Зміст
Анотація
Завдання
Введення
Технологічний процес, до якого додається схема автоматизації
Функціональна схема автоматизації
Висновок
Література
Анотація
У роботі розроблена схема автоматизації регулювання процесу змішування. Наводиться технологічний процес виробництва. Схема автоматизації з вибором і вказівками установки елементів.
Записка містить сторінок 13, 1 рисунок. Графічна частина містить один аркуш формату А2.
Зміст записки:
опис технології виробництва та обгрунтування необхідності автоматизації;
функціональна схема, її опис, вказівки, лист установки первинних перетворювачів і всіх вторинних приладів.
Завдання
Розробити функціональну схему ділянки технологічного процесу змішування двох сипучих компонентів.
Введення
Харчові виробництва засновані на хіміко-технологічних процесах. Розвиток харчової технології, створення нових безперервних процесів і апаратів великої потужності зумовлюють необхідність автоматизації цих виробництв.
Вимірювальні прилади і автоматичні пристрої забезпечують оптимальне протікання технологічного процесу, недоступне ручного управління. Тому автоматизація дозволяє найбільш ефективно використовувати всі ресурси харчового виробництва, поліпшити якість своєї продукції і значно підвищити продуктивність праці.
Розробка систем автоматизації хіміко-технологічних процесів харчових виробництв здійснюється у трьох вимірах:
визначають методи ефективного вивчення закономірностей об'єкта управління при використанні фізичного та математичного моделювання із застосуванням ЕОМ;
створюються технологічно і економічно доцільні методи з встановленням найбільш раціональних залежностей між вимірюваними та керуючими координатами технологічних процесів;
розробляються інженерні методи ефективного втілення автоматизації, технічні засоби контролю і управління.
До недавнього часу в галузі для управління технологічними процесами застосовувалися в основному найпростіші механічні, пневматичні та електричні регулятори.
Однак за останні 15 - 20 років становище істотно змінилося. В даний час істотно переважають технологічні процеси з складними комплексами енергетичних і матеріальних потоків. Ці обставини, а також жорсткі вимоги до якості продукції привели до створення більш сучасних локальних систем автоматизації.
Для сепараторів великої одиничної потужності технологічних ліній, в локальних системах автоматизації створюються місцеві пункти контролю та управління, значно поліпшуються умови праці обслуговуючого персоналу. На них встановлюються пункти і щити з контрольно - вимірювальними приладами, апаратурою сигналізації, дистанційного пуску і зупинки устаткування.
Для управління складними технологічними процесами застосовують нові технологічні засоби - обчислювальну техніку, а так само сучасні економіко-математичні методи, що забезпечують автоматизацію збору і обробки інформації, необхідної для прийняття рішень. Основою для здійснення такого автоматизованого процесу управління є застосування ЕОМ.
Розвиток автоматизації передбачає комплексне вдосконалення виробництва, спрямоване на економію трудових, матеріальних і паливно-енергетичних ресурсів. Найважливіше значення надається роботам з механізації та автоматизації трудомістких процесів на основі використання мікропроцесорної техніки.
Автоматизація технологічних процесів докорінно змінює характер праці людини, роблячи його більш змістовним; збільшує творчу діяльність людини з переважанням функцій аналізу перебігу процесів і прийняття рішень. Одночасно з цим, засновані на важкій праці.
Технологічний процес, до якого додається схема автоматизації
Під змішуванням прийнято розуміти такий механічний процес, в результаті якого спочатку знаходяться окремо компоненти після рівномірного розподілу кожного з них у змішувати обсязі матеріалу утворюється однорідна суміш.
Складність здійснення процесу змішування залежить в першу чергу від агрегатного стану змішуються продуктів. До числа найбільш незручних для змішування продуктів слід віднести сипучі матеріали, так як для складання з них однорідних композицій потрібні складні енергоємні пристрої.
Матеріали і апарати, в яких змішуються сипучі компоненти зазвичай називають змішувачами. По конструкції вони дуже різні і для виконання однієї і тієї ж задачі змішування часом використовуються десятки конструктивно-розвинених змішувачів.
Процес змішування складається з наступних елементарних процесів:
Перемішування групи суміжних часток з одного місця суміші в інше впровадженням, ковзанням шарів (процес конвективного змішування);
Поступове перерозподілу часток різних компонентів через свежеобразованной кордон їх розділу (процес дифузійного змішування);
Зосередження частинок, що мають однакову масу, у відповідних місцях змішувача під дією гравітаційних сил (процес агрегації).
Процес агрегації за своєю дією на суміш протилежний першим двом процесам - він погіршує якість суміші.
