Дипломный проект по теме «Автоматизация технологического процесса производства кефира резервуарным способом»

4 Технико.doc

4 Технико-экономическое обоснование проекта
В дипломном проекте произведен анализ технологического процесса а также режимы работы машин и оборудования с целью выявления возможностей повышения эффективности производства. Анализ технологического оборудования показал необходимость разработки новой системы автоматизации технологического процесса. Разработана автоматизированная система управления технологическим процессом приготовления кефира на базе процессора. В связи с введением микропроцессорной техники увеличится эффективное время работы благодаря централизованному и более точному сбору информации. Важнейшим элементом принятия решений по проекту является оценка целесообразности вложения денежных средств. Ресурсы вложенные в один проект не могут быть в другом. Необходимо определить сколько будет потеряно средств не вложив их в альтернативный проект: какова упущенная выгода. Рассматривается два варианта: существующий (базовый) и проектируемый. При выборе лучшего по каждому из них определяется затраты (инвестиции) результаты (прибыль) и экономический эффект (чистый приведенный доход-ЧПД). Лучший считается тот у которого величина ЧПД наибольшая. Чистый доход (прибыль) это выручка от продажи сырья полуфабрикатов в составе готовой продукции без учета косвенных налогов за вычетом эксплуатационных издержек. Характер влияния на экономические результаты деятельности цеха для производства кефира где производится автоматизация сведем в таблицу 1.
Таблица 4.1 – Характеристика преимуществ проектируемой системы автоматизации
Средства автоматизации
Влияние на формирование экономического эффекта
) Датчики: цифровые термометры уровнемеры электроды преобразователи.
)Автоматический сбор информации об основных технологических параметрах сигнализация технологических параметров.
)Повышение качества выпускаемой продукции улучшение условий труда сокращение численности работников сокращение брака.
)Автоматические дозаторы жидких компонентов.
)Автоматическое дозирование закваски.
)Замена ручного труда машинным экономия энергоресурсов.
)Микропроцессорный программируемый контроллер модули вводавывода и ЭВМ.
)Централизованный сбор информации автоматическое управление процессом возможность быстрой переналадки системы на новую технологию.
)Сокращение брака упаковки экономия затрат по оплате труда автоматическое сохранение параметров для технологического учета.
)Клапаны электромагнитные.
)Автоматическое регулирование.
)Экономия энергозатрат улучшение условий труда.
Внедрение автоматизированных систем управления направлено на повышение эффективности производственного процесса. За счет уменьшения численности работающих обслуживающих данный процесс за счет автоматизации всего технологического процесса снижение потребляемых энергоресурсов за счет снижения энергоемкости системы управления построенной в основном на средствах автоматизации использующих электрическую энергию т.е. снижение использования электроэнергии в результате ее экономичного использования. Также при внедрении новых средств автоматизации количество обслуживаемых приборов значительно сократится уменьшится количество электропроводок и т.д.
При внедрении средств автоматизации объем выпуска не изменится но при этом себестоимость продукции снизится что положительно скажется на распространении продукции и ее конкурентоспособности. Выявление преимуществ новой системы автоматизации процесса производства и управления производится путем сравнения ее технико-экономических показателей с аналогичными показателями производства по базовому варианту.
На основании вышесказанного считаю что автоматизация является целесообразной и экономически выгодной благодаря введению микропроцессорной техники которая позволяет более точно регулировать технологические параметры что позволяет снизить энергозатраты повысить качество продукции сократить обслуживающий персонал. Это и предполагается подтвердить соответствующим экономическим расчетом.

Аннотация.doc

Данный дипломный проект выполнен студенткой группы под руководством д.т.н кафедры АТПП
Тема дипломного проекта «Автоматизация технологического процесса производства кефира резервуарным способом»
Следовательно при разработке супервизорной системы необходимо решить следующие задачи: разработать функциональную схему автоматизации принципиальную электрическую схему управления сигнализации и блокировки разработать схему подключений разработать схему внешних подключений разработать электрическую и пневматическую схемы питания разработать план расположения электрических и трубных проводок. На основании решенных задач необходимо разработать алгоритмическое и программное обеспечение информационно – управляющей системы автоматизации.

Введение.doc

На предприятиях молочной промышленности возникает необходимость создания автоматизированной системы управления технологическим процессом из–за ряда причин и особенностей данных производств. К ним относятся: большие объемы переработки молока широкий ассортимент выпускаемой продукции значительное влияние внешней среды на качество поступающего сырья и следовательно на качество полученной продукции колебания спроса на продукцию а также высокая биологическая ценность сырья и создаваемой продукции и органические сроки их реализации.
В настоящее время автоматизация технологических процессов на базе ЭВМ и микропроцессорной техники с непрерывным контролем и управлением технологических параметров на всех технологических этапах осуществляется для:
- автоматизированного сбора и обработки информации необходимой для оптимизации управления технологическим процессом;
- увеличение объема готовой продукции путем снижения потерь молока;
- получения продукции высокого качества и обеспечения соответствия ее состава установленным стандартам;
- уменьшения опасности загрязнения продукта моющими растворами;
- снижения расхода воды электроэнергии моющих средств;
- улучшение условий труда упрощение способов обслуживания оборудования;
- сокращение численности обслуживающего персонала;
- роста производительности труда.
- технико – экономическое обоснование автоматизации процесса производства кефира резервуарным способом требующее представить информацию о состоянии существующей системы управления на рассматриваемом предприятии и сравнить ее с предлагаемой информационно – управляющей системой управления;
- расчет экономической эффективности внедрения супервизорной
системы автоматизации в результате чего будут получены экономические показатели наиболее полно отражающие эффективность создания предложенной системы;
- анализ технологического процесса как объекта автоматизации позволяющий указать и уточнить технологические параметры для стабилизации регулирования и контроля а также установить контуры регулирования;
- выбор и обоснования комплекса технических средств с учетом методов измерения технологических параметров предъявленных требований к качеству выпускаемой продукции и условий работы автоматизируемого объекта;
- разработка схем автоматизации которые необходимы для осуществления монтажных и наладочных работ а также эксплуатации предложенной системы автоматизации рассматриваемого процесса;
- анализ техники безопасности и охраны труда обслуживающего персонала позволяющий предусмотреть меры безопасности в зависимости от условий пожаро – и взрывоопасности производства.

ДОКЛАД.doc

В дипломном проекте произведен анализ технологического процесса а также режимы работы машин и оборудования с целью выявления возможностей повышения эффективности производства. Анализ технологического оборудования показал необходимость разработки новой системы автоматизации технологического процесса.
Технологический процесс производства кефира состоит из следующих операций: приемка и подготовка сырья; пастеризация и гомогенизация; заквашивание и сквашивание молока; перемешивание охлаждение и созревание; розлив упаковка и хранение продукта.
Молоко принимают по количеству и качеству установленному ОТК (лабораторией) предприятия и направляют с помощью насоса I в уравнительный бак II. C помощью насоса III отобранное по качеству молоко нормализуют в нормализаторе V по содержанию жира с таким расчетом чтобы в готовом продукте содержалось не менее 32 или 6% жира.
Пастеризуют нормализованное молоко при 85 – 87 Св пластинчатом пастеризаторе IV с выдержкой при этой температуре в течение 5 – 10 минут.
При невозможности обеспечить оптимальное давление (023 кПа) допускается гомогенизация молока при более низком давлении но не ниже 0162 кПа.
Заквашивают и сквашивают молоко в одностенных или двустенных танках с охлаждаемой рубашкой IX XI снабженных специальными мешалками обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание молока и сквашенного сгустка.
По окончании сквашивания кефир перемешивают и охлаждают до температуры созревания (14 – 16 С). Кефир охлаждают пуская в межстенное пространство танка ледяную воду (1 – 2 С). Заквашивание заканчиваю когда кислотность сгустка достигнет 90 – 100Т.
Через 30 – 60 минут после подачи воды в межстенное пространство танка включают мешалку. Продолжительность первого перемешивания может колебаться от 15 до 40 минут в зависимости от прочности сгустка и конструкции мешалки. Во всех случаях при первом перемешивании необходимо обеспечить однородную сметанообразную консистенцию продукта. В кефире с неоднородной комковатой консистенцией во время хранения может отделяться сыворотка. Продолжительность созревания кефира должна быть не менее 24 часов с момента заквашивания молока.
Перемешанный и охлажденный до 14 – 16 С кефир оставляют в покое для созревания предварительно включив подачу воды в межстенное пространство танка. По достижении однородной консистенции сгустка мешалку останавливают на 30 – 40 минут. Дальнейшее перемешивание ведут периодически включая мешалку на 5 – 15 минут через каждые 40 – 60 минут.
В системе будет использована трехуровневая схема управления. Первый (нижний) уровень включает в себя исполнительные механизмы. Второй уровень состоит из управляющего контроллера с расширительными модулями вводавывода. Третий (верхний) уровень - это пульт управления системой который включает в себя рабочую станцию оператора.
Принципиальная электрическая схема определяет полный состав приборов аппаратов и устройств (а также связей между ними) действие которых обеспечивает решение задач управления регулирования защиты и сигнализации. Принципиальные электрические схемы служат основанием для разработки таблиц подключений схем внешних соединений и др. В разработанной в данном дипломном проекте принципиальной электрической схеме разобраны принципы управления сигнализации и блокировки работы двигателей.
Принципиальные схемы питания являются проектным материалом которым пользуются не только при разработке рабочих чертежей но и при эксплуатации смонтированного объекта. На принципиальной пневматической схеме питания показана принятая для данной системы автоматизации схема обеспечения энергией сжатого воздуха пневматических приборов средств автоматизации и вспомогательной аппаратуры (пневмоприемников).
Схема соединений внешних проводок - это комбинированная схема на которой показаны электрические и трубные связи между приборами и средствами автоматизации установленными на технологическом оборудовании вне щита и на щите а также подключения проводок к приборам и щитам.
Чертеж расположения оборудования и проводок содержит план производственного помещения наружные установки с размещением и координацией приборов и средств автоматизации щита а также потоков электрических и трубных проводок.
На основании функциональной схемы автоматизации технологического процесса производства кефира и выбранных средств автоматизации был выбран щит управления типа ЩПК-(600600)-дт3.620.077. Данный щит управления позволяет разместить приборы и аппаратуру рассчитанные на работу в диапазоне температур от -30 и до +50 °С в закрытых помещениях и при относительной влажности 80% отсутствия вибрации агрессивных газов паров и токопроводящей пыли.
Автоматизируемый технологический процесс состоит из последовательности стадий. Начало каждой из них инициируется сигналом с операторского пульта. После подачи этого сигнала система начинает автоматическую проверку запретов на проведение выбранной технологической операции. В случае их наличия выбранная оператором стадия не начнется. Система также проверит начальное состояние всех устройств необходимых для проведения выбранной технологической операции. Стадия завершается по установленным признакам или командой оператора.
На основе приведенных экономических показателей можно сделать вывод о целесообразности внедрения системы автоматизации:
)внедрение новой системы автоматизации позволило высвободить из обслуживающего персонала 3 человека что в некоторой степени повлияло на уменьшение годовых эксплуатационных издержек;
)годовые эксплуатационные издержки уменьшились на 16% что составило 45205118 тыс.руб. в результате уменьшения следующих статей затрат: расходы на оплату труда в результате чего уменьшились отчисления на социальное страхование;
)в результате внедрения новой системы автоматизации позволит предприятию получать прибыль в размере 879793 тыс.руб.;
)срок окупаемости равен 37 года т.е. капитал вложенный в проект будет подвергнут риску потерь не более 37 лет;
)годовой экономический эффект от внедрения новой системы автоматизации в целом составит 1460558 тыс.руб.
Данный дипломный проект является отражением процесса решения последовательности запланированных задач которые послужили источником необходимой информации при разработке автоматизированной системы управления процессом производства кефира.

