Автоматизація процесу дозування при виробництві маргарину

Зміст

Введення

Опис функціональної схеми
Опис технологічного процесу
Вибір приладів
Розрахунок регулюючого органу

Список літератури

Введення

Термін автоматизація (від грецького automatos) означає «самодіючий». В енциклопедичному словнику дається таке визначення автоматизації виробництва: «Автоматизація виробництва - процес у розвитку машинного виробництва, при якому функції управління і контролю, раніше виконувані людиною, передаються приладам та автоматичним пристроям».

Автоматизація виробництва є найважливішим чинником прискорення науково-технічного прогресу в народному господарстві. Подальші розвиток усіх видів промисловості вимагає створення автоматизованого обладнання, автоматизованих ліній, технологічних процесів. У науково-технічних програмах розвитку промисловості передбачена автоматизація виробництва на основі широкого застосування мікропроцесорної техніки та електронних обчислювальних машин (ЕОМ). Найближчим часом будуть вирішуватися проблеми, що забезпечують широке впровадження автоматизації на всіх рівнях: в області управління як технологічними процесами, так і виробничо-господарської діяльності підприємства в цілому. У результаті будуть створені автоматизовані підприємства і виробничі об'єднання, отримають подальший розвиток. Для вирішення поставлених завдань потрібні висококваліфіковані фахівці в області автоматизації виробництва. Тому в теперішній час велике значення надається вивченню в вузах дисципліни «Автоматизація технологічних процесів і виробництв». Метою вивчення дисципліни є підготовка студента до самостійного вирішення теоретичних і практичних завдань автоматизації хіміко-технологічних процесів промисловості.

Вимірювальні прилади і автоматичні пристрої забезпечують оптимальне протікання технологічного процесу, недоступне ручного управління. Тому автоматизація дозволяє найбільш ефективно використовувати всі ресурси виробництва, поліпшити якість своєї продукції і значно підвищити продуктивність праці.

Розробка систем автоматизації хіміко-технологічних процесів виробництв здійснюється у трьох напрямках: 1) визначаються методи ефективного вивчення закономірностей об'єктів управління при використанні фізичного і математичного моделювання з застосуванням ЕОМ: 2) створюються технічні та економічні доцільні методи управління з встановленням найбільш раціональних залежностей між вимірюваними та керуючими координатами технологічних процесів, 3) розробляються інженерні методи ефективного втілення автоматизації, технічні засоби контролю і управління.

Виходячи з системного підходу, автоматизацію виробництва підприємства поділяють на 4 рівні:

1. Автоматизація технологічних агрегатів і машин

2. Автоматизація технологічних ділянок.

3. Автоматизація технологічних процесів в цілому.

4. Автоматизація виробничо-господарської діяльності.

Залежно від ролі людини в управлінні розрізняють автоматичні й автоматизовані системи керування (АСК). Автоматизована система управління технологічним процесом (АСУ ТП) представляє собою організаційно-технічну систему управління технологічним процесом в цілому у відповідності з прийнятим критерієм управління, в якій для збору і обробки інформації використовується обчислювальна техніка. Роль людини в АСУ ТП зводиться до змістовного участі у виробленні рішень там, де їх виконання не може бути повністю автоматизована.

Комплекс технічних засобів АСУ ТП включає і засоби локального контролю, сигналізації та регулювання, які можуть функціонувати автономно. Локальні системи автоматизації, що входять в АСУ ТП, представляють собою комплекс пристроїв автоматики, автономно реалізують функцію управління частиною технологічного процесу або контролю за ним. Практично у всіх застосовуваних схемах автоматизації реалізуються функції контролю, сигналізації, регулювання, пуску і зупинки технологічного устаткування, автоматичного захисту.

Автоматизація виробництва - безперервно розвивається процес, причому особливістю його розвитку є те, що перехід до більш високого ступеня не означає повного зникнення характерних рис розвитку на нижчому щаблі, тому що кожна наступна ступінь є продовженням і розвитком нижчому щаблі.

