АВТОМАТИЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

5. АВТОМАТИЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

Одним із шляхів розвитку технічної бази, покращення якості продукції і підвищення ефективності сироробного виробництва є підвищення степені автоматизації процесів виробництва сиру. Для цього застосовують як автоматизовані системи, в яких частина функцій управління покладається на обслуговуючий персонал, так і автоматичні, коли всі функції управління виконуються технічними засобами без участі людини.

Широкому впровадженю автоматизації в практику сироробства сприяє стандартизація якості вихідної сировини, розроблення і поступовий перехід на організацію безперервних технологічних процесів виробництва сиру, концентрація і спеціалізація сироробного виробництва, механізація традиційно ручних процесів виробництва сиру, централізація процесів визрівання, зберігання і догляд за сирами на базі сиросховищ, розроблення і засвоєння технічних засобів автоматизації в сироробстві.

Однією з важливих тенденцій в сучачному сироробстві є прагнення організувати безперервне виконання технологічних операцій на таких традиційно дискретних участках виробництва, як формування і пресування, посолка і визрівання сирів, а також митя технологічних трубопроводів і обладнання. Створені за останні роки поточно-механізовані лінії і установки з високим рівнем автоматизації привели до появи автоматизованих сироробних підприємств.

Основною метою технологічного процесу виробництва сиру є виробнтцтво його у встановлених кількостях, асортименті із заданим рівнем якості при мінімальному рівні затрат необхідної праці. Щоб реалізувати цю цільову функцію, необхідно логічно проаналізувати і опрацювати накопичені об'єми інформації про технологічні, технічні і економічні параметри процесу за заданим математичним алгоритмом. В результаті аналізу повинні вироблятися як автоматичні управляючі діяння на процес, так і діагностуючі на прогнозуючі дії у формі рекомендацій для оператора.

Останнє десятиліття характеризується значним і стабільним ростом виробництва і споживання сиру в Україні і в усьому світі.

Опис апаратурно-технологічної схеми об”єкта автоматизації

Основаними технологічними процесами при вирорбництві сичужних сирів підготовка молока до переробки, виробництво сирного зерна,формування і пресування сиру, соління сиру і визрівання сиру.

Сирне зерно виробляють послідовно виконуючі наступні операції: Згортання суміші і утворення згустку; розрізка згустку і постановка сирного зерного зерна; зневодження сирного зерна.

Процеси проводять у сироробних ваннах або сировиготовлювачах.

Апаратурно-технологічна схема дільниці виробництва сирного зерна як об'єкта автоматизації.

У режимі “пуск” через клапани 2к, 3к, 8к, насосом 2 подається молоко у сироробну ванну 3, де відбувається згорання суміші і утворення згустку іде за рахунок внесення в молоко через 11 к клапан по черзі закваски, ферменту, хлориду кальцію через клапани 12 к,13 к.

Приводом 4 ріжучо – перемішуючого пристрою 5 здійснюють розрізку згустку і постановку сирного зерна. Зневоднення сирного зерна проводять шляхом його підігрівання гарячою водою, яка подається насосом 3, а охолодження згустку холодною водою, яка подається двигуном 4 через клапан 15к. Заквашування і сквашування молока проходить при попередньому підігрівання молока гарячою водою, яка ( завдання на автоматизацію)

З урахуванням технологічного регламенту на дільниці виробництва сирного зерна та зберігання молока і сироватки необхідні автоматичні системи контролю, регулювання і програмно-логічного управління для таких параметрів як рівень молока і сироватки в ємкості, температуру підігрівання і охолодження молока в ємкостях, рН середовища, стан електропроводів і положення запорних і переключаючих клапанів на дільниці. У цілому автоматизація повинна бути виконана на рівні локальної АСУТП. Конкретне завдання на розробку системи автоматизації дільниці наведено в таблиці 1.

ОПИС СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ.

Структура пропонованої системи (рис.2) відображає традиційну структуру оперативного управління виробничою дільницею.

Згідно з схемою автоматизоване управління технологічними процесами дільниці здійснюється з пункту управління, де розміщено щит управління і постійно знаходиться оператор- технолог ( майстер або робітник).

На щиті управління зосереджені технічні засоби, які дозволяють здійснювати контроль і регулювання параметрів, а також управління процесами дільниці як автоматично, так і оперативно. Для управління об'єктом, зокрема, передбачені системи автоблокування,дистанційного і програмно-логічного управління.

