Автоматизована система управління пастеризації молочних продуктів - Дипломная работа

ЗМІСТ ВСТУП 1. ОПИС ЗАГАЛЬНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ТА ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ОБ’ЄКТУ УПРАВЛІННЯ 1.1 Загальні відомості про пастеризаційно-охолоджувальні установки 1.2 Опис конструкції об’єкту 2. РОЗРОБКА ТА ДОСЛІДЖЕННЯ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ КЕРОВАНОГО ПРОЦЕСУ 2.1 Побудова спрощеної схеми основної ділянки процесу, виділення вхідних і вихідних змінних 2.2 Динамічні характеристики пастеризаційних установок 2.3 Розробка та дослідження математичної моделі основної ділянки процесу 3. СИНТЕЗ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ОСНОВНОЇ ЛАНКИ ТЕХНОЛОГІЇ 3.1 Постановка завдання на проект автоматизації технологічного процесу 3.2 Розрахунок настройок локальних ПІ-регуляторів по методиці Л.І. Кона 3.3 Синтез структури АСУ основної ділянки технології 4. КОМПЛЕКТУВАННЯ РОЗРОБЛЕНОЇ АСУ СУЧАСНИМИ ТЕХНІЧНИМИ ЗАСОБАМИ АВТОМАТИКИ 4.1 Розробка схеми автоматизації 4.2 Система автоматичного регулювання й контролю температури молочної продукції та години перебування пастеризованої продукції години перебування пастеризованого молочного продукту в утримувачі 4.3 Загальний огляд засобів автоматизації 5. ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПРОЕКТНИХ РІШЕНЬ ЩОДО ЗАПРОПОНОВАНОЇ АВТОМАТИКИ 5.1 Вихідні дані для розрахунку економічної ефективності 5.2 Розрахунок капітальних витрат на автоматизацію 5.3 Розрахунок виробничої програми 5.4 Розрахунок експлуатаційних витрат 5.5 Розрахунок показників економічної ефективності 6. ОХОРОНА ПРАЦІ 6.1 Охорона праці, техніка безпеки 6.2 Інструкція з техніки безпеки для обслуговуючого персоналу КВП й А 7. ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ ВИСНОВКИ ТА ПРОПОЗИЦІЇ ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ВСТУП Харчування є одним з найважливіших факторів, що визначають здоровя населення. Автоматизація дає значні переваги: 1) забезпечує зменшення чисельності робочого персоналу, тобто підвищення продуктивності праці; 2) приводити до зміни характеру праці обслуговуючого персоналу; 3) збільшує точність підтримки параметрів; 4) підвищує безпечність праці й надійність роботи устаткування; 5) збільшує економічність роботи. Луї Пастер в 1860-1861 р. запропонував спосіб збереження харчових продуктів за допомогою теплової обробки (згодом названий пастеризацією). Глибина теплової обробки визначається необхідністю зниження чисельності хвороботворних мікроорганізмів до рівня, при якому вони не представляють серйозної небезпеки для здоровя. При пастеризації повністю зберігаються всі якості незбираного молока [1,2] Залежно від температури нагрівання розрізняють три режими пастеризації: тривала (30...40 хв) до температури 63-65°С, короткочасна (20...30 хв) - до 71-76 °С и миттєва (2...3с) - до 85-90°С.[2] Ефективність пастеризації визначається ступенем знищення мікроорганізмів у процесі теплової обробки. Причому ця проблема стосується в першу чергу систем автоматики наявних установок, у той час як самі установки перебувають у досить гарному стані й можуть експлуатуватися ще протягом довгого часу. При цьому значно підвищується надійність і точність системи керування, з роботи встаткування практично повністю виключається людський фактор, у результаті чого підвищується якість випуска продукції, знижуються витрати на експлуатацію встаткування, підвищується ефективність виробництва. На рисунку 1.1 зображена пастеризаційно-охолоджувальна установка ОКЛ-10. Апарат має 4 секції: регенерації, пастеризації, попереднього охолодження й остаточного охолодження. [2,12] Технологічна схема пастеризаційно-охолоджувальної установки показана на рисунку 1.2 З резервуара для зберігання молочний продукт надходить у прийомний бак, у якому завдяки клапанно-поплавкового пристрою, виробляється його заповнення до певного рівня. Охолодження молочного продукту в секції попереднього охолодження здійснюється крижаною водою з температурою не вище 2 ?С. В установці прийнята електрична система автоматичного регулювання технологічним процесом. Трубчастий пастеризатор по каналах енергоносія Gп > tм.н і продукту Gм > tм.н може бути апроксимован аперіодичною ланкою першого порядку із запізнюванням, передатна функція якого виражається рівнянням W(p) = (kп e-p?3) /(Tp 1) (2.1) де W(p) - передатна функція; kп - коефіцієнт передачі обєкта; T - постійна часу обєкта, с; ? - час запізнювання, с; р - комплексна змінна. Розрахунок можливості використання на даному обєкті пропорційних П- та пропорційно-інтегральних ПІ-регуляторів показує, що при стрибкоподібній зміні навантаження обєкта до 20% при застосуванні П-регулятора залишкові відносини досягають 50 ?С. У цих установках відношення ?3/T0,105 2 ?-0,105• Ta 0.2180,218 3 ?-0,218• Ta 0.319 a0,319 4 ?-0,319• Ta Розрахунок настройок для моделей з q>4 у таблицях не приводитися, оскільки подалі збільшення q дає лише незначне, практично нереалізуєме, їх уточнення. 3.2.4 Методика розрахунку й зміст таблиць настройок регуляторів Для визначення настройок регуляторів використовуємо таблиці складені Л.І.Коном [9,стор.17-52]. Схема автоматизації САУ технологічних процесів є основним технічним документом, що визначає структуру й характер систем авто