7 Автоматизация основного технологического процесса

7 Автоматизация основного технологического процесса

Холодильной консервирование продуктов питания является одним из основных способов сохранения их пищевой ценности перед дальнейшей переработкой. Различают охлаждение продуктов, когда температура их понижается до температуры замерзания воды, находящейся в тканях, т.е. до температуры около 0 ^оС, и замораживание, когда температура, в зависимости от вида продукции поддерживается при температурах от минус 10 до минус 30 ^оС и ниже.

Для получения таких низких температур применяются холодильные установки, основной частью которых являются компрессоры различной конструкции.

Холодильные установки предназначены для обеспечения требуемых режимов работы объектов охлаждения (холодильников, морозильников, скороморозильных аппаратов, установок кондиционирования воздуха и других) в каждом объекте охлаждения должен поддерживаться постоянный температурный режим.

Схемы построения и состав оборудования холодильной установки могут быть различны в зависимости от назначения, мощности и принципов работы.

Теплота от охлаждаемых помещений может отводиться непосредственно за счет испарения хладагента или с помощью промежуточного теплоносителя. По этому принципу установки разделяются на две основные системы: непосредственного испарения и с промежуточным теплоносителем.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.260302.Д.116.10.ПЗ07

Разраб.

Осетров

Провер.

Глазунов

Реценз.

Н. Контр.

Иваней

Утв.

Гроховский

Автоматизация основного технологического процесса

Лит.

Листов

МГТУ, кафедра ТПП

Главной задачей автоматизации холодильных установок является автоматическое регулирование температуры в каждом объекте охлаждения. Для обеспечения нормальной работы холодильной установки необходимо, чтобы ее хладопроизводительность была равна сумме теплопритоков от всех объектов охлаждения.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.260302.Д.116.10.ПЗ07

В практике суммарное количество теплопритоков не бывает равномерным, поэтому второй задачей автоматизации холодильной установки является регулирование ее хладопроизводительности.

В качестве объекта автоматизации выберем горизонтальный плиточный скороморозильный аппарат АСМП-6,5А-ОМ5 с холодильной установкой с винтовым компрессором.

Вертикальный морозильный аппарат используют для замораживания продуктов до температуры в толще блока до минус 20 ⁰С.

Аппарат работает следующим образом.

Замораживание рыбы производится контактным способом при низкой температуре от минус 30 до минус 40 ⁰С. Хладагент испаряется в трубах охладителя при температуре минус 40 ⁰С.

Показатели качества процесса.

Основными показателями качества процесса являются температура объекта замораживания и хладопроизводительность компрессорного агрегата.

Как отмечалось выше, температура объекта будет зависеть от температуры испарения хладагента. Производительность агрегата зависит от нагрузки на охлаждаемую камеру.

Регулируемые параметры:

температура (давление) конденсации – Т_к;

температура кипения – Т_и;

температура масла – Т_м;

температура замораживания – Т_р;

давление нагнетания – Р_н;

давление всасывания – Р_вс.

Управляющие параметры:

расход жидкого хладагента – F_ф;

расход холодной воды - F_х.

подогрев масла.

Возмущающие параметры:

нагрузка на камеру охлаждения;

параметры холодной воды;

Контролируемые параметры представлены в таблице 7.1

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.260302.Д.116.10.ПЗ07

Таблица 7.1 Контролируемые параметры

Наименование параметра	Обозначение	Пределы измерения	Точность
Температура
конденсации	Тк, ^0C	от минус 10 до минус 50	±1
кипения	Ти, ^0C	от минус 10 до минус 50	±1
масла	Тм, ^0C	от 0 до 40	±1
обмоток электродвигателя	Тэ, ^0C	от 0 до 60	±1
Давление
нагнетания	Р, Па		±1
всасывания	Р, Па		±1

Исходя из требований показателей качества, система автоматизации компрессорного агрегата состоит из следующих локальных САР:

1 Системы автоматического регулирования (САР) температуры масла - термодатчик, регулятор, исполнительный механизм;

2 САР температуры кипения в испарителе - термодатчик, регулятор, исполнительный механизм;

3 САР температуры (давления) конденсации - термодатчик, регулятор, исполнительный механизм;

4 Система автоматической защиты электродвигателя компрессора от перегрева – термодатчик, регулятор: исполнительный механизм;

5 Система автоматического контроля технологических параметров;

6 Система автоматической блокировки и сигнализации отклонения технологических параметров от заданных;

Управление агрегатом осуществляется автоматически по месту – кнопкой КУ1 и дистанционно – кнопкой КУ2 в зависимости от положения ключа выбора режимов работы КВР. Двигатель компрессора управляется через станцию управления СУ. Для работы фреоновых холодильных машин необходимо обеспечить циркуляцию смазочного масла.

