Контрольна робота
На тему: «Контроль і регулювання температури на стадії пастеризації»
Зміст
Введення
1. Опис об'єкта автоматизації
2. Структурна схема об'єкта автоматизації
3. Опис схеми автоматизації
4. Структурна схема і опис регулятора
Список використаної літератури
Введення
Управління будь-яким технологічним процесом або об'єктом у формі ручного або автоматичного впливу можливо лише при наявності вимірювальної інформації про окремі параметри, що характеризують процес або стан об'єкта. Параметри ці досить своєрідні. До них відносяться електричні (сила струму, напруга, опір, потужність та інші), механічні (сила, момент сили, швидкість) і технологічні (температура, тиск, витрата, рівень та інші) параметри, а також параметри характеризують властивості і склад речовин ( щільність, в'язкість, електрична провідність, оптичні характеристики, кількість речовини і т.д.). Вимірювання параметрів здійснюється за допомогою найрізноманітніших технічних засобів, що мають нормованими метрологічними властивостями. Технологічні вимірювання і вимірювальні прилади використовуються при управлінні (ручному або автоматичному) багатьма технологічними процесами в різних галузях народного господарства.
Засоби вимірювань відіграють важливу роль при побудові сучасних автоматичних систем регулювання окремих технологічних параметрів і процесів (АСР) і особливо автоматизованих систем управління технологічними процесами (АСУТП), які вимагають подання великої кількості необхідної вимірювальної інформації у формі, зручній для збору, подальшого перетворення, обробки та представлення її, а в ряді випадків для дистанційної передачі у вище нижче стоять рівні ієрархічної структури управління різними виробництвами.
В основі вимірів параметрів і фізичних величин лежать різні фізичні явища і закономірності. Вимірювальні схеми з використанням сучасних досягнень мікроелектронної техніки: мікропроцесорних схем, твердих або напівпровідникових електрохімічних елементів та інші.
1. Опис об'єкта автоматизації
Основним завданням, що стоїть перед підприємствами харчової галузі, є випуск якісної продукції, яка відповідає за фізико-хімічними, мікробіологічними та органолептичними показниками діючої нормативно-технічної документації.
При виробництві молока, пива, вина, соків та інших харчових продуктів проблеми збереження їх якості мають першочергове значення. Запобіганню псування продуктів, збільшення термінів їх зберігання сприяє своєчасна термообробка, при якій під впливом високої температури знищується хвороботворна мікрофлора. Тому без таких процесів, як пастеризація або стерилізація неможливо ні одне сучасне виробництво.
Пастеризація здійснюється при температурах нижче точки кипіння продукту (від 65 до 95 ° С). Вибір температурно-часових комбінацій режиму пастеризації залежить від виду вироблюваного продукту і вживаного обладнання, що забезпечують необхідний бактерицидний ефект (не менше 99,98%), і повинен бути направлений на максимальне збереження початкових властивостей молока, його харчової та біологічної цінності.
Цілі пастеризації наступні:
· Знищення патогенної мікрофлори, отримання продукту, безпечного для споживача в санітарно-гігієнічному відношенні;
· Зниження загальної бактеріального обсіменіння, руйнування ферментів сирого продукту, що викликають псування пастеризованого продукту, сни-ються його стійкості при збереженні;
· Спрямована зміна фізико-хімічних властивостей продукту для отримання заданих властивостей готового продукту, зокрема, органолептична властивостей, в'язкості, щільності згустку і т.д.
2. Структурна схема системи автоматизації
Пастеризатор включає три зони пастеризації, зону охолодження повіт-хом, зону охолодження водою і зони завантаження і вивантаження. У зонах пасті-ризації банки занурюються у ванну з підігрітою водою. Підігрів води у ванні здійснюється парою шляхом барботирования. Рівень води над банками при їх зануренні у ванну становить 30 мм .
На рис. 1 представлена схема автоматизації пастеризатора. Схема передбачає блокований і деблокувати режими роботи конвеєрів завантаження і пастеризатора. Вибір режиму роботи здійснюється ключем, встановленим на щиті. Зі щита кнопками дистанційно керують електроприводами пастеризатора.
У блокованому режимі пуск конвеєра пастеризатора відбувається при досягненні температури води у ванні 90 ° С. Після запуску конвеєра пастеризатора можливий пуск завантажувального конвеєра.