Мое Введение.doc

На предприятиях молочной промышленности возникает необходимость создания автоматизированной системы управления технологическим процессом из–за ряда причин и особенностей данных производств. К ним относятся: большие объемы переработки молока широкий ассортимент выпускаемой продукции значительное влияние внешней среды на качество поступающего сырья и следовательно на качество полученной продукции колебания спроса на продукцию а также высокая биологическая ценность сырья и создаваемой продукции и органические сроки их реализации.
В настоящее время автоматизация технологических процессов на базе ЭВМ и микропроцессорной техники с непрерывным контролем и управлением технологических параметров на всех технологических этапах осуществляется для:
- автоматизированного сбора и обработки информации необходимой для оптимизации управления технологическим процессом;
- увеличение объема готовой продукции путем снижения потерь молока;
- получения продукции высокого качества и обеспечения соответствия ее состава установленным стандартам;
- уменьшения опасности загрязнения продукта моющими растворами;
- снижения расхода воды электроэнергии моющих средств;
- улучшение условий труда упрощение способов обслуживания оборудования;
- сокращение численности обслуживающего персонала;
- роста производительности труда.
- технико – экономическое обоснование автоматизации процесса производства кефира резервуарным способом требующее представить информацию о состоянии существующей системы управления на
рассматриваемом предприятии и сравнить ее с предлагаемой информационно – управляющей системой управления;
- расчет экономической эффективности внедрения супервизорной системы автоматизации в результате чего будут получены экономические показатели наиболее полно отражающие эффективность создания предложенной системы;
- анализ технологического процесса как объекта автоматизации позволяющий указать и уточнить технологические параметры для стабилизации регулирования и контроля а также установить контуры регулирования;
- выбор и обоснования комплекса технических средств с учетом методов измерения технологических параметров предъявленных требований к качеству выпускаемой продукции и условий работы автоматизируемого объекта;
- разработка схем автоматизации которые необходимы для осуществления монтажных и наладочных работ а также эксплуатации предложенной системы автоматизации рассматриваемого процесса;
- анализ техники безопасности и охраны труда обслуживающего персонала позволяющий предусмотреть меры безопасности в зависимости от условий пожаро – и взрывоопасности производства.

