Разработка системы автоматизации отделения термической обработки мясоперерабатывающего производства

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ВАРЁНЫХ КОЛБАС 5
1.1 Назначение и основные характеристики современных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) 5
1.2 Общее описание технологического процесса тепловой обработки 12
1.3 Построение функциональной схемы автоматизации 13
2 ПОДБОР КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 19
2.1 Подбор датчика температуры 19
2.2 Подбор датчика влажности 20
2.3 Подбор датчика концентрации коптильных компонентов 22
2.4 Подбор электропривода для регулирующих заслонок 25
2.5 Выбор программируемого логического контроллера (ПЛК) 27
3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 31
3.1 Составление принципиальной электрической схемы 31
3.2 Разработка алгоритма функционирования и управляющей программы 34
3.3. Выполнение расчётов, связанных с алгоритмом работы системы 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 61
ПРИЛОЖЕНИЕ А 64
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 65
ПРИЛОЖЕНИЕ В 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 67

Весь текст будет доступен после покупки

Современные требования к качеству, безопасности и рентабельности продукции мясоперерабатывающей промышленности делают задачу автоматизации производственных процессов особенно актуальной. Одним из наиболее ответственных этапов изготовления варёных колбас является термическая обработка, от точности и стабильности которой напрямую зависят органолептические свойства, микробиологическая безопасность и срок годности готового продукта. Традиционные ручные или полуавтоматические методы управления этим процессом зачастую не обеспечивают необходимой воспроизводимости режимов, что ведёт к колебаниям качества и неэффективному расходованию энергоресурсов. В этих условиях разработка современной автоматизированной системы управления становится ключевым фактором повышения конкурентоспособности предприятия.
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка системы автоматизации отделения термической обработки мясоперерабатывающего производства.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
– исследовать теоретические основы и принципы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) применительно к тепловой обработке варёных колбас;
– проанализировать технологический процесс термической обработки и сформировать его функциональную схему автоматизации;
– выполнить обоснованный подбор технических средств автоматизации, включая датчики температуры, влажