Модернизация автоматизированной системы управления процессом розлива вин

ВВЕДЕНИЕ 4
1. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ РОЗЛИВОМ СТОЛОВЫХ ВИН 9
1.1 Обзор технических средств автоматизации в существующей системе 12
1.2 Технические и программные средства управления технологическим процессом розлива столовых вин 21
2. Модернизация автоматизированной системы управления процессом розлива вин 36
2.1 Выбор критериев качества управления 36
2.2. Условия устойчивости управления для систем с пи регуляторами 43
2.3. Расчет динамических характеристик системы управления температурой столового вина в охладителе 50
3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 58
3.1. Характеристика условий в цехе розлива столовых вин. 58
3.2. Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации проектируемого оборудования. 63
3.3. Инженерно–технические решения по безопасной эксплуатации разработки. 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 75

Весь текст будет доступен после покупки

Одним из основных показателей конкурентоспособности пищевой про-дукции является её качество. Сегодня российский рынок, как и рынки стран СНГ, характеризуется изобилием и разнообразием ликероводочной продукции, обусловливающими наличие жесткой конкуренции между российскими и зару-бежными производителями, что требует поиска новых, эффективных техноло-гий, позволяющих производителю обеспечить высокое качество и конкуренто-способность продукции, а производственный процесс сделать гибким, дина-мичным и высокотехнологичным.
Решение поставленных задач возможно на основе реализации комплекса мероприятий по различным направлениям, одним из которых является обеспе-чение высокого уровня качества исходного сырья и готовой ликероводочной продукции на основе использования современного высокопроизводительного и автоматизированного технологического оборудования, и внедрения современ-ных методов контроля и управления качеством процесса производства про-дукции.
Одним из основных видов технологического оборудования, определяю-щим производительность всего ликероводочного производства, являются мно-гопозиционные роторные (карусельные) машины, осуществляющие розлив ли-кероводочной продукции в соответствующую тару в процессе непрерывного вращения разливочного ротора (карусели). Цикловая производительность со-временных роторных машин для розлива столовых вин составляет от 100 до 400 шт./мин в зависимости от внешнего оформления, размеров, материала и объема заполняемой тары.
В ХХI веке на мировом рынке технологического оборудования для роз-лива столовых вин сформировалась устойчивая тенденция создания роторных машин, объединяющих на единой станине с общим приводом вращения не-сколько технологических роторов, например, ополаскивающие, разливочные и укупорочные, а в некоторых случаях этикетировочные и датирующие роторы. Такие машины в зависимости от числа объединяемых технологических рото-ров (два или три ротора) получили название моноблоков или триблоков, а в случае, если на одной станине установлено более трех технологических рото-ров, - синхроблоков.
Основным функциональным элементом разливочного ротора являются дозаторы. На сегодня преимущественное распространение в разливочных ро-торах роторных машин нашли клапанные дозаторы, реализующие способ роз-лива по уровню. Несмотря на разнообразие конструкций клапанных дозаторов, все они имеют один общий недостаток – при отводе тары от дозатора неболь-шой объем жидкости, поднявшийся по воздухоотводящей трубке, сливается в отводимую тару. Это является одной из причин нестабильности уровня (объе-ма) налива и требует весьма тщательной настройки всех дозаторов разливоч-ного ротора, число которых может достигать в высокопроизводительных ро-торных машинах 60 штук.
На современном этапе развития массового промышленного производства пищевой, в том числе и ликероводочной продукции, существуют два подхода к контролю качества продукции.
Первый из них – это обеспечение сплошного контроля основных пара-метров качества продукции на основе применения инструментальных методов, реализуемых в автоматизированном инспекционном оборудовании, стоимость которого сегодня сопоставима со стоимостью основного технологического оборудования, в частности роторных триблоков розлива.
Второй подход – это применение методов и процедур статистического (выборочного) контроля качества.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ РОЗЛИВОМ СТОЛОВЫХ ВИН

