Модернизация системы автоматизированного управления разливом минеральной воды с использованием энергоэффек-тивных решений компании Schneider Electric

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. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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.
Одним из направлений повышения эффективности энергетиче-ского производства является внедрение вычислительной техники в системах управления. Широкое внедрение АСУ – это объективная необходимость, обусловленная усложнением задач управления, повышением объёмов информации, которые необходимо перерабатывать в системах управления.
На сегодняшний день на любом серьёзном предприятии внедрённых АСУТП, и АСУ выполняют до 90% задач предприятия.
В организации обслуживания технологического процесса большую роль играют локальные (местные) системы управления технологическим оборудованием и процессами и предназначены для контроля и управления отдельными, несвязными между собой объектами и в иерархической системе управления образуют нижний уровень. Эти системы управления являются одноконтурными и для синхронного управления такими системами, с моей точки зрения, наилучшим будет использование в управлении контроллера. Так как при непрерывном характере производства основной задачей автоматизации является автоматическое регулирование параметров, а при дискретном производстве (как в случае с моим технологическим процессом) – наиболее подходит программно-логическое управление. В данном технологическом процессе следует заметить, что цех выпускает 5000 бутылок минеральной воды в час, и подсчёт и регистрация товара с помощью рабочего персонала может быть ни всегда точна. Так же нужно заметить, что при неправильной настройке разливочного автомата приводит к порче продукта (взрыв бутылки), чтобы оптимально быстро настроить его, необходима информация о таких показателях, как давление в камере разливочного автомата за некоторые промежутки времени (статистика во времени), эту информацию регистрировать, с помощью рабочего персонала, не всегда удаётся качественно, а с малым промежутком времени (шагом между замирениями) практически невозможно. Так же в целях безопасно-сти, так как этому технологическому процессу свойственна повышенная влажность, а все системы управления построены на электрической цепи, нужно отказаться от без контроллерного способа управления ТП. Поэтому я считаю необходимо внедрить в ТП по розливу минеральной воды программно-логическое управление на основе контроллера и программного обеспечения к нему, которые будут брать на себя все вычисления, регистрацию, измерения и другую трудоёмкую работу.

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 вы-ходных 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.

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