опис приб.doc

1.5 Выбор технических средств для новой системы автоматизации
На этапе дозирования сырья целесообразно старые дозаторы муки и воды заменить новыми. Для дозирования муки можно применить усовершенствованный отечественный автоматический дозатор Ш2—ХДА обеспечивающий дистанционное управление дозированием муки.
Для контроля регистрации и регулирования температуры в технологическом процессе можно использовать цифровой термометр DS1820 фирмы Dallas semiconductor. DS 1820. 1-проводной цифровой термометр. Как следует из названия прибор представляет из себя Touch MemoryTM и термометр помещенные в корпус MicroCanTM. Микросхема обеспечивает отсчет температуры с 9-битной точностью и разрешающей способностью 0.50С. Точность измерения температуры составляет 0.50С в диапазоне температур 0 +700С и 10С в диапазоне –40 00С и +70 +850С. Время преобразования составляет ~1 s. Микросхема содержит также общую для всех микросхем Touch MemoryTM область ПЗУ и контроллер MicroLAN. Это позволяет построить распределенную систему измерения температуры и считывать значения температур в разных точках системы по шине MicroLAN. Два байта ЭППЗУ предназначены для хранения верхнего и нижнего допустимых значений температуры контролируемого объекта. Если измеренная температура выходит за эти пределы то микросхема сообщит об этом при выполнении команды Условного поиска. Если же не предполагается выполнение команды условного поиска то два байта памяти могут использоваться для других целей (например для хранения условного кода места расположения прибора). Как и другие приборы MicroLAN термометр не содержит внутреннего источника питания а использует режим «паразитного питания» при котором энергия необходимая для передачи данных по 1-проводной шине берется от самой шины данных. Однако для измерения температуры и записи ЭППЗУ требуется намного больше энергии чем ведущий шины может обеспечить с помощью нагрузочного резистора 1.5 5М1. Эта проблема может быть решена двумя способами: либо путем использования внешнего источника питания +5V либо по сети MicroLAN путем замены нагрузочного резистора на низкоомный открытый ключ подключающий на шину данных напряжение питания +5V на время преобразования температуры и записи ЭППЗУ. Прибор DS1820 может самостоятельно детектировать и сообщить об используемом режиме ведущему шины.
Использование внешнего источника питания может ускорить преобразование температуры так как при этом от ведущего шины не требуется ожидания в течение максимально возможного времени преобразования. К тому же при этом все микросхемы DS1820 расположенные на шине могут осуществлять преобразование температуры одновременно. При питании микросхемы по шине MicroLAN низкоомный нагрузочный ключ должен быть открыт сразу после передачи команды преобразования температуры или копирования блокнотной памяти. Данные температурного преобразования и управляющие параметры расположены в области 8-байтной блокнотной памяти. Считывание данных всегда начинается с нулевого адреса. После чтения всей области данных считывается также 8-битная контрольная сумма. Контрольная сумма генерируется на основе содержимого блокнотной памяти и гарантирует безошибочность результатов чтения. Ведущий шины должен самостоятельно вычислить значение контрольной суммы и сравнить его со значением полученным при чтении из микросхемы. Совпадение контрольных сумм гарантирует что данные были прочитаны правильно.
Ячейки памяти 0 и 1 содержат результат преобразования температуры. Данные представлены в виде 16-битного кода с дополнением до 2-х и содержат значение температуры выраженной в градусах Цельсия с разрешением 0.50С. Микросхема DS1820 предназначена для работы в диапазоне температур –55 .+1250С. Таким образом максимальное температурное значение +1250С будет представлено в виде шестнадцатиричного значения 00FАh (=250 в десятичной системе). Минимальная отрицательная величина составляет PF92h (=-110 в десятичной системе) при температуре –550С. В пределах диапазона температур 0 +700С точность измерения составляет ±0.50С. При температурах 70 850С точность измерения падает до ±10С и в оставшемся температурном диапазоне остается в пределах ±20 без какой-либо дополнительной калибровки.
Ячейки памяти 2 и 3 дублируют значения занесенные в две ячейки ЭППЗУ. Они содержат значения верхнего и нижнего допустимых пределов температуры. Значения температурных пределов представлены с шагом в 10С. Это позволяет использовать для хранения значений по одному байту.
Ячейки памяти 4 и 5 зарезервированы для последующих расширений. Информация не может быть записана в эти ячейки а при чтении из них всегда считываются единичные значения.
Ячейки памяти 6 и 7 содержат информацию о процессе преобразования. Эта информация может использоваться при интерполяции значений температуры что позволяет достичь разрешения (но не точности) до 0.01 0.050С.
Благодаря наличию вывода дополнительного источника питания микросхема может осуществлять преобразование температуры в то время как шина MicroLAN занята обменом данными с другими приборами. Кроме того несколько температурных датчиков на шине могут осуществлять преобразование одновременно.
Для дозирования воды можно использовать уровнемер буйковый УБ-Э. УБ-Э предназначен для оперативного контроля уровня жидкости находящейся под атмосферным или избыточным давлением. Датчик уровнемер УБ-Э имеет унифицированный выходной сигнал 0 – 5 мА постоянного тока. Принцип действия уровнемера основан на силовой компенсации. Изменение уровня жидкости преобразуется на чувствительном элементе измерительного блока датчика в пропорциональное усилие которое автоматически уравновешивается усилием развиваемым силовым устройством обратной связи при протекании в нем постоянного тока. Датчик уровнемер состоит из преобразователя электросилового линейного типа П-Э1 и измерительного блока соединенных между собой с помощью типового элемента.
Управление заполнением емкостей с заквасками будет вестись автоматически по сигналам датчиков уровня в емкостях. В качестве уровнемеров выберем акустический датчик уровня ЗОНД-3 (рисунок 2). Предназначены для измерения и сигнализации уровня жидких сред и сыпучих материалов без контакта чувствительного элемента с контролируемой средой. Применяются в химической пищевой и других отраслях народного хозяйства. Датчики состоят из первичного акустического преобразователя АП и передающего измерительного преобразователя ППИ-9 (или ППИ-91 для датчиков переносного исполнения) соединенных между собой кабелем.
Рисунок 2 – Уровнемер ЗОНД-3
В зависимости от условий применения (диапазона измерения агрессивности и взрывоопасности среды и др.) акустические преобразователи имеют следующие модификации: АП-31 АП-41 АП-61 АП-61В АП-9 АП-9П АП-91 АП-10. Передающий измерительный преобразователь ППИ предназначен для установки вне взрывоопасных зон помещений. Для контроля пенящихся сред используется акустический преобразователь АП-10. Технические характеристики уровнемера представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Технические данные Зонд-3
Диапазон измерения м
Основная погрешность %
Выходной сигнал постоянного тока мА
- 5; 0 – 20; 4 - 20
Питание от сети переменного тока В
Потребляемая мощность В*А
Габаритные размеры ППИ-9 мм
Стандартный метод контроля кислотности пищевых продуктов основан на титровании навески пищевого продукта растворам гидроокиси натрия и момент эквивалентности кислоты продукта и щелочи определяется индикатором. Этот метод достаточно субъективен и длителен.
Известно что процесс созревания (брожения) и формирования пищевых продуктов обусловлен протеканием коллоидных микробиологических и ферментативных процессов и их скорость в основном определяется активностью ионов водорода. Потенциометрический метод измерения активности ионов водорода (активной кислотности) то есть величины pH основан на измерении разности электрических потенциалов двух специальных электродов потенциометрической экспертной системы размещенных в анализируемой среде при этом один из электродов является измерительным а другой – сравнительным который в процессе измерения имеет постоянный потенциал.
При производстве хлебобулочных изделий важным фактором для получения продукции стандартного качества является определение оптимальной готовности полуфабрикатов для дальнейшей переработки. В этой связи определенную значимость как параметра оперативного контроля интенсивности протекания окислительно-восстановительных реакций то есть глубину биохимических микробиологических ферментативных преобразований в сырье при созревании (брожении) полуфабриката приобретает окислительный потенциал.
При производстве хлебобулочных изделий для готовности жидкого полуфабриката опары и теста целесообразно измерять величины окислительного потенциала в анаэробных условиях ОП(-О2) аэробных условиях ОП(+О2) и величину pH.
Рисунок 3 – Закономерность брожения ржаной закваски
Закономерность процесса брожения ржаной закваски приготовленной из ржаной обдирной муки представлена на рисунке 3 которая показывает что она готова (оптимальная степень готовности) после 2-х часового брожения. Это подтверждается максимальной бродильной активностью газообразованием стабилизацией в определенной степени подъемной силы достаточным кислотонакоплением и содержанием спирта.
Предложенная методика определения готовности пищевых полуфабрикатов при производстве хлебных и мучных кондитерских изделий подтверждает что потенциометрические показатели pH ОП(-О2) и ОП(+О2) достаточно объективно характеризуют процесс брожения (созревания) пищевых сред и могут быть рекомендованы как технологические показатели процесса созревания этих сред.
При этом величины ОП(-О2) и ОП(+О2) не только характеризуют процесс созревания многих пищевых сред но также определяют энергетические затраты процесса брожения и оптимальную степень готовности (качество) полуфабрикатов.
Потенциометрическая экспертная система для измерения величины ОП(-О2) состоит из измерительного точечного платинового типа ЭПВ-1 и сравнительного хлорсеребряного типа ЭВЛ-1М3 электродов.
Потенциометрическая экспертная система для измерения величины ОП(+О2) состоит из измерительного тонкостенного платинового типа ЭТПЛ-01М и сравнительного хлорсеребряного типа ЭВЛ-1М3.
Потенциометрическая экспертная система для измерения величины pH состоит из измерительного стеклянного типа ЭСЛ-43-07 и сравнительного хлорсеребряного типа ЭВЛ-1М3.
Эти потенциометрические системы подключаются к pH-метру. Преобразователь pH-261 представляет собой вибропреобразователь на вход которого подается постоянное напряжение электродной системы чувствительного элемента измерителя pH и фазочувствительный каскад.
Усиленное переменное напряжение фазочувствительный каскад преобразует в напряжение постоянного тока. В преобразователе имеется возможность настройки его для работы с различными электродными системами и компенсации изменений характеристик электродных систем при изменении температуры раствора.
Э.Д.С. электродной системы чувствительного элемента определяется выходным током Iвых преобразователя который пропорционален значению pH контролируемого раствора независимо от температуры раствора. Выходной ток преобразователя меняется в пределах 0 – 5 мА и контролируется показывающим миллиамперметром постоянного тока отградуированным в единицах измеряемой величины. Преобразователь может работать в комплекте с любыми чувствительными элементами электродные системы которых имеют внутреннее сопротивление до 1000 мОм крутизну характеристики от 57 до 585 мВpH координаты изопотенциальной точки Еи от 0 до ±250 мВ pH от 0 до ±9.
Преобразователь имеет унифицированный токовый выход 0 – 5 мА при сопротивлении нагрузки до 2 кОм и выходное напряжение которое может быть установлено по требовании в пределах: 0 мВ для начальной отметки шкалы и 20 – 50 мВ для верхнего пределах измерения. При отсутствии указаний заказчика преобразователь градуируется на выходное напряжение 0 – 50 мВ. Тип вторичного прибора может быть любой. Диапазон измерений 1 – 14 pH. Время прогрева 2 ч время установления показаний 10 с температурная компенсация 0 – 100 0С. Температура окружающего воздуха 5 – 50 0С. Основная погрешность по выходному напряжению ±1% от диапазона измерения.