ОБГРУНТУВАННЯ СИСТЕМИ ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ АВТОМАТИЗАЦІЇ

При виборі системи засобів автоматизації виходили із структурних і алгоритмічних особливостей, умов роботи і вимог до якості роботи проектованої системи . Зокрема ,враховані такі вихідні дані, як локальність системи, необхідна серійність і однорідність апаратури, а також невелика інерційність об”єкта, велика частота збурень, вологість та вибухонебезпечність приміщень, необхідна дистанційність передачі сигналів на високі вимоги до якості роботи. Внаслідок аналізу цих вихідних даних, переваг і недоліків сучасних систем технічних засобів для реалізації системи вибрана електрична система засобів з урахуванням її великої дистанційності, малої інерційності, можливості автоматизації різних параметрів, простоти живлення, а також зручності зв”язку з управляючими обчислювальними пристроями.

ОПИС ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СХЕМИ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ

У відповідності до функціональної схеми розроблена система автоматизації передбачає:

-автоматичний контроль рівнів і температур об”єкта, а також кислотності середовища об”єкта; програмно-логічне і дистанційне управління клапанами.

Контроль мінімального і максимального рівня молока у танку виконується сигналізуючою системою, яка складається з двох датчиків (1а, 1б), сигналізатора 1в та ламп НL1,НL2.

При максимально допустимому рівні ця система через перемикач ручного управління SA1 видає блокуючий сигнал на закриття електромагнітного клапану (1к,2к) на потоці молока. Система зв”язана з УОК

Контроль рівня середовища у ванні здійснює система сигналізації, яка складається з датчика 7а, сигналізатора 7б, сигнальних ламп НL7 , НL8 і має вихід на управляючий обчислювальний комплекс.

Для контролю температури молока у танку передбачена система, яка складається з датчика 3а, вторинного показуючого,самопишучого і сигалізуючого приладу 3б та сигнальних ламп НL3, і НL4. Регулювання температури здійснюється регулятором 4б, який спиймає інформацію від датчика 3а і через пускове обладнання 4в впливає на виконавчий механізм 5б, зв”язаний з регулюючим клапаном 6к на паропроводі.

Регулятор має вмонтовану станцію для ручного регулювання системою і зв”язаний з УОК.

Для контролю кислотності середовища передбачена система, яка складається з датчика 6а, показуючого і сигналізуючого приладу 6б, а також сигнальних ламп НL5 і НL6 зв'язаних з УОК. Опис функціональної системи автоматизації сироробної ванни і танка для зберігання сироватки аналогічний.

Ручне дистанційне управління електроприводами насосів і ріжучо-перемішуючого приладу можна здійснити за допомогою восьми аналогічних систем у вигляді перемикача режиму роботи SA1, кнопочної станції SВ1, магнітного пускача КМ1, зв”язханих також з УОК та лампою НL21.

Для дистанційного управління запорними і перемикаючими клапанами на трубопроводах передбачені системи на основі перемикача SA11 та виконавчих механізмів 23б, в свою чергу зв”язана з УОК.

Контроль витрат системи закваски на сквашування молока здійснює система сигналізації, яка складається з датчика 11а, сигналізатора, сигнальних ламп HL11 і HL12 і має вихід на УОК. При дистанційній витраті ця система через перемикач ручного управлінняSA2 видає блокуючий сигнал на закриття електромагнітного клапану (12б,11к).

 Програмно-логічне управління процесами заповнення та випорожнення танка, а також миття обладнання в автоматичному режимі виконується за допомогою програмованого мікропроцесорного контролера 24а, який через ряд перетворювачів(1е, 2а, 2г,3в, 5а,6в,7в, 8в, 10а, 11в, 12а, 13в, 15а, 16г, 17а, 18в, 20а, 21в, 22а ,22г, 23а, 23г) зв'язаний з інформаційним та виконавчим обладнанням системи.

СПЕЦИФІКАЦІЯ ТА ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Специфікація засобів автоматизації, вибраних для реалізації розробленої системи управління, наведена у таблиці 7.

СПЕЦИФІКАЦІЯ ТА ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Специфікація засобів автоматизації, вибраних для реалізації розробленої системи управління, наведена у таблиці 7.