АСУ ТП призначені для вироблення і здійснення керуючих впливів на технологічний об'єкт управлінні (ТОУ). ТОУ являє собою сукупність технологічного обладнання, на якому за встановленими регламентами здійснюється технологічний процес виробництва продуктів. До ТОУ відноситься технологічні апарати, агрегати і установки, а також ділянки, цехи та технологічні комплекси з виробництва продуктів в цілому. Якщо технологічний комплекс функціонує спільно з керуючою їм АУС ТП, то вони утворюють автоматизований комплекс (АТК).

За рівнем, займаному АУС ТП в організаційно-виробничій структурі переробного підприємства, розрізняють три класи АСУ ТП; нижнього рівня, верхнього рівня, багаторівневі. АУС ТП нижнього рівня керують технологічними агрегатами, установками, ділянками. АСУ ТП верхнього рівня (централізовані) - групами технологічних установок, ділянками, виробництвами і не включає в себе АСУ ТП нижнього рівня. Багаторівневі АСУ ТП керують тими ж, що і АСУ ТП верхнього рівня, але включають в себе АСУ ТП нижнього рівня.

Процес дозування широко поширений в галузях харчової промисловості: при виробництві хліба дозуються борошно, вода, сіль та інші добавки; пріпроізводстве овочевих і закусочних консервантів дозуються смакові добавки; при виробництві синтетичних миючих засобів здійснюється дозування різних інгридієнтів, що входять до їх складу.

Для отримання сумішей підвищеної якості процес дозування відбувається зазвичай безперервно. При автоматизації процесів дозування основна увага приділяється регулювання співвідношення витрат заданих рецептурної компонентів, при цьому пред'являються підвищені вимоги до точності дозування.

Дозування може здійснюватися за обсягом, наприклад за допомогою багатокомпонентного насоса-дозатора, або по масі з допомогою вагових пристроїв.

1 Опис функціональної схеми

Розглянемо автоматизацію процесу дозування за масою рідких компонентів при виробництві маргаринової емульсії.

При виробництві маргаринової продукції попередньо готуватися маргаринова емульсія, до складу якої входять жирові і водно-молочні компоненти. Набір цих компонентів проводиться у дозованому відділенні, куди вони надходять відповідно з жірохраніліщя і молочного відділення. У жірохраніліще кожен вид жирових компонентів перебуває в баках-ємностях, в яких підтримується певна температура, для того щоб жири знаходилися в розплавленому вигляді і добре транспортувалися по трубопроводах.

У молочному відділенні готується сквашене молоко і пастеризується надходить свіже молоко, готується розчин солі, кип'ячена вода і т.д.

Дозування-набір жирових і водно-молочних компонентів-здійснюється за певною рецептурою за масою в баки, встановлені на автоматичних вагах. Після набору жирової і водно-молочної суміші одночасно проводиться їх злив в один з змішувачів, звідки приготована маргаринова емульсія надходить на подальшу обробку.

На схемі наведена схема автоматичного управління ділянкою дозування при виробництві маргарину. З ємностей I жірохраніліща і VI молочно відділення (для спрощення на схемі показоно по одній ємності)

Послідовно у баки IV та V, встановлені відповідно на вагах II і III, набирається за масою кожен входить в рецептуру вид жирів і компонентів водно-молочної суміші.

Автоматизація ділянки виконана з використанням комплектної системи автоматизованого дозування рідких середовищ (САДЖС-2). До складу цієї системи входять важільно-механічні ваги II типу РС-2Ц13 з межею зважування 2000 кг, з покажчиком циферблатні типу УЦК-400-3 ВД6 (2а, 2б) з 6 задають стрілками і сельсином-датчиком і з дистанційним циферблатні покажчиком типу УЦД -400-3ВП6 (2в) з 6 задають стрілками і сельсином-датчиком, а також ваги III типу РП-1Ц13 з межею зважування 1000кг і відповідно двома покажчиками УЦК-400-3ВД6 (3а) і УЦД-400-3ВП6 (3б) з шкалами 0-500кг.