Максимальное расстояние от чувствительного элемента до преобразователя 150 м. Напряжение питания 220 В 50 Гц; потребляемая мощность 20 В*А. Комплектно с преобразователем по требованию заказчика поставляется ручной термокомпенсатор ТКР-2 для коррекции показаний в зависимости от температуры раствора если температура раствора отличается от 20 0С. Габаритные размеры преобразователя (в мм): 250230328. Чувствительные элементы подключаются к преобразователю коаксиальным кабелем РК. Линии питания можно проложить кабелем КВРГ и КНРГ в заземленных трубах.
Сигналы с датчиков и преобразователей поступают на вход устройства сбора данных и управления ADAM5000.
Система сбора данных и управления на базе интерфейса RS-485.
Серия ADAM-5000485 разработана для реализации распределенных систем в которых сбор данных и управление исполнительными устройствами осуществляется удаленными многоканальными модулями вводавывода. Для организации связи таких модулей с центральным компьютером применяется многоточечная сеть на базе интерфейса RS-485 использующая двухпроводную линию связи. Изделия серии ADAM-5000 обеспечивают возможность реализации систем различной степени сложности отвечающих требованиям большинства прикладных задач сбора данных и управления. Встроенные программные средства позволяющие настраивать диапазоны входных сигналов и устанавливать условия выдачи управляющих воздействий по достижении значений измеряемых параметров предварительно заданных величин предоставляют пользователю максимальную гибкость при создании системы. Для обмена данными с управляющим компьютером могут использоваться различные линии связи: симметричная витая пара волоконно-оптическая линия связи или радиоканал.
В устройствах серии ADAM-5000 для выявления неисправностей используются аппаратно-программные средства самодиагностики. Кроме того для автоматического рестарта при непредвиденной остановке исполнения встроенного программного обеспечения блок процессора ADAM-5000 оснащен сторожевым таймером. Сетевой идентификатор (ID) каждого устройства может быть легко установлен с помощью специально предусмотренного микропереключателя.
Изделия серии ADAM-5000 могут устанавливать на DIN-рейку или на панель что обеспечивает простоту подключения источников сигналов последующую модификацию и техническое обслуживание системы. Для создания многоточечной сети на базе устройств серии требуется только прокладка двухпроводной симметричной линии связи.
Устройства серии ADAM-5000 сохраняют работоспособность в диапазоне температур от –10 до +700С. Электрическое питание устройств осуществляется нестабилизированным постоянным напряжением от 10 до 30 В. Кроме того изделия оснащены средствами защиты от повреждения при изменении полярности напряжения питания. Трехуровневая гальваническая изоляция (по питанию со стороны модулей вводавывода и со стороны интерфейса последовательной передачи данных) обеспечивает устойчивость к помехам и позволяет устранить гальваническую связь с оборудованием на контролируемом объекте.
Устройства серии ADAM-5000 имеют средства интеграции с большинством стандартных средств разработки программного обеспечения для приложений сбора данных и управления. Для создания приложений исполняемых в среде Windows имеется набор библиотек динамической компоновки (DLL). Совместимые с ОРС драйверы (ОРС-серверы) обеспечивают возможность интеграции устройств серии ADAM-5000 с такими программными средствами как InTouch Genesis и др. Система разработки программного обеспечения сбора данных и управления VisiDAQ (Genie) и HMISCADA-система с распределенной архитектурой Advantech FX предоставляют пользователю возможность создания систем на базе изделий серии ADAM-5000 в кратчайшие сроки.
Изделия серий ADAM-5000 предназначены для создания территориально-распределенных систем сбора данных и управления. Устройство ADAM-5000 состоит из двух компонентов: базового блока и модулей вводавывода. В базовый блок может быть установлено до 4 модулей вводавывода обеспечивающих до 64 каналов дискретного ввода-вывода или до 32 каналов аналогового ввода. Имеется возможность гибкого конфигурирования системы в зависимости от количества и вида контролируемых параметров а также от расположения контролируемых объектов.
Базовый блок ADAM-5000 содержит модуль процессора преобразователь постоянного напряжения 4-позиционную объединительную плату и порты последовательной связи. Блок процессора выполняет следующие функции:
) прием и дешифрация команд от центрального управляющего компьютера по последовательному каналу связи;
) управление модулями вводавывода;
) ввод предварительная обработка и преобразование аналоговых и дискретных сигналов;
) сравнение величин аналоговых сигналов с предварительно заданными значениями (уставками);
) вывод аналоговых и дискретных сигналов;
) автоматическая самодиагностика;
) формирование и передача данных по последовательному каналу связи.
Модернизация системы может быть осуществлена простой заменой базового блока без изменения конфигурации имеющихся модулей вводавывода.
Блок процессора ADAM-5000 содержит 16-разрядный микропроцессор и коммуникационный буфер типа FIFO благодаря которым имеется возможность обмена данными по последовательному каналу со скоростью до 115200 битс. Таким образом удается достичь высокой производительности системы.
Устройства ADAM-5000485 объединяются в сеть на базе стандарта EIA RS-485 который является одним из наиболее распространенных промышленных стандартов двунаправленной последовательной передачи данных по симметричной двухпроводной линии связи. Стандарт EIA RS-485 ориентирован на применение в промышленных условиях для высокоскоростной передачи информации на большие расстояния.
Для обмена данными в системах на базе устройств ADAM-5000485 используется единственная витая пара. Для обеспечения качественной надежной связи в устройствах серии ADAM-5000485 реализованы специальные цепи для защиты от помех. Это упрощает монтажные и пусконаладочные работы а также позволяет снизить общую стоимость системы за счет сокращения затрат на кабельную продукцию разъемные соединения повторители и дополнительные фильтры.
Для увеличения протяженности линии связи на основе которой организуется сеть устройств ADAM-5000485 а также для включения в состав сети более 32 устройств имеется возможность применения повторителя ADAM-4510 предназначенного для усиления сигналов интерфейса RS-485.
Каждый повторитель обеспечивает возможность организации очередного сегмента сети длиной до 1200 м содержащего до 32 устройств ADAM-5000485. Общее количество устройств образующих сеть и обслуживаемых через один последовательный порт главной вычислительной системы может составлять 256.
Протокол обмена с устройствами серии ADAM-5000485 представляет собой набор символьных строк в формате ASCII. Опрос устройств прикладными программами состоит из простых операций записичтения символьных строк виз последовательного порта что легко реализуется на любом языке программирования. Поддержка символьного протокола в формате ASCII означает что имеется возможность создания сети устройств серии ADAM на базе вычислительных систем практически любых типов.
Устройство ADAM-4500 является функционально законченным автономным контроллером связи предназначенным для реализации распределенных систем сбора данных и управления. Контроллер ADAM-4500 содержит встроенную операционную систему ROM-DOS совместимую с MS-DOS за исключением поддержки стандартного сервиса системы BIOS.
Применение данного контроллера предоставляет пользователю возможность создания программного обеспечения на языках высокого уровня с использованием персональных IBM PC совместимых ЭВМ.
Контроллер ADAM-4500 имеет в своем составе два коммуникационных порта (COM1 и COM2) которые обеспечивают возможность организации взаимодействия практически с любыми устройствами с последовательным доступом. Порт COM1 с помощью переключателя может быть настроен на функционирование в режиме интерфейса RS-232C или интерфейса RS-485. Электрические характеристики порта COM2 соответствуют требованиям стандарта EIA RS-485. Данная конфигурация портов контроллера позволяет реализовывать различные приложения с интенсивным обменом по двум последовательным каналам связи.
Контроллер ADAM-5000485 (рисунок 4) и перепрограммируемое ПЗУ 170 кбайт которого свободны для хранения прикладных программ. Для исполняемого кода прикладных программ доступно 234 кбайт оперативной памяти. Программное обеспечение может создаваться с помощью любых 16-разрядных систем разработки приложений подобных С и С++ с использованием большинства стандартных функций MS-DOS за исключением обращений к BIOS. Перед записью программы в ПЗУ ADAM-4500 необходимо предварительно выполнить ее преобразование в коды процессора 80188 с помощью специальной сервисной программы входящей в комплект поставки контроллера. Для организации опроса устройств ADAM-5000 используются команды в символьном формате ASCII применение которых обеспечивается наличием функций работы со строками в языках программирования Си Паскаль Бейсик и др.
Рисунок 4 – Контроллер ADAM 5000485
Тип процессора: 16-разрядный
Объем флэш-ПЗУ: 128 кбайт
Количество обслуживаемых модулей ввода-вывода: до 4
Сторожевой таймер: встроен
Мощность потребляемая блоком процессора: 10 Вт
Дополнительный порт последовательной связи: RS-232
Гальваническая изоляция.
Напряжение изоляции интерфейса RS-485:
00 В постоянного тока
Напряжение изоляции цепей питания:
Напряжение изоляции модулей вводавывода:
Подсистема последовательной связи.
Физическая среда: двухпроводная симметричная линия RS-485
Скорость обмена: 1200 2400 4800 9600 19200 38400 57600 115200 битс
Максимальная протяженность линии связи: 1200 м
Сетевой протокол: полудуплексный символьный ASCII
Проверка наличия ошибок: с использованием контрольной суммы
Формат асинхронной передачи данных: 1 старт-бит 8 бит данных 1 стоп-бит без контроля четности
Максимальное количество устройств ADAM-5000485 подключаемых к одному последовательному порту: до 256
Защита портов последовательной связи: подавление импульсных помех в линии связи
Требования по питанию.
Напряжение питания: от 10 до 30 В постоянного тока нестабилизированное
Защита от изменения полярности напряжения питания
Механические характеристики.
Материал корпуса: пластик ABS
Извлекаемые клеммные колодки с винтовой фиксацией: сечение жил проводников от 0.5 до 2.5 мм2
Условия эксплуатации.
Диапазон рабочих температур: от –10 до +700С
Диапазон температур хранения: от –25 до +850С
Относительная влажность воздуха: от 5 до 95% без конденсации влаги.
Модуль аналогового ввода ADAM-5017 (рисунок 5).
Рисунок 5 – 8-канальный модуль аналогового ввода
Количество каналов: 8 дифференциальных
Эффективное разрешение АЦП: 16 разрядов
Типы входного сигнала: мВ В мА
Диапазоны входного сигнала: ±150 мВ ±500 мВ ±1 В ±5 В ±10 В ±20 мА
Напряжение гальванической изоляции: 3000 В постоянного тока
Защита от перенапряжения: до ±35В
Частота выборки 10 отсчетов в секунду (для 8 каналов)
Входное сопротивление 2 МОм
Полоса пропускания 13.1 Гц
Основная погрешность измерения: не хуже ±0.1%
Температурный коэффициент смещения нуля: ±1.5мкВ°С
Температурный коэффициент смещения шкалы: ±25PPM°С
Коэффициент ослабления помехи общего вида на частоте 50 Гц: не менее 92 дБ
Потребляемая мощность: 1.2 Вт
Модуль релейной коммутации ADAM-5068 (рисунок 6).
Рисунок 6 – 8-канальный релейный выходной модуль
Количество и тип каналов: 8 нормально разомкнутых (SPST) типа А.
Электрическая прочность контактов:
по переменному току 120 В при 0.5 А;
по постоянному току 30 В при 1А
Напряжение пробоя: 500 В переменного то-ка (5060 Гц)
Время замыкания: 7 мс
Время размыкания: 3 мс
Общее время переключения: 10 мс
Сопротивление изоляции: не менее 1000 МОм (при 500 В постоянного тока)
Потребляемая мощность: 2.0 Вт
С микроконтроллера информация поступает на компьютер где осуществляется визуализация технологического процесса а также регистрация контролируемых параметров.

