Автоматизация участка приготовления теста на линии производства хлебобулочных изделий

ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОБОСНОВАНИЕ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ 6
1.1 Изучение технологического процесса в качестве объекта управления 6
1.2 Исследование технологического процесса как объекта управления 30
1.3 Функционально-стоимостной анализ базовой конфигурации линии по производству хлебобулочных изделий 34
2 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 42
2.1 Построение структурной схемы системы управления 42
2.2 Разработка принципиальной электрической схемы системы управления 57
3. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА 59
3.1 Монтаж датчика влажности на тестомесильное оборудование 59
3.2 Проектирование шкафа управления с контроллером 59
3.3 Разработка информационного и программного обеспечения для системы управления автоматизированной линией по производству хлебобулочных изделий 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 66
ПРИЛОЖЕНИЕ А 68
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 70
ПРИЛОЖЕНИЕ В 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 74
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 75
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 77
ПРИЛОЖЕНИЕ З 79

Весь текст будет доступен после покупки

В условиях современного рынка хлебобулочных изделий особое значение приобретает повышение эффективности производственных процессов, обеспечение стабильного качества продукции и снижение производственных издержек. Одним из ключевых этапов в технологической цепочке является приготовление теста, поскольку от его качества напрямую зависят органолептические и физико-химические характеристики конечного продукта. В то же время ручное или полуавтоматическое управление этим процессом сопряжено с высоким риском человеческого фактора, нестабильностью параметров замеса и, как следствие, колебаниями качества выпускаемой продукции. В связи с этим актуальной задачей становится автоматизация участка приготовления теста на линии производства хлебобулочных изделий, что позволит обеспечить точное дозирование компонентов, контроль параметров замеса и стабильность технологического процесса.
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка и практическая реализация автоматизированной системы управления участком приготовления теста на линии производства хлебобулочных изделий с целью повышения эффективности и стабильности технологического процесса.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследования:
– изучить технологический процесс приготовления теста как объект автоматизации и управления;
– провести функционально-стоимостной анализ существующей (базовой) конфигурации производственной линии;
– разработать структурную и принципиальную электрическую схемы системы управления;
– спроектировать шкаф управления с использованием программируемого логического контроллера (ПЛК);
– осуществить монтаж датчиков контроля ключевых параметров (в частности – датчика влажности);
– разработать информационное и программное обеспечение для управления автоматизированной линией.
Объектом исследования выступает технологический процесс приготовления теста на линии производства хлебобулочных изделий, а предметом – технические и программные средства автоматизации данного процесса.
В работе применялись следующие методы исследования: анализ научно-технической литературы и нормативной документации, функционально-стоимостной анализ (ФСА), системный подход к проектированию автоматизированных систем управления, методы проектирования электротехнических схем, а также программирование контроллеров и разработка пользовательского интерфейса.
Практическая значимость результатов работы заключается в возможности внедрения разработанной автоматизированной системы на действующих предприятиях хлебопекарной отрасли. Это позволит повысить стабильность качества теста, сократить время технологического цикла, уменьшить расход сырья и энергоресурсов, а также снизить зависимость от квалификации персонала, что в совокупности способствует повышению конкурентоспособности производства.

Весь текст будет доступен после покупки

ОБОСНОВАНИЕ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
1.1 Изучение технологического процесса в качестве объекта управления
Пищевая промышленность охватывает более тридцати различных секторов народного хозяйства, среди которых – хлебопекарная, кондитерская, сахарная, консервная, чайная, табачная, парфюмерно-косметическая и другие отрасли.
Предприятия этих направлений в рамках разнообразных производственных циклов создают обширный спектр высококачественной пищевой продукции и сопутствующих изделий. Каждый производственный цикл представляет собой упорядоченную последовательность технологических операций, включающих подготовку исходного сырья, его непосредственную переработку и выпуск готовой продукции.
Для современных крупномасштабных производств, доля которых неуклонно увеличивается во всех сегментах пищевой промышленности, характерна сложная структура, включающая разнотипные процессы, интегрированные посредством материальных и энергетических потоков. При проектировании систем автоматизации подобных производств требуется детальный анализ технологических объектов управления (ТОУ).
Такой анализ должен носить системный характер и включать всестороннее изучение производственного процесса с позиций технологического оснащения, применяемых методов переработки, параметров качества как сырья, так и конечной продукции, а также организации управляющих воздействий.
В ходе системного исследования анализируются специфические технологические процессы конкретного производства, определяются ключевые параметры, характеризующие его состояние, а также выявляются функциональные зависимости между ними.
Текущее состояние ТОУ (см. рисунок 1) описывается следующими группами величин:
– входные переменные x1,x2,…,xn, отражающие количественные и качественные характеристики исходного сырья (либо продукции, поступающей с предыдущего технологического этапа), а также параметры энергетических потоков;
– выходные переменные y1,y2,…,ym, описывающие физическое состояние (температуру, давление, расход) и физико-химические свойства (вязкость, плотность, pH и др.) конечной продукции;
– управляющие воздействия u1,u2,…,uk, с помощью которых обеспечивается стабильность и соответствие заданному технологическому режиму.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ГОСТ Р 59543-2021. Хлеб и хлебобулочные изделия. Общие технические условия. – М.: Стандартинформ, 2021. – 24 с.
2. ГОСТ Р 59544-2021. Технологическое оборудование для предприятий хлебопекарной промышленности. Общие требования безопасности. – М.: Стандартинформ, 2021. – 18 с.
3. ГОСТ Р 59545-2022. Автоматизированные системы управления технологическими процессами в пищевой промышленности. Общие требования. – М.: Стандартинформ, 2022. – 20 с.
4. Беляев А.Н., Кузнецова Е.В. Современные методы автоматизации тестоприготовления на предприятиях хлебопекарной отрасли // Пищевая промышленность. – 2023. – № 4. – С. 45–49.
5. Иванов С.Ю., Петрова Л.А. Применение программируемых логических контроллеров Siemens S7-300 в системах управления пищевыми производствами // Вестник машиностроения. – 2022. – № 7. – С. 62–67.
6. Козлов Д.В., Смирнова О.И. Интеллектуальные датчики влажности в условиях пищевого производства: анализ и выбор // Датчики и системы. – 2023. – № 2. – С. 33–38.
7. Лебедев А.А. SCADA-системы в автоматизации хлебопекарных предприятий: опыт внедрения WinCC // Автоматизация и современные технологии. – 2022. – № 10. – С. 21–26.
8. Морозов В.П., Фёдорова Н.К. Энергоэффективность и автоматизация в пищевой промышленности: монография. – М.: Машиностроение, 2023. – 212 с.
9. Николаев А.Б. Применение магнитно-индуктивных расходомеров в технологических линиях пищевых производств // Измерительная техника. – 2021. – № 9. – С. 55–60.
10. Осипов И.Р. Ультразвуковые уровнемеры в системах автоматизации бункеров сыпучих материалов // Приборы и системы управления. – 2022. – № 5. – С. 28–32.

Весь текст будет доступен после покупки