В якості запірної арматури на лініях подачі компонентів на ваги і зливу з терезів на змішувачі застосовані відсічні клапани з поршневим пневмоприводом КОПП 1 (5б-11б; 17б-20б) і КОПП2 (12б, 21б). Управління клапанами здійснюється стисненим повітрям за допомогою електропневматичним вентилів типу ВВ-32Ш (5а-12а, 17а-21а).

Крім вагових дозаторів жирових і водно-молочних компонентів, до складу системи входять два пульти управління, дві шафи, в яких розташовані вентилі ВВ-32Ш, і два місцевих щитка.

Пульти управління та дистанційні циферблатні покажчики встановлюються в приміщенні операторської (диспетчерського) пункту управління маргариновим цехом.

Система забезпечує місцевий, дистанційний і автоматичний режими управління. У місцевому режимі управління проводиться перемикачами з місцевих щитків, в дистанційному-перемикачами з пультів управління. На пультах розташована світлова сигналізація роботи клапанів набору і зливу компонентів, встановлення стрілки ваг на «0» шкали, закінчення набору компонентів, готовності змішувача прийняти з терезів набрані компоненти.

Системою передбачено аварійна світлова і звукова сигналізація перевантаження ваг, порушення рецептури через не закриття клапана подачі компонента, відсутності подачі компонентів на ваги і зливу набраної порції з ваг після надходження команди.

Система дозволяє провести перевірку маси окремих компонентів, а зупинити дозування з доопрацюванням всього циклу набору. Забезпечено також захист ваг від перевантаження.

Перед початком роботи системи в автоматичному режимі вибирають програму для даного виду маргарину штекерами на програмній платі пультів управління. Установка штекера забезпечує з'єднання датчиків маси циферблатного покажчика з певними вентилями ВВ-32Ш, керуючий сигнал від яких надходить на певні клапани подачі компонентів.

Якщо набір в баку на вагах закінчено і один з змішувачів готовий прийняти чергову порцію, то відкриваються клапани зливу і компоненти поступають в змішувач.

Системи автоматизованого управління дозуванням передбачається також автоматичний контроль рівня і температури в ємностях жірохраніліща і молочного відділення. Як датчики рівня використовуються гідростатичні рівнеміри ПИГ-2 (1а, 13а). Сигнали від рівнемірів надходять на вторинні прилади ППВ1.ЗІ (1б, 13б) з сигнальними пристроями. Після досягнення верхнього рівня в ємності електричний сигнал від ППВ-1.ЗІ використовується для блокування відповідних насосів; при нижніх значеннях рівня блокується робота дозуючих пристроїв.

Контроль температури продукту в ємностях здійснюється за допомогою термоперетворювачів опору ТСП (4а), сигнали від яких надходять на багатоточковий електронний міст КСМ-2 (4б).

Вторинні прилади і сигнальні лампочки встановлені на щитах жірохраніліща і молочного відділення.

У ємності, в якій відбувається квашення молока, за допомогою занурених датчиків ДПГ і перетворювача П201 контролюється рН

2 Опис технологічного процесу

Автоматизація ділянки виконана з використанням комплектної системи автоматизованого дозування рідких середовищ (САДЖС-2). До складу цієї системи входять важільно-механічні ваги II типу РС-2Ц13 з межею зважування 2000 кг, з покажчиком циферблатні типу УЦК-400-3 ВД 6 з 6 задають стрілками і сельсином-датчиком і з дистанційним циферблатні покажчиком типу УЦД-400-3ВП6с 6 задають стрілками і сельсином-датчиком, а також ваги III типу РП-1Ц13 з межею зважування 1000кг і відповідно двома покажчиками УЦК-400-3ВД6 і УЦД-400-3ВП6 зі шкалами 0-500кг.

В якості запірної арматури на лініях подачі компонентів на ваги і зливу з терезів на змішувачі застосовані відсічні клапани з поршневим пневмоприводом КОПП 1и КОПП 2. Управління клапанами здійснюється стисненим повітрям за допомогою електропневматичним вентилів типу ВВ-32Ш.