Розглянувши властивості даного об'єкту і вихідний дані, що розробляються системи контролю, регулювання та управління прийняті незалежними.
3. Опис схеми автоматизації
Система автоматизації передбачає автоматичний контроль тиску пари, що надходить в пастеризатор, що показує манометром типу ОБМ1. Стабілізація температури в перших двох зонах пастеризації здійснюється одноконтурними системами регулювання за допомогою манометричних регуляторів температури типу ТРП, що регулює вплив яких надходить на регулюючі клапани типу 25ч32нж, що змінюють витрату пари в пастеризатор. Стабілізація температури в третій зоні пастеризації здійснюється за допомогою термоперетворювача опору типу ТСП та мосту автоматичного КСМЗ-П з пропорційно-інтегральним регулюючим пристроєм у комплекті з панеллю дистанційного керування ПП12.2. При відхиленні температури води у ванні від заданої (90 ° С) вихідний сигнал від мосту надходить на регулюючий клапан 25ч32нж, який змінює витрату пари в третю зону пастеризації. При підвищенні температури у ванні пастеризатора до 95 ° С спрацьовує контактний пристрій мосту і через електричну схему знеструмлюється електромагніт клапана 22кч801бк; регулюючий пристрій ПОУ припиняє подачу пари в пастеризатор.
Тиск пари, що надходить в пастеризатор, автоматично контролюється манометром ОБМ1.
Схемою передбачено аварійний останов насоса охолодження при підвищенні тиску води вище 0,2 МПа, при цьому спрацьовують контакти сигнального пристрою показує манометра типу МП4-Ш.
Передбачена світлова сигналізація роботи приводів, а також світлова і звукова сигналізації аварійної зупинки насоса охолодження і відхилення температури у ванні.
4. Структурна схема і опис регулятора
Пропорційно-інтегральне регулювання об'єднує в собі властивості пропорційного (статичного) і інтегрального (астатічного) регулювання. У таких регуляторах швидкість зміни регулюючого дії (перестановки регулюючого органу) Y пропорційна швидкості зміни неузгодженості та сама неузгодженість, тобто:
або
yy 0 = K p x + K 4
де x = tt 3 - відхилення температури води від задангого значення t 3;
y - y 0 - переміщення регулюючого органу, який змінює витрату пари в теплообмінник;
K p - коефіцієнт передачі регулятора;
K 4 = K p / T u - коефіціент інтегрування регулятора, при цьому Т 4 - час інтегрування (ізодрома) регулятора;
ф - час.
Таким чином, в системі з Пі-регулятором регулювання здійснюється за відхиленням і інтегралом від відхилення регульованої величини.
Якість регулювання залежить від встановлених значень К р і Т u.
Список використаної літератури
1.Автоматізація виробничих процесів і АСУТП в харчовій промисловості / Під ред.Л.А.Шірокова.-М., 1986.-311с.
2.Кулаков М.В. Технологічні вимірювання і прилади для хімічних виробництв: Підручник.-М., 1983.-424с.
3.Основи автоматизації технологічних процесів харчових виробництв: Учеб.пособіе.-М., 1982.-295с.
4.Полоцкій Л.М., Лапшенков Г.І. Автоматизація хімічних виробництв: Учеб.пособіе.-М., 1982.-295с.
5.Стефані Є. П. Основи побудови АСУТП: Учеб.пособіе.-М., 1982.-352с.
6.Автоматізація технологічних процесів харчових виробництв / Под ред. Е.Б.Карпіна.-М., 1977.-426с.
7.Автоматізірованние системи управління підприємствами молочної промисловості / Ю. П. Маркін, Б. В. Семенов, Н. П. Лакшин і др.-М., 1977.-271с.
8.Автоматіческіе прилади, регулятори та обчислювальні системи: Справ.пособіе / Під ред.Б.Д.Кошарского.-Л., 1976.-485с.
9.Брусіловскій Л.П., Вайнберг А.Я., Черняков Ф. С. Автоматизовані системи управління технологічними процесами підприємств молочної промишленності.-М., 1986.-232с.
10.Брусіловскій Л.П., Вайнберг А.Я. Автоматизація технологічних процесів виробництва молочних консервов.-М., 1985.-280с.
