Зміст
1. Введення. 3
2. Опис технології зберігання молока. 6
3. Обладнання. Ємності зберігання. 8
4. Опис функціональної схеми автоматизації. 13
5. Контроль якості при зберіганні молока. 16
6. Опис елементів контуру регулювання. 16
7. Віртуальний експеримент. 23
8. Розробка тестів. 27
9. Питання по курсовому проекту. 39
10. Висновок. 40
11. Список використаної літератури. 43
ВСТУП
Автоматизація є одним з основних факторів сучасної науково-технічної революції. В основі автоматизації виробництва лежить системний підхід до аналізу і синтезу об'єктів управління, а також до побудови та використання комплексу технічних засобів автоматичного управління, регулювання та контролю. У автоматичних системах широко використовуються новітні досягнення науки і техніки.
В даний час в галузі спостерігається часткова і комплексна автоматизація виробничих процесів. Година тична автоматизація - Це автоматизація окремих виробничих операцій. Вона здійснюється в тих випадках, коли безпосереднє управління складними процесами, наприклад термічною обробкою ковбасних виробів або роботою пастеризаційно-охолоджувальної установки, стає практично недоступне для людини.
При комплексній автоматизації виробничих процесів дільниця, цех, завод і т. д. діють як єдиний, взаємопов'язаний автоматичний комплекс, наприклад лінія з виробництва сосисок і ін Комплексна автоматизація доцільна в умовах високомеханізованого виробництва на базі досконалої технології та прогресивних методів управління із застосуванням засобів вимірювань, автоматизації і обчислювальної техніки.
Поряд з автоматичними системами управління, коли людина тільки стежить за станом засобів автоматизації, застосовують автоматизовані системи управління (АСУ), в яких він бере активну участь безпосередньо в самому процесі управління. Автоматизовані системи управління - це людино-машинні системи, що використовують в якості технічної бази електронні обчислювальні машини (ЕОМ). У галузі створені та успішно працюють автоматизовані системи управління технологічними процесами (АСУ ТП), автоматизовані системи управління підприємствами (АСУП) і галузева автоматизована система (ОАСУ).
Автоматизація технологічних процесів виробництва у молочній промисловості здійснюється шляхом впровадження систем контролю, регулювання та управління на базі комплексу технічних засобів загальнопромислового та галузевого призначення. В даний час в молочній промисловості накопичено значний досвід автоматизації технологічних процесів.
Широкому впровадженню автоматизації в вітчизняної молочної промисловості сприяє наявність ряду передумов. У їх числі безперервність, потоковість, комплексна механізація технологічних процесів, великі обсяги виробництва молочних продуктів, серійний випуск необхідних приладів і технічних засобів автоматизації та ін
На сьогоднішній день в промисловості повним ходом йде перехід від локальних систем управління до повної автоматизації технологічних процесів у молочній промисловості, і зокрема процесів пастеризації і стерилізації молока. За останні роки відбулися кардинальні зміни в автоматизації даних процес
АСУТП - це людино-машинна система, що забезпечує збір, обробку інформації і керування технологічними об'єктами відповідно до прийнятих критеріїв.
АТК - Спільно діючі ТОУ і АСУТП складають автоматизований технологічний комплекс.
ТОУ - Під технологічними об'єктами управління розуміється сукупність технологічного обладнання та реалізованого на ньому за відповідними регламентами технологічного процесу виробництва.
До ТОУ ставляться як технологічні установки і технологічні лінії, так і технологічні ділянки виробництва, і виробничий процес всього підприємства. Технологічна установка - це сукупність кількох взаємопов'язаних апаратів і машин, у яких виконується певна технологічна операція.
Основні завдання автоматизації, що стоять перед галуззю, полягають в наступному:
· В області теорії автоматичного управління - виявлення типових об'єктів автоматизації згідно класифікації технологічних процесів і розробка науково обгрунтованих систем автоматизації; створення інженерних методів розрахунку систем автоматизації для об'єктів з розподіленими параметрами, виявлення загальних принципів побудови оптимальних систем автоматизації;
· У галузі технології виробництва - переклад дискретних процесів на безперервні, вдосконалення існуючої технології з метою інтенсифікації технологічних процесів, розробка нового технологічного обладнання, що піддається автоматизації;
· У галузі технічних засобів автоматизації - створення інструментальних методів і засобів вимірювань параметрів технологічних процесів і показників якості сировини, напівфабрикатів та готової продукції; розробка технічних засобів автоматизації з використанням мікропроцесорів і мікро-ЕОМ;
· У галузі проектування автоматизованих систем управління технологічними процесами (АСУ ТП) - створення стандартного математичного та програмного забезпечення; розробка методики з вибору номенклатури вимірюваних параметрів і технічних засобів; розробка методики розрахунку економічної ефективності від впровадження АСУ ТП.
Опис технології зберігання молока.
Молоко, яке надходить на переробку, повинно відповідати певним вимогам, що дозволяють використовувати його як сировину для молочної промишленності.Основнимі показниками, що визначають придатність молока до переробки, є хімічний склад, властивий нормальному молоку, фізико-хімічні (зміст соматичних клітин механічних домішок, кислотність, щільність , температура), мікробіологічні (загальна бактериальнаяобсемененность), технологічні (термостійкість, сичужного згортання) і органолептичні показники.
Вважається, що чим вища загальна бактеріальна забрудненість молока, тим більше ймовірність присутності в ньому патогенних мікроорганізмів і тим вище кількість залишкової мікрофлори в молоці після теплової обработкі.В свежевидоенним молоці завжди міститься певна кількість мікроорганізмов.Оні потрапляють до нього з вивідних проток молочної цистерни.
Бактерицидна фаза-це час, протягом якого мікроорганізми, що потрапляють в свежевидоенное молоко, не розвивається в ньому і навіть частково отмірают.В протягом бактерицидної фази молоко має бактерицидні свойствамі.Бактеріціднимі властивості молока зумовлені наявністю в ньому антибактеріальних речовин (лізоциму, лейкоцитів, нормальних антитіл , деяких ферментів і ін), кількість яких залежить від індивідуальних особливостей і фізіологічного стану тварини, а також лактаційного періоду (молозиво володіє найбільш високою антибактеріальною активністю).
Тривалість бактерицидної фази молока залежить від температури зберігання та первинної кількості мікрофлори.Прі зберіганні свежевидоенного молока неохолоджених бактерицидна фаза триває 1 -2 години в залежності від його початкового обсемененія.По закінчення бактерицидної фази в молоці при температурі зберігання вище 10 о С починається швидке розмноження мікрофлори, яке веде до підвищення титруемой кислотності, накопичення бактеріальних токсинів, не знищуються при пастеризації молока, появи ферментів бактеріального походження, що викликають пороки молока, і т. д.
У збільшенні тривалості бактерицидної фази зацікавлені як виробники, так і переробники молока, тому що від цього залежать його якість і якість вироблюваних з нього продуктов.Сніжая температуру зберігання молока, можна продовжити бактерицидну фазу молока на досить тривалий час за умови низької початкової кількість бактерій.
Температура зберігання молока, о С 37 30 25 10 5 0
Тривалість бактерицидної фази, ч. 2 3 6 24 36 48
А також не менш важливим фактором є те, що холодна сире молоко (5 о С) більш стійко до механічних впливів, ніж тепле.
Обородувания. Ємності зберігання.
Транспортні цистерни з молоком (вершками), що надійшли на молочний завод, розвантажуються в ємності зберігання.Під них молоко (вершки) накопичується і зберігається весь період (приблизно протягом доби без помітної зміни якості), що передує переробці.
Ємності зберігання бувають різної вместімості.В даний час їх виготовляють місткістю до 100 000 - 120 000 л і більше. За кордоном в окремих випадках використовують ємності місткістю до 250 000 л.
Ємності зберігання молока виготовляють з нержавіючої сталі та алюмінію.
Іноді їх роблять із звичайної сталі, емальованими, з полімерних матеріалів.
Ємності забезпечені люками 1, які закриваються герметично. Для підтримки постійної температури продукту передбачені ізоляція резервуарів (зазвичай пробкова) і дерев'яна обшивка. Щоб у процесі зберігання молоко не відстоювалося, встановлюється мішалка пропелерного типу, частота обертання якої 100 - 300 с -1, або шнекового. У ємностях великої місткості (70 000 л і більше) продукт звичайно перемішується повітрям.
Ємності зберігання молока можна забезпечити пристроєм для охолодження, розміщеним всередині або зовні ємності. Останні, виходячи з санітарно-гігієнічних вимог, переважно. В якості пристроїв для охолодження, розміщених поза резервуаром, використовують пластинчасті охолоджувачі, які встановлюють на корпусі ємності або окремо. При цьому підвищується інтенсивність теплопередачі і полегшується застосування аміачної системи охолодження.