Автоматизация производства в винодельческой промышленности, про-цесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автомати-ческим устройствам. Автоматизация производства в винодельческой промыш-ленности — одно из основных направлений научно-технического прогресса. Цель автоматизации производства в винодельческой промышленности — по-вышение производительности и эффективности труда, улучшение качества продукции, создание условий для оптимального использования всех ресурсов производства, устранение человека от работы в условиях, опасных для здоро-вья. Различают автоматизацию производства: частичную — автоматизированы отдельные участки производственного процесса (ПП); комплексную — авто-матизированы вес основные участки производственного процесса; полную — автоматизированы все основные и вспомогательные участки производственно-го процесса; завод-автомат — процесс производства без участия человека (без-людное производство). Для технологических процессов виноделия до 1958 была характерна частичная автоматизация производства, заключающаяся во внедрении приборов контроля и регулирования температуры, давления и уровня. С 60-х гг. в винодельческую промышленность в заметных объемах внедрялась автоматизация машин и аппаратов, участков, линий, цехов и пред-приятий. Этому способствовали: быстрый рост сырьевой базы и производи-тельности машин и аппаратов; повышение уровня механизации; внедрение вы-сокопроизводительного непрерывно действующего оборудования и поточных установок и линий; совершенствование организационной структуры промыш-ленности, форм и методов управления ею. В 1958 впервые в мировой практике на Московском заводе шампанских вин была внедрена пневмоэлектрическая схема комплексной автоматизации спаренной установки для производства Со-ветского шампанского в потоке. В 1970 введен в действие Московский меж-республиканский комплексно-автоматизированный винзавод. В 1978 на этом заводе внедрена 1-я очередь АСУП-вино.
Разработка и проектирование автоматических систем включают: деталь-ное изучение управляемого объекта, т.е. определение его характеристик, пара-метров, условий работы и воздействий, которые он испытывает. Формулиро-вание требований, предъявляемых к системе; разработка принципиальной схе-мы автоматические системы, выбор и расчет ее элементов; исследование си-стемы в лабораторных условиях или на ЭВМ и внесение коррективов; проек-тирование, монтаж и наладку системы в реальных условиях; опытную эксплуа-тацию автоматические системы и ее совершенствование. Методы теории авто-матического управления являются общими для всех замкнутых автоматиче-ских систем вне зависимости от их физической сущности. Технологические процессы виноделия характеризуются большим разнообразием, что приводит к использованию различных измерительных устройств, автоматических регуля-торов, исполнительных механизмов и др., большинство из которых общепро-мышленные изделия. В некоторых случаях отдельные узлы общепромышлен-ных изделий видоизменяют с учетом требований винодельческой промышлен-ности. Ряд приборов (кондуктометрические датчики уровня, фотоэлектриче-ские и индуктивные счетчики бутылок и др.) выпускает специально для пище-вой промышленности.
Наибольшее распространение на винодельческих предприятиях получи-ли изделия электрической и пневматической ветвей государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации. В качестве средств автома-тизации производства в винодельческой промышленности применяются: дат-чики — рефрактометрический датчик с кюветой для контроля сахаристости винограда; кондуктометрические, поплавковые (с герконами). Емкостные дат-чики уровня мезги, сусла и вина; датчики влажности виноградной выжимки; датчики протока жидких сред виноделия; датчики контроля ацетальдегида и кислорода в вине; датчики эфироальдегидной фракции; датчики температуры — термоэлектрические преобразователи и термопреобразователи сопротивле-ния. Датчики-реле температуры; датчики давления и расхода с электрическими и пневматическими выходами; датчики-реле давления; ротаметры; спиртоиз-меряющие аппараты; вторичные приборы — манометрические термометры расширения; логометры; автоматические электронные мосты и потенциометры. Приборы с дифференциально-трансформаторной измерительной схемой; пневматические показывающие и самопишущие вторичные приборы контроля; электронные цифровые вольтметры; счетчики жидкостей; автоматические ре-гуляторы—регуляторы влажности виноградной выжимки; электронные изо-дромные регуляторы температуры с предварением; регуляторы прямого дей-ствия температуры мезги, уровня коньячного спирта и давления пара; пропор-ционально-интегральные пневматические регуляторы температуры и расхода системы „Старт"; приборные регуляторы с встроенными изодромными пневма-тическими регуляторами и с электрическими приставками для двух-, трехпо-зиционного и пропорционального регулирования. Исполнительные механизмы (ИМ) — электрические ИМ для позиционного и пропорционального регулиро-вания; клапаны, регулирующие с мембранными пневмоприводами и электро-магнитные клапаны.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Прейс В.В., Шпаков П.П. Некоторые аспекты проблемы обеспечения качества и конкурентоспособности российских водок // Сб. трудов XVI Междунар. научно-техн. конф. «Машиностроение и технофера XXI века» в г. Севастополе. Донецк: ДонНТУ, 2009. С. 251 – 254.
2. Статистические методы в спиртоводочном производстве / А.С. Горелов [и др.]. Тула: ТулГУ, 2001. 214 с.
3. Анцев В.Ю., Иноземцев А.Н. Всеобщее управление качеством: учеб. пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. 244 с.
4. Лисицын С.А. , Морозов В.Б. , Прейс В.В. Задачи статистического моделирования процедур непрерывного (выборочного) контроля параметров розлива и упаковки напитков // Изв. ТулГУ. Технические науки. Вып. 1. Ч. 1. 2009. С. 205 – 212.
5. М. М. Благовещенская, Л. А. Злобин. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Издательство: Высшая школа. 2013.
6. Гончаров А.В., Солдатов В.В. Применение парадигм интеллектуального управления при решении «открытых задач» автоматизации. – М.: ПРОБЕЛ-2000.
7. Солдатов В.В., Шавров А.В., Герасенков А.А. Технические средства автоматизации. – М.: Изд-во Рос. гос. агр. заоч. ун-та, 2004.
8. Шавров А.В., Солдатов В.В. Многокритериальное управление в условиях статистической неопределенности. - М.: Машиностроение, 2010.
9. Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. – СПб.: Невский диалект, 2011.
10. Пикина Г.А., Верховский А.В. Об одном методе расчёта оптимальных настроек типовых регуляторов // Теория и практика построения и функционирования АСУ ТП: Сб. науч. тр. – М.: Изд-во МЭИ, 1998.
11. Герасенков А.А. Построение дискретных схем управления электроприводами. – М.: Изд-во Московского государственного агроинженерного университета им. В.П.Горячкина, 1999.

Весь текст будет доступен после покупки