ОТ диплом.doc

В современных условиях научно-технического прогресса промышленное производство во всех отраслях народного хозяйства с каждым годом становится все более индустриальным и механизированным. Таким образом безопасность производства определяется в первую очередь безопасностью производственного оборудования которая должна обеспечиваться с учетом требований безопасности при составлении технического задания на его проектирование.
Безопасность труда обеспечивается в первую очередь обучением безопасным приемам труда соблюдением правил безопасности и профессиональным отбором кадров.
-возможность поражения электрическим током при повреждении изоляции электроустановок находящихся под напряжением;
-получение травм при работе на технологическом оборудовании;
-получение ожогов от соприкосновения с горячими поверхностями (трубами);
-возможности травмирования при работе с моющими растворами;
-получение травм от неосторожных движений по лестнице и скользкой поверхности пола;
-наличие источников шума и вибрации.
Для обеспечения здоровых и безопасных условий труда работоспособности человека окружающая среда должна соответствовать установленным санитарно-гигиеническим нормативам. Температура воздуха в производственном помещении должна быть не более 20С. Это обусловлено тем что кисломолочные продукты относятся к скоропортящимся изделиям а при повышенной температуре их потребительские качества резко ухудшаются.
Одним из важных факторов оказывающих влияние на условия труда работников является освещенность производственного помещения. Освещение на производстве должно обеспечить максимальную производительность. Это позволяет решить осветительная система отвечающая следующим требованиям:
- освещённость на рабочем месте должна соответствовать гигиеническим нормам;
- яркость на рабочем месте должна быть равномерной;
- блёсткость должна отсутствовать;
- освещение должно создавать спектральный состав света близкий к естественному.
На предприятии рассматриваемом в данном дипломном проекте в отделении производства кефира применяется как естественное так искусственное освещение. Естественное освещение осуществляется через световые проёмы в стенах. Искусственное освещение создаётся люминесцентными лампами ЛБ 80 вследствие того что естественного освещения недостаточно. Согласно нормам СНБ 2.04.03-98 естественное освещение составляет 1.5 % а искусственное 150 лк.
Произведем расчет общего равномерного искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока. Данный метод состоит в определении светового потока ламп накаливания или в определении необходимого числа светильников для создания требуемой освещенности. Задавая тип светильника по справочным данным определяют создаваемый им световой паток и коэффициент использования. Число светильников определяют по формуле
где Z – коэффициент неравномерности освещения (отношение средней к минимальной освещенности) принимается 12;
Кз – коэффициент запаса;
n – число светильников;
F – световой поток светильника лм;
S – освещаемая поверхность м2;
E – нормируемая освещенность лм;
j - коэффициент использования светового потока
Отделение по производству кефира относится к производственным помещениям с воздушной средой содержащей в рабочей зоне менее 1 мгм3 пыли. Поэтому выбираем коэффициент запаса Kз = 13.
В отделении используются люминесцентные лампы типа ЛБ 80. Для этого типа светильников световой поток F = 5220 лм. Число ламп в светильнике n = 2.
Нормируемая освещенность E = 150 лк.
Величина коэффициента использования зависит от типа светильника коэффициента отражения потолка стен и индекса помещения I учитывающего соотношение его размеров.
Индекс помещения определяется по формуле
где А – длина освещаемого помещения м;
В – ширина освещаемого помещения м;
h – расчетная высота.
Расчетная высота определяется по формуле
где Н – высота помещения м;
hр – высота рабочей поверхности м;
hсо – свес светильника (расстояние от потолка до светильника) м.
Высота помещения Н = 84 м.
Высота рабочей поверхности hp = 12 м.
Свес светильника hcв = 01 м.
Подставляя эти данные в формулу (3) для определения расчетной высоты получаем: h = 84 – 12 – 01 = 71 м.
Зная расчетную высоту и учитывая что длина освещаемого помещения
А = 24 м а ширина В = 18 м по формуле (2) рассчитываем индекс помещения.
Учитывая индекс помещения находим по таблице коэффициент использования светового потока φ = 033
Подставляя известные значения в формулу (1) рассчитываем необходимое для освещения количество светильников.
То есть для равномерного искусственного освещения отделения производства кефира необходимо 30 люминесцентных ламп.
Для проведения ремонтных работ используются переносные светильники. Они должны быть выполнены в пожаробезопасном исполнении иметь U=12 В. Во всех местах где предусмотрена возможность подключения к сети переносных светильников безопасного напряжения вывешиваются соответствующие надписи. Светильники должны иметь закрытое исполнение стеклянный колпак должен быть защищен металлической предохранительной сеткой с рефлектором и крюком для подвески. При пользовании переносными электрическими светильниками их провода или кабеля должны подвешиваться. Не допускается непосредственное соприкосновение проводов с металлическими горячими влажными и масляными поверхностями. Запрещается натягивать и перекручивать кабель подвергать его нагрузкам. При обнаружении каких-либо неисправностей работа с переносными электрическими светильниками должна быть немедленно прекращена.
Светильники аварийного освещения должны быть присоединены к сети не зависящей от сети рабочего освещения и должна отличаться от света рабочего освещения размером и иметь специальные знаки. Для аварийного освещения разрешается применять как лампы накаливания так и люминесцентные лампы применение ксеноновых ламп для этих цепей запрещается.
Шум и вибрация являются раздражителями общебиологического действия вызывающими общее заболевание организма человека. Источниками шума и вибрации являются: приводы мешалок в танках моющие и технологические насосы пастеризационно-охладительная установка и сепараторы.
Чтобы уменьшить влияние источников шума и вибрации на человека используют ряд мероприятий: своевременно производят профилактический ремонт применяют звукоизоляцию приводов с помощью кожухов проводят санитарно-профилактические мероприятия изолируют фундамент оборудования от несущих конструкций и технологических коммуникаций.
Для достижения безопасности людей при работе с моющими растворами применяются общие и индивидуальные средства защиты. К общим относятся душевые устройства портативные и настенные устройства для промывки пораженных участков тела. К индивидуальным – защитные очки фартук ботинки из ПВХ полиэтилена или резины защитные перчатки из неопрена.
Для предотвращения травмирования на скользких полах проводится своевременная уборка помещения.
Чтобы уменьшить опасность получения ожогов при соприкосновении с горячими поверхностями производят тепловую изоляцию трубопроводов. Применяют запорную регулирующую арматуру предохранительные клапаны контрольно-измерительные приборы устройства для спуска конденсата воды и воздуха. На трубопроводах наносят опознавательную окраску и надписи.
При работе технологического оборудования (пастеризационно-охладительная установка сепараторы) используемого при производстве кефира необходимо придерживаться требований безопасной эксплуатации.
Перед сборкой установки проверяют наличие и исправность резиновых прокладок. Пластины установки поджимают до совпадения контрольных меток. Нельзя перегружать установку и допускать замораживание линии охлаждения. При прекращении подачи молока закрывают отсечные клапаны горячей и холодной воды. Если прекратилось поступление электроэнергии перекрывают клапан подачи горячей воды и отключают все пусковые устройства электродвигателя. Во время работы запрещено ослаблять стяжные болты секций и пластин. Перед разборкой установки необходимо охладить аппаратуру до 40 0С.
Одной из важнейших систем организационных и технических мероприятий и средств обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического поля и статического электричества является электробезопасность. Это связано с повышением энерговооруженности труда с насыщенностью технологических процессов различными приборами аппаратами и устройствами широким внедрением
автоматизации и роботизации.
При прохождении через тело человека электрический ток может вызвать ожоги обморок судороги и даже смерть. Переменные токи 10—15 мА при частоте 50 Гц и постоянные токи 50— 80 мА вызывают болезненные судороги конечностей при которых человек самостоятельно не может освободиться от воздействия токов. Ток 100 мА влияет на сердечную мышцу и через 1—2 с вызывает остановку сердца.
Чем длительнее человек подвергается воздействию электрического тока тем резче снижается сопротивление его тела и возрастает протекаемый ток. Последний может достичь критического значения и привести к гибели пострадавшего. Наибольшее сопротивление имеет верхний роговой слой кожи находящийся в сухом и чистом состоянии. При увлажнении загрязнении а также повреждении кожи сопротивление тела резко уменьшается.
Переменный ток значительно опаснее постоянного. Наиболее опасным является переменный ток промышленной частоты. Токи с частотой более 05 МГц не оказывают сильного воздействия на тело человека хотя при определенных условиях могут вызывать ожоги кожного покрова.
Одним из решающих факторов исхода поражения человека электрическим током является путь прохождения его через тело. Наиболее опасным является путь проходящий через сердце и легкие. Значительную опасность представляет ток проходящий через обе руки поэтому электромонтажные или ремонтные работы рекомендуется проводить одной рукой.
Индивидуальные свойства человека также относятся к факторам решающим исход поражения электрическим током. Опасность поражения электрическим током у людей с заболеваниями сердца легких нервной системы значительно увеличивается.
Опасность поражения людей электрическим током в значительной мере зависит от состояния окружающей среды. На животноводческих фермах под этим понятием подразумевают помещения где содержатся животные и молочные блоки; на молочных заводах — производственные цехи и вспомогательные помещения. Все указанные выше помещения относятся к помещениям повышенной опасности.
Причины электротравматизма и меры защиты от поражения электрическим током. В большинстве случаев электромагнетизм является следствием нарушений правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. Основными причинами при этом являются:
случайное прикосновение человека к токоведущим частям с неисправными защитными средствами;
внезапное появление напряжения на узлах оборудования которое при нормальной эксплуатации не должно находиться под напряжением;
появление напряжения на отключенных токоведущих частях при производстве ремонтных или монтажных работ;
появление шагового напряжения на поверхности пола или земли где находятся люди.
Основными мерами защиты от поражения электрическим током являются:
размещение токоведущих частей электроустановок на недоступной высоте;
ограждение частей установок находящихся под напряжением с блокировкой отключения напряжения при его снятии;
электрическая изоляция защитное заземление и зануление;
автоматическое защитное отключение;
вывешивание предупредительных плакатов и табличек.
Электрическая изоляция — самое распространенное средство защиты от поражения электрическим током при прикосновении к частям электроустановок которые находятся под напряжением. Ее ежегодно проверяют специальным прибором — мегомметром. Для электродвигателей находящихся в холодном состоянии норма сопротивления изоляции должна быть не ниже 1 МОм.
Корпуса электродвигателей трубы электропроводки арматура электрических светильников не находятся под напряжением благодаря электроизоляции. Однако в случае повреждения изоляции любая из этих металлических частей может оказаться под напряжением нередко равным напряжению электросети. Поэтому чтобы уменьшить опасность поражения людей электрическим током при повреждениях изоляции токоведущих частей принимают ряд мер среди которых наиболее распространенными являются защитное отключение и защитное заземление.
Защитное отключение применяют для уменьшения опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к токоведущим частям установок. Его используют вместо заземления или в дополнение к нему.
Различают два вида защитных отключающих устройств: по напряжению и по току. Наибольшее распространение получили отключающие устройства по току. Они выпускаются в двух исполнениях: для двухпроводных и четырехпроводных сетей. В случае прикосновения человека к корпусу оборудования находящемуся под напряжением 380220 В автомат срабатывает не более чем через 02 с.
Защитное заземление — это соединение частей электроустановок с заземлителем электрическим проводником. К качестве за-землителя применяют металлические предметы.
Заземлению подлежат:
корпуса электрических машин трансформаторов светильников аппаратов и др.;
приводы электрических аппаратов;
каркасы щитов управления щитков и шкафов;
стальные трубы электропроводки и другие металлические конструкции
связанные с установкой электрооборудования;
металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников.
В цепи нулевых проводов если они одновременно служат для целей заземления не должно быть разъединяющих аппаратов и предохранителей.
Каждый заземляемый элемент установки присоединяют к за-землителю с помощью отдельного ответвления проводников.
Не допускается последовательное включение в заземляющий проводник нескольких частей установки. Такие проводники присоединяют к заземляемым конструкциям и заземлителям сваркой или болтами. В условиях животноводческих ферм контактные поверхности заземляющих проводников должны иметь защитное покрытие.
К концам заземляющих гибких проводников припаивают наконечники. Такие проводники расположенные в помещениях должны иметь свободный доступ для осмотра. Исключение составляют проводники расположенные в металлических оболочках и трубах.
Результаты осмотра заземляющих устройств фиксируют в оперативном журнале.
Все наземные соединения заземляющих проводов должны находиться на видном месте быть доступными для осмотра и защищены от возможных механических повреждений. В целях предохранения от ржавления стальные провода окрашивают.
Заземляющие устройства предназначенные для громозащиты нельзя располагать вблизи дверных проемов и мест где часто находится обслуживающий персонал.
Внешний осмотр заземляющих проводников (шин) проводят не реже одного раза в 3 месяца.
При неисправности или нарушении заземления установку немедленно отключают.
В сетях напряжением 380220 В где нейтраль обмотки питающего трансформатора или генератора наглухо заземляют вместо защитного заземления корпусов токоприемников путем непосредственной связи с расположенным поблизости проводником применяют особую разновидность заземления называемую занулением.
При этом корпуса электрооборудования присоединяют к нулевой точке (к заземленной нейтрали) трансформатора или генератора. Обычно проводники зануляющие отдельные токоприемники связывают их не непосредственно с нулевой точкой а с рабочим нулевым проводом.
Обслуживание электрического оборудования. Электрические сети и электрооборудование используемое на предприятиях молочной промышленности должны отвечать требованиям действую- щих Правил устройства электроустановок Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.
Лицо ответственное за состояние электроустановок обязано:
обеспечить организацию и своевременное проведение профилактических осмотров и планово-предупредительных ремонтов электрооборудования аппаратуры и электросетей;
своевременно устранять неисправности которые могут привести к пожарам и загораниям;
следить за правильностью выбора и применения кабеля электропроводов двигателей светильников и другого электрооборудо- вания;
систематически контролировать состояние аппаратов защиты от перегрузок и коротких замыканий;
следить за исправностью оборудования и средств предназначенных для ликвидации загораний и пожаров в электроустановках и кабельных помещениях;
организовать систему обучения и инструктажа дежурного персонала по вопросам пожарной безопасности при эксплуатации электрического оборудования.
Дежурный электрик обязан проводить плановые профилактические осмотры электрооборудования проверять наличие и исправность аппаратов защиты и принимать немедленные меры к устранению нарушений ведущих к пожарам. Результаты осмотров обнаруженные неисправности и принятые меры записывают в оперативном журнале.
Изоляцию кабелей и проводов надежность соединений и защитного заземления а также режим работы электродвигателей проверяют наружным осмотром и с помощью приборов.
Для всего электрооборудования предусматривают аппараты защиты от токов короткого замыкания и других ненормальных режимов работы ведущих к пожарам. Плавкие вставки предохранителей должны быть калиброваны с указанием на клейме номинального тока вставки.
Переносные светильники оборудуют защитными колпачками и сетками. При эксплуатации электрического оборудования запрещается:
пользоваться электронагревательными приборами без огнестойких подставок а также оставлять их длительное время включенными в сеть без присмотра;
применять кабели и провода с поврежденной или потерявшей в про-цессе эксплуатации защитные свойства изоляцией;
использовать электродвигатели и другое электрооборудование поверхностный нагрев которого при работе превышает температуру окружающего воздуха более чем на 40 °С если это особо не оговорено в паспортных характеристиках;
применять для целей отопления нестандартные (самодельные) нагревательные устройства;
оставлять под напряжением электрические провода и кабели с неизолированными концами;
пользоваться поврежденными розетками соединительными ко
робками рубильниками и другими изделиями.
Все неисправности в электрооборудовании и электросетях связанные с искрением коротким замыканием или сверхдопустимым нагревом изоляции кабелей и проводов немедленно устраняются дежурным персоналом. Неисправную электросеть отключают до приведения ее в пожаробезопасное состояние.
Пожарная безопасность
Правила пожарной безопасности для промышленных предприятий утвержденные Главным управлением пожарной охраны Министерства внутренних дел РБ распространяются на все действующие предприятия и склады независимо от их ведомственной принадлежности. В них изложены обязанности руководителей предприятий цехов и участков а также ИТР рабочих и служащих по обеспечению пожарной безопасности; определен порядок проведения обучения и инструктажа по соблюдению мер пожарной безопасности.
Правила предъявляют определенные требования к поддержанию чистоты территории и самих зданий к соблюдению противопожарных разрывов и проходов к содержанию подвальных и чердачных помещений к хранению легковоспламеняющихся материалов газов и жидкостей к эксплуатации электроустановок котельных установок вентиляционных камер к технологическому и лабораторному оборудованию.
Обслуживание технологического оборудования. Технологическое оборудование при нормальных режимах работы должно быть пожаробезопасным а на случай опасных неисправностей и аварий предусматривают защитные меры ограничивающие масштаб и последствия пожаров.
Запрещается выполнять производственные операции на неисправном оборудовании а также при отключении контрольно-измерительных приборов регистрирующих температуру давление и другие технологические параметры.
Работа технологического оборудования и его нагрузка должны соответствовать требованиям паспортных данных и технологического режима.
Не разрешается проводить ремонтные работы на оборудовании находящемся под давлением.
Поверхности трубопроводов которые могут вызвать опасность воспламенения изолируют негорючими материалами.
На пожароопасных объектах и оборудовании представляющих опасность взрыва или воспламенения вывешивают знаки которые запрещают пользоваться открытым огнем.
Основными причинами пожаров связанных с электричеством являются: перегрузка технологических магистралей с электроприводом нарушение целостности изоляции несвоевременный или некачественный контроль за
величиной сопротивления изоляции электрооборудования и сетей.
Необходимо соблюдать следующие меры для обеспечения пожарной безопасности:
- строгое соблюдение предусмотренных технологическим регламентом и паспортными данными режимов работы оборудования (температуры уровня наполнения и т.п.) регламентов его эксплуатации осмотров ремонтов а также допустимых нагрузок;
- оснащение оборудования и установок контрольно-измерительной аппаратурой предохранительными приборами термореле и другими автоматическими устройствами устраняющими или сигнализирующими об опасной ситуации;
- теплоизоляция нагретых поверхностей оборудования и коммуникаций обеспечивающая температуру её на поверхности 45С и менее;
- соблюдение режимов смазки соответствия смазочных масел технической характеристике оборудования для предупреждения увеличения трущихся деталей в частности подшипников более 60С.
К средствам пожаротушения применяемым цеху производства кефира относятся химические пенные огнетушители ОХП-10 ОХП10ОУ5 внутренние пожарные краны с комплектом оборудования (рукава стволы) багры ломы топоры и ящики с песком.
Внедрение информационно управляющей системы предложенное в данном дипломном проекте значительно улучшает условия труда обслуживающего персонала. Оператор имеет возможность управлять технологическим процессом в реальном масштабе времени находясь в благоустроенном помещении. Из-за отсутствия необходимости находиться непосредственно возле оборудования снижается риск получения травм и возникновения несчастных случаев.