При заповненні ємності потік молока з наливної труби подається на стіну ємності, щоб по можливості виключити пенообразованіе.Уровень молока в ємності визначають через оглядове вікно або за молокомерному склу. Переповнення ємності попереджається сигнальними пристроями (поплавковими). Струм подається до корпусу ємності або до спеціальної трубі, вставленої в середину ємності, а також до контакту, встановленому у верхній частині ємності. При заповненні ємності поплавець поднімаетсяю Коли ємність заповнена продуктом. поплавець, торкаючись верхнього контакту, замикає ланцюг, в результаті чого включається світловий або звуковий сигнал.
Ємності зберігання встановлюється на підставці з муфтою на різьбленні, що дозволяє змінювати їх нахил.
Ємності зберігання молока також оснащуються приладами контролю якості продукту (наприклад, прилад для визначення рН) Крім того, передбачаються автоматичні пристрої для запрогромірованного включення перемішуючих молоко мішалок, підтримки певної температури продукту, заповнення і спорожнення окремих ємностей з відповідною сигналізацією (світловий або звуковий), а в деяких випадках для врахування ступеня заповнення ємності продуктом.
Ємності великий вместімостіпо порівнянні з іншими мають преімущества.молоко в них зберігається протягом тривалого часу без значної зміни температури як в зимовий, так і в літній періоди, навіть якщо вони встановлені не всередині, а поза помещенія.Прі зберіганні молока в ємностях спрощується експлуатація та зменшується початкові витрати на їх виготовлення (у розрахунку на одиницю продукції).
Трубопроводи подачі молока в резервуари зберігання, злиття молока і миючого розчину оснащені відсічними пневмоклапанов хрестового типу. Трубопроводи подачі миючих розчинів мають перемикаючі клапани 8 дистанційного керування з дренажним отвором. Молокохранільние резервуари обладнані кондуктометричним датчиками сигналізаторів верхнього рівня молока, нижнього та середнього, датчиками для виміру температури (термометри опору) і датчиками ємнісного типу для вимірювання рівня молока.
Вторинні прилади вимірювання рівня молока і температури (логометра з перемикачем) змонтовані на вертикальній панелі пульта управління, на якій є мнемонічна схема молокохраніліща. На цій же схемі змонтовані сигнальні лампи сигналізаторів рівня, електродвигунів мішалок і клапанів. Пускова і керуюча апаратура розташована на похилій панелі пульта.
За опороженіі резервуара сигналізатор нижнього рівня через проміжний моелектричним клапан управляє закриттям пневмоклапана на трубопроводі випорожнення. При заповненні резервуара реле сигналізатора 3а верхнього рівня керує перемиканням пневмоклапана на трубопроводі заповнення. Одночасно включається ланцюг програмного пристрою управління рвботой мішалки.
Таким чином, оператор, встановивши перекльчатель блоку управління поцессом наповнення резервуара в положенні «заповнення» і прроверів по сигнальній лампі, що резервуар не заповнений, включає кнопку (пуск). При цьому клапан на трубопроводі заповнення відкривається, про що сигналізує лампа на мнемонічною схемою. Коли заповнення першого резервуару закінчиться, його клапан другий резервуара відкриється і т. д. Процес спорожнення аналогічний описаному.
Контроль якості при зберіганні молока.
Автоматична система управління процесом зберігання молока в резервуарах повинна забезпечити програмне управління операцій заповнення і спорожнення резервуарів; вимірювання температури продукту в резервуарах (допускається похибка до + (-) 1 о С); вимірювання рівня продукту в резервуарі (допускається похибка до + (-) 1 , 5%); програмне управління операцій перемішування продукту; вимірювання маси або об'єму продукту, що знаходиться на зберіганні (допускається похибка до + (-) 0,5%); управління операцій миття резервуарів і трубопроводів за заданою програмою; вимір кислотності (похибка до + 9-0 рН); вимірювання вмісту жиру (похибка до + (-) 0,1% жиру); сигналізацію граничних рівнів продукту в резервуарі.
Перераховані операції рекомендується здійснити при зберіганні молока в резервуарах великої місткості (50 - 100 т). При управлінні же процесом зберігання молока в резервуарах малої місткості можна огранічаться автоматизацією операцій контролю температури та рівня молока, а також сигналізацією граничних рівнів продукту і дистанційним управлінням клапанами для розподілу потоків продукту і миючих засобів.
Опис контуру регулювання.
У молочній промисловості для отримання достовірної інформації про температуру продуктів і допоміжних середовищ широко використовується сучасні прилади з термопреобразователями.Обычно термоперетворювачі застосовують у комплекті з вторинними приладами, причому як роздільно у вигляді окремих блоків, так і комплексно змонтованих в одному корпусі.
Термоперетворювач опору 1, електронний автоматичний регулюючий самописний міст 2, виконавчий механізм з електромоторні приводом 3, кнопка управління 1SB, сигнальна лампа 1HL.
Первинний прилад.
Термоперетворювачі опору ТСПУ - 0183 і ТСМУ - 0283 з уніфікованим сигналом створені з урахуванням спецефічні вимог молочної промисловості. Призначені для безперервного перетворення інформації про температуру продукту в уніфіковані сигнали постійного струму силою 0 .... 5 і 4 ..... 20 мА. В одному корпусі містяться первинні і нормуючі перетворювачі, вимірювальна мостова схема, стабілізований джерело постоянногго струму, підсилювач і перетворювач напруги. У нормуюче перетворювачі здійснюється лінеаризація залежності вихідного сигналу від температури. Для цього нелінійність зміни електричного опору чутливого елемента від температури компенсується шляхом пропускання через чутливий елемент термоперетворювача додаткового струму, залежить від температури. Термоперетворювач розрахований на установку безпосередньо в трубопроводі або в резервуарі.
1. Введення. 3
2. Опис технології зберігання молока. 6
3. Обладнання. Ємності зберігання. 8
4. Опис функціональної схеми автоматизації. 13
5. Контроль якості при зберіганні молока. 16
6. Опис елементів контуру регулювання. 16
7. Віртуальний експеримент. 23
8. Розробка тестів. 27
9. Питання по курсовому проекту. 39
10. Висновок. 40
11. Список використаної літератури. 43
ВСТУП
Автоматизація є одним з основних факторів сучасної науково-технічної революції. В основі автоматизації виробництва лежить системний підхід до аналізу і синтезу об'єктів управління, а також до побудови та використання комплексу технічних засобів автоматичного управління, регулювання та контролю. У автоматичних системах широко використовуються новітні досягнення науки і техніки.
В даний час в галузі спостерігається часткова і комплексна автоматизація виробничих процесів. Година тична автоматизація - Це автоматизація окремих виробничих операцій. Вона здійснюється в тих випадках, коли безпосереднє управління складними процесами, наприклад термічною обробкою ковбасних виробів або роботою пастеризаційно-охолоджувальної установки, стає практично недоступне для людини.
При комплексній автоматизації виробничих процесів дільниця, цех, завод і т. д. діють як єдиний, взаємопов'язаний автоматичний комплекс, наприклад лінія з виробництва сосисок і ін Комплексна автоматизація доцільна в умовах високомеханізованого виробництва на базі досконалої технології та прогресивних методів управління із застосуванням засобів вимірювань, автоматизації і обчислювальної техніки.
Поряд з автоматичними системами управління, коли людина тільки стежить за станом засобів автоматизації, застосовують автоматизовані системи управління (АСУ), в яких він бере активну участь безпосередньо в самому процесі управління. Автоматизовані системи управління - це людино-машинні системи, що використовують в якості технічної бази електронні обчислювальні машини (ЕОМ). У галузі створені та успішно працюють автоматизовані системи управління технологічними процесами (АСУ ТП), автоматизовані системи управління підприємствами (АСУП) і галузева автоматизована система (ОАСУ).
Автоматизація технологічних процесів виробництва у молочній промисловості здійснюється шляхом впровадження систем контролю, регулювання та управління на базі комплексу технічних засобів загальнопромислового та галузевого призначення. В даний час в молочній промисловості накопичено значний досвід автоматизації технологічних процесів.
Широкому впровадженню автоматизації в вітчизняної молочної промисловості сприяє наявність ряду передумов. У їх числі безперервність, потоковість, комплексна механізація технологічних процесів, великі обсяги виробництва молочних продуктів, серійний випуск необхідних приладів і технічних засобів автоматизації та ін
На сьогоднішній день в промисловості повним ходом йде перехід від локальних систем управління до повної автоматизації технологічних процесів у молочній промисловості, і зокрема процесів пастеризації і стерилізації молока. За останні роки відбулися кардинальні зміни в автоматизації даних процес
АСУТП - це людино-машинна система, що забезпечує збір, обробку інформації і керування технологічними об'єктами відповідно до прийнятих критеріїв.
