Модернизация системы автоматизированного управления сироповарочным производством с использованием энергоэффективных решений

Введение ……………………………………………………………….5
1 Нормативные ссылки 7
2 Технико-экономическое обоснование 9
3 Изучение технологического объекта управления 11
3.1 Структурная идентификация объекта управления 14
3.2 Наименование и область применения 15
3.3 Основание для разработки 15
3.4 Цель и назначение разработки 15
3.5 Основные направления автоматизации процесса варки 15
3.6 Параметры, влияющие на прохождение процесса 16
3.7 Описание технологической схемы производства 16
3.7.1 Описание технологической схемы процесса 16
3.7.2 Сироповарочный котёл 17
3.8 Математическая модель технологического объекта 17
4 Разработка концепции АСУТП 19
5 Техническое задание 23
5.1 Общие положения 23
5.2 Состав и содержание технического задания 24
6 Исследование АСУТП 50
7 Мероприятия по подготовке объекта управления и персонала 51
7.1 Мероприятия по подготовке ТОУ 51
7.2 Мероприятия по подготовке персонала 51
8 Экономическая часть 53
8.1 Технико-экономическое описание 53
8.2 Недостатки используемой системы 54
8.3 Существующие разработки системы управления процессом 55
8.4 Организация работ по проектированию и разработки
оптимального варианта технической задачи 55
8.5 Штатное расписание 59
8.6 Калькуляция затрат на разработку 59
8.7 Определение прибыли 63
8.8 Экономическая эффективность создания
автоматизированной системы управления 63
9 Метрологическое обеспечение 67
9.1 Обоснование выбора средства измерения 67
9.2 Поверка термометра сопротивления 68
10 Безопасность жизнедеятельности 74
10.1 Значение и задачи безопасности жизнедеятельности 74
10.2 Анализ условий труда и мероприятия по защите от
вредного воздействия производственных факторов 75
10.3 Расчет уровня шума 78
10.4 Обеспечение электробезопастности 79
10.5 Пожарная безопастность 81
10.6 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях 82
Заключение 85
Список литературы 86
Приложение А Математическая модель объекта 89
Приложение Б Расчет параметров регулятора 93

Весь текст будет доступен после покупки

Процесс варки занимает одно из важных мест в пищевой технологии и встречается почти во всех отраслях пищевой промышленности.
Довольно большая часть продуктов пищевой промышленности проходит термическую обработку – одним из видов которой является процесс варки. Так же этот процесс необходим для установления концентрации необходимых ве-ществ на нужный уровень.
Задача автоматизации заключается в разработке методов для обеспечения эффективного управления, снижение затрат, повышение уровня безопасности, позволяет человеку контролировать производственный процесс, сводя свое уча-стие в нем до функций контроля, повышает надежность оборудования; увеличи-вает производительность, улучшает условия труда, создает безопасное производство.
Внедрение автоматизированной системы управления технологическим процессом позволяет:
- сократить необходимое количество персонала;
- улучшить систему контроля за ходом технологического процесса;
- обеспечить более высокий уровень безопасности производства;
- повысить качество изготавливаемого продукта.
Таким образом создание такой автоматизированной системы управления технологическим процессом способствует изменению уровня производства в положительную сторону. В автоматизированной системе управления предусматривается всё необходимое оборудование для обеспечения наилучших требуемых показателей качества, по сравнению с этим же производством до внедрения системы. Так же предусматривается удобная система контроля оператором, а также на щите управления.

Весь текст будет доступен после покупки

2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Сироповарочный котел является объектом повышенной опасности с точки зрения безопасности работы производственного оборудования. Для обеспечения безопасной работы от АСУТП требуется повышенное быстродействие в выработке управляющих сигналов при появлении возмущающих воздействий. Котел работает с переменной паровой нагрузкой, но непосредственной связи оператора с котлом как таковой не существует, т.к. оператор наблюдает за протеканием процесса по выведенным на монитор ЭВМ мнемосхемам, трендам технологических процессов. ЭВМ используется только в информационном режиме для вывода и составления отчетов, накопления информации о протекании технологических процессов. Поэтому с главного щита управления невозможно выдавать управляющие воздействия. Управляющие сигналы для ручной корректировки задания или управления выдаются со щита данного котла, и при изменении нагрузки по пару старая система управления не обеспечивает нужной стабилизации процессов как в одном котле, так и в совокупности котлов для обеспечения непрерывной ра-боты всего производства.
Сироповарочный котел представляет собой трехслойную емкость с рубашкой, теплоноситель пар под давлением. Загрузка готового продукта в сироповарочный котел происходит через откидывающуюся крышку. Таким образом металлическая рубашка котла работает в режиме повышенных температур, при котором ускоряется процесс коррозии металла данного оборудования. При неправильном выборе температурного режима работы, т.е. при повышении температуры металла поверхностей теплообмена, процесс коррозии ускоряется, происходит разрушение, возникает аварийная ситуация, при которой возможно дальнейшее разрушение оборудования и выходу из строя всего сироповарочного котла. При этом происходит нарушение всего производственного цикла, что для предприятия недопустимо. Поэтому требуется повышение точности регулирования температуры греющего пара, т.к. стабилизация теплового режима работы паронагревателя позволит увеличить длительность его работы (до 5 месяцев), а значит уменьшить затраты на ремонт и время простоя из-за очистки или замены поверхностей теплообмена по причине разрушения их от коррозии металла. Для повышения надежности управления технологическим процессом необходимо внедрение новой АСУТП сироповарочного котла, т.к. старая система автоматизации уже не удовлетворяет повышенным требованиям, предъявляемым к безопасности эксплуатации и обслуживания котла.

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 mas-secuite 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 робаст-ного управления технологическими процессами/ учебное пособие для сту-дентов направления подготовки 15.03.04 – «Автоматизация технологиче-ских процессов и производств», Издательство: «Спутник +», 2019. - 257 с.
8. Белоусова М.Н., Белоусов В.А. Автоматизация механизмов планирования и прогнозирования финансово-хозяйственной деятельности аграрных предприятий / новые информационные технологии в образовании и науке. Материалы краевой научно-практической конференции. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова». 2017. С. 8-11.
9. Белоусова М.Н., Дашков А.А. Применение нечеткого моделирования при оценке кризисного состояния предприятий /Вестник Университета (Госу-дарственный университет управления). 2019. № 3. С. 66-71.
10. Белоусова М.Н., Белоусов В.А. Система искусственного интеллекта для поддержки принятия решений при оценке компетенций работников предприятия / шаг в будущее: искусственный интеллект и цифровая экономика. революция в управлении: новая цифровая экономика или новый мир машин Материалы II Международного научного форума. 2018. С. 41-46.

Весь текст будет доступен после покупки