Модернизация автоматизированной системы управления технологическим процессом цеха солодоподготовки

ВВЕДЕНИЕ 114
1. АНАЛИЗ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ЦЕХА СОЛОДОПОДГОТОВКИ 117
1.1Основные технологические решения 117
1.2 Описание технологической схемы 118
1.3 Общие понятия о технологии производства пива 120
1.4 Описание действующей водоподготовки 125
1.5 Описание разработки на производстве 127
2 ОПИСАНИЕ УРОВНЯ АВТОМАТИЗАЦИИ НА ПРОИЗВОДСТВЕ 130
2.1 Определение уровня автоматизации технологических процессов 130
2.2 Использование контроллеров в АСУТП 140
2.3 Ознакомление с программными контроллерами TECOMAT 143
2.4 Функционирование программного контроллера 145
2.5 Системные службы 146
2.6 Пользовательские процессы 147
2.7 Коммуникация и визуализация 152
2.8 Модульные программируемые контроллеры TECOMAT NS950 162
2.9 Выходные логические и аналоговые модули 164
2.9.1 Реализация автоматизированной системы цеха солодоподготовки 167
2.9.2 Расчет системы автоматизированного регулирования 185
3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 198
3.1 Общая характеристика опасностей проекта 199
3.2 Безопасность производственной деятельности и мероприятия по её обеспечению 200
3.3 Мероприятия по защите окружающей природной среды от опасностей 207
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 209
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 210

Весь текст будет доступен после покупки

Пивоваренная промышленность является одной из наиболее технологиче-ски сложных и наукоемких отраслей пищевой промышленности, где качество конечного продукта напрямую зависит от точности соблюдения технологиче-ских параметров на всех этапах производства. Особое место в этой цепочке за-нимает процесс солодоподготовки, включающий замачивание, проращивание и сушку ячменя. Это критически важный, самый длительный и энергоемкий этап, в ходе которого формируются ключевые органолептические и ферментативные характеристики будущего солода — основы вкуса, аромата и стабильности пива.
Актуальность обусловлена тем, что в современных условиях жесткой ры-ночной конкуренции и растущих требований потребителей к качеству и разно-образию продукции, традиционные системы управления солодоращением, осно-ванные на ручном контроле или устаревших средствах автоматизации, становят-ся тормозом для развития предприятий. Они не способны обеспечить необхо-димую точность поддержания температуры, влажности, состава атмосферы в ростях и оптимальных режимов сушки, что приводит к неизбежным технологи-ческим отклонениям, колебаниям качества солода от партии к партии, перерас-ходу энергоресурсов (тепло, электроэнергия, вода) и повышенной доле ручного труда.
Модернизация автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) цеха солодоподготовки является стратегической необхо-димостью для достижения следующих целей:
Гарантия высочайшего и стабильного качества солода за счет исключения «человеческого фактора» и точного воспроизведения технологических карт.
Оптимизация ресурсопотребления путем внедрения адаптивных алгорит-мов управления, минимизирующих затраты энергии на вентиляцию и сушку.
Повышение гибкости и производительности производства за счет сокраще-ния длительности циклов, возможности быстрой переналадки оборудования под разные сорта солода и прогнозируемости выхода продукции.
Интеграция в цифровую экосистему предприятия (MES/ERP-системы) для обеспечения прозрачности производства, планирования и углубленного анализа эффективности (OEE).
Создание базы для предиктивного обслуживания оборудования за счет сбора и анализа больших данных о работе технологических агрегатов.
Таким образом, разработка и внедрение современной АСУ ТП для цеха со-лодоподготовки — это не просто техническое обновление, а комплексное реше-ние, направленное на укрепление конкурентоспособности пивоваренного пред-приятия через повышение технологической культуры, экономической эффек-тивности и переход к стандартам «Индустрии 4.0».
Степень разработанности проблемы. Теоретические основы автоматизации технологических процессов в пищевой промышленности, включая принципы построения АСУ ТП, рассмотрены в трудах таких ученых, как например: В.А. Шишков, А.Г. Вартанян. Специфике технологии солодоращения и общим под-ходам к ее контролю посвящены работы ведущих технологов пивоваренной от-расли и нормативная техническая документация. Однако динамичное развитие микропроцессорной техники, датчиков нового поколения, промышленных сетей и SCADA-систем требует постоянной актуализации проектных решений. Каждая модернизация носит уникальный характер, обусловленный конкретной конфи-гурацией существующего оборудования, что определяет практическую значи-мость и новизну данной дипломной работы.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АНАЛИЗ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ЦЕХА СОЛОДО-ПОДГОТОВКИ