АТК - Спільно діючі ТОУ і АСУТП складають автоматизований технологічний комплекс.
ТОУ - Під технологічними об'єктами управління розуміється сукупність технологічного обладнання та реалізованого на ньому за відповідними регламентами технологічного процесу виробництва.
До ТОУ ставляться як технологічні установки і технологічні лінії, так і технологічні ділянки виробництва, і виробничий процес всього підприємства. Технологічна установка - це сукупність кількох взаємопов'язаних апаратів і машин, у яких виконується певна технологічна операція.
Основні завдання автоматизації, що стоять перед галуззю, полягають в наступному:
· В області теорії автоматичного управління - виявлення типових об'єктів автоматизації згідно класифікації технологічних процесів і розробка науково обгрунтованих систем автоматизації; створення інженерних методів розрахунку систем автоматизації для об'єктів з розподіленими параметрами, виявлення загальних принципів побудови оптимальних систем автоматизації;
· У галузі технології виробництва - переклад дискретних процесів на безперервні, вдосконалення існуючої технології з метою інтенсифікації технологічних процесів, розробка нового технологічного обладнання, що піддається автоматизації;
· У галузі технічних засобів автоматизації - створення інструментальних методів і засобів вимірювань параметрів технологічних процесів і показників якості сировини, напівфабрикатів та готової продукції; розробка технічних засобів автоматизації з використанням мікропроцесорів і мікро-ЕОМ;
· У галузі проектування автоматизованих систем управління технологічними процесами (АСУ ТП) - створення стандартного математичного та програмного забезпечення; розробка методики з вибору номенклатури вимірюваних параметрів і технічних засобів; розробка методики розрахунку економічної ефективності від впровадження АСУ ТП.
Опис технології зберігання молока.
Молоко, яке надходить на переробку, повинно відповідати певним вимогам, що дозволяють використовувати його як сировину для молочної промишленності.Основнимі показниками, що визначають придатність молока до переробки, є хімічний склад, властивий нормальному молоку, фізико-хімічні (зміст соматичних клітин механічних домішок, кислотність, щільність , температура), мікробіологічні (загальна бактериальнаяобсемененность), технологічні (термостійкість, сичужного згортання) і органолептичні показники.
Вважається, що чим вища загальна бактеріальна забрудненість молока, тим більше ймовірність присутності в ньому патогенних мікроорганізмів і тим вище кількість залишкової мікрофлори в молоці після теплової обработкі.В свежевидоенним молоці завжди міститься певна кількість мікроорганізмов.Оні потрапляють до нього з вивідних проток молочної цистерни.
Бактерицидна фаза-це час, протягом якого мікроорганізми, що потрапляють в свежевидоенное молоко, не розвивається в ньому і навіть частково отмірают.В протягом бактерицидної фази молоко має бактерицидні свойствамі.Бактеріціднимі властивості молока зумовлені наявністю в ньому антибактеріальних речовин (лізоциму, лейкоцитів, нормальних антитіл , деяких ферментів і ін), кількість яких залежить від індивідуальних особливостей і фізіологічного стану тварини, а також лактаційного періоду (молозиво володіє найбільш високою антибактеріальною активністю).
Тривалість бактерицидної фази молока залежить від температури зберігання та первинної кількості мікрофлори.Прі зберіганні свежевидоенного молока неохолоджених бактерицидна фаза триває 1 -2 години в залежності від його початкового обсемененія.По закінчення бактерицидної фази в молоці при температурі зберігання вище 10 о С починається швидке розмноження мікрофлори, яке веде до підвищення титруемой кислотності, накопичення бактеріальних токсинів, не знищуються при пастеризації молока, появи ферментів бактеріального походження, що викликають пороки молока, і т. д.
У збільшенні тривалості бактерицидної фази зацікавлені як виробники, так і переробники молока, тому що від цього залежать його якість і якість вироблюваних з нього продуктов.Сніжая температуру зберігання молока, можна продовжити бактерицидну фазу молока на досить тривалий час за умови низької початкової кількість бактерій.
Температура зберігання молока, о С 37 30 25 10 5 0
Тривалість бактерицидної фази, ч. 2 3 6 24 36 48
А також не менш важливим фактором є те, що холодна сире молоко (5 о С) більш стійко до механічних впливів, ніж тепле.
Обородувания. Ємності зберігання.
Транспортні цистерни з молоком (вершками), що надійшли на молочний завод, розвантажуються в ємності зберігання.Під них молоко (вершки) накопичується і зберігається весь період (приблизно протягом доби без помітної зміни якості), що передує переробці.
Ємності зберігання бувають різної вместімості.В даний час їх виготовляють місткістю до 100 000 - 120 000 л і більше. За кордоном в окремих випадках використовують ємності місткістю до 250 000 л.
Ємності зберігання молока виготовляють з нержавіючої сталі та алюмінію.
Іноді їх роблять із звичайної сталі, емальованими, з полімерних матеріалів.
Ємності забезпечені люками 1, які закриваються герметично. Для підтримки постійної температури продукту передбачені ізоляція резервуарів (зазвичай пробкова) і дерев'яна обшивка. Щоб у процесі зберігання молоко не відстоювалося, встановлюється мішалка пропелерного типу, частота обертання якої 100 - 300 с -1, або шнекового. У ємностях великої місткості (70 000 л і більше) продукт звичайно перемішується повітрям.
Ємності зберігання молока можна забезпечити пристроєм для охолодження, розміщеним всередині або зовні ємності. Останні, виходячи з санітарно-гігієнічних вимог, переважно. В якості пристроїв для охолодження, розміщених поза резервуаром, використовують пластинчасті охолоджувачі, які встановлюють на корпусі ємності або окремо. При цьому підвищується інтенсивність теплопередачі і полегшується застосування аміачної системи охолодження.
При заповненні ємності потік молока з наливної труби подається на стіну ємності, щоб по можливості виключити пенообразованіе.Уровень молока в ємності визначають через оглядове вікно або за молокомерному склу. Переповнення ємності попереджається сигнальними пристроями (поплавковими). Струм подається до корпусу ємності або до спеціальної трубі, вставленої в середину ємності, а також до контакту, встановленому у верхній частині ємності. При заповненні ємності поплавець поднімаетсяю Коли ємність заповнена продуктом. поплавець, торкаючись верхнього контакту, замикає ланцюг, в результаті чого включається світловий або звуковий сигнал.
Ємності зберігання встановлюється на підставці з муфтою на різьбленні, що дозволяє змінювати їх нахил.
Ємності зберігання молока також оснащуються приладами контролю якості продукту (наприклад, прилад для визначення рН) Крім того, передбачаються автоматичні пристрої для запрогромірованного включення перемішуючих молоко мішалок, підтримки певної температури продукту, заповнення і спорожнення окремих ємностей з відповідною сигналізацією (світловий або звуковий), а в деяких випадках для врахування ступеня заповнення ємності продуктом.
Ємності великий вместімостіпо порівнянні з іншими мають преімущества.молоко в них зберігається протягом тривалого часу без значної зміни температури як в зимовий, так і в літній періоди, навіть якщо вони встановлені не всередині, а поза помещенія.Прі зберіганні молока в ємностях спрощується експлуатація та зменшується початкові витрати на їх виготовлення (у розрахунку на одиницю продукції).
Трубопроводи подачі молока в резервуари зберігання, злиття молока і миючого розчину оснащені відсічними пневмоклапанов хрестового типу. Трубопроводи подачі миючих розчинів мають перемикаючі клапани 8 дистанційного керування з дренажним отвором. Молокохранільние резервуари обладнані кондуктометричним датчиками сигналізаторів верхнього рівня молока, нижнього та середнього, датчиками для виміру температури (термометри опору) і датчиками ємнісного типу для вимірювання рівня молока.
Вторинні прилади вимірювання рівня молока і температури (логометра з перемикачем) змонтовані на вертикальній панелі пульта управління, на якій є мнемонічна схема молокохраніліща. На цій же схемі змонтовані сигнальні лампи сигналізаторів рівня, електродвигунів мішалок і клапанів. Пускова і керуюча апаратура розташована на похилій панелі пульта.
За опороженіі резервуара сигналізатор нижнього рівня через проміжний моелектричним клапан управляє закриттям пневмоклапана на трубопроводі випорожнення. При заповненні резервуара реле сигналізатора 3а верхнього рівня керує перемиканням пневмоклапана на трубопроводі заповнення. Одночасно включається ланцюг програмного пристрою управління рвботой мішалки.