У результаті процесу перемішування у змішувачі відбувається взаємне переміщення частинок різних компонентів, що знаходяться до перемішування окремо або в неоднорідне-запроваджене стані. У ідеалізованому процесі ми повинні отримати таку суміш, коли в будь-якій її точці до кожної частинки одного з компонентів примикають частки іншого компоненту в кількостях, що визначаються заданим станом компонентів. Так, якщо змішуються три компоненти, маси яких відносяться як цілі числа p: g: m, то в будь-якому малому обсязі після ідеального змішування повинні відноситься як p: g: m.
Однак таке ідеалізоване розподіл часток у дійсності не спостерігається, так як занадто велике число чинників, які впливають на їх взаємне переміщення і від яких у кінцевому результаті залежить ступінь змішування.
Ці фактори можна розділити на три групи:
Методи змішування (розпилювання, пересипання, переколачіваніе, нашарування компонентів, змішування компонентів у "киплячому шарі" і так далі);
Конструктивні особливості змішувачів і їх режими роботи (ступінь заповнення, швидкість і характер циркуляції матеріалів всередині змішувача, конструкція розмішують органу, швидкість його обертання);
Фізико-механічні характеристики суміші компонентів (співвідношення суміші компонентів, їх об'ємні маси, коефіцієнти внутрішнього тертя і так далі).
Завданням управління процесами змішування є підтримання заданого складу суміші. Для отримання математичної моделі процесу змішування використовується управління матеріального балансу для всієї суміші в цілому і для окремих компонентів.
Функціональна схема
Система автоматичного регулювання будь-якими технологічними параметрами може бути представлена блок-схемою.
Ланцюг зворотного зв'язку:
ЧЕ - чутливий елемент датчик, служить для знімання первинної інформації та її перетворення;
У - підсилювач - підсилює сигнал;
ІМ - виконавчий механізм;
РВ - регулюючий орган;
Про - об'єкт;
порівнює елемент.
Для змішування двох або більше потоків рідких і сипучих компонентів застосовують змішувачі періодичної або безперервної дії. Змішувачі забезпечуються мішалками для прискорення змішування та забезпечення рівномірного складу суміші.
За якістю "витрата вводиться компонента показник якості суміші" змішувач може розглядатися статичний об'єкт регулювання з запізненням або без нього. Наявність запізнювання, а так само інерційність процесу змішування залежить від ефективності перемішування.
Рівноваги вплив, що викликає відхилення якості суміші від запланованого, пов'язаних зі зміною витрат компонентів суміші, а так само їх властивостей. Регулюючим впливом є зміна витрати подаються компонентів.
У найпростішому випадку схема автоматизації роботи змішувача передбачає стабілізацію витрати кожного компонента на заданому значенні, або підтримання процентного співвідношення компонентів у суміші.
У даному випадку задана суміш формується з двох компонентів К 1 і К 2.
Кількість поданих компонентів вимірюється витратомірами 1 - 1
і 2 - 1, які розташовані за місцем. На щиті розміщені вторинні показуючі та самописні прилади 1 - 2
- Прилад для вимірювання витрати, безканальної з передачею показань і реєструючий 2 - 2, результати вимірювань з яких подаються на регулятор співвідношення 1 - 3 - прилад для вимірювання співвідношення витрат регулюючий. Через панель дистанційного керування 1 - 4, яка містить панель вибору та дистанційного управління, регулятор впливає на виконавчий механізм 1 - 5 регулюючого клапана веденого компонента К 2 в залежності від витрати До 1.
Якщо можливо безперервне зміна якості суміші, то можна застосувати двоконтурну автоматичну систему регулювання з корекцією за якістю суміші.
Якість суміші вимірюється 3 - 1, контролюється на щиті 3 - 2, і передається на коригувальний регулятор 3 - 3, який змінює заданий співвідношення витрат на регуляторі 1 - 3.
Схема автоматизації передбачає регулювання витрати компонента К 1 в залежності від рівня у змішувачі. Рівень вимірюється датчиком 4 - 3 на виконавчий механізм 4 - 4 регулюючого компонента К 1.
Висновок
Запропонована функціональна схема дозволяє здійснити безперервне змішування двох сипучих компонентів шляхом регулювання кількості поданих на змішувач компонентів.
Використана література
1. Макаров Ю. І. "Апарати для змішування сипучих матеріалів"
М.; "Машинобудування", 1973 р., 216 с.
2. Соколов В. А. "Автоматизація технологічних процесів харчової промисловості" М., Агропромиздат, 1991 р., 445 с.
3. Методичні вказівки по складанню схем автоматизації основних технологічних процесів харчової промисловості, ДДТУ, Ростов-на-Дону, 1996 р., 30 с.