На тему: «Контроль і регулювання температури на стадії пастеризації»
Зміст
Введення
1. Опис об'єкта автоматизації
2. Структурна схема об'єкта автоматизації
3. Опис схеми автоматизації
4. Структурна схема і опис регулятора
Список використаної літератури
Введення
Управління будь-яким технологічним процесом або об'єктом у формі ручного або автоматичного впливу можливо лише при наявності вимірювальної інформації про окремі параметри, що характеризують процес або стан об'єкта. Параметри ці досить своєрідні. До них відносяться електричні (сила струму, напруга, опір, потужність та інші), механічні (сила, момент сили, швидкість) і технологічні (температура, тиск, витрата, рівень та інші) параметри, а також параметри характеризують властивості і склад речовин ( щільність, в'язкість, електрична провідність, оптичні характеристики, кількість речовини і т.д.). Вимірювання параметрів здійснюється за допомогою найрізноманітніших технічних засобів, що мають нормованими метрологічними властивостями. Технологічні вимірювання і вимірювальні прилади використовуються при управлінні (ручному або автоматичному) багатьма технологічними процесами в різних галузях народного господарства.
Засоби вимірювань відіграють важливу роль при побудові сучасних автоматичних систем регулювання окремих технологічних параметрів і процесів (АСР) і особливо автоматизованих систем управління технологічними процесами (АСУТП), які вимагають подання великої кількості необхідної вимірювальної інформації у формі, зручній для збору, подальшого перетворення, обробки та представлення її, а в ряді випадків для дистанційної передачі у вище нижче стоять рівні ієрархічної структури управління різними виробництвами.
В основі вимірів параметрів і фізичних величин лежать різні фізичні явища і закономірності. Вимірювальні схеми з використанням сучасних досягнень мікроелектронної техніки: мікропроцесорних схем, твердих або напівпровідникових електрохімічних елементів та інші.
1. Опис об'єкта автоматизації
Основним завданням, що стоїть перед підприємствами харчової галузі, є випуск якісної продукції, яка відповідає за фізико-хімічними, мікробіологічними та органолептичними показниками діючої нормативно-технічної документації.
При виробництві молока, пива, вина, соків та інших харчових продуктів проблеми збереження їх якості мають першочергове значення. Запобіганню псування продуктів, збільшення термінів їх зберігання сприяє своєчасна термообробка, при якій під впливом високої температури знищується хвороботворна мікрофлора. Тому без таких процесів, як пастеризація або стерилізація неможливо ні одне сучасне виробництво.
Пастеризація здійснюється при температурах нижче точки кипіння продукту (від 65 до 95 ° С). Вибір температурно-часових комбінацій режиму пастеризації залежить від виду вироблюваного продукту і вживаного обладнання, що забезпечують необхідний бактерицидний ефект (не менше 99,98%), і повинен бути направлений на максимальне збереження початкових властивостей молока, його харчової та біологічної цінності.
Цілі пастеризації наступні:
· Знищення патогенної мікрофлори, отримання продукту, безпечного для споживача в санітарно-гігієнічному відношенні;
· Зниження загальної бактеріального обсіменіння, руйнування ферментів сирого продукту, що викликають псування пастеризованого продукту, сни-ються його стійкості при збереженні;
· Спрямована зміна фізико-хімічних властивостей продукту для отримання заданих властивостей готового продукту, зокрема, органолептична властивостей, в'язкості, щільності згустку і т.д.
2. Структурна схема системи автоматизації
Пастеризатор включає три зони пастеризації, зону охолодження повіт-хом, зону охолодження водою і зони завантаження і вивантаження. У зонах пасті-ризації банки занурюються у ванну з підігрітою водою. Підігрів води у ванні здійснюється парою шляхом барботирования. Рівень води над банками при їх зануренні у ванну становить
На рис. 1 представлена схема автоматизації пастеризатора. Схема передбачає блокований і деблокувати режими роботи конвеєрів завантаження і пастеризатора. Вибір режиму роботи здійснюється ключем, встановленим на щиті. Зі щита кнопками дистанційно керують електроприводами пастеризатора.
У блокованому режимі пуск конвеєра пастеризатора відбувається при досягненні температури води у ванні 90 ° С. Після запуску конвеєра пастеризатора можливий пуск завантажувального конвеєра.