Таким чином, оператор, встановивши перекльчатель блоку управління поцессом наповнення резервуара в положенні «заповнення» і прроверів по сигнальній лампі, що резервуар не заповнений, включає кнопку (пуск). При цьому клапан на трубопроводі заповнення відкривається, про що сигналізує лампа на мнемонічною схемою. Коли заповнення першого резервуару закінчиться, його клапан другий резервуара відкриється і т. д. Процес спорожнення аналогічний описаному.
Контроль якості при зберіганні молока.
Автоматична система управління процесом зберігання молока в резервуарах повинна забезпечити програмне управління операцій заповнення і спорожнення резервуарів; вимірювання температури продукту в резервуарах (допускається похибка до + (-) 1 о С); вимірювання рівня продукту в резервуарі (допускається похибка до + (-) 1 , 5%); програмне управління операцій перемішування продукту; вимірювання маси або об'єму продукту, що знаходиться на зберіганні (допускається похибка до + (-) 0,5%); управління операцій миття резервуарів і трубопроводів за заданою програмою; вимір кислотності (похибка до + 9-0 рН); вимірювання вмісту жиру (похибка до + (-) 0,1% жиру); сигналізацію граничних рівнів продукту в резервуарі.
Перераховані операції рекомендується здійснити при зберіганні молока в резервуарах великої місткості (50 - 100 т). При управлінні же процесом зберігання молока в резервуарах малої місткості можна огранічаться автоматизацією операцій контролю температури та рівня молока, а також сигналізацією граничних рівнів продукту і дистанційним управлінням клапанами для розподілу потоків продукту і миючих засобів.
Опис контуру регулювання.
У молочній промисловості для отримання достовірної інформації про температуру продуктів і допоміжних середовищ широко використовується сучасні прилади з термопреобразователями.Обычно термоперетворювачі застосовують у комплекті з вторинними приладами, причому як роздільно у вигляді окремих блоків, так і комплексно змонтованих в одному корпусі.
Термоперетворювач опору 1, електронний автоматичний регулюючий самописний міст 2, виконавчий механізм з електромоторні приводом 3, кнопка управління 1SB, сигнальна лампа 1HL.
Первинний прилад.
Термоперетворювачі опору ТСПУ - 0183 і ТСМУ - 0283 з уніфікованим сигналом створені з урахуванням спецефічні вимог молочної промисловості. Призначені для безперервного перетворення інформації про температуру продукту в уніфіковані сигнали постійного струму силою 0 .... 5 і 4 ..... 20 мА. В одному корпусі містяться первинні і нормуючі перетворювачі, вимірювальна мостова схема, стабілізований джерело постоянногго струму, підсилювач і перетворювач напруги. У нормуюче перетворювачі здійснюється лінеаризація залежності вихідного сигналу від температури. Для цього нелінійність зміни електричного опору чутливого елемента від температури компенсується шляхом пропускання через чутливий елемент термоперетворювача додаткового струму, залежить від температури. Термоперетворювач розрахований на установку безпосередньо в трубопроводі або в резервуарі.
Структурна схема перетворювача наведена на рісунке.Термометр опору R T підключений до джерела стабільного струму 1. Знімається напруга подається на підсилювач 2. За допомогою аналогоцифрового перетворювача 3 сигналу перетвориться в цифровій 12 - розрядний код, звідки на запам'ятовувальний пристрій 4, здійснює лінеаризацію вимірювального перетворювача. Зворотне перетворення цифрового коду в постійний вихідний струм виробляється ціфроаналаговим перетворювачем 5 і вихідним підсилювачем 6. Живлення приладу здійснюється від вбудованого джерела живлення 7. У приладі застосовані інтегральні та гібридні мікросхеми, завдяки чому він має малі габаритні розміри. Зовнішній вигляд приладу ТСПУ - 0183 показаний на малюнку.
Термоперетворювач опору типу ТСПУ - 0183.
а - структурна схема; 1,7 - джерело струму; 2,6 - підсилювачі; 3,5 - перетворювачі; 4 - запам'ятовуючий пристрій; б - загальний вигляд.
Основні параметри перетворювачів опору.
Вторинний прилад.
Для збору та подання інформації про стан технологічного процесу в молочній промисловості широко використовуються комплекси вторинних приладів системи ГСП. Вони забезпечують показує контроль, реєстрацію, сигналізацію (регулювання) параметрів процесів, перетворених первинними вимірювальними приладами в електричні або пневматичні сигнали.
Типова принципова електрична схема приладів серії КС з мерії врівноваженою вимірювальної схемою змінного струму.
Ізмеретільная схема 1 приладу містить опору: R1, R2 і R3-плечі моста, R p -Реохордів, R ш - шунт реохорда, R п і r п - завдання початку і кінця шкали, R д і r д - підгінну опору, R б - для обмеження в плечах вимірювальної схеми, R л - підгінну опору з'єднувальних проводів.
Типова принципова електрична схема приладів серії КС;
R 1, R 2, R 3 - плечі моста; R р - реохордів; R ш - шунт; R п, r п - задані шкали; R д, r д, R б, R л - підгінну опору; 1 - вимірювальна частина ; 2 - підсилювач, 3, 7 - двигун; 4 - каретка, 5 - покажчик; 6 - стрічка.
Харчування 6,3 В подається до однієї діагоналі вимірювального моста, а напруга з іншої діагоналі подається на вхід підсилювача 2. Термометр опору (первинний перетворювач) включений в одне з плечей мосту по трипровідному схемою. При зміні опору первинного проебразователя R t порушується рівновага мостової схеми. На вході підсилювача виникає напруга розбалансу вимірювальної схеми, яка, посилене в блоці 2, приводить в дію реверсивний двигун. Вихідний вал реверсивного двигуна 3, кінематично пов'язаний з повзуном реохорда R р, обертається в ту або іншу сторону, поки зміна опору реохорда не врівноважить бруківку вимірювальну схему. Обертання реверсивного механічного пристрою подається рухається покажчику (у приладів УПМ), вказівником і перу (у приладів КСМ). Покажчик 5 і записуючий пристрій закріплені на каретці 4. У момент рівноваги вимірювальної схеми положення покажчика визначає значення вимірюваного параметри, яке у самописних приладів записується на діаграмній стрічці 6, наведеній синхронним двигуном 7. Запис у одноточечних приладів безперервна. Електроживлення на прилад подається за допомогою вимикача К1, на електродвигун 7 - вимикачем К2. У багатоточкових самопішушіх приладів після настання рівноваги друкує механізм каретки віддруковує крапку з порядковим номером датчика. Потім перемикач автоматично приєднує до схеми приладу наступний датчик.
Виконавчі пристрої складаються з виконавчого механізму і регулюючого органу відповідно до сигналів, які надходять від регулятора або керуючого пристрою.
Електродвигунні виконавчі механізми.
Вони діляться на багатооборотні і однооборотние і складаються з електродвигуна, понижуючого механічного редуктора, вузлів блокування і дистанційної передачі сигналу положення регулюючого органу.
Схема дистанційного керування виконавчим механізмом включає кнопки дистанційного управління КВ і КЗ, якими включаються і відключаються обмотки котушок МП1 МП2 реверсіонного магнітного пускача.
Для блокування кнопок і електродвигуна служать контакти МП1-1 і МП2-1. Вимкнення електродвигуна в крайніх положеннях «Відкрито» і «Закрито» здійснюється кінцевими вимикачами з контактами КВ1 і КВ2. Кнопка КС призначена для зупинки регулюючого органу в проміжному положенні у разі помилкового спрацьовування електродвигуна. Сигналізація крайніх положень регулюючого органу здійснюється лампами Л1 і Л2. При русі регулюючого органу обидві лампочки горять.
Для захисту електродвигуна від перевантажень в проміжному та закритому положеннях регулюючого органу на виконавчому механізмі встановлюють муфту крутного моменту з вимикаючим контактом КМ. Контакти МП1-2 і МП2-2 служать для включення електродвигуна виконавчого механізму. Вимикачем У схема підключається до мережі трифазного струму. При натисканні кнопки КО електричний струм проходить через котушку магнітного пускача МП1, яка, втягуючи якір, замикає контакти МП1-3 і розмикає контакти блокування МП1-1, електродвигун ЕД відкриває регулюючий орган (клапан).
При повністю відкритому клапані спрацьовує кінцевий вимикач і розмикає контакт КВ1, відключаючи МП1 і лампочку Л1 електродвигун ЕД зупиняється. При натисканні кнопки КЗ електричний струм проходить через котушку МП2 і розмикає контакти блокування МП2-1, Електродвигун ЕД закриває клапан. У разі перевантаження електричний ланцюг котушки МП2 розмикає вимикаючим контактом КМ, а при повністю закритому клапані котушку МП2 відключає кінцевий вимикач контактаміКВ2, лампочка Л2 гасне.
