­ва, чи­та­тель, вот что поз­во­лит его до­стичь, а за­од­но умень­шить ко­ли­чес­т­во опе­ра­тив­но­го пер­со­на­ла в не­сколь­ко раз ( в на­шем слу­чае — с 60 до 10 че­ло­век). Об ав­то­ма­ти­за­ции про­из­вод­ст­ва на Уса­дов­с­ком спир­тза­во­де и пой­дет даль­ше речь.

Как объ­ект ав­то­ма­ти­за­ции спир­тза­вод пред­став­ля­ет­ся не­коей со­во­куп­ностью фун­кци­о­наль­ных под­раз­де­ле­ний и учас­т­ков:

• учас­ток при­ема и очис­т­ки зер­на;
• учас­ток за­ме­са;
• дрож­же­вое от­де­ле­ние;
• бро­диль­ный учас­ток;
• ва­роч­ное от­де­ле­ние;
• учас­ток гид­ро­ди­на­ми­чес­кой об­ра­бот­ки;
• учас­ток фер­мен­тов и оса­ха­ри­ва­ния;
• ап­па­рат­ное от­де­ле­ние;
• об­щий учас­ток, на­при­мер ко­тель­ная.

Бук­валь­но не­сколь­ко слов о та­ин­ст­вах соб­ствен­но тех­про­цес­са.

Зер­но про­хо­дит пред­ва­ри­тель­ную очис­т­ку, взве­ши­ва­ет­ся, под­ает­ся на дро­бил­ки, где пре­вра­ща­ет­ся в му­ку и в этом ви­де пос­ту­па­ет в чан за­ме­са (на за­во­де его на­зы­ва­ют умень­ши­тель­но «ча­нок»). Ту­да же льют во­ду — хо­лод­ную и го­ря­чую — для до­сти­же­ния не­об­хо­ди­мой тем­пе­ра­ту­ры и кон­сис­тен­ции сме­си из му­ки и во­ды. Ука­зан­ная смесь не­пре­рыв­но от­ка­чи­ва­ет­ся в боль­шие ча­ны учас­т­ка гид­ро­ди­на­ми­чес­кой об­ра­бот­ки. Пос­ле ука­зан­ной об­ра­бот­ки смесь раз­бу­ха­ет, что и тре­бу­ет­ся для пос­ле­ду­ю­щей вар­ки, в про­цес­се ко­то­рой про­ис­хо­дит фер­мен­та­ция и оса­ха­ри­ва­ние. Пос­ле вар­ки смесь пе­ре­ка­чи­ва­ет­ся в ча­ны бро­диль­но­го от­де­ле­ния. Об­ра­зо­вав­ша­я­ся в про­цес­се бро­же­ния мас­са, на­ко­нец, пос­ту­па­ет на ап­па­рат­ный учас­ток, ве­нец тех­про­цес­са. Имен­но там, на ап­па­рат­ном учас­т­ке, в не­драх со­от­вет­ству­ю­ще­го ап­па­ра­та, ос­нов­ные при­н-ци­пы ра­бо­ты ко­то­ро­го уже из­вес­т­ны ши­ро­ким мас­сам тру­дя­щих­ся, и про­ис­хо­дит про­цесс глав­но­го пре­вра­ще­ния. На­до ли го­во­рить, на­сколь­ко важ­но для это­го про­цес­са скру­пу­лез­ное и не­укос­ни­тель­ное вы­дер­жи­ва­ние всех его па­ра­мет­ров? Нет, от­ве­ча­ем мы, не на­до!