Розглянувши властивості даного об'єкту і вихідний дані, що розробляються системи контролю, регулювання та управління прийняті незалежними.
3. Опис схеми автоматизації
Система автоматизації передбачає автоматичний контроль тиску пари, що надходить в пастеризатор, що показує манометром типу ОБМ1. Стабілізація температури в перших двох зонах пастеризації здійснюється одноконтурними системами регулювання за допомогою манометричних регуляторів температури типу ТРП, що регулює вплив яких надходить на регулюючі клапани типу 25ч32нж, що змінюють витрату пари в пастеризатор. Стабілізація температури в третій зоні пастеризації здійснюється за допомогою термоперетворювача опору типу ТСП та мосту автоматичного КСМЗ-П з пропорційно-інтегральним регулюючим пристроєм у комплекті з панеллю дистанційного керування ПП12.2. При відхиленні температури води у ванні від заданої (90 ° С) вихідний сигнал від мосту надходить на регулюючий клапан 25ч32нж, який змінює витрату пари в третю зону пастеризації. При підвищенні температури у ванні пастеризатора до 95 ° С спрацьовує контактний пристрій мосту і через електричну схему знеструмлюється електромагніт клапана 22кч801бк; регулюючий пристрій ПОУ припиняє подачу пари в пастеризатор.
Тиск пари, що надходить в пастеризатор, автоматично контролюється манометром ОБМ1.
Схемою передбачено аварійний останов насоса охолодження при підвищенні тиску води вище 0,2 МПа, при цьому спрацьовують контакти сигнального пристрою показує манометра типу МП4-Ш.
Передбачена світлова сигналізація роботи приводів, а також світлова і звукова сигналізації аварійної зупинки насоса охолодження і відхилення температури у ванні.
4. Структурна схема і опис регулятора
Пропорційно-інтегральне регулювання об'єднує в собі властивості пропорційного (статичного) і інтегрального (астатічного) регулювання. У таких регуляторах швидкість зміни регулюючого дії (перестановки регулюючого органу) Y пропорційна швидкості зміни неузгодженості та сама неузгодженість, тобто:
або
yy 0 = K p x + K 4
де x = tt 3 - відхилення температури води від задангого значення t 3;
y - y 0 - переміщення регулюючого органу, який змінює витрату пари в теплообмінник;
K p - коефіцієнт передачі регулятора;
K 4 = K p / T u - коефіціент інтегрування регулятора, при цьому Т 4 - час інтегрування (ізодрома) регулятора;
ф - час.
Таким чином, в системі з Пі-регулятором регулювання здійснюється за відхиленням і інтегралом від відхилення регульованої величини.
Якість регулювання залежить від встановлених значень К р і Т u.
Список використаної літератури
1.Автоматізація виробничих процесів і АСУТП в харчовій промисловості / Під ред.Л.А.Шірокова.-М., 1986.-311с.
2.Кулаков М.В. Технологічні вимірювання і прилади для хімічних виробництв: Підручник.-М., 1983.-424с.
3.Основи автоматизації технологічних процесів харчових виробництв: Учеб.пособіе.-М., 1982.-295с.
4.Полоцкій Л.М., Лапшенков Г.І. Автоматизація хімічних виробництв: Учеб.пособіе.-М., 1982.-295с.
5.Стефані Є. П. Основи побудови АСУТП: Учеб.пособіе.-М., 1982.-352с.
6.Автоматізація технологічних процесів харчових виробництв / Под ред. Е.Б.Карпіна.-М., 1977.-426с.
7.Автоматізірованние системи управління підприємствами молочної промисловості / Ю. П. Маркін, Б. В. Семенов, Н. П. Лакшин і др.-М., 1977.-271с.
8.Автоматіческіе прилади, регулятори та обчислювальні системи: Справ.пособіе / Під ред.Б.Д.Кошарского.-Л., 1976.-485с.
9.Брусіловскій Л.П., Вайнберг А.Я., Черняков Ф. С. Автоматизовані системи управління технологічними процесами підприємств молочної промишленності.-М., 1986.-232с.
10.Брусіловскій Л.П., Вайнберг А.Я. Автоматизація технологічних процесів виробництва молочних консервов.-М., 1985.-280с.