Однооборотние виконавчі механізми, що мають кут повороту від 15 до 360 º, випускаються з контактним або безконтактним керуванням. Контактна управління здійснюється за допомогою релейним схем і обмежує тривалість роботи виконавчого механізму. Безконтактне управління забезпечує роботу виконавчого механізму в будь-якому режимі незалежно від тривалості та частоти включення.
Віртуальний експеримент
Опис продукту:
Молоко цільне-біологічна рідина, яка утворюється в молочній залозі ссавців і призначена для вигодовування дитинчати і запобігання його від інфекцій в певвие дні жізні.Цельное молоко є основним видом молочної сировини для виробництва молочних продуктов.Високая харчова цінність молока обумовлена оптимальним вмістом в ньому білків, жирів, вуглеводів, мінеральних речовин і вітамінов.Соотношеніе і форма, в якій компоненти присутні в молоці, сприяють їх доброю перетравності і усвояемості.В даний час відомо більше 200 різних компонентів молока.Главние з них-вода, білки, жири, вуглеводи, мінеральні речовини, другорядні-вітаміни, ферменти, гормони, фосфатиди і т.д.
Опис технології зберігання молока в сировинному цеху:
Обробка результатів вимірювань.
При обробці результатів вимірювань в якості параметра за яким проводиться контроль зберігання сирого молока є температура.
1 Визначають середнє арифметичне значення, що характеризує істинне значення вимірюваної величини.
Х = Σ Х i / N = 125.56 / 25 = 5.0224
2 Розраховують випадкові відхилення результатів вимірювань, т. е. рзності між кожним з результатів вимірювань і середнім арифметичним:
V i = X i - X
3 Обчислюють середньоквадратичне відхилення результату вимірювань:
σ = √ ΣV i 2 / (n-1) = √ 7.543 / 24 = 0.5606
Середньоквадратичне відхилення характеризує відхилення результату вимірювань від істинного значення досліджуваної величини.
4 Розраховують коефіцієнт варіації.
В = σ 100% / Х
Коефіцієнт варіації показує відносне коливання окремого результату вимірювань від середнього арифметичного.
5 Визначають розмах результатів вимірювань:
R = X max - X min = 6.00-4.00 = 2.00
Де X max - максимальне значення результату вимірювань.
X min - Мінімальне значення результату вимірювань.
6 Обчислюють середнє квадратичне відхилення середнього арифметичного:
σ х = σ / √ n = 0,5606 / 5 = 0,1121
Середнє квадратичне відхилення середнього арифметичного характеризує поле розсіювання значень результатів вимірювань щодо середнього арифметичного.
7 Надійність результатів вимірювань:
Р дов = 0,95
8 Визначають межі довірчого інтервалу:
ε = t σ x
X-ε <X <X + ε
Де t = 1.96 - параметр, який визначається для нормального закону і дорівнює числу середніх квадратичних відхилень, які слід відкласти вправо і вліво від центру розсіювання (середнього арифметичного), щоб ймовірність попадання в отриманий інтервал була б дорівнює довірчої ймовірності Р дов. Визначається для нормального закону при n> 20.
ε = 1,96 0,1121 = 0,2198
5,0224 -0,2198 <X <5.0224 + 0.2198
9 Результати розрахунків записують у вигляді:
а) точкового оцінки:
X іст = Х
σ x = 0.1121
n = 25
де X іст - істинне значення вимірюваної величини;
б) з використанням довірчого інтервалу
Р дов = 0,95
Х іст = 5,0224 ± 0,2198
Де ε - кордон довірчого інтервалу.
РОЗРОБКА ТЕСТІВ
Відкритий тест
Вам предлагантся відкритий тест, у котрому на вопро ви повинні дати правильну відповідь:
1) Як називається сукупність керованого об'єкта й автоматичного керованого пристрою, взаємодіючих між собою?
Відповідь: ..............
2) Наука про вимірювання, методи і засоби забезпечення їх єдності, а також способи досягнення необхідної точності
Відповідь: ...............
3) Основне рівняння вимірювань представлено формулою:
Відповідь .............
4) У яких одиницях вимірюють абсолютну похибка?
Відповідь: ... ... ....
5) Напишіть формулу залежності відносної похибки від абсолютної
Відповідь: ... ... ... ..
6) Вимірювання, які проводяться на одному і тому ж приладі, в однакових умовах, одним і тим же дослідником.
Відповідь :...........
1. 7) - це ...
Відповідь :...........
8) Як називається свокупность засобів вимірювань, вимірювальних приладів, призначена для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, зручній для автоматичної обробки, передачі і (або) використання в автоматичних системах управління.
Відповідь: ... ... ... ...
9) Яким рівнянням виражається умова стійкості систем автоматичного управління?
Відповідь :............
10) Коефіцієнт, що показує у скільки разів вихідний сигнал відрізняється від вхідного в сталому стані називається ...
Відповідь :...........
11) Основоположником класичної теорії автоматичного регулювання є професор ...
Відповідь :............
12) Значення фізичної величини, знайдене експериментальним шляхом і настільки наближається до істинного значення, що для даної мети може бути використане замість нього?
Відповідь :...........
13) Чим характеризується інерційність об'єкта?
Відповідь :.............
14) При вимірах з максимально можливою точністю використовують.
Відповідь :.............
15) Керуюча функція АСУ ТП - функція, результатом якої є
Відповідь :...........
Закритий тест.
Вам пропонується закритий тест, в якому напроти правильного (их) відповіді (ей) ви повинні поставити хрестик.
1. Регулятори бувають:
1) безперервної дії
2) статичний
3) гармонійний
4) перехідною
2. Виконавчий механізм, який не має зворотної пружини, де повернення поршня в початкове положення здійснюється подачею середовища в протилежну порожнину називається:
1) мембранний
2) електромагнітний
3) поршневий двухвходових
4) електродвигунні
3. До механічних процесів відносять:
1) переміщення
2) зважування
3) конденсування
4) окислення
4. Управління, при якому керуючий вплив виробляється або здійснюється за безпосередньої участі людини-оператора називається:
1) автоматичне керування
2) управління з зворотними зв'язками
3) ручне управління
5. АСУ ТП класифікуються за характером алгарітм управління на
1) систему стабілізації
2) систему з розімкненою ланцюгом впливу
3) програмну систему
4) систему з замкнутим ланцюгом дії
6. На функціональних схемах автоматизації щити і пульти зображують у вигляді:
1) кола
2) квадрата
3) прямокутника
4) трикутника
7. Як засіб вимірювання температури біметалічний термометр ставиться до:
1) манометричний термометр
2) термометру розширення
3) пірометри випромінювання
8. Метод дослідження об'єктів автоматичного управління, при якому не порушується природного перебігу процесу, що застосовується тоді, коли правилами експлуатації не допускається внесення штучного обурення в технологічний процес називається:
1) пасивний
2) активний
3) аналітичний
9. За класифікацією одноемкостние об'єкти автоматичного управенія діляться на
1) статичні
2) з транспортним запізнюванням
3) з розподіленими параметрами
4) астатические
10. Похибка вимірювання в фомі числового виразу:
1) Випадкова;
2) Відносна;
3) Систематична;
4) Груба.
11. Автоматизація виробничих процесів буває часткова і:
1) комплексна
2) загальна
3) об'єднана
12. Вимірювання, при якому шукане значення величини знаходять на підставі відомої залежності між цією величиною і величинами, піддається прямому вимірах:
1) пряме вимірювання
2) равноточное вимір
3) непряме вимірювання
13. Залежно від виду одержуваної інформації (про керовані або про збурюючих величинах) автоматичні системи поділяються на:
1) замкнуті
2) зімкнуті
3) комбіновані
14. В'язкість вимірюють за допомогою:
1) термометра опору
2) віскозиметра
3) вологоміра
15. Виміри, які проводяться на одному і тому ж приладі, в однакових умовах, одним дослідником, називається:
1) нормовані,
2) равноточние,
3) аналогові.
Алгоритмізація.
Встановити наслідувати дії:
Дослідження об'єктів автоматизації протікає в такий спосіб:
1) Процедура аналізу зібраних даних
2) Розробка процедури збору даних
3) Процедура упорядкування дослідження.
Ключі.
Відкритий тест.
1. Автоматична система
2. Метрологія
3. x = Ar
4. асолютную похибка вимірювання виражають в одиницях
5. вимірюваної величини.
6. δ = Δx / X, де X - істинне значення вимірюваної величини.
Закритий тест.
1. 1), 2).
2. 3)
3. 1), 2)
4. 3)
5. 1), 4)
6. 3)
7. 2)
8. 1)
9. 1), 4)
10. 2)
11. 1)
12. 3)
13. 1), 3)
14. 2)
15. 1)
Тест на відповідність.
