Автоматизація технологічних процесів

Зміст

Вступ

1. Вихідні дані за завданням.
2. Опис об’єкта автоматизації.
3. Вибір засобів автоматизації.
4. Опис схеми автоматизації.

Список використаної літератури

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

Автоматизація технологічних процесів — це етап комплексної механізації, який характеризується звільненням людини від безпосереднього виконання функцій керування технологічними процесами і передачею цих функцій автоматичним пристроям. При автоматизації технологічні процеси одержання, перетворення, передачі і використання енергії, матеріалів і інформації виконуються автоматично за допомогою спеціальних технічних засобів і систем керування.

Суттєвими тенденціями  сучасного сільськогосподарського виробництва є, з одного боку, постійний ріст його масштабів, підвищення кількості і якості сільськогосподарських продуктів, з іншого боку - прогресуючий дефіцит робочої сили, що росте непопулярність монотонної і важкої фізичної ручної праці в рільництві і тваринництві. Найважливішим, а найчастіше і єдиним засобом дозволу протиріч між ними є комплексна механізація й автоматизація виробництва.

Завдяки механізації  й автоматизації різко росте  продуктивність праці. Наприклад, у промисловості за останні 40 років вона виросла в 8 разів. За цей же період обсяг валової продукції сільського господарства збільшився в 2,5 рази при скороченні в 2...3 рази зайнятості робітників, тобто продуктивність праці в сільському господарстві зросла в 5...7 разів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  Вихідні  дані  за  завданням

Об’єкт   автоматизації – камера охолодження варених ковбас; робоче середовище - водопровідна  вода; параметр - температура води; значення параметра – 8-15 ⁰С; функції  вторинного приладу - показання, запис і  сигналізація; закон  регулювання - пропорційно-інтегральний; вид додаткової енергії - електрична.

2. Опис об'єкта автоматизації.

Об'єкт автоматизації  – камера охолодження варених  ковбас.

Ковбасні вироби після  варіння направляють на охолодження в камери. Ця операція необхідна тому, що після термообробки в готових виробах залишається частина мікрофлори, і при досить високій температурі м'ясопродуктів (35-38° С) мікроорганізми починають активно розвиватися.

Ковбасні вироби швидко прохолоджують до досягнення в центрі батона 14-15° С.

Щоб знизити втрати, охолодження  варених ковбасних виробів в  оболонці проводять спочатку водою, потім повітрям. Охолодження водою під душем триває 10-15 хвилин, при цьому температура усередині батона знижується до 30-35° С.

 Для охолодження  ковбас використовують холодну  водопровідну воду (10-15° С).

Після охолодження водою  ковбасні вироби направляють у приміщення з температурою 0-8° С, де вони прохолоджуються до температури не вище 15° С.

Вологість готової продукції 55-75%.

 

3. Вибір засобів автоматизації.

У відповідності до завдання  для реалізації системи вибираємо:

• у ролі датчиків температури в АСК і АСР – термометри, опору типу ТСМ-0879, ординарні (градуїровка 50 М, монтажна довжина 120  мм, матеріал арматури - сталь 08Х13, що використовується для  неагресивних середовищ);
• у ролі  вторинного  приладу  для  АСК - автоматичний  міст  типу КСМ-4-203 (показуючий, сомопишучий з двопозиційним  пристроєм  для сигналізації, шкала 0...100⁰С, виготовлювач - московський завод  “Манометр”);
• у ролі регулятора - автоматичний пропорційно-інтегральний  регулятор апаратного виконання системи “Контур”  типу  Р  25.2.2, який призначається для роботи з термоопорами і  споряджений  вмонтованим  задатчиком, показчиком  положення  виконавчого  механізму  і  станцію ручного управління; виготовлювач-Московський завод теплової автоматики (рис. 4);
• у ролі пускового пристрою - реверсивний магнітний контактор  типу МКР-0-58 (напруга катушки - 24  В); виготовлювач - таллінський  завод ‘Ільмаріне’;
• у ролі виконавчого механізму - електродвигунний  виконавчий  механізм типу МЕО-2,6/40, напруга живлення ~220  В, виготовлювач - Московський завод теплової автоматики;
• у ролі регулюючого органу - регулюючий клапан типу  25430 нЖ  з рейковим механізмом (нормально відкритий діаметр умовного  проходу); у  ролі  пускового пристрою - силовий магнітний пускач   типу КУ-123 (2шт.) та ключ управління типу УП-5312;
• у ролі апаратури  сигналізації - одинарне  світлове  табло  типу ТСМ (U=220 В), електричний дзвінок типу ЕВП (U=220  В)  і  сигнальна арматура (U=220 В).

 

4. Опис схеми автоматизації.

Схема розробленої  системи автоматизації зображена на рис.1.

Для контролю температури  води передбачена  система, яка складається з  термоопору (1а), встановленого  на  трубопроводі  і зв’язаного  з  показуючим  та  самопишучим   автоматичним  мостом (1б), розташованим на щиті. З метою сигналізації цей міст  сполучений з світловим табло (HL1) і дзвінком (НА1).

Система регулювання  температури  гарячої  води  складається  з термоопору (2а), автоматичного регулятора (2б), реверсивного  пускача (КМ1) і електродвигуного виконавчого механізму (2в), який  механічно зв’язаний з регулюючим клапаном (2г), встановленим на трубопроводі пари.

Включення електродвигуна насосу, який надає воду на підігрів здійснюється за допомогою кнопки „ПУСК-СТОП” поз 3а та магнітного пускача поз. 3б.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1

 

 

 

 

 

 

5. Структурна  схема  і  опис  регулятора.

Пропорційно-інтегральне (ізодремне) регулювання поєднує  в собі  властивості  пропорційного (статичного) і інтегрального (астатичного) регулювання. В таких регуляторах швидкість зміни  регулюючого  діяння (перестановки регулюючого органу)  Y пропорційна швидкості зміни неузгодження  і самому неузгодженню  Х, тобто

dy/dф  = K_pdx/dф + K₄X, 

або       

y-y₀=K_px+K₄

xdф,

де 

x = t-t₃ - відхилення  температури  води  від  заданого  значення  t₃;

y - y₀ - переміщення регулюючого органу, що змінює витрату пари  в теплообмінник;

K_p – коефіцієнт передачі регулятора;

K₄ = K_p / T_u - коефіцієнт інтегрування регулятора, при цьому Т₄ -  час інтегрування (ізодрома) регулятора;

ф – час.

Таким чином, в  системі  з  ПІ-регулятором  регулювання  відбувається за відхиленням і інтегралом від  відхилення  регульованої величини. У початковий період після появи  неузгодження  дії  пропорційна складова регулюючого діяння, яка швидко подавляє  основну частину  неузгодження, але  залишає  статичну  помилку. Дія  інтегральної складової проявляється з  часом  і  в  кінці  перехідного періоду досягає значення, необхідного для ліквідації статичної помилки.

Якість регулювання залежить від встановлених значень К_р і Т_u.

Вибраний ПІ-регулятор  типу Р 25.2.2  є  електронним, відноситься до системи “Контур“ і виконує такі функції:

- підсумовує сигнали від датчика і  задатчика;

- формує ПІ-закон регулювання (спільно з виконавчим механізмом);

- дозволяє здійснювати ручне дистанційне регулювання.

Структурна  схема регулятора наведена на мал.2.

Рис. 2

Регулятор може працювати з двома термоопорами або з  термоопором і уніфікованим  датчиком  постійного  струму (0-5 мА, 0-10В). Вихідний  сигнал - імпульси  постійного  струму  з  напругою  24 В. Коефіцієнт передачі К_р і час ізодрома Т_u залежать від положення відповідних потенціометрів регулятора. Конструктивно  регулятор Р 25.2.2 виконаний у вигляді двох субблоків (вимірювального і  регулюючого).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  використаної літератури

1. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в пищевой промышленности /Под ред. Л.А. Широкова.-М._э 1986.-311с.
2. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств; Учебник. -М, 1983.-424с.
3. Основы автоматизации технологических процессов пищевых производств: Учеб.пособие.-М.,1982.-295с.
4. Полоцкий Л.М.Лапшенков Г.И. Автоматизация химических производств; Учеб.пособие.-М._э 1982.-295с.
5. Стефани Е.П. Основы построения АСУТП :Учеб.пособие.-М.,1982.-352с.