Модернизация автоматизированной системы управления технологическим процессом мойки в бутылочной машине с использованием энергоэффективных решений

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 4
1. Автоматизация управления розливом минеральной
воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2. Технические и программные средства управления
технологическими процессами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3. Выбор критериев качества управления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4. Условия устойчивости управления для систем с ПИ
регуляторами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
5. Расчет динамических характеристик системы
управления температурой минеральной воды в охладителе . . . . . . . . . . . . 55
6. Безопасность и экологичность проекта…………………………..….63
7. Экономический расчет………………………………………....….…79
8. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
9. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

Весь текст будет доступен после покупки

Производство безалкогольных напитков связано с периодическими и непрерывными процессами. Наличие периодических процессов ограничивает производительность оборудования, затрудняет их управление. Разработка и внедрение непрерывных процессов производства является актуальной задачей.
Развитие автоматизации производства безалкогольных напитков ведется по двум направлениям: по пути автоматизации периодических процессов с максимальным использованием средств контроля и регулирования качественных показателей и по пути усовершенствования управления непрерывными процессами и создания комплексных АСУ. Все периодические и непрерывные процессы имеют в основном последовательную структуру. С точки зрения динамических свойств управляемых процессов отделения приготовления безалкогольных напитков характеризуются относительно малой инерционностью, различной продолжительностью пребывания среды в отдельных аппаратах (от 1 мин. в фильтре-прессе линии производства газированных напитков до 60 мин в варочной колонне линии приготовления купажного сиропа), которая существенно меньше, чем в кондитерском производстве (например, продолжительность пребывания шоколадных масс в коншмашине может достигать 3 суток).
Автоматизация управления является одним из основных направлений повышения эффективности производства.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ РОЗЛИВОМ
МИНЕРАЛЬНОЙ ВОДЫ

Схема управления розливом минеральной воды может быть реализована с помощью АСУТП в режиме «Советчика» построенной согласно схеме, представленной на рис.

АСУТП розлива минеральной воды представляет собой РСУ малого масштаба, состоящую из подсистем сбора и отображения информации, автоматического регулирования, дискретно-логического управления, противоаварийных защит и блокировок.
Объект управления включает: оросительный холодильник 1, установку для обеззараживания 2, резервуары 3, фильтр-пресс 4, охладитель 5, бачок 6, сатуратор 7.
Основные компоненты системы: контроллеры РК-131/300* со 100%-м резервированием — 3, АРМы оператора-технолога, начальника отделения и лаборатории на базе ЭВМ (Pentium промышленного исполнения) и 20" мониторов с повышенной зашитой от электромагнитных воздействий; сетевые средства—10 Мбит Ethernet-технологии со 100%-м резервированием; станция архивирования в комплекте со сменными магнитооптическими дисководами; сервер БД РВ; принтеры; пакеты программ iFIX; конструктивы — 19" шкаф (RITTAL).
Информационная мощность АСУТП составляет: число входных и выходных сигналов — 14/14, т. е. 28. Из них контролируемых аналоговых (уровень, температура, давление) — 11; контролируемых дискретных (с учетом запорной арматуры) — 6; дискретных управляющих — 3; контуров регулирования — 3; запорной арматуры — 3; противоаварийных защит и блокировок (100%-е резервирование) — 22, из них: аналоговых параметров — 11; входных дискретных — к, выходных дискретных— 7. Система управления реализована с «горячим» резервированием в трех комплектах.
Динамика работы АСУТП
Максимальный период опроса датчиков на контроллере: дискретный вход — 100 мкс, аналоговый вход — 1 мс; максимальное время реакции на аварийные сигналы: при обработке в цепях аварийной защиты на уровне контроллера — 20 100 мс, при передаче к пультам оператора — 200 мс; цикл смены данных на пульте операторов при 200 динамических элементах в кадре — 0,2 ч- 1,0 с; цикл смены кадров — 0,2 + 1,5 с; минимальное время реакции на команду оператора — 0,2 с; время полного перезапуска системы после отключения питания — 30 с, контроллеров после отключения питания — 20 с.
Информационная мощность контроллера РК-131/300: аналоговых/дискретных входов/выходов — 60/96, контуров регулирования — 16. Использовано: аналоговых входов/выходов 11/11; дискретных входов/выходов — 1/12; контуров регулирования — 3.
Время наработки на отказ контроллера — 60 000 ч (в дублированном исполнении — 120 000 ч).

Весь текст будет доступен после покупки

1. М. М. Благовещенская, Л. А. Злобин. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Издательство: Высшая школа. 2013.
2. Petrov S.M., Podgornova N.M. Estimates of the thickness of hydrodynamic and diffusive boundary layers on sucrose crystals under low-frequency mechanical vibrations. International Journal of Applied and Fundamental Research. – 2016. – № 3.- С.4.
3. Petrov, S.M., Podgornova, N.M., Petrov, K.S., Ryazhskih, V.I., 2019. Modeling of aerosol coating of sugar crystals based on study of physical and chemical properties of stevioside solutions. Journal of Food Engineering (255C): 61–68.
4. Petrov, S.M., Zagorulko, Y.A., 2005. Impedancemetric control of sugar massecuite boiling. International Sugar Journal 107 (1284): 693–699.
5. Гончаров А.В. Теория автоматического управления/ Рабочая программа для студентов направления подготовки 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств», М.: МГУТУ, 2018. – 36с
6. Гончаров А.В., Попович А.Э. Лабораторный комплекс нейросетевого управления/ учебное пособие для студентов направления подготовки 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств», Издательство: «Спутник +», 2019. - 72 с.
7. Гончаров А.В., Попович А.Э., Будник А.А. Методы адаптивного и робастного управления технологическими процессами/ учебное пособие для студентов направления подготовки 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств», Издательство: «Спутник +», 2019. - 257 с.

Весь текст будет доступен после покупки