1. 1) - Б)
2) - В)
3) - А)
2. 1) - Б)
2) - А)
3) - В)
3. 1)-Г)
2)-В)
3)-А)
4)-Б)
Алгоритмізація.
1. Розробка процедури збору даних
2. Процедура аналізу цих даних
3. Процедура упорядкування досліджень.
Питання по курсовому проекту.
1. Дле чого потрібно охолодження молока при його зберіганні?
2. Які види резервуарів для зберігання молока бувають?
3. Для чого служить термоперетворювач опору?
4. Які параметри відповідають за контроль якості при зберіганні молока?
5. Для чого потрібна автоматизація технологічних процесів?
Висновок
Автоматизація виробництва - процес, при якому функції управління і контролю, раніше виконувалися людиною, передаються приладам та автоматичним пристроям.
Головна мета автоматизації виробництва полягає в підвищенні продуктивності праці, поліпшення якості продукції, що випускається, створення умов для оптимального використання всіх ресурсів виробництва.
Сучасний розвиток промислового виробництва молочних продуктів супроводжується все більш широким застосуванням автоматизованих систем управління технологічними процесами. Передумовами цього є: концентрація виробництва, зростання потужностей підприємств, застосування потокових і безперервних способів виробництва, оснащення підприємств новим високопродуктивним обладнанням, наявність сучасних технічних засобів автоматизації. Широке застосування автоматизованих систем управління обумовлюється значним економічним ефектом, який досягається завдяки: забезпечення заданих якостей вироблюваних продуктів незалежно від суб'єктивних факторів, зменшення втрат цінних продуктів, зниження трудомісткості процесів виробництва, підвищенню культури виробництва і т д.
Поряд з локальними системами управління окремими операціями і основними технологічними процесами широко впроваджуються також централізовані системи управління на базі міні-та мікро-ЕОМ. Застосування локальних систем управління окремими операціями ефективно для невеликих заводів і при малих обсягах виробництва.
Застосування систем управління окремими технологічними процесами ефективно на підприємствах середньої потужності при безперервно-потокових процесах, великих обсягах виробництва на високопродуктивному обладнанні.
У ряді випадків системи управління характеризуються застосуванням технічних засобів і пристроїв управління, побудованих за принципом «жорсткої логіки», тобто за заздалегідь заданою схемою комутації апаратури і її елементів без застосування керуючих комплексів. Автоматичні керуючі впливу тут запрограмовані за часовою та логічної програмами зі зв'язками між суміжними об'єктами управління. Причому всі функції управління виконуються технічними засобами. За оперативним персоналом залишається лише виконання допоміжних функцій. Зазвичай такі системи проектуються та монтуються разом з усім виробничим комплексом підприємства.
Системи управління, побудовані на основі використання пристроїв програмного та логічного управління з «жорсткою логікою» функціонування, дуже консервативні до зміни структури і алгоритмів керування. Необхідність модифікувати систему в процесі експлуатації призводить до значних витрат часу і матеріальних ресурсів. Будь-яка поправка в алгоритмі управління, наприклад, внаслідок зміни технології вироблюваних продуктів, вимагає перемонтажа електричних і пневматичних блоків та зміни їх числа. Тому останнім часом у багатьох випадках автоматизовані системи управління застосовуються в найбільш прогресивній формі, що відрізняється тим, що замість пристроїв програмного та логічного управління з жорсткою логікою функціонування використовуються управляючі обчислювальні комплекси (НВК) на основі міні-, або мікро-ЕОМ і мікропроцесорні контролери. Використання програмованих технічних засобів автоматизації дає можливість легко здійснити необхідні зміни в системі управління шляхом перепрограмування без монтажних переробок. Ця форма є найбільш ефективною при управлінні технологічними процесами.
Застосування систем управління з використанням програмованих засобів управління на основі мікропроцесорної техніки обумовлено універсальністю, високою надійністю в експлуатації, можливістю зміни програми функціонування. Вартість таких систем нижче вартості аналогічних, створених на основі традиційних технічних засобів автоматичного керування.
Характерною особливістю сучасних систем управління в молочній промисловості є те, що вони здійснюються на основі типових алгоритмів і математичних моделей з урахуванням особливостей даної галузі.
Список використаної літератури
1. Брусилівський Л. П., «Прилади технологічного контролю в молочній промисловості.», 1990
2. Дьяченко П. Ф., «Технологія молока і молочних продуктів.», 1974
3. Калініна Л. В., «Загальна технологія молока та молочних продуктів.», 2004
4. Мітін В. В., «Автоматика і автоматизація виробничих процесів м'ясної і молочної промисловості."
5. Сурков В.Д., «Технологічне обладнання підприємств молочної промисловості.», 1983
6. Усков В. І., методичні вказівки «Автоматизація технологічних процесів і виробництв.»
7. Усков В. І., методичні вказівки «Обробка результатів вимірювань.»
Термоперетворювач опору типу ТСПУ - 0183.
а - структурна схема; 1,7 - джерело струму; 2,6 - підсилювачі; 3,5 - перетворювачі; 4 - запам'ятовуючий пристрій; б - загальний вигляд.
Основні параметри перетворювачів опору.
| Праметров | ТСПУ - 0183 | ТСМУ - 0283 |
| Спектр вимірювань | - 25 .... 25 | - 25 ..... 25 |
| 0 ...... 100 | 0 ..... 50 | |
| 50 ..... 100 | 50 .... 100 | |
| 0 ..... 200 | 0 ...... 100 | |
| І ін | 0 ....... 200 | |
| Інерційність, з | 20 і 40 | 20 і 40 |
| Градуювання | 100 П | 50 м |
| Клас точності | 0,5 і 1 | 0,5 і 1 |
| Матеріал захисного патрона (сталь) | 12Х18Н10Т | 12Х18Н10Т |
| Тиск вимірюваного продукту, МПа | До 6,4 | До 6,4 |
| Споживана потужність, Вт | До 5 | До 5 |
| Довжина монтажної частини, мм | 100 .... 1000 | 100 ..... 1000 |
| Маса, кг | 0,63 ... 0,93 | 0,63 ... 0,93 |
Для збору та подання інформації про стан технологічного процесу в молочній промисловості широко використовуються комплекси вторинних приладів системи ГСП. Вони забезпечують показує контроль, реєстрацію, сигналізацію (регулювання) параметрів процесів, перетворених первинними вимірювальними приладами в електричні або пневматичні сигнали.
Типова принципова електрична схема приладів серії КС з мерії врівноваженою вимірювальної схемою змінного струму.
Ізмеретільная схема 1 приладу містить опору: R1, R2 і R3-плечі моста, R p -Реохордів, R ш - шунт реохорда, R п і r п - завдання початку і кінця шкали, R д і r д - підгінну опору, R б - для обмеження в плечах вимірювальної схеми, R л - підгінну опору з'єднувальних проводів.
Типова принципова електрична схема приладів серії КС;
R 1, R 2, R 3 - плечі моста; R р - реохордів; R ш - шунт; R п, r п - задані шкали; R д, r д, R б, R л - підгінну опору; 1 - вимірювальна частина ; 2 - підсилювач, 3, 7 - двигун; 4 - каретка, 5 - покажчик; 6 - стрічка.
Харчування 6,3 В подається до однієї діагоналі вимірювального моста, а напруга з іншої діагоналі подається на вхід підсилювача 2. Термометр опору (первинний перетворювач) включений в одне з плечей мосту по трипровідному схемою. При зміні опору первинного проебразователя R t порушується рівновага мостової схеми. На вході підсилювача виникає напруга розбалансу вимірювальної схеми, яка, посилене в блоці 2, приводить в дію реверсивний двигун. Вихідний вал реверсивного двигуна 3, кінематично пов'язаний з повзуном реохорда R р, обертається в ту або іншу сторону, поки зміна опору реохорда не врівноважить бруківку вимірювальну схему. Обертання реверсивного механічного пристрою подається рухається покажчику (у приладів УПМ), вказівником і перу (у приладів КСМ). Покажчик 5 і записуючий пристрій закріплені на каретці 4. У момент рівноваги вимірювальної схеми положення покажчика визначає значення вимірюваного параметри, яке у самописних приладів записується на діаграмній стрічці 6, наведеній синхронним двигуном 7. Запис у одноточечних приладів безперервна. Електроживлення на прилад подається за допомогою вимикача К1, на електродвигун 7 - вимикачем К2. У багатоточкових самопішушіх приладів після настання рівноваги друкує механізм каретки віддруковує крапку з порядковим номером датчика. Потім перемикач автоматично приєднує до схеми приладу наступний датчик.
Виконавчі пристрої складаються з виконавчого механізму і регулюючого органу відповідно до сигналів, які надходять від регулятора або керуючого пристрою.
Електродвигунні виконавчі механізми.