Системи автоматизованого управління дозуванням передбачається також автоматичний контроль рівня і температури в ємностях жірохраніліща і молочного відділення. Як датчики рівня використовуються гідростатичні рівнеміри ПИГ-2. Сигнали від рівнемірів надходять на вторинні прилади ППВ 1. ЗИ з сигнальними пристроями. Після досягнення верхнього рівня в ємності електричний сигнал від ППВ-1.ЗІ використовується для блокування відповідних насосів; при нижніх значеннях рівня блокується робота дозуючих пристроїв.

Контроль температури продукту в ємностях здійснюється за допомогою термоперетворювачів опору ТСП, сигнали від яких надходять на багатоточковий електронний міст КСМ-2

Вторинні прилади і сигнальні лампочки встановлені на щитах жірохраніліща і молочного відділення.

У ємності, в якій відбувається квашення молока, за допомогою занурених датчиків ДПГ і перетворювача П201 контролюється рН.

3 Вибір приладів та засобів автоматизації

Скляний термометр

Принцип дії скляних термометрів заснований на використанні властивості газів і рідин змінити свій, обсяг і твердих стрижнів - довжину при змін температури.

Термометри скляні одноконтактні і 2-х контактні бувають паличного типу з двома або трьома упаяними в масивний капіляр платиновими контактами. Точки контакту вказуються при замовленні.

Технічна характеристика

Температура контактируемих, ° С -20 / +3000
Допустимі відхилення від номінальної
Температура контактируемих в інтервалах, ° С

-20 / +100 ± 2

101-200 ± 3

201-300 ± 5

3) Допустима навантаження: Мощность1Вт

Сила тока0, 04 А

4) Довжина зануреної частини, ММОТ 50-300

5) Конструкції:

1П і 2П - одноконтактні і 2-х контактні (прямі) 1У і 2У - одноконтактні і 2-х контактні

(Вигнуті під 90 °)

Рівнемір поплавковий пневматичний типу ДУЖП - 200М

Призначений для вимірювання та перетворення рівня в стандартний пневматичний сигнал

Технічна характеристика

Похибка вимірювання, мм. . . . . . . . . . . . . . Не більш ± 5
Диференціал спрацьовування, мм .. . . . . . . . . . 5-30
Вихідний дискретний пневматичний

сигнал, мПа

При значенні. «0» 0-0,01

«1» 0,11-0,14

Температура контрольованого середовища, ° С. 30 +50
Тиск робочого середовища, мПа. .. До 20
Щільність контрольованої рідини, кг / м. 700-1200

7) Різниця щільностей двох змішуються

рідин при контролі лінії їх розділу. .. не менше 200

Тиск стисненого повітря живлення, мПа. .0,14-10
Термін служби. .8 Років

Габаритні розміри, мм. 380 * 85 * 75
Маса, кг. .. 4,3
Виробник. .. «СтарроруссПрібор» г.Іркутск

Газоаналізатор оптико-акустичний автоматичний ГІАМ-15

Вони призначений для безперервного контролю вмісту одного з компонентів: СО, СО _2, СН ₄ в технологічних процесах у системах охорони навколишнього середовища і викидах промислових підприємств. Контроль здійснюється шляхом вимірювання об'ємної частки СО, СО _2, СН ₄ і видачі інформації у вигляді уніфікованого вихідного сигналу, пропорційного аналізованої величиною.

Технічна характеристика газоаналізаторів ГІАМ-15

1) Діапазон виміру,%:

а) для СВ. . 0-0,01; 0-0,02; 0-0,05;

0-0,1; 0-0,3; 0-0,5;

б) для СО _2. .. 0-0,01; 0-0,02; 0,05;

0-0,1; 0-0,2; 0-0,5;

в) для СН ₄ .. 0-0,02; 0-0,05; 0-0,1;

0-0,2; 0-0,5;

2) Параметри аналізованої газової суміші: *

а) температура, ° С. 45

б) вологи зміст, г / м ^3,. 1

в) пилу. . .

3) Габаритні розміри, мм .. 420 × 520 × 115

4) Маса, кг .. 14

Манометр

Принцип дії цього приладу заснований зрівноважуванні вимірюваного тиску (розрідження) силою пружної деформації одновитковою або многовітковой трубчастої манометричної пружини.