Со­об­ра­зи­тель­ный чи­та­тель дав­но по­нял, ку­да кло­нит хит­рый ав­тор: ни­ко­му и ни­че­му не­ль­зя по­ру­чить власть над столь тре­пет­ным про­цес­сом, кро­ме как компь­юте­ру, при­чем, учи­ты­вая спе­ци­фи­ку его ра­бо­ты, компь­юте­ру про­мыш­лен­но­му. В ка­чес­т­ве та­ко­во­го был вы­бран MicroPC аме­ри­кан­с­кой фир­мы Octagon Systems. Пол­но-стью IBM PC со­вмес­ти­мый, компак­т­­ный, ра­бо­та­ю­щий в ши­ро­ком ди­а­па­зо­не тем­пе­ра­тур (-40°С... +85°С) без вен­ти­ля­ции, с не­пло­хим на­бо­ром средств со­пря­же­ния с объ­ек­том и ин­тер­фей­са с опе­ра­то­ром, чрез­вы­чай­но над­еж­ный, MicroPC по­ка­зал­ся нам очень при­вле­ка­тель­ным. Лег­кость при­об­ре­те­ния, при­ем­ле­мая це­на и 3-лет­няя га­ран­тия окон­ча­тель­но ре­ши­ли во­прос вы­бо­ра ба­зо­во­го компь­юте­ра. Вся про­грам­мная часть сис­те­мы бы­ла пос­тро­е­на с при­ме­не­ни­ем гра­фи­чес­ко­го ин­ст-ру­мен­таль­но­го па­ке­та Trace Mode, име­ю­ще­го, не­смот­ря на инос­тран­ное на­зва­ние, чис­то рос­сий­с­кое про­ис­хож­де­ние. Весь про­цесс раз­ра­бот­ки АСУ, от про­ек­ти­ро­ва­ния до от­лад­ки, про­из­во­дит­ся в объ­ек­т­но- ори­ен­ти­ро­ван­ной сре­де ви­зу­аль­но­го про­грам­ми­ро­ва­ния и про­те­ка­ет до­ста­точ­но ком­фор­та­бель­но. На рис. 2 по­ка­за­на од­на из мне­мос­хем объ­ек­та.

А те­перь не­мно­го про­из­вод­ствен­ной про­зы.

Ис­точ­ни­ком сиг­на­лов для MicroPC слу­жат

• дат­чи­ки тем­пе­ра­ту­ры ТСМ с мно­го­ка­наль­ным пер­вич­ным пре­об­ра­зо­ва­те­лем Ш711/1И;
• дат­чи­ки дав­ле­ния «Сап­фир»;
• дис­крет­ные ус­трой­ст­ва ти­па кон­це­ви­ков, ре­ле, пус­ка­те­лей и т. п.

Все вто­рич­ные при­бо­ры, вклю­чая бло­ки пи­та­ния для дат­чи­ков дав­ле­ния и мно­го­ка­наль­ные пре­об­ра­зо­ва­те­ли Ш711/1И, ус­та­нов­ле­ны в стан­дар­т­ных стой­ках, рас­по­ло­жен­ных в опе­ра­тор­с­ком за­ле. Ко­лон­ны и дру­гое тех­но­ло­ги­чес­кое обо­ру­до­ва­ние ап­па­рат­но­го учас­т­­ка рас­по­ла­га­ют­ся  на уров­нях пя­ти эта­жей и на­хо­дят­ся на не­ко­то­ром уда­ле­нии от опе­ра­тор­ско­го за­ла. Меж­ду опе­ра­тор­с­ким за­лом и ап­па­рат­ным учас­т­ком рас­по­ло­же­ны на уров­нях двух эта­жей 11 ем­кос­тей бро­диль­но­го от­де­ле­ния и 2 ем­кос­ти учас­т­ка гид­ро­ди­на­ми­чес­кой об­ра­бот­ки. Поб­ли­зос­ти от опе­ра­тор­ско­го за­ла рас­по­ло­же­ны учас­т­ки при­ема и очис­т­ки зер­на, учас­ток за­ме­са, ва­роч­ное от­де­ле­ние. Все пе­ре­чис­лен­ные учас­т­ки и под­раз­де­ле­ния свя­за­ны с опе­ра­тор­с­ким за­лом ка­бе­ля­ми, пе­ре­да­ю­щи­ми сиг­на­лы от дат­чи­ков и сиг­на­лы уп­рав­ле­ния к ис­пол­ни­тель­ным ме­ха­низ­мам. С целью ус­ко­ре­ния пус­ка пер­вой оче­ре­ди сис­те­мы был ис­поль­зо­ван уже имев­ший­ся в тех­про­цес­се оте­чес­твен­ный  кон­трол­лер Ре­ми­конт-130, кон­тро­ли­ро­вав­ший ра­бо­ту ве­со­вых ус­тройств и за­дви­жек бун­ке­ра и до­за­то­ра, а так­же эле­ва­то­ра и дро­би­лок. Че­рез шлю­зо­вой блок БШ1 Ре­ми­конт-130 под­клю­чен к СОМ-пор­ту MicroPC, вклю­чен в об­щую схе­му ав­то­ма­ти­за­ции и пол­ностью кон­т-ро­ли­ру­ет­ся, ис­клю­чая, ко­неч­но, те мо-мен­ты, ког­да сам Ре­ми­конт или БШ-1 сбо­ит или во­об­ще вы­хо­дит из строя, что про­ис­хо­дит с ре­гу­ляр­ностью, до­стой­ной луч­ше­го при­ме­не­ния. В эти дра­ма­ти­чес­кие мо­мен­ты со­труд­ни­ки за­во­да, вы­нуж­ден­ные соб­ствен­ны­ми ру­ка­ми уп­рав­лять пе­ре­чис­лен­ны­ми ве­со­вы­ми ус­трой­ства­ми и за­движ­ка­ми бун­ке­ров и до­за­то­ров, рав­но как и эле­ва­то­ром с дро­бил­ка­ми, про­из­но­сят в про­цес­се руч­но­го уп­рав­ле­ния раз­лич­ные не­ли­цеп­ри­ят­ные сло­ва, ко­то­рые мы здесь при­вес­ти ни­как не мо­жем, но ко­то­рые яс­но по­ка­зы­ва­ют их су­­гу­бо  не­га­тив­ное от­но­ше­ние к  оте­чес­твен­ным кон­трол­ле­рам Ре­ми­конт-130.