1.1Основные технологические решения

Процесс производства солода принят по классической схеме с раздельной замочкой, ращением и сушкой.
В проекте приняты следующие технические решения:
- Транспортировка солода и ячменя внутри солодовни принята винтовыми конвейерами;
- Для хранения ячменя перед замочкой устанавливается два бункера, рассчи-танные на суточный запас;
- Мойка и замочка ячменя предусматривается в замочных чанах классиче-ского типа, оборудованных всем необходимым для ведения любого типа замочки ячменя в соответствии с технологическими инструкциями;
- Для обеспечения требуемого количества воды и скорости подачи при за-мочке устанавливается накопительный бак для воды;
- С целью сокращения потребления свежей воды предусматривается система повторного использования воды от гидротранспортера на первичную мойку ячме-ня. Для сбора оборотной воды устанавливается специальный бак;
- Солодоращение предусматривается в двух секционном ящике «Солодена» с разгрузкой в середине. Ширина ящика 4.5 м. Общая длина 36 м;
- Сушилка солода в горизонтальной одноярусной сушилке;
- Все транспортные механизмы и росткоотбойная машина аспирируются. Пыль собирается в специальном бункере, очищенный воздух на специальных фильтрах выбрасывается в атмосферу. Вредных выбросов в атмосферу солодовен-ное производство не имеет.




1.2 Описание технологической схемы

Взвешенный, очищенный, отсортированный ячмень по галерее скребковым конвейером подается в накопительные бункера солодовенного производства.
Мойка ячменя и первичная замочка в течение суток предусматривается в двух моечно-замочных чанах.
После первых суток замоченный ячмень насосом перекачивается в замочные чаны для дальнейшего замачивания до влажности 43%-45%.
Моечно-замочные чаны оборудованы системой подачи, распыления пуска во-ды, подаваемой на мойку и замочку
Для продувки слоя зерна сжатым воздухом и отсоса диоксида углерода (СО2) в процессе замочки, устанавливается воздухопродувка и вентилятор для отсоса СО2. Продолжительность замочки 36-48 часов.
Замоченный ячмень гидротранспортом подается на солодоращение.
Вода после гидротранспорта собирается в специальные баки и повторно ис-пользуется на первичную мойку ячменя.
Проращивание замоченного ячменя производится в специальных ящиках с высоким подситовым пространством для подачи кондиционированного воздуха. Каждый ящик оборудован индивидуальным ворошителем для орошения пророс-шего солода и кондиционером.
Требуемые условия для проращивания зерна достигаются путем продувки слоя зерна потоком кондиционированного воздуха, подаваемого под сито. Темпе-ратура воздуха 12-14 0С, влажность 98-100%.
Количество и параметры кондиционированного воздуха меняются в зависи-мости от дней ращения.
Количество ящиков соответствует дням ращения – 6 штук.
Нагрузка на 1 м2 сита отсортированного ячменя – 470 т/м2.
Общая загрузка отсортированного ячменя в ящик – 76,4 т.
Проросший солод ворошителем разгружается на вибротранспортер, затем си-стемой конвейеров и ковшовым элеватором подается на сушилку. В процессе сушки нагретый паром воздух пропускается через слой зеленого слоя, который лежит на перфорированной сетке солодосушилки.
Воздух подается вентилятором в различных объемах и с повышением темпе-ратуры в зависимости от режима сушки. В начале сушки солод сушится быстрым потоком воздуха с температурой от 45 до 50 0С. Далее поток воздуха уменьшается и постепенно повышается температура от 70 до 90 0С.
Влажность солода снижается с 43% до 45%.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Балашов В.Е. Дипломное проектирование предприятий по производству пива и безалкогольных напитков. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1993. – 288 с.
2. Всесоюзный научно – исследовательский институт пивоваренной и безалкогольной промышленности. Технологические инструкции по производству солода и пива. – М.: ЦНИИТЭИ пищепром, 1991. – 115 с.
3. Долин П.А., Князевский Б.А., Марусова Т.П. Охрана труда – М.: Высшая школа, 1992 – 310 с.
4. Журнал Автоматизация и производство (декабрь № 15/1998).
5. Журнал Охрана труда и Социальное Страхование (октябрь № 11/ 1996).
6. Журнал Охрана труда и Социальное Страхование (сентябрь № 17/ 1997).
7. Зазирная М.В.Методическое указание по дипломному проектированию для студентов, специализирующихся по технологии бродильных производств. Технологические расчеты к проекту пивоваренного завода. – Киев: Межвузовское полиграфическое предприятие при КИНХ, 1997. – 76.
8. Зуев Ф.Г., Лотков Н. А., Полухин А. И. Подъемно-транспортные машины зерноперерабатывающих предприятий. – М.: Агропромиздат, 1985. – 320
9. Князевский Б. А.Охрана труда – М.:Высшая школа, 1992 – 310 с.
10. Мальцев П.М. Технология солодовенного производства. – М.: Пищевая промышленность, 1990. – 559 с.
11. Нормы технологического проектирования заводов (цехов) безалкогольных напитков. – М.: Гипрпищепром-2, 2001 76 с.
12. Нормы технологического проектирования предприятий пивоваренной промышленности. – М.: Гипропщепром-2, 1986. – 110 с.
13. Нормы технологического проектирования предприятий по производству ячменного солода. – М.: Гипропищепром-2, 1996 – 48с.
14. Сборник рецептур на напитки безалкогольные, квас и напитки из хлебного сырья. – М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1993 – 111с.

Весь текст будет доступен после покупки