Термо Техно

Тел.: +7 495 540 47 62

Производство цемента

Автоматизированные лабораторные системы

Автоматизация лабораторного анализа упрощает и ускоряет управление качеством на цементном производстве. Значительно сокращаются операционные расходы за счет уменьшения брака и числа параллельных измерений, снижается себестоимость анализов, обеспечивается максимальная защита персонала от воздействия вредных факторов.

При этом сам по себе химический и фазовый анализ, выполняемый в современных лабораториях на рентгеновских спектрометрах и дифрактометрах, является завершающей стадией процесса. Обусловленная ею доля погрешности конечного результата не превышает нескольких процентов. Основная часть ошибки обычно связана с пробоотбором и пробоподготовкой. Иными словами, спектральный анализ может быть сколь угодно точным, но если отобранная и подготовленная проба не представительна, то результат окажется неверным.

Автоматизированная лабораторная система обеспечивает представительный отбор проб на любых стадиях цементного производства, их равномерную передачу по пневмопочте, подготовку и анализ. Постоянство параметров данных операций снижает влияние случайных ошибок. В итоге гарантируется, что отклонения конечного результата от номинальных значений обусловлены колебаниями параметров технологического процесса или изменением его условий (например, переходом на новое сырье), а не ошибками персонала или несоблюдением нормативных требований к контролю.

Обычно для заказчиков аналитического оборудования очень важно время получения результата анализа. Оно существенно зависит от конфигурации автоматической лабораторной системы, производственной схемы предприятия и длины пневмопочтового тракта. Скорости работы автоматизированной системы и обычного оператора близки, однако, в отличие от человека, автоматика работает с постоянной скоростью на протяжении всего времени эксплуатации. При этом все параметры всех операций тоже сохраняются постоянными, что чрезвычайно важно для получения достоверных и точных результатов.

При работе вручную достичь этого гораздо труднее, чем с использованием автоматики, поэтому, когда появляется неожиданный результат, его обычно пытаются перепроверить — провести анализ еще один или даже несколько раз. Повторные анализы могут дать иные результаты, чем предыдущие, поскольку за время их проведения параметры производственного процесса продолжали изменяться. Это вызывает новые сомнения. Если же работает автоматизированная система, то таких сомнений нет, как и потерь времени, необходимых на их разрешение.

Дополнительное преимущество автоматизированных решений — прослеживаемость результатов на всех этапах контроля, которая обеспечивает адекватность информации о контролируемом производственном процессе.

Рассмотрим в качестве примера комплектацию автоматизированной лаборатории контроля качества для цементного производства, оснащенной оборудованием нашего партнера — компании Herzog Maschinenfabrik (Германия), которая занимает лидирующие позиции в мире в области оборудования для подготовки проб к спектральному химическому и фазовому анализу.

Составные части


Пробоотбор. Компанией Herzog предлагаются все виды пробоотборников (шнековые, ковшовые, поршневые, для аэрожелоба, для горячей сырьевой муки или клинкера), включающие в себя миксеры для гомогенизации отобранного материала и станции автоматической отсылки сокращенной пробы.

Пневмопочта обеспечивает оперативную и равномерную доставку проб в лабораторию. В полностью автоматизированном варианте она оснащается станциями распаковки проб. Подготовка проб, как правило, включает в себя истирание материала до аналитической крупности с последующим прессованием в стальные кольца.

Аналитические приборы. После подготовки проба передается в автоматизированный рентгеновский спектрометр и/или дифрактометр ARL производства международной фирмы Thermo Fisher Scientific, представляемой на территории России, Украины, Беларуси, стран Закавказья и Средней Азии группой компаний «Термо Техно».

Линейка спектрального оборудования ARL включает в себя приборы ARL OPTIM’X (единственный компактный волновой спектрометр, обеспечивающий экспресс-анализ элементов от F до U) и ARL 9900 (спектрометр с верхним расположением рентгеновской трубки и опцией фазового анализа рентгенодифрактометрическим методом).

