Впровадження автоматизованої системи управління витратою теплоносія лінії сушіння молока - Дипломная работа

Особливу значимість в умовах ринкових відносин здобуває питання забезпечення населення високоякісними продуктами харчування вітчизняного виробництва, зокрема продуктами молочної промисловості. Молоко має високу харчову й біологічну цінність. До відмінних рис молока як сировини ставиться те, що, будучи джерелом повноцінного білка, воно багатокомпонентно по составу, неадекватно по функціонально-технологічним властивостям, біологічно активно й під впливом зовнішніх факторів змінює свої властивості й параметри. Однак проблема підвищення якості й рентабельності молочної продукції, керування процесами переробки молока залишається актуальним. Одним з найважливіших завдань при переробці молока є керування температурно-вологостним режимом у реальному режимі часу, що істотно впливає на продуктивність устаткування, собівартість й якість продукції.У нашій країні випускається різноманітні асортименти молока, що розрізняється по тепловій обробці, по хімічному складу, із внесенням або без внесення наповнювачів. Залежно від того що молока в різні періоди долі виробляється в різній кількості, те в період коли воно в збитку доцільно мати запаси концентрованого продукту. Резервовані продукти у вигляді сухих молочних швидкорозчинних сумішей-концентратів економічні й будучи напівфабрикатами, можуть при технічно-раціональному підході його обробки бути використані з метою більш вигідної подальшої реалізації. Складність рішення завдань аналізу і синтезу ієрархічних багатофункціональних динамічних виробничих систем, що функціонують в умовах ринку, зниження їхньої ефективності при помилках керування, неможливість проводити фізичні експерименти над системою з метою прогнозування розвитку несприятливих ситуацій, у тому числі й людини як керуючого елемента, визначають проблеми аналізу, синтезу й моделювання функціонування ПС в умовах ринку на основі імітаційного моделювання [46]. Тепер підвищилася роль автоматизованих систем керування; зросла складність і вартість апаратних засобів (сучасні ПК, сервери, мережі, SCADA - системи); збільшилися витрати ресурсів і години на проектні роботи; зросли вимоги до кваліфікації обслуговуючого персоналу; зросли витрати на обслуговування [47].Дослідити молоко як продукт, роздивитись більшу частину продуктів що можуть виготовлятись з молока. Розробити функціональну схему процесу комплексної переробки молока й зробити вибір елементної бази. На основі математичної моделі керування розпилювальною сушильною установкою здійснити імітаційне моделювання систем автоматичного регулювання (САР) параметрів технологічного процесу по каналах керування.Для виробництва резервного напівфабрикату з молока важливі два технологічних процеси: випарювання й розпилювальна сушіння [83, 84, 113]. З урахуванням якості продукту випарні апарати даного типу бажані, тому що вони відрізняються короткою годиною витримки й регульованою температурою кипіння, причому зменшуються небажані зміни білків, що впливають на кінцеві функціональні властивості сухого порошку. Вони характеризуються великою продуктивністю, невеликою годиною впливу високих температур на продукт, високою економічністю завдяки використанню тепла вторинної парі. Концентрат на виході з випарного апарата має температуру 40-45° С и як правило нагрівається додатково до 60-80°С незадовго перед розпиленням. Це попереднє нагрівання перед розпиленням виробляється з метою поліпшення економіки сушіння, а також для регулювання вязкості.На ЗАТ "Купянський молочноконсервний комбінат" процес сушіння молока здійснюється на розпилювальній сушильній установці "Нєма-500". При сушінні продукт розпорошується й висушується в атмосфері гарячого повітря. Зневоднювання продукту відбувається в результаті випару вологи з поверхні дрібних крапель молока. Розпилювальне сушіння дозволяє одержати високу якість продукту поряд з порівняно невеликими енерго витратами. У цей час насос подає згущене молоко на диск розпилювального паротурбінного привода розпилювальної сушарки, що обертається зі швидкістю 7,85-8,15 тис. обертів у хвилину.Для реалізації технологічного процесу сушіння молока й молочних продуктів пропонується програмно-апаратний комплекс, функціональна схема якого представлена на мал. Для традиційних сухих знежиреного й незбираного молока, а також для кристалізованого концентрату сироватки використовується відцентрове розпилення, а для сухих порошків з дуже високою щільністю й для легкосипучого незбираного напівфабрикату варто вибрати сопла низького тиску в сполученні із процесом двоступінчастого сушіння. Принцип розпилювального сушіння полягає в перетворенні концентрату у велику кількість дрібних крапель, що піддають впливу гарячого повітря. Це здійснюється в межах 1м від крапки розпилення, і через випар вологи з концентрату забезпечується основний перепад температури сушильного повітря. Для виробітку сухих молочних продуктів застосовують молоко не нижче II сорту й кислотністю не більше 20°Т, вершки з масовою часткою жиру не більше 40% і кислотністю не більше 26°Т, зне