Вони діляться на багатооборотні і однооборотние і складаються з електродвигуна, понижуючого механічного редуктора, вузлів блокування і дистанційної передачі сигналу положення регулюючого органу.
Схема дистанційного керування виконавчим механізмом включає кнопки дистанційного управління КВ і КЗ, якими включаються і відключаються обмотки котушок МП1 МП2 реверсіонного магнітного пускача.
Для блокування кнопок і електродвигуна служать контакти МП1-1 і МП2-1. Вимкнення електродвигуна в крайніх положеннях «Відкрито» і «Закрито» здійснюється кінцевими вимикачами з контактами КВ1 і КВ2. Кнопка КС призначена для зупинки регулюючого органу в проміжному положенні у разі помилкового спрацьовування електродвигуна. Сигналізація крайніх положень регулюючого органу здійснюється лампами Л1 і Л2. При русі регулюючого органу обидві лампочки горять.
Для захисту електродвигуна від перевантажень в проміжному та закритому положеннях регулюючого органу на виконавчому механізмі встановлюють муфту крутного моменту з вимикаючим контактом КМ. Контакти МП1-2 і МП2-2 служать для включення електродвигуна виконавчого механізму. Вимикачем У схема підключається до мережі трифазного струму. При натисканні кнопки КО електричний струм проходить через котушку магнітного пускача МП1, яка, втягуючи якір, замикає контакти МП1-3 і розмикає контакти блокування МП1-1, електродвигун ЕД відкриває регулюючий орган (клапан).
При повністю відкритому клапані спрацьовує кінцевий вимикач і розмикає контакт КВ1, відключаючи МП1 і лампочку Л1 електродвигун ЕД зупиняється. При натисканні кнопки КЗ електричний струм проходить через котушку МП2 і розмикає контакти блокування МП2-1, Електродвигун ЕД закриває клапан. У разі перевантаження електричний ланцюг котушки МП2 розмикає вимикаючим контактом КМ, а при повністю закритому клапані котушку МП2 відключає кінцевий вимикач контактаміКВ2, лампочка Л2 гасне.
Однооборотние виконавчі механізми, що мають кут повороту від 15 до 360 º, випускаються з контактним або безконтактним керуванням. Контактна управління здійснюється за допомогою релейним схем і обмежує тривалість роботи виконавчого механізму. Безконтактне управління забезпечує роботу виконавчого механізму в будь-якому режимі незалежно від тривалості та частоти включення.
Віртуальний експеримент
Опис продукту:
Молоко цільне-біологічна рідина, яка утворюється в молочній залозі ссавців і призначена для вигодовування дитинчати і запобігання його від інфекцій в певвие дні жізні.Цельное молоко є основним видом молочної сировини для виробництва молочних продуктов.Високая харчова цінність молока обумовлена оптимальним вмістом в ньому білків, жирів, вуглеводів, мінеральних речовин і вітамінов.Соотношеніе і форма, в якій компоненти присутні в молоці, сприяють їх доброю перетравності і усвояемості.В даний час відомо більше 200 різних компонентів молока.Главние з них-вода, білки, жири, вуглеводи, мінеральні речовини, другорядні-вітаміни, ферменти, гормони, фосфатиди і т.д.
Опис технології зберігання молока в сировинному цеху:
| Технологічна операція. | Контрольовані параметри. | |
| регульовані | нерегульовані | |
| Зберігання молока | Температура 2-12 0 C. Допустима похибка + (-) 1 0 С | |
| Рівень-верхній або ніжній.Допустімая похибка + (-) 10 мм. | ||
| Маса-6, 10,25,50,100 тонн.Допустімая погрешпость + (-) 1,0% ВП (верхня межа) | ||
| Кислотність 6,6-6,2 рН.Допуст. похибкою. + (-) 0,05 рН. | ||
| Масова частка жиру 2,5-4,5%. Д. п. + (-) 0,1%. | ||
| Час перемішування 5-30 мін.Д. п. + (-) 1 хв. | ||
| Положення люка-відкрито чи закрито. | ||
При обробці результатів вимірювань в якості параметра за яким проводиться контроль зберігання сирого молока є температура.
1 Визначають середнє арифметичне значення, що характеризує істинне значення вимірюваної величини.
Х = Σ Х i / N = 125.56 / 25 = 5.0224
2 Розраховують випадкові відхилення результатів вимірювань, т. е. рзності між кожним з результатів вимірювань і середнім арифметичним:
V i = X i - X
| № досвіду | Показання робочого приладу. | Vi |
| 1 | 4.99 | -0.0324 |
| 2 | 4.81 | -0.2124 |
| 3 | 4.72 | -0.3024 |
| 4 | 4.63 | -0.3924 |
| 5 | 4.58 | -0.4424 |
| 6 | 4.24 | -0.7824 |
| 7 | 4.17 | -0.8524 |
| 8 | 4.06 | -0.9624 |
| 9 | 4.00 | -1.0224 |
| 10 | 4.49 | -0.5324 |
| 11 | 5.00 | -0.0224 |
| 12 | 5.01 | -0.0124 |
| 13 | 5.18 | 0.1576 |
| 14 | 5.18 | 0.1576 |
| 15 | 5.37 | 0.3476 |
| 16 | 5.40 | 0.3776 |
| 17 | 5.65 | 0.6276 |
| 18 | 6.00 | 0.9776 |
| 19 | 5.90 | 0.8776 |
| 20 | 5.61 | 0.5876 |
| 21 | 5.13 | 0.1076 |
| 22 | 5.25 | 0.2276 |
| 23 | 5.30 | 0.2776 |
| 24 | 5.75 | 0.7276 |
| 25 | 5.14 | 0.1176 |
σ = √ ΣV i 2 / (n-1) = √ 7.543 / 24 = 0.5606
Середньоквадратичне відхилення характеризує відхилення результату вимірювань від істинного значення досліджуваної величини.
4 Розраховують коефіцієнт варіації.
В = σ 100% / Х
Коефіцієнт варіації показує відносне коливання окремого результату вимірювань від середнього арифметичного.
5 Визначають розмах результатів вимірювань:
R = X max - X min = 6.00-4.00 = 2.00
Де X max - максимальне значення результату вимірювань.
X min - Мінімальне значення результату вимірювань.
6 Обчислюють середнє квадратичне відхилення середнього арифметичного:
σ х = σ / √ n = 0,5606 / 5 = 0,1121
Середнє квадратичне відхилення середнього арифметичного характеризує поле розсіювання значень результатів вимірювань щодо середнього арифметичного.
7 Надійність результатів вимірювань:
Р дов = 0,95
8 Визначають межі довірчого інтервалу:
ε = t σ x
X-ε <X <X + ε
Де t = 1.96 - параметр, який визначається для нормального закону і дорівнює числу середніх квадратичних відхилень, які слід відкласти вправо і вліво від центру розсіювання (середнього арифметичного), щоб ймовірність попадання в отриманий інтервал була б дорівнює довірчої ймовірності Р дов. Визначається для нормального закону при n> 20.
ε = 1,96 0,1121 = 0,2198
5,0224 -0,2198 <X <5.0224 + 0.2198
9 Результати розрахунків записують у вигляді:
а) точкового оцінки:
X іст = Х
σ x = 0.1121
n = 25
де X іст - істинне значення вимірюваної величини;
б) з використанням довірчого інтервалу
Р дов = 0,95
Х іст = 5,0224 ± 0,2198
Де ε - кордон довірчого інтервалу.
РОЗРОБКА ТЕСТІВ
Відкритий тест
Вам предлагантся відкритий тест, у котрому на вопро ви повинні дати правильну відповідь:
1) Як називається сукупність керованого об'єкта й автоматичного керованого пристрою, взаємодіючих між собою?
Відповідь: ..............
2) Наука про вимірювання, методи і засоби забезпечення їх єдності, а також способи досягнення необхідної точності
Відповідь: ...............
3) Основне рівняння вимірювань представлено формулою:
Відповідь .............
4) У яких одиницях вимірюють абсолютну похибка?
Відповідь: ... ... ....
5) Напишіть формулу залежності відносної похибки від абсолютної
Відповідь: ... ... ... ..
6) Вимірювання, які проводяться на одному і тому ж приладі, в однакових умовах, одним і тим же дослідником.
Відповідь :...........
1. 7) - це ...
Відповідь :...........
8) Як називається свокупность засобів вимірювань, вимірювальних приладів, призначена для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, зручній для автоматичної обробки, передачі і (або) використання в автоматичних системах управління.
Відповідь: ... ... ... ...
9) Яким рівнянням виражається умова стійкості систем автоматичного управління?
Відповідь :............
10) Коефіцієнт, що показує у скільки разів вихідний сигнал відрізняється від вхідного в сталому стані називається ...
