Модернизация автоматизированной системы управления технологического процесса производства кефира

ВВЕДЕНИЕ 5
1 Анализ существующей системы управления 9
1.1 Анализ технологического процесса 9
1.2 Анализ функциональной схемы автоматизации 10
1.3 Постановка задачи 12
1.4 Анализ опасных производственных факторов при эксплуатации АСУТП производства кефира 16
2 Синтез АСУТП производства кефира 22
2.1 Структурная схема АСУТП 22
2.2 Выбор датчиков 24
2.3 Выбор ПЛК 42
2.4 Выбор SCADA-системы 45
2.5 Выбор АРМ 46
2.6 Расчет технико-экономических показателей проекта 49
3 Синтез одноконтурной САР температура кефира в резервуаре сбраживания 52
3.1 Построение переходной характеристики объекта управления 52
3.2 Идентификация объекта управления 55
3.3 Выбор закона регулирования и типа регулятора 56
3.4 Анализ устойчивости САР 57
3.5 Определение показателей качества замкнутой САР 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 67
Приложение А Показатели экономической эффективности
Приложение Б Структурная схема замкнутой одноконтурной АСР

Весь текст будет доступен после покупки

В современном мире все производственные процессы направлены на снижение трудоемкости, что приводит к снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению качества производства за счет точного выполнения технологического процесса, оптимальной корректировки параметров производства.
Применение автоматизированных систем управления позволяет сократить трудозатраты человека в вредном производстве над взрывоопасном производством и т. д. автоматизация производственных процессов позволяет осуществлять визуальный контроль за деятельностью человека. Весь производственный процесс графически представлен в виде мнемосхемы – это автоматизированное рабочее место оператора или панель оператора. На мнемосхеме выводятся все показатели производственного процесса, выводятся процессы регулирования, что очень удобно для работы персонала.
Автоматизация производственных процессов позволяет реализовать систему световой и звуковой сигнализации, пересекающую или понижающую регулируемые параметры выше критического предела, что может произойти при возникновении аварийной ситуации. Автоматизация производственных процессов позволяет приостановить производственный процесс или его часть для предотвращения аварийной ситуации в случае, если оператор не исправил аварийную ситуацию. Такие ситуации могут возникать с такими узлами в производственном процессе, как регулировка температуры, регулировка уровня, регулирование давления, регулировка скорости и другие различные причины могут возникать неуправляемый процесс нагрева в окружающей среде или повышение уровня среды в емкости, или неконтролируемый процесс циркуляции давления в окружающей среде, что может вызвать аварийную ситуацию, приводящую к вымыванию из линии оборудования или могут быть травмы человека, иногда В особых случаях может произойти экологическая катастрофа.
Поэтому применение автоматизации различными предприятиями в промышленности или пищевой промышленности целесообразно. Компании, производящие молочную продукцию, также не являются исключением.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Анализ существующей системы управления
1.1 Анализ технологического процесса
Производство кефира включает в себя следующие стадии:
? приемку молока и оценку его качества;
? очистку молока, охлаждение и резервирование;
? нормализацию по содержанию жира;
? подогрев и гомогенизацию;
? пастеризацию молока;
? охлаждение;
? сбраживание;
? укупорку и маркировку тары;
? складирование, хранение и транспортирование готовой продукции.
При производстве кефира обычно применяют закваску, приготовленную на кефирных грибках. Основными представителями их являются молочнокислые палочки, молочнокислые стрептококки. Случайная микрофлора зерен состоит из споровых палочек, уксуснокислых бактерий, молочных плесеней, пленчатых дрожжей, бактерий группы Coli и пр.
Для приготовления кефирной закваски сухие кефирные зерна выдерживают в теплой воде (25-30 0С) в течение суток, меняя ее за это время 2-3 раза. После этого воду сливают, и набухшие зерна заливают теплым молоком, взятым в десятикратном количестве по отношению к объему грибков.
Для выработки кефира с характерным вкусом и прочной консистенцией необходимо использовать производственную закваску, выдержанную после сквашивания при температуре 10-12 0С в течение 12-24 час. Закваску, масса которой обычно составляет 5 % массы заквашиваемой смеси, вносят в смесь, охлажденную до температуры заквашивания. Смесь сквашивают при температуре 23-25 0С до образования молочно-белкового сгустка кислотностью 80-100 0Т (рН 4,5-4,65). Во время сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. После окончания сквашивания продукт немедленно охлаждают.
После сквашивания кефир перемешивают и охлаждают до температуры созревания. Перемешивание продукта начинают через 60-90 мин. после начала времени его охлаждения и проводят в течение 10-30 минут. Перемешанный и охлажденный до температуры 20 0С сгусток оставляют в покое.
Продолжительность созревания кефира составляет 6-10 ч. Во время созревания активизируются дрожжи, происходит спиртовое брожение, в результате чего в продукте образуются спирт, диоксид углерода и другие вещества, придающие этому продукту специфические свойства.
1.2 Анализ функциональной схемы автоматизации

Рассмотрим основную технологическую схему производства кефира резервуарным способом с охлаждением в резервуарах. По этой схеме молоко подается насосами по трубам, а расфасованный готовый продукт – внутризаводским транспортом (цепными и ленточными транспортерами и т.д.).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Рачков, М. Ю. Технические средства автоматизации : Учебник / М. Ю. Рачков. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2023. – 182 с. – (Высшее образование). – ISBN 978-5-534-11644-1. – EDN XCMBIW.
2. Лобанов, А. И. Математическое моделирование нелинейных процессов : Учебник / А. И. Лобанов, И. Б. Петров. – 1-е изд.. – Москва : Издательство Юрайт, 2023. – 255 с. – (Высшее образование). – ISBN 978-5-9916-8897-0. – EDN FULTFX.
3. Серебряков, А. С. Автоматика : Учебник и практикум / А. С. Серебряков, Д. А. Семенов, Е. А. Чернов. – 2-е изд., пер. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2023. – 476 с. – (Высшее образование). – ISBN 978-5-534-15043-8. – EDN CVJBEQ.
4. Оборудование для переработки молочного сырья : Учебное пособие / Н. Ю. Сарбатова, А. А. Нестеренко, О. В. Горелик [и др.]. – Алматы : Международное агентство подписки, 2020. – 201 с. – ISBN 978-601-248-962-0. – EDN PIUATZ.
5. Алексеев А.А., Сиротин П.А, Шиянова Н.И. Методические указания по работе с системой автоматизированного проектирования (графическим редактором) КОМПАС - 3D. Мелеуз, БИТУ (филиал) ФГБОУ ВО «МГУТУ им. К. Г. Разумовского (ПКУ)», 2016. –32 с.
6. Андреев Е. Б., Ключников А.И., Кротов А.В., Попадько В.Е., Шарова И.Я. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2015. - 399 с: ил.
7. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов. Под ред. Л.А. Михайлова. 2-е издание. – М.:Высш.шк., 2015 год- 464 с.

Весь текст будет доступен после покупки