Зміст

Вступ

Розділ 1. Аналітичний огляд технологічної системи з комплексної переробки молока 1

1.1 Аналіз існуючих систем керування переробкою молочних продуктів

1.2 Постановка завдання

1.3 Технологічний процес виготовлення резервного напівфабрикату

1.4 Вибір ОУ

Розділ 2. Розробка функціональної схеми обєкта керування процесом

2.1.1 Програмно-технічний комплекс для реалізації автоматизованої системи керування процесом виготовлення напівфабрикату

2.1.2 Вибір елементної бази

2.2 Структурна схема контролера

2.3 Схема сигналізації й блокування

2.4 Схема-модель монтажного щиту

2.5 Схема електрична блоку індикації

2.6 Аналіз обєкта керування

2.7 Виводи по другій главі

Розділ 3. Розрахункова частина

3.1 Розробка математичної моделі обєкта керуваня

3.2 Імітаційні моделі САР вологістю обєкта управління по каналах керування. Побудова експериментальної перехідної функції обєкта керуваня

3.2.1 Визначення передатної функції обєкта керування

3.2.2 Визначення параметрів передатної функції

3.3 Ідентифікація обєкта керування

3.3.1 Побудова розрахункової перехідної функції обєкта керування

3.4 Вибір закону регулювання й типу регулятора

3.4.1 Розрахунки параметрів настроювання ПІ - регулятора з урахуванням типового процесу регулювання

3.4.2 Розрахунки параметрів настроювання ПІД - регулятори з урахуванням типового процесу регулювання

3.5 Аналіз стійкості САР за критерієм Найквиста

3.5.1 Синтез розімкнутої САР з Пі-регулятором

3.5.2 Синтез розімкнутої САР з ПІД - регулятором5

3.5.3 Оцінка стійкості САР

3.5.3.1 Запас стійкості по амплітуді й по фазі системи з Пі-регулятором

З.5.3.2 Запас стійкості по амплітуді й фазі системи з ПІД - регулятором

3.6 Визначення показників якості керування замкнутої САР

3.6.1 Побудова перехідної функції замкнутої САР з Пі-регулятором по її передатній функції

3.6.2 Розрахунок показників якості керування замкнутої САР з Пі-регулятором

3.6.3 Побудова перехідної функції замкнутої САР з ПІД - регулятором по її передатній функції

3.6.4 Розрахунок показників якості керування замкнутої САР з ПІД - регулятором

3.6.5 Висновки по третьому розділу

Розділ 4. Охорона праці

4.1 Аналіз розумів праці на лінії сушіння молока

4.2 Техніка безпеки на лінії безперервної сушіння молока

4.2.1 Електробезпека на лінії сушіння молока

4.2.2 Розрахунок заземлення на лінії сушіння молока

4.3 Гігієнічні умови праці на лінії сушіння молока

4.3.1 Оздоровлення повітряного середовища на лінії сушіння молока

4.3.2 Виробниче освітлення на лінії сушіння молока

4.3.3 Захист від шуму на лінії сушіння молока

4.3.4 Захист від вібрації на лінії сушіння молока

4.4 Пожежна та вибухова безпеку на лінії сушіння молока

РОЗДІЛ 5. ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

5.1 Теоретична частина

5.2 Розрахунок економічної частини лінії безперервної сушки

ЗАКЛЮЧНА ЧАСТИНА

РОЗДІЛ 6. СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