Программа пуска и остановки агрегата осуществляется следующим образом. После получения команды “Пуск” включается нагреватель масла. Компрессор не запускается, если температура масла ниже заданной (25 ^оС). Контроль за температурой масла осуществляется термореле. По достижению заданной температуры это реле посылает сигнал через пульт управления на включение электродвигателя компрессора. Компрессор включается в работу, и включается электромагнитный клапан подачи жидкого хладагента на испаритель. Хладагент через терморегулирующий вентиль (ТРВ) начинает

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.260302.Д.116.10.ПЗ07

поступать на испаритель. При подаче команды “Отключение”, отключаются электродвигатель компрессора и соленоидный вентиль. В схему защиты компрессора введен параметр по температуре обмоток статора электродвигателя. Приборы контроля и защиты смонтированы непосредственно на агрегате и контролируют предельные (аварийные) значения давления нагнетания, давления всасывания, разность давления смазки и температуры нагнетания соответственно. Сигналы от приборов поступают на пульт местного управления компрессорным агрегатом. При достижении одного из параметров значения, превышающего нормативные показатели, срабатывает защита на однократное отключение агрегата. Отклонения каждого из параметров сигнализируется лампами. После устранения причин кнопкой ввода защиты КВЗ САР защиты вновь включается в работу. Регулирование производительности агрегата осуществляется путем изменения положения золотника в зависимости от нагрузки на агрегат меняется температура фреона на выходе из испарителя, что фиксируется датчиком температуры. Регулирование подачи жидкого хладагента в испаритель осуществляется через ТРВ. В случае большого диапазона изменения тепловых нагрузок возможно применение двух ТРВ. При очень малых нагрузках агрегат переходит в режим работы “пуск – остановка” через пульт управления компрессором.

Характеристика контрольно-измерительных приборов.

Термометр сопротивления ТСМ - 0879-0: предел измерения от минус 50 до плюс 100 ⁰С; давление рабочей среды - от 0,4 до 6,4 МПа; длина погружаемой части - от 80 до 500 мм.

Для регулировки температуры Т419-02А - непрямого действия, электронный с дистанционным расположением чувствительного элемента. Реализует П - закон регулирования.

Техническая характеристика:

Диапазон настройки, ⁰С от минус 50 до 100

Основная погрешность, ⁰С ±1

Цена деления, ⁰С 2

Регулируемая зона возврата, ⁰С от 1 до 10

Габаритные размеры, мм:

- длина 105

- ширина 65

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.260302.Д.116.10.ПЗ07

- высота 130

Масса, кг 0,85

В качестве регулятора-сигнализатора температуры в системе использован регулятор температуры типа РТ - 49 предназначенный для автоматического регулирования температуры в пищевых производствах и сигнализации ее изменения относительно установленного значения.

Техническая характеристика:

Диапазон настройки, ⁰С от минус 50 до 50

Основная погрешность, ⁰С 1

Габаритные размеры, мм:

- длина 120

- ширина 180

- высота 120

Масса, кг 2

Для измерения давления на всасывании и нагнетании применяем мановакууметр МЭД - 22 364.

Техническая характеристика:

Класс точности 1

Пределы измерения, Мпа от 0,001 до 0,6

Габаритные размеры, мм:

- длина 108

- ширина 55

- высота 190

Масса, кг 7

В качестве датчиков-реле давления, перепада давлений, разряжения используем приборы РД-1Б-0,1.

Техническая характеристика:

Класс точности 1

Пределы измерения, Мпа от 0,005 до 0,5

Основная погрешность срабатывания, кПа 4

Допустимое давление, Мпа 1,6

Габаритные размеры, мм:

- длина 105

- ширина 190

- высота 71

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.260302.Д.116.10.ПЗ07

В качестве исполнительных механизмов регулирования подачи воды использованы клапаны типа ПОУ-7, предназначенные для регулирования расхода сред. Клапан состоит из регулирующего органа и исполнительного механизма типа МЦП.

Техническая характеристика:

Температура среды, ⁰С от минус 40 до 225

Допустимый перепад давлений, Мпа 6,4

Условный диаметр, мм 15, 20

Условная пропускная способность, м³/ч от 0,1 до 4

Габаритные размеры, мм:

- длина 571

- ширина 300

- высота 250

Масса, кг 28

В электрических цепях использованы: пускатели магнитные типа ПМЕ – 200.

Техническая характеристика:

Номинальное напряжения, В 220 – 380

Ток теплового реле, А 3,75

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”.

Предлагаемая система автоматизации холодильной установки и морозильного аппарата разработана на основе локальных средств автоматизации и управления, что позволяет обходиться минимальным количеством обслуживающего персонала.

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

Дата добавления: 2015-08-29