Размещение компонентов системы. Разместить оборудование в лаборатории можно по кругу или в линию: в первом случае пробы перемещаются с помощью робота, во втором — по транспортерам. Роботизированный вариант обеспечивает бóльшую гибкость и взаимозаменяемость отдельных единиц оборудования, линейная конфигурация является более доступной. Начальный вариант автоматизации рентгеновского анализа включает в себя совмещенный автоматический станок «мельница—пресс» HP- MP, соединенный со спектрометром ARL OPTIM’X. Общее время получения результатов, начиная со стадии пробоотбора, зависит от конфигурации оборудования, прежде всего от длины пневмопочтового тракта. При этом суммарное время операций, проводящихся внутри лаборатории (подготовки проб и рентгеновского анализа), не превышает 10 мин.

Пошаговое оснащение лаборатории

Известно, что автоматизация процессов контроля качества требует значительных денежных и временных вложений. Преимуществом компании Herzog является модульность предлагаемых решений, подразумевающая возможность их постепенного внедрения. Например, сначала можно внедрить системы отбора проб и их транспортировки в лабораторию, затем добавить станки подготовки проб, и на завершающей стадии связать поставленное оборудование в единую систему с рентгеновскими приборами фазового и химического анализа. Другой вариант — использовать спектральное оборудование в ручном режиме, постепенно автоматизируя этапы, предшествующие аналитическому контролю.

Программное обеспечение «АИСТ»

Для управления автоматизированной лабораторией российская группа компаний "Термо Техно" с головным офисом в Москве предлагает программное обеспечение (ПО) «АИСТ» — собственную разработку в области лабораторных информационно-управляющих систем (Laboratory Information Management System, LIMS). ПО «АИСТ» автоматизирует сбор, обработку, накопление, хранение и отображение результатов проведения лабораторных испытаний и анализов с последующей интеграцией данных в единое информационное пространство предприятия. При помощи программного продукта «АИСТ» выстраивается последовательность действий при проведении испытаний согласно технологической карте и применяемым методикам испытаний, а также формируются списки сотрудников и оборудования, назначенных для проведения различных этапов испытаний. В ходе их проведения система получает информацию с различного оборудования о результатах работы, проводит необходимые расчеты (в том числе для проверки качества проведенных испытаний) и формирует отчеты по результатам испытаний и различным этапам их проведения.

Внедрение ПО «АИСТ» позволяет получить следующие преимущества:

  • снизить производственные затраты благодаря повышению надежности и достоверности результатов контроля качества, приводящему к большей стабильности состава материалов и параметров технологического процесса;
  • в режиме реального времени отслеживать тенденции изменения данных и предоставлять интегрированные данные в информационные службы предприятия;
  • повысить эффективность лаборатории за счет рационального использования ресурсов (персонала, приборов, оборудования, реагентов и стандартных образцов);
  • упростить для лаборатории прохождение аттестации и аккредитации.

ПО «АИСТ» отличается от аналогичных LIMS-продуктов тем, что при его разработке специалисты «Термо Техно» опирались на многолетний опыт деятельности в цементной индустрии, знание специфики используемых в отрасли методов и методик анализа и богатую практику работы с различным лабораторным оборудованием. Основываясь на этих знаниях, мы можем строить LIMS, не удаляя лишнее из адаптируемой универсальной базовой конфигурации, а сразу исходя из требований пользователя.

В отличие от аналогичных продуктов, ПО «АИСТ» разрабатывается специалистами группы компаний «Термо Техно» в области аналитического контроля под задачи конкретного заказчика. Их богатый опыт работы с предприятиями отраслей, для которых сегодня предлагается ПО «АИСТ», — цементной, горно-обогатительной, металлургической и др., — позволяет строить LIMS, не удаляя лишнее из адаптируемой универсальной базовой конфигурации, а сразу исходя из требований пользователя.

Команда сервисных инженеров

Особым преимуществом автоматизированной лаборатории Herzog является то, что у группы компаний «Термо Техно» есть сервисная группа со штатом из более чем 20 сертифицированных специалистов, гарантирующих своевременную поддержку заказчиков в режиме 24/7. Все инженеры сервисной группы проходят обучение у производителей оборудования. Таким образом, исключается необходимость для любого ремонта комплектных аналитических систем или их составных частей оформлять приезд специалиста из-за рубежа, что существенно повышает оперативность проведения работ.

К настоящему моменту ГК «Термо Техно» поставила оборудование более чем на 50 заводов, компания оказывает своим заказчикам своевременную сервисную и методическую поддержку и регулярно проводит обучение специалистов лабораторий.