У харчовій промисловості прилади з трубчастою пружиною застосовується для вимірювання тиску та розрідження парів, рідких та газоподібних середовищ.

Технічна характеристика

Тип МОШ 1100

Клас точності .2,5
Межа вимірювання .. 0,1; 0,16; 0,25
Габаритні розміри, або діаметр корпусу, мм. 100
Маса, кг .. 0,9
Виробник. .. «Томскійманометровий» завод

Газоаналізатор термокондуктометріческій ТП5501

Принцип дії заснована на безперервному вимірі змісті водню в газових сумішах, що містять крім водню двоокис вуглецю, метан, азот і окис вуглецю в будь-яких кількостях, і кисень в кількостях, що виключають можливість утворення вибухонебезпечних сумішей.

У комплект поставки входять приймач, вимірювач на базі приладу КСМ2-024, стабілізатор напруги типу С-0, 09 і балон з контрольною газовою сумішшю.

Технічні характеристики газоаналізатора

1) Діапазон вимірювань

концентрації водню в

газових сумішах,% за об'ємом .. 0-1; 0-2; 0-3; 0-5; 0-10; 0-20; 0-6

50-100; 60-100; 80-100; 90-100;

95-100

2) Відстань від приймача до

вимірника, м (не більше). 100

3) Споживана потужність, В-А .150

4 Розрахунок регулюючого органу

Розрахунок регулюючого органу.

Завдання:

Вибрати і розрахувати регулюючий орган для регулювання витрати води.

Дані для розрахунку:

1. середовище - вода

2. максимальна об'ємна витрата Q max ( ) - 2520

3.перепад тисків при максимальній розрахунковій витраті Р _РВ - 0.28

4.температура Т ( ) -108

5.плотность ( ) -1

6.абсолютное тиск до -2.0

7.абсолютное тиск насичених парів при заданій температурі -1,25

8.кінетіческая в'язкість при заданій температурі V - 0,00394

Розрахунок регулюючого органу

1. визначаємо максимальну пропускну здатність:

, Де

- Максимальна об'ємна витрата р - щільність ) Р _РВ - перепад тисків при максимальній розрахунковій витраті

2. з переліку типу розмірів РВ вибираємо регулюючий орган сусловной пропускною здатністю більшої на 20%

і має певний діаметр умовного проходу

D у = 300 . = 1600 ( )

3. перевірка впливу в'язкості рідини на пропускну здатність РВ, визначаємо число Рейнольда

, Де

V - кінетична в'язкість при заданій температурі

4.проверю РО на можливість виникнення кавітації.

4.1 визначаю коефіцієнт обраного регулюючого органу

, Де

Де - Площа перерізу вхідного патрубка регулюючого органу ( )

( )

4.2 За кривої знаходжу коефіцієнт кавітації Ккав = 0,61

4.3 визначаю перепад тиску, при якому виникає кавітація

де - Абсолютний тиск до регулюючого органу ,

- Абсолютний тиск насичених парів при температурі

Так як то вибираємо РВ з рані знайденої умовної пропускною здатністю .

5.Определяем максимальну пропускну здатність

6. перевіряю знову обраний регулюючий орган за умовою:

Так як умови виконується, то з рани вибраний РВ забезпечує заданий максимальний витрата в умовах кавітації і відбір регулюючого органу з пропускної здатності, вважається закінченим.

Список літератури

1) Г.В. Корольова «Основи автоматизації» Москва «Вища школа» 1990.

2) А.Г. Старовірів «Основи автоматизації виробництва» Москва «Машинобудування» 1989р.

3) В.Я. Маклер, Л.С. Рабин «Автоматичне санітарно-технічних та вентиляційних систем» Москва «Староіздатель» 1982р.

4) О.М. Камразе, М.Я. Фитерман. «Контрольно вимірювальні прилади та автоматика» Ленінград «Хімія» 1988р.

5) К.Н. Менблер «Автоматизація конденсаційних і вентиляційних систем» Москва «Машинобудування» 1987р.