7 Автоматизация основного технологического процесса

7 Автоматизация основного технологического процесса

Одной из важных задач развития пищевой промышленности является автоматизация производства. Насыщенность пищевых предприятий автоматизированными техническими средствами обеспечивает снижение численности рабочих, занятых на многих операциях ручным трудом.

Автоматические системы представляют собой сложное сочетание механизмов и устройств.

Широкое распространение при переработке пищевого сырья получил посол как для выпуска готовой продукции, так и для приготовления полуфабрикатов в консервном, кулинарном производстве, а так же для копчения, сушки и вяления.

В дипломном проекте рассматривается посол мяса при помощи шприцивания.

Тузлук заданной концентрации получают путем циркуляции воды в замкнутой системе резервуар солерастворитель или смешиванием воды с насыщенным тузлуком.

Тузлучная установка (рисунок 7.1) состоит из бака, солерастворителя, насоса, трубопроводов подачи воды и отвода готового тузлука, запорной арматуры.

Контроль концентрации тузлука осуществляется с помощью датчиков 1 и 2. При изменении концентрации исполнительный механизм включает или отключает шнек подачи соли в солерастворитель. Концентрация тузлука в баке контролируется прибором 2, который с помощью регулятора прекращает подачу и подачу волы в бак и солерастворитель, если она становится меньше. Одновременно включается насос рециркуляции.

Когда концентрация достигнет требуемого значения, регулятор отключает насос и открывает клапаны подачи воды.

Рисунок 7.1 – Схема тузлучной установки

Для управления и контроля используют поплавковые реле уровня и концентратомер с позиционным регулятором. Одновременно с заполнением резервуара водой загружается соль в солерастворитель. После заполнения резервуара реле верхнего уровня с помощью исполнительного механизма закрывает клапан подачи воды и включает циркуляционный насос. Циркуляция продолжается до тех пор, пока концентрация раствора не достигнет заданного значения. При опорожнении резервуара реле нижнего уровня выключает циркуляционный насос, закрывает сливной клапан и открывает клапан подачи воды в резервуар.

Управление установкой состоит в получении заданной концентрации солевого раствора и поддержании его концентрации в ваннах для посола. Эта задача обычно решается путем стабилизации подачи соли и воды в тузлучную установку и тузлука в ванны. Передаточную функцию по каналу регулирования концентрации можно представить в виде

W(p) = k_экве^-рτ/(Tp +1)

Значения коэффициента передачи, постоянной времени Т и времени запаздывания τ_з определяются типом и размерами солерастворителя. Так для солерастворителя цилиндрической формы производительностью 900 л/ч Т=282 с, запаздывание 30 с. Отсюда Т/τ_з< 0,2 и можно применить позиционное регулирование.

Управляющими воздействиями могут быть количество подаваемой соли и воды в тузлучной установке и время посола мяса.

Возмущающими воздействиями являются: сорт соли и температура воды.

В систему автоматического управления входят:

1 Система автоматического регулирования (САР) уровня тузлука - датчик, приборы управления, пускорегулирующая аппаратура;

2 САР концентрации тузлука - датчик, показывающий прибор, регулятор, исполнительный механизм, регулирующий орган;

3 САР уровня тузлука в ванне - датчик, приборы управления, пускорегулирующая аппаратура;

4 САР температуры тузлука в ванне - датчик, показывающий прибор, регулятор, исполнительный механизм, регулирующий орган;

Управление режимом работы отдельного оборудования должно осуществляться по программе, заданной технологическим процессом.

Таблица 7.1 - Контролируемые параметры

Наименование параметра	Обозначение	Пределы измерения	Погрешность
Плотность тузлука	ρ, кг/м^3	1170 - 1200	± 2
Уровень тузлука и воды в баке	Lт, мм	0 - 1100	± 5
Уровень тузлука в ванне	Lв, мм	0 - 900	± 5
Температура тузлука в ванне	Т, ^0С	20 - 30	± 1

Регулируемые параметры:

- концентрация тузлука

- уровень тузлука и воды в установке.