Відповідь :...........
11) Основоположником класичної теорії автоматичного регулювання є професор ...
Відповідь :............
12) Значення фізичної величини, знайдене експериментальним шляхом і настільки наближається до істинного значення, що для даної мети може бути використане замість нього?
Відповідь :...........
13) Чим характеризується інерційність об'єкта?
Відповідь :.............
14) При вимірах з максимально можливою точністю використовують.
Відповідь :.............
15) Керуюча функція АСУ ТП - функція, результатом якої є
Відповідь :...........
Закритий тест.
Вам пропонується закритий тест, в якому напроти правильного (их) відповіді (ей) ви повинні поставити хрестик.
1. Регулятори бувають:
1) безперервної дії
2) статичний
3) гармонійний
4) перехідною
2. Виконавчий механізм, який не має зворотної пружини, де повернення поршня в початкове положення здійснюється подачею середовища в протилежну порожнину називається:
1) мембранний
2) електромагнітний
3) поршневий двухвходових
4) електродвигунні
3. До механічних процесів відносять:
1) переміщення
2) зважування
3) конденсування
4) окислення
4. Управління, при якому керуючий вплив виробляється або здійснюється за безпосередньої участі людини-оператора називається:
1) автоматичне керування
2) управління з зворотними зв'язками
3) ручне управління
5. АСУ ТП класифікуються за характером алгарітм управління на
1) систему стабілізації
2) систему з розімкненою ланцюгом впливу
3) програмну систему
4) систему з замкнутим ланцюгом дії
6. На функціональних схемах автоматизації щити і пульти зображують у вигляді:
1) кола
2) квадрата
3) прямокутника
4) трикутника
7. Як засіб вимірювання температури біметалічний термометр ставиться до:
1) манометричний термометр
2) термометру розширення
3) пірометри випромінювання
8. Метод дослідження об'єктів автоматичного управління, при якому не порушується природного перебігу процесу, що застосовується тоді, коли правилами експлуатації не допускається внесення штучного обурення в технологічний процес називається:
1) пасивний
2) активний
3) аналітичний
9. За класифікацією одноемкостние об'єкти автоматичного управенія діляться на
1) статичні
2) з транспортним запізнюванням
3) з розподіленими параметрами
4) астатические
10. Похибка вимірювання в фомі числового виразу:
1) Випадкова;
2) Відносна;
3) Систематична;
4) Груба.
11. Автоматизація виробничих процесів буває часткова і:
1) комплексна
2) загальна
3) об'єднана
12. Вимірювання, при якому шукане значення величини знаходять на підставі відомої залежності між цією величиною і величинами, піддається прямому вимірах:
1) пряме вимірювання
2) равноточное вимір
3) непряме вимірювання
13. Залежно від виду одержуваної інформації (про керовані або про збурюючих величинах) автоматичні системи поділяються на:
1) замкнуті
2) зімкнуті
3) комбіновані
14. В'язкість вимірюють за допомогою:
1) термометра опору
2) віскозиметра
3) вологоміра
15. Виміри, які проводяться на одному і тому ж приладі, в однакових умовах, одним дослідником, називається:
1) нормовані,
2) равноточние,
3) аналогові.
Алгоритмізація.
Встановити наслідувати дії:
Дослідження об'єктів автоматизації протікає в такий спосіб:
1) Процедура аналізу зібраних даних
2) Розробка процедури збору даних
3) Процедура упорядкування дослідження.
Ключі.
Відкритий тест.
1. Автоматична система
2. Метрологія
3. x = Ar
4. асолютную похибка вимірювання виражають в одиницях
5. вимірюваної величини.
6. δ = Δx / X, де X - істинне значення вимірюваної величини.
Закритий тест.
1. 1), 2).
2. 3)
3. 1), 2)
4. 3)
5. 1), 4)
6. 3)
7. 2)
8. 1)
9. 1), 4)
10. 2)
11. 1)
12. 3)
13. 1), 3)
14. 2)
15. 1)
Тест на відповідність.
1. 1) - Б)
2) - В)
3) - А)
2. 1) - Б)
2) - А)
3) - В)
3. 1)-Г)
2)-В)
3)-А)
4)-Б)
Алгоритмізація.
1. Розробка процедури збору даних
2. Процедура аналізу цих даних
3. Процедура упорядкування досліджень.
Питання по курсовому проекту.
1. Дле чого потрібно охолодження молока при його зберіганні?
2. Які види резервуарів для зберігання молока бувають?
3. Для чого служить термоперетворювач опору?
4. Які параметри відповідають за контроль якості при зберіганні молока?
5. Для чого потрібна автоматизація технологічних процесів?
Висновок
Автоматизація виробництва - процес, при якому функції управління і контролю, раніше виконувалися людиною, передаються приладам та автоматичним пристроям.
Головна мета автоматизації виробництва полягає в підвищенні продуктивності праці, поліпшення якості продукції, що випускається, створення умов для оптимального використання всіх ресурсів виробництва.
Сучасний розвиток промислового виробництва молочних продуктів супроводжується все більш широким застосуванням автоматизованих систем управління технологічними процесами. Передумовами цього є: концентрація виробництва, зростання потужностей підприємств, застосування потокових і безперервних способів виробництва, оснащення підприємств новим високопродуктивним обладнанням, наявність сучасних технічних засобів автоматизації. Широке застосування автоматизованих систем управління обумовлюється значним економічним ефектом, який досягається завдяки: забезпечення заданих якостей вироблюваних продуктів незалежно від суб'єктивних факторів, зменшення втрат цінних продуктів, зниження трудомісткості процесів виробництва, підвищенню культури виробництва і т д.
Поряд з локальними системами управління окремими операціями і основними технологічними процесами широко впроваджуються також централізовані системи управління на базі міні-та мікро-ЕОМ. Застосування локальних систем управління окремими операціями ефективно для невеликих заводів і при малих обсягах виробництва.
Застосування систем управління окремими технологічними процесами ефективно на підприємствах середньої потужності при безперервно-потокових процесах, великих обсягах виробництва на високопродуктивному обладнанні.
У ряді випадків системи управління характеризуються застосуванням технічних засобів і пристроїв управління, побудованих за принципом «жорсткої логіки», тобто за заздалегідь заданою схемою комутації апаратури і її елементів без застосування керуючих комплексів. Автоматичні керуючі впливу тут запрограмовані за часовою та логічної програмами зі зв'язками між суміжними об'єктами управління. Причому всі функції управління виконуються технічними засобами. За оперативним персоналом залишається лише виконання допоміжних функцій. Зазвичай такі системи проектуються та монтуються разом з усім виробничим комплексом підприємства.
Системи управління, побудовані на основі використання пристроїв програмного та логічного управління з «жорсткою логікою» функціонування, дуже консервативні до зміни структури і алгоритмів керування. Необхідність модифікувати систему в процесі експлуатації призводить до значних витрат часу і матеріальних ресурсів. Будь-яка поправка в алгоритмі управління, наприклад, внаслідок зміни технології вироблюваних продуктів, вимагає перемонтажа електричних і пневматичних блоків та зміни їх числа. Тому останнім часом у багатьох випадках автоматизовані системи управління застосовуються в найбільш прогресивній формі, що відрізняється тим, що замість пристроїв програмного та логічного управління з жорсткою логікою функціонування використовуються управляючі обчислювальні комплекси (НВК) на основі міні-, або мікро-ЕОМ і мікропроцесорні контролери. Використання програмованих технічних засобів автоматизації дає можливість легко здійснити необхідні зміни в системі управління шляхом перепрограмування без монтажних переробок. Ця форма є найбільш ефективною при управлінні технологічними процесами.
Застосування систем управління з використанням програмованих засобів управління на основі мікропроцесорної техніки обумовлено універсальністю, високою надійністю в експлуатації, можливістю зміни програми функціонування. Вартість таких систем нижче вартості аналогічних, створених на основі традиційних технічних засобів автоматичного керування.
Характерною особливістю сучасних систем управління в молочній промисловості є те, що вони здійснюються на основі типових алгоритмів і математичних моделей з урахуванням особливостей даної галузі.
Список використаної літератури
1. Брусилівський Л. П., «Прилади технологічного контролю в молочній промисловості.», 1990
2. Дьяченко П. Ф., «Технологія молока і молочних продуктів.», 1974
3. Калініна Л. В., «Загальна технологія молока та молочних продуктів.», 2004
4. Мітін В. В., «Автоматика і автоматизація виробничих процесів м'ясної і молочної промисловості."
5. Сурков В.Д., «Технологічне обладнання підприємств молочної промисловості.», 1983
6. Усков В. І., методичні вказівки «Автоматизація технологічних процесів і виробництв.»
7. Усков В. І., методичні вказівки «Обробка результатів вимірювань.»