При­во­дим кон­фи­гу­ра­цию тех­ни­чес­ких средств Mic­ro-PC, не­об­хо­ди­мую для ре­ше­ния дан­ной за­да­чи:

• про­цес­сор 5025-486-50MHz-2MB,
• адап­тер SVGA 5420,
• адап­тер Ethernet 5500,
• вос­емь пор­тов RS-232 5558,
• пла­та вво­да-вы­во­да дискрет­­ных сиг­на­лов 5600, 96 ли­ний,
• пла­та ана­ло­го­во­го вво­да-вы­во­да 5710, 12 бит,
• адап­тер вин­чес­те­ра 5815
• шас­си для плат 5208-RM, 8 гнезд,
• блок пи­та­ния 5101,
• прин­тер IBM, акус­ти­чес­кая сис­те­ма, адап­тер кла­ви­а­ту­ры PSKI-1,
• ана­ло­го­вый муль­тип­лек­сор MUX-16,
• мо­ду­ли нор­ма­ли­за­то­ров с галь­ва­ни­чес­кой раз­вяз­кой MPB-24, 24 ка­на­ла.

На рис. 3 мож­но уви­деть, как все это вы­гля­дит в ре­аль­нос­ти.

А те­перь, ког­да ты зна­ешь, сколь­ко ум­ной тех­ни­ки учас­тву­ет в про­из­вод­ст­ве спир­та, и до­га­ды­ва­ешь­ся, сколь­ко за­ме­ча­тель­ных лю­дей эту тех­ни­ку со­зда­ет и ор­га­ни­зу­ет в еди­ный, су­гу­бо це­ле­нап­рав­лен­ный ком­плекс (рис. 4), чи­та­тель, на­лей рюм­ку до­брой во­дки и вы­пей за их здо­ровье. Будь здо­ров, до­ро­гой чи­та­тель!

P.S. Ут­ром, ес­ли за­хо­чет­ся бо­лее по­дроб­но уз­нать, как же все та­ки это все де­ла­ет­ся, поз­во­ни, лю­бо­зна­тель­ный чи­та­тель, в ка­зан­с­кую фир­му с кра­си­вым на­зва­ни­ем «ШАТЛ», так как имен­но эта фир­ма пос­тав­ля­ет ап­па­рат­ные и про­грам­мные сред­ст­ва для сис­тем ав­то­ма­ти­за­ции, а так­же осу­щес­твля­ет про­ек­ти­ро­ва­ние и внед­ре­ние та­ких сис­тем в це­лом. Не­пре­мен­но ут­ром! ●

С.К. Бальцер, Р.Н. Абайдуллин, В.Л. Красных — сотрудники фирмы «Шатл» (Казань)

© СТА-ПРЕСС, 2025