Управляющие параметры:

- подача соли в солеконцентратор.

Возмущающие параметры:

- концентрация исходного раствора;

- температура раствора.

Регулирование параметров процесса приготовления тузлука может осуществляться в автоматическом и ручном режиме по пропорциональному закону регулирования.

Описание функциональной схемы автоматизации.

Система регулирования и нижнего верхнего уровней воды и тузлука в баке-сборнике работает следующим образом: первичный измерительный преобразователь через показывающий прибор с контактным устройством при помощи исполнительного механизма и клапана, регулирует количество подаваемой воды. Ручное управление по месту осуществляется при помощи кнопки управления и со щита управления - кнопкой.

Значения концентрации раствора в баке передается ЛУУ, который при помощи пускорегулирующей аппаратуры и исполнительного механизма в зависимости от концентрации либо продолжает циркуляцию раствора, либо отводит готовый солевой раствор из установки.

Температура солевого раствора в системе подготовки тузлука контролируется термометром.

Предусмотрено дистанционное управление механизмами и клапанами, установленными на установке при помощи пускорегулирующей аппаратуры.

Для контроля и регулирования работой тузлучной установки установлены следующие контрольно-измерительные приборы.

Уровнемер поплавковый пневматический типа ДЖУП - 200 М.

Предназначен для измерения и преобразования уровня в стандартный пневматический сигнал. Принцип действия основан на силовом воздействии уровня измеряемого материала на чувствительный элемент - поплавок, свободно плавающий на поверхности жидкости.

Техническая характеристика.

Погрешность измерения, не более, мм ±5

Дифференциал срабатывания, мм от 5 до 30

Выходной дискретный пневматический сигнал, МПа:

при значении "0" от 0 до 0,01

при значении "1" от 0,11 до 0,14

Температура среды, ⁰С от минус 50 до 50

давление рабочей среды, МПа до 20

Плотность контролируемой среды, кг/м³ от 700 до 1200

Давление сжатого воздуха питания, МПа 0,14 ± 0,014

Габаритные размеры, мм:

длина 380

ширина 85

высота 85

Масса, кг 4,3

Плотномер весовой автоматический типа АВП -1.

Предназначен для автоматического измерения плотности различных жидкостей. Принцип действия основан на определении массы объема анализируемого продукта.

Техническая характеристика.

Предел измерения, кг/м³ от 800 до 1200

Основная погрешность, % ±1,5

Температура окружающей среды, ⁰С от 5 до 50

Относительная влажность, % 80

Термометр расширения ТС - 4

Техническая характеристика.

Предел измерения, ⁰С от 0 до 50

Цена деления, ⁰С 0,5

Максимальная погрешность показаний, ⁰С ±0,5

Общая длина, мм 270

Диаметр оболочки, мм 15

Пускатели магнитные типа ПМЕ - 200, номинальным напряжением

220/380 В, ток теплового реле 3,75 А. МРТУ5 646-6763-62; выключатели типа ГПВЗ-10-М1-67; кнопки управления КУ - 123 - 2 в водозащитном корпусе с двумя кнопками, с оперативными надписями "Пуск" и "Стоп".

Схема автоматизации обеспечивает управление процессом в автоматическом и ручном режимах, автоматический контроль параметров процесса сигнализацию в случае отклонения параметров от заданных, остановку в случае аварийной обстановки, возможность дистанционного управления процессом с центрального пульта.

Схема не сложна в изготовлении. Комплектующие средства автоматизации, контроля и управления нашли широкое применение в промышленности. Все это позволяет в конечном итоге повысить качество продукции, сократить удельные расходы материалов и энергетических ресурсов на единицу продукции, увеличить ее выпуск за счет повышения производительности оборудования, роста производительности и улучшения условий труда.

Дата добавления: 2015-08-29