пастер. мат мод (кефир).doc

3.2 Математическое описание процесса пастеризации
Одной из стадий технологического процесса производства кефира является пастеризация молока. Она проводится в пластинчатом теплообменнике. Опишем математически данный участок производства. Пастеризация – тепловой процесс который проводится в санитарно-гигиенических целях то есть помимо повышения температуры преследуется другая технологическая цель – уничтожение болезнетворных микробов вызывающих порчу продукта и заболевания. При пастеризации погибают сихрофильные бактерии но остаются споровые и отдельные виды термофильных. Процесс пастеризации имеет два параметра: температура и продолжительность. Поэтому процесс пастеризации относится к специфическим тепловым процессам.
Входные выходные параметры и возмущающие воздействия секций нагревания и охлаждения установок представлены на рисунке 1
Рисунок 3.1 – Представление объекта исследования
Здесь tмн – температура нагревания;
Gм – расход продукта;
t0 – температура исходного молока;
к – коэффициент теплопередачи;
tмх – температура охлаждения молока;
tхл – температура хладоносителя;
рхл – давление хладоносителя;
Gхл – расход хладоносителя;
Основными причинами вызывающими колебания температуры нагревания молока являются непостоянство расхода продукта непостоянство температуры исходного молока изменение расхода горячего пара обусловленное колебаниями его давления изменение коэффициента теплопередачи вследствие отложения белка молока на теплопередающих поверхностях. Для стабилизации температуры нагревания молока в качестве управляющего воздействия в основном принимают расход горячего пара. Принципиально возможно применить для этой же цели расход продукта.
Основным источником нарушений температуры охлаждения молока в установках являются изменения температуры хладоносителя (воды) его расхода вызванного колебаниями давления хладоносителя расхода продукта.
В качестве управляющего воздействия для стабилизации температуры охлаждения молока принимают расход хладоносителя.
Статические и динамические характеристики пастеризационно-охладительных установок экспериментально и аналитически выявлены А. А. Лапшиным М. Л. Шабшаевичем М. А. Фиалковым О. А. Муравьенко А. С. Дубманом. Эти характеристики позволяют синтезировать автоматические системы управления установками выбрать наиболее эффективные регуляторы и определить параметры их настройки.
определяется из уравнения теплового баланса секции пастеризации и систем обогрева паром.
Если пренебречь потерями тепла в окружающую среду то уравнение теплового баланса в установившемся режиме имеет вид
Gмсм(1-e)(tмн- t0)= Gп (i- скtк) (3.2)
где Gп и Gм – соответственно расход горячего пара и молока кгс;
tмн t0 и tк – температуры соответственно молока на выходе установки; молока на входе установки и конденсата (греющего пара) 0С;
см ск – теплоемкость соответственно молока и конденсата; Дж(кг×0С);
e – коэффициент регенерации тепла установки;
i – энтальпия пара Джкг.
Преобразовав уравнение баланса получаем статическую характеристику нагревательной части установки
Результаты экспериментальных и теоретически исследований показали что динамическая характеристика нагревательной части установки по каналу
«расход горячего пара – температура нагревания молока» может быть выражена передаточной функцией
где Кп – коэффициент передачи объекта который определяется по формуле
Таким образом передаточная функция нагревательной части установки характеризуется последовательно соединенными апериодическим звеном первого порядка и звеном транспортного запаздывания.
Средние значения динамических параметров Кп T и t3 для пастеризационно-охладительной установки ОПЯ-25: Кп=1150 T=190 t3=7 t3Т=0035.
Значение постоянной времени Т дано для периода работы установки характеризуемого тем что теплопередающие поверхности их не загрязнены белковыми отложениями. При накоплении белковых веществ значения Т возрастают в среднем на 50-60 %.
Постоянную времени нагревательной части установки можно приблизительно вычислить по формуле предложенной М. Л. Шабшаевичем
где tнагр – время прохождения продукта в нагревательной части с;
К – коэффициент теплопередачи в секции водяного нагрева Вт(м2×0С).
В отличие от нагревательной части секция охлаждения установки является малоинерционным объектом. Представим статическую и динамическую характеристики секции охлаждения установки (рисунок 2) типа ОПЯ-25 по каналу «расход хладоносителя Gхл (вода) – температура tмх».
Рисунок 3.2 – Статическая и динамическая характеристики
Передаточная функция секции охлаждения имеет вид:
Она характеризуется последовательно соединенными звеном запаздывания и двумя апериодическими звеньями первого порядка.
Динамические отклонения температуры нагревания и охлаждения молока от заданных значений во время работы автоматических систем регулирования должны быть в пределах ±2 0С. Превышение температуры нагрева молока относительно заданной при выходе установки на режим не должно быть более 5 0С. При этом скачкообразные изменения давления греющего пара принимают в пределах ±0.07 МПа от номинального значения а давления воды – от 01 до 016 МПа.
Системы автоматической стабилизации параметров технологического процесса обычно строятся на общепромышленных регуляторах; в тех случаях когда это технически и экономически целесообразно такие системы реализуются на средствах вычислительной и микропроцессорной техники. В этих системах применяются следующие законы регулирования: П ПИ ПИД позиционный импульсный.
В настоящее время не менее 90 % задач управления решаются с помощью указанных законов регулирования. Это объясняется с одной стороны простотой хорошей отработанностью конструкции и как следствие высокой надежностью общепромышленных регуляторов реализующих эти законы. С другой стороны для пищевой промышленности характерны объекты с большими постоянными времени подавление возмущений за счет перемешивания продуктов в промежуточных емкостях. Для таких объектов даже простейшие решения (например одноконтурная система с ПИ-регулятором) дают хороший результат. Во многих остальных случаях хотя и при невысоком качестве регулирования такие законы регулирования все же дают приемлемые (с позиций технологии) результаты.
Так как для нагревательной части установок меньше 02 то для регулирования температуры нагревания молока принципиально возможно применение позиционного закона регулирования.
Если для регулирования температуры нагревания выбрано П-регулирование то следует обеспечить стабилизацию давления горячей воды с погрешностью не более ±0.01 МПа.
Для регулирования температуры нагревания в пластинчатых пастеризационно-охладительных установках наибольшее применение получило ПИ-регулирование как обеспечивающее более высокую точность регулирования температуры. При его использовании не требуется дополнительной стабилизации давления горячей воды. Расчеты и результаты экспериментальных исследований показали что при использовании ПИ-регулирования величина максимального динамического отклонения температуры нагревания не превышает ±2 0С.
Для регулирования температуры охлаждения молока что необходимо при использовании в качестве хладоносителя воды возможно применение как ПИ-регулирования так и ПИД-регулирование. При этом постоянная времени датчика температуры регулятора не должна превышать 5 с. При постоянной времени датчика до 9 с предпочтительным является применение ПИД-регулирования.

