Оптимальная настройка автоматизированной системы управления процессом приготовления опары хлебопекарного производства

ВВЕДЕНИЕ 4
1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОПАРЫ 9
1.1 Технические и программные средства управления технологическими процессами 23
1.2 Выбор критериев качества управления 26
1.3 Условия устойчивости для систем с ПИ регуляторами 33
2. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОПАРЫ ХЛЕБОПЕКАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА 41
2.1 Спецификация приборов, используемых на технологическом процессе пищевого производства 51
2.2 Расчет динамических характеристик системы управления температурой опары 56
3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 64
3.1 Характеристика условий эксплуатации системы адаптивного управления температурой опары хлебопекарного производства. 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 81

Весь текст будет доступен после покупки

Хлеб и продукты хлебопекарной промышленности играют огромную роль в нашей жизни. Хлеб занимает важное место в пищевом рационе человека, особенно в нашей стране, где производство хлеба связано с глубокими и давними традициями. Русский хлеб издавна славился богатым вкусом, ароматом, питательностью, разнообразием ассортимента. Ассортимент вырабатываемой продукции, представленный предприятиями нашего города, огромен. Сейчас можно приобрести не только различные вида формового и подового хлеба, но и также большое количество батонообразных изделий, изделий кондитерского производства, а также весь спектр продукции хлебопекарной промышленности.
Хлеб – полезный биологический продукт, который содержит большое количество веществ, необходимых для организма человека. Это белки, белковые соединения, высокомолекулярные жиры, крахмал, а также витамины. Особенно в хлебе много содержится витаминов группы В, необходимых для нормального функционирования нервной системы человека.
Процесс производства хлеба достаточно гибок, сложен и трудоемок. Для того, чтобы буханка хлеба вышла из печи, необходимо, чтобы она прошла через множество машин и технологических агрегатов. Процесс производства может длиться свыше 12 часов.
Наиболее распространен опарный способ приготовления теста, в котором первой фазой приготовления теста является опара. Опара — полуфабрикат, полученный из муки, воды и дрожжей путем замеса и брожения. Готовая опара полностью расходуется на приготовление теста.
Для приготовления опары берут часть общей массы муки (30—70 %), большую часть воды и все количество дрожжей. После 3—5 ч брожения на опаре замешивают тесто, которое бродит 30—120 мин.
Технология приготовления опары зависит от сорта муки, ее хлебопекарных свойств, рецептуры изделия и многих других факторов.
Автоматизация технологических процессов – этап комплексной механизации, характеризуемый освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления технологическими процессами (ТП) и передачей этих функций автоматическим устройствам. При автоматизации ТП получение, преобразование, передача и использование энергии, материалов и информации выполняются автоматически при помощи специальных технических средств и систем управления.
Повышение производительности труда в пищевой промышленности, а, следовательно, и эффективности производства, возможно лишь при условии максимальной механизации и автоматизации при неуклонном сокращении доли ручного труда. Сокращение доли тяжелого и малоквалифицированного физического труда – непременное условие экономического роста.
Рост технической и энергетической вооруженности труда, развитие научных исследований с использованием современной научной аппаратуры, достижений полупроводниковой микроэлектроники и диспетчерского управления обеспечили комплексную механизацию и автоматизацию ТП производства пищевой продукции и подготовили необходимые условия для комплексной автоматизации практически всех ТП пищевого производства.
Интенсификация технологических процессов производства хлеба на современном этапе может быть осуществлена только с использованием управления их основными параметрами. Одним из основных параметров, обеспечивающих оптимальность условий протекания всех технологических процессов в пищевой промышленности, является температура, а наиболее важным этапом ТП по производству хлеба, на котором необходимо особенно строгое поддержание этого параметра – нагрев опары.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОПАРЫ
Эффективность функционирования АСУ хлебозавода в основном определяется выбором структур АСУТП, его отделений и подразделений, их функциями, комплексом технических средств управления с учетом мощности и необходимого уровня автоматизации. Структурную организацию АСУ хлебозавода следует рассматривать по горизонтали (где выделяются его технологические отделения и подразделения в плане задач управления законченными технологическими процессами производства) и по вертикали (где выделяются уровни управления технологическими процессами). На рис. 1 приведена структура АСУ хлебозавода (АСУП).

Рис. 1. Структура АСУ хлебозавода

Технологические отделения и подразделения хлебозавода, как правило, состоят из ряда взаимосвязанных технологических аппаратов, агрегатов, установок, на которых протекает технологический процесс производства полуфабриката, продукта или подготовка вспомогательных материалов, энергоносителей, теплоносителей и других материалов, связи между ними обозначены на рис. 1 сплошными линиями.
Автоматизированное управление технологическими отделениями или подразделениями осуществляется сменными технологами под руководством главного технолога и руководителей хлебозавода, связи между ними «обозначены на рис. 1 пунктирными линиями.
В первую очередь следует автоматизировать наиболее подготовленные отделения и подразделения хлебозавода, а затем, развивая АСУ, подключать новые.
Структура управления и порядок оснащения техническими средствами АСУ хлебозавода большой и средней мощности приведены на рис. 1А. По вертикали структуру завода можно представить в виде трех иерархических уровней управления. Для хлебозаводов малой мощности и хлебопекарен целесообразна двухуровневая иерархическая структура управления.
Первый уровень структуры управления завода состоит из локальных автоматизированных систем управления, обеспечивающих формирование информации о протекании технологических процессов производства хлебобулочных изделий, смонтированных непосредственно по месту аппаратов, агрегатов, установок или линии; позволяющих провести ее обработку и передачу на следующий уровень управления с помощью полевой сети Fieldbus HI.
Каждый из видов технологического оборудования в основном оснащается локальной системой управления ЛВС. При этом обработка информации, ее представление оператору, формирование команд управления осуществляется техническими средствами микропроцессорной техники. Целесообразным является оснащение ТОУ современными интеллектуальными датчиками технологических параметров, локальными микропроцессорными устройствами для обработки информации, а также микропроцессорными исполнительными устройствами. Информация о состоянии ТОУ передается также на второй иерархический уровень управления для представления оператору и формирования команд управления технологическими процессами.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Гончаров А.В. Теория автоматического управления/ Рабочая программа для студентов направления подготовки 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств», М.: МГУТУ, 2018. – 36с
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Белоусова М.Н., Дашков А.А. Применение нечеткого моделирования при оценке кризисного состояния предприятий /Вестник Университета (Государственный университет управления). 2019. № 3. С. 66-71.
6. 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.
7. Гданский Н.И., Карпов А.В., Бугаенко А.А. Оптимальное интерполирование траектории перемещения при управлении приводами с прогнозированием внешней нагрузки. Химическое и нефтегазовое машиностроение. №3, 2013. –с. 3-6.
8. Гданский Н.И., Карпов А.В., Бугаенко А.А. Алгоритм динамического расчета оптимальной частоты опроса датчика при определении работы, совершаемой электродвигателем. Химическое и нефтегазовое машиностроение. №5, 2012. – с. 25-27.

Весь текст будет доступен после покупки