Пункт 1.doc

2 Анализ технологического процесса производства кефира резервуарным способом как объекта автоматизации
1 Описание технологического объекта
Технологический процесс производства кефира состоит из следующих операций: приемка и подготовка сырья; пастеризация и гомогенизация; заквашивание и сквашивание молока; перемешивание охлаждение и созревание; розлив упаковка и хранение продукта 1.
1.1 Приемка и подготовка сырья
- Молоко принимают по количеству и качеству установленному ОТК (лабораторией) предприятия и направляют с помощью насоса I в уравнительный бак II.
- C помощью насоса III отобранное по качеству молоко нормализуют в нормализаторе V по содержанию жира с таким расчетом чтобы в готовом продукте содержалось не менее 32 или 6% жира.
- Сухое цельное или обезжиренное молоко восстанавливают в соответствии с действующей технологической инструкцией. При выработке кефира резервуарным способом восстановленное молоко при необходимости добавляют к свежему молоку в количестве не превышающем 50%.
- Перед тепловой обработкой молоко очищают на центробежных молокоочистителях или фильтрах.
1.2 Пастеризация и гомогенизация молока
- Пастеризуют нормализованное молоко при 85 – 87 Св пластинчатом пастеризаторе IV с выдержкой при этой температуре в течение 5 – 10 минут или при 90 – 92 С с выдержкой 2 – 3 минуты.
- Тепловую обработку молока сочетают с гомогенизацией при 023 кПа в гомогенизаторе VI. Молоко предварительно подогревают в регенеративной секции пастеризатора IV до 55 – 60 С или до температуры пастеризации.
- При невозможности обеспечить оптимальное давление (023 кПа) допускается гомогенизация молока при более низком давлении но не ниже 0162 кПа.
- Охлаждают молоко в пастеризаторе IV до температуры заквашивания (20 – 25 С) и при этой температуре подают его в резервуар XI для сквашивания.
1.3 Заквашивание и сквашивание
- Заквашивают и сквашивают молоко в одностенных или двустенных
танках с охлаждаемой рубашкой IX XI снабженных специальными мешалками обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание молока и сквашенного сгустка. Допускается сквашивать молоко в ваннах ВЛП.
- Во избежании вспенивания влияющего на отделение сыворотки при хранении кефира молоко в танк подают через нижний штуцер.
- Закваску в количестве 5 – 10% вносят одновременно с молоком или перед подачей его в танк XI. Количество закваски можно снизить от ее активности и производственных условий.
- Для лучшего перемешивания молока с закваской танк XI заполняют молоком при включенной мешалке. Перемешивание заканчивают через 15 минут после заполнения танка молоком.
- После перемешивания молока с закваской смесь оставляют в покое в танке или ванне до окончания сквашивания на 8 – 12 часов.
- Молоко сквашивают при 20 – 25 С до образования достаточно прочного сгустка кислотностью 85 – 100Т. Вязкость сгустка определяют по времени истечения кефира при 20 С.
1.4 Перемешивание охлаждение и созревание кефира
- По окончании сквашивания кефир перемешивают и охлаждают до температуры созревания (14 – 16 С).
- Кефир в двустенных танках XI охлаждают пуская в Смежстенное пространство танка ледяную воду (1 – 2 С) или в потоке на пластинчатых охладителях.
- При охлаждении в потоке на пластинчатых охладителях сквашивание заканчиваю когда кислотность сгустка достигнет 90 – 100Т.
- Через 30 – 60 минут после подачи воды в межстенное пространство танка включают мешалку.
- Продолжительность первого перемешивания может колебаться от 15 до 40 минут в зависимости от прочности сгустка и конструкции мешалки. Во всех случаях при первом перемешивании необходимо обеспечить однородную сметанообразную консистенцию продукта. В кефире с неоднородной комковатой консистенцией во время хранения может отделяться сыворотка.
- По достижении однородной консистенции сгустка мешалку останавливают на 30 – 40 минут. Дальнейшее перемешивание ведут периодически включая мешалку на 5 – 15 минут через каждые 40 – 60 минут.
- Перемешанный и охлажденный до 14 – 16 С кефир оставляют в покое для созревания предварительно включив подачу воды в межстенное пространство танка.
- Продолжительность созревания кефира должна быть не менее 24 часов с
момента заквашивания молока.
1.5 Розлив упаковка и маркировка кефира
- Перед розливом кефир в танках перемешивают в течение 2 – 5 минут.
- Разливают кефир на разливочном автомате А-011 в полиэтиленовые пакеты.
- Маркируют пакеты в соответствии с требованиями действующих технических условий.
- Разлитый и упакованный кефир направляют в холодильные камеры где его охлаждают до температуры не выше +8 С после чего кефир можно направлять в реализацию.
- Готовый кефир хранят при температуре не выше 8 С не более 24 часов с момента выпуска в соответствии с действующими санитарными правилами.
2 Анализ особенностей технологического процесса и выбор принципов управления
В данном дипломном проекте будут рассмотрены следующие операции:
- приготовление закваски;
- заквашивание и сквашивание;
- подготовка кефира к упаковке;
Приготовление закваски включает следующие стадии:
-наполнение выбранного заквасочного танка;
-охлаждение циркуляцией.
После наполнения заквасочного танка молоком производится нагревание до определенной температуры установленной рецептурой. При этом необходимо включить мешалку для более равномерного нагревания. По достижении температуры молоко выдерживается в танке установленное рецептурой время. По истечении времени выдерживания молоко в танке необходимо охладить до температуры внесения закваски. Фаза охлаждения будет производиться при помощи охлаждения водяной рубашки танка. Оператор при этом должен получить информацию когда температура внесения закваски будет достигнута. Культура вручную вносится в танк через люк. Оператор должен получить подтверждение что закваска внесена и цикл приготовления закваски продолжается.
После внесения культуры мешалка должна работать некоторое время для получения однородной консистенции а потом остановиться. После смешения начинается процесс инкубации в танке. Он должен длиться примерно 7 часов. До истечения времени инкубации оператор должен получать информацию от лаборанта о кислотности рН в танке. Если кислотность рН будет достигнута то молоко необходимо охладить до окончательной температуры при этом должна работать мешалка. Процесс приготовления закваски завершается при достижении установленной температуры.
Стадии заквашивания и сквашивания начинаются с наполнения выбранного инкубационного танка. Инкубационный танк наполняется молоком прошедшим предварительную обработку. Танк наполняется до определенного уровня (300 кг) после чего начинает вноситься закваска. Закваска беспрерывно вносится в трубопровод и смешивается с молоком поступающим в танк. По истечении времени внесения закваски подача закваски прекращается. Наполнение молока продолжается до достижения заданного веса. Наполнение танка определённым уровнем молока до внесения закваски необходимо для достижения хорошего перемешивания в инкубационном танке. Молоко подают в танк через нижний штуцер во избежание вспенивания.
После внесения закваски смесь должна выдержаться определённое количество часов (устанавливается рецептурой). Температуру в танке необходимо поддерживать постоянной. Это должно осуществляться путём регулирования подачи охлаждающее воды в рубашку танка. Необходимо регулярно контролировать кислотность рН. Когда значение рН почти достигнуто (значение до окончательной рН) оператор должен информироваться. Измерение рН контролируется во времени. Температура во время инкубации контролируется датчиком температуры вмонтированным в танке. Танк должен быть охлажден перед новым инкубационным периодом. После этой инкубации танк охлаждается вторично.
Перед началом фасовки готовой продукт охлаждается во избежание порчи. Опорожнение к наполнительному автомату начинается с наполнения трубопровода. Остаточная вода спускается из трубопровода у наполнительного автомата.
3 Математическое описание процесса пастеризации
Одной из стадий технологического процесса производства кефира является пастеризация молока. Она проводится в пластинчатом теплообменнике. Опишем математически данный участок производства. Пастеризация – тепловой процесс который проводится в санитарно-гигиенических целях то есть помимо повышения температуры преследуется другая технологическая цель – уничтожение болезнетворных микробов вызывающих порчу продукта и заболевания. При пастеризации погибают сихрофильные бактерии но остаются споровые и отдельные виды термофильных. Процесс пастеризации имеет два параметра: температура и продолжительность. Поэтому процесс пастеризации относится к специфическим тепловым процессам.
Входные выходные параметры и возмущающие воздействия секций нагревания и охлаждения установки представлены на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – Представление объекта исследования а – секция нагревания б – секция охлаждения
Здесь tмн – температура нагревания;
Gм – расход продукта;
t0 – температура исходного молока;
к – коэффициент теплопередачи;
tмх – температура охлаждения молока;
tхл – температура хладоносителя;
рхл – давление хладоносителя;
Gхл – расход хладоносителя;
Основными причинами вызывающими колебания температуры нагревания молока являются непостоянство расхода продукта непостоянство температуры исходного молока изменение расхода горячего пара обусловленное колебаниями его давления изменение коэффициента теплопередачи вследствие отложения белка молока на теплопередающих поверхностях. Для стабилизации температуры нагревания молока в качестве управляющего воздействия в основном принимают расход горячего пара. Принципиально возможно применить для этой же цели расход продукта.
Основным источником нарушений температуры охлаждения молока в установках являются изменения температуры хладоносителя (воды) его расхода вызванного колебаниями давления хладоносителя расхода продукта.
В качестве управляющего воздействия для стабилизации температуры охлаждения молока принимают расход хладоносителя.
Статические и динамические характеристики пастеризационно-охладительных установок экспериментально и аналитически выявлены А. А. Лапшиным М. Л. Шабшаевичем М. А. Фиалковым О. А. Муравьенко А. С. Дубманом. Эти характеристики позволяют синтезировать автоматические системы управления установками выбрать наиболее эффективные регуляторы и определить параметры их настройки 5.
определяется из уравнения теплового баланса секции пастеризации и систем обогрева паром.
Если пренебречь потерями тепла в окружающую среду то уравнение теплового баланса в установившемся режиме имеет вид
Gмсм(1-e)(tмн- t0)= Gп (i- скtк) (2.2)
где Gп и Gм – соответственно расход горячего пара и молока кгс;
tмн t0 и tк – температуры соответственно молока на выходе установки; молока на входе установки и конденсата (греющего пара) 0С;
см ск – теплоемкость соответственно молока и конденсата; Дж(кг×0С);
e – коэффициент регенерации тепла установки;
i – энтальпия пара Джкг.
Преобразовав уравнение баланса получаем статическую характеристику нагревательной части установки
Результаты экспериментальных и теоретически исследований показали что динамическая характеристика нагревательной части установки по каналу
«расход горячего пара – температура нагревания молока» может быть выражена передаточной функцией 6
где Кп – коэффициент передачи объекта который определяется по формуле
Таким образом передаточная функция нагревательной части установки характеризуется последовательно соединенными апериодическим звеном первого порядка и звеном транспортного запаздывания.
Средние значения динамических параметров Кп T и t3 для пастеризационно-охладительной установки ОПЯ-25: Кп=1150 T=190 t3=7 t3Т=0035 6.
Значение постоянной времени Т дано для периода работы установки характеризуемого тем что теплопередающие поверхности их не загрязнены
белковыми отложениями. При накоплении белковых веществ значения Т возрастают в среднем на 50-60 %.
Постоянную времени нагревательной части установки можно приблизительно вычислить по формуле предложенной М. Л. Шабшаевичем
где tнагр – время прохождения продукта в нагревательной части с;
К – коэффициент теплопередачи в секции водяного нагрева Вт(м2×0С).
В отличие от нагревательной части секция охлаждения установки является малоинерционным объектом. Представим статическую и динамическую характеристики секции охлаждения установки (рисунок 2) типа ОПЯ-25 по каналу «расход хладоносителя Gхл (вода) – температура tмх» 6.
Рисунок 3.2 – а) статическая характеристика б) динамическая характеристика
Передаточная функция секции охлаждения имеет вид:
Она характеризуется последовательно соединенными звеном запаздывания и двумя апериодическими звеньями первого порядка.
Динамические отклонения температуры нагревания и охлаждения молока от заданных значений во время работы автоматических систем регулирования должны быть в пределах ±2 0С. Превышение температуры нагрева молока относительно заданной при выходе установки на режим не должно быть более 5 0С. При этом скачкообразные изменения давления греющего пара принимают в пределах ±0.07 МПа от номинального значения а давления воды – от 01 до 016 МПа.
Системы автоматической стабилизации параметров технологического процесса обычно строятся на общепромышленных регуляторах; в тех случаях когда это технически и экономически целесообразно такие системы реализуются на средствах вычислительной и микропроцессорной техники. В этих системах применяются следующие законы регулирования: П ПИ ПИД позиционный импульсный.
В настоящее время не менее 90 % задач управления решаются с помощью указанных законов регулирования. Это объясняется с одной стороны простотой хорошей отработанностью конструкции и как следствие высокой надежностью общепромышленных регуляторов реализующих эти законы. С другой стороны для пищевой промышленности характерны объекты с большими постоянными времени подавление возмущений за счет перемешивания продуктов в промежуточных емкостях. Для таких объектов даже простейшие решения (например одноконтурная система с ПИ-регулятором) дают хороший результат. Во многих остальных случаях хотя и при невысоком качестве регулирования такие законы регулирования все же дают приемлемые (с позиций технологии) результаты.
Так как для нагревательной части установок меньше 02 то для регулирования температуры нагревания молока принципиально возможно применение позиционного закона регулирования.
Если для регулирования температуры нагревания выбрано П-регулирование то следует обеспечить стабилизацию давления горячей воды с погрешностью не более ±0.01 МПа.
Для регулирования температуры нагревания в пластинчатых пастеризационно-охладительных установках наибольшее применение получило ПИ-регулирование как обеспечивающее более высокую точность регулирования температуры. При его использовании не требуется дополнительной стабилизации давления горячей воды. Расчеты и результаты экспериментальных исследований показали что при использовании ПИ-регулирования величина максимального динамического отклонения температуры нагревания не превышает ±2 0С.
Для регулирования температуры охлаждения молока что необходимо при использовании в качестве хладоносителя воды возможно применение как ПИ-регулирования так и ПИД-регулирование.

содержание.doc

Дипломный проект выполнен студенткой гр. АТПП под руководством к.т.н. кафедры «Автоматизоция технологических процессов и производств»
Тема дипломного проекта: “Автоматизация процесса производства кефира резервуарным способом”.
Технико – экономическое обоснование проекта ..
Анализ технологического процесса производства кефира резервуарным способом как объекта автоматизации ..
1 Описание технологического объекта ..
2 Анализ особенностей технологического процесса и выбор принципов управления . .
3 Определение уровня автоматизации ..
Разработка системы автоматизации технологического процесса
производства кефира . .. ..
1 Разработка структурной схемы автоматической системы управления .. .
2 Разработка функциональной схемы автоматизации ..
3 Выбор и обоснование средств автоматизации .. ..
4 Разработка принципиальной электрической схемы управления
сигнализации и блокировки
5 Разработка схемы подключений ..
6 Разработка схемы внешних подключений ..
7 Разработка электрической и пневматической схемы питания ..
8 Разработка плана расположения электрических и трубных проводок .
Расчет технико-экономических показателей . . .
1 Определение объема выпуска продукции по участку автоматизации
2 Расчет инвестиций
3 Расчет эксплуатационных издержек
4 Расчет дохода от внедрения системы автоматизации
5 Определение эффективности проектируемого варианта ..
Список использованных источников

Технико-экономическое обоснование проекта.doc

1 Технико-экономическое обоснование проекта
В дипломном проекте произведен анализ технологического процесса а также режимы работы машин и оборудования с целью выявления возможностей повышения эффективности производства. Анализ технологического оборудования показал необходимость разработки новой системы автоматизации технологического процесса. Разработана автоматизированная система управления технологическим процессом приготовления кефира на базе процессора. В связи с введением микропроцессорной техники увеличится эффективное время работы благодаря централизованному и более точному сбору информации. Важнейшим элементом принятия решений по проекту является оценка целесообразности вложения денежных средств. Ресурсы вложенные в один проект не могут быть в другом. Необходимо определить сколько будет потеряно средств не вложив их в альтернативный проект: какова упущенная выгода. Рассматривается два варианта: существующий (базовый) и проектируемый. При выборе лучшего по каждому из них определяется затраты
( инвестиции ) результаты ( прибыль ) и экономический эффект ( чистый
приведенный доход - ЧПД). Лучший считается тот у которого величина ЧПД наибольшая. Чистый доход (прибыль) это выручка от продажи сырья полуфабрикатов в составе готовой продукции без учета косвенных налогов за вычетом эксплуатационных издержек. Характер влияния на экономические результаты деятельности цеха для производства кефира где производится автоматизация сведем в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 – Характеристика преимуществ проектируемой системы автоматизации
Средства автоматизации
Влияние на формирование экономического эффекта
) Датчики: цифровые термометры уровнемеры электроды преобразователи.
)Автоматический сбор информации об основных технологических параметрах сигнализация технологических параметров.
)Повышение качества выпускаемой продукции улучшение условий труда сокращение численности работников сокращение брака.
)Автоматические дозаторы жидких компонентов.
)Автоматическое дозирование закваски.
)Замена ручного труда машинным экономия энергоресурсов.
)Микропроцессорный программируемый контроллер модули вводавывода и ЭВМ.
)Централизованный сбор информации автоматическое управление процессом возможность быстрой переналадки системы на новую технологию.
)Сокращение брака упаковки экономия затрат по оплате труда автоматическое сохранение параметров для технологического учета.
)Клапаны электромагнитные.
)Автоматическое регулирование.
)Экономия энергозатрат улучшение условий труда.
Внедрение автоматизированных систем управления направлено на повышение эффективности производственного процесса. За счет уменьшения численности работающих обслуживающих данный процесс за счет автоматизации всего технологического процесса снижение потребляемых энергоресурсов за счет снижения энергоемкости системы управления построенной в основном на средствах автоматизации использующих электрическую энергию т.е. снижение использования электроэнергии в результате ее экономичного использования. Также при внедрении новых средств автоматизации количество обслуживаемых приборов значительно сократится уменьшится количество электропроводок и т.д.
При внедрении средств автоматизации объем выпуска не изменится но при этом себестоимость продукции снизится что положительно скажется на распространении продукции и ее конкурентоспособности. Выявление преимуществ новой системы автоматизации процесса производства и управления производится путем сравнения ее технико-экономических показателей с аналогичными показателями производства по базовому варианту.
На основании вышесказанного считаю что автоматизация является целесообразной и экономически выгодной благодаря введению микропроцессорной техники которая позволяет более точно регулировать технологические параметры что позволяет снизить энергозатраты повысить качество продукции сократить обслуживающий персонал. Это и предполагается подтвердить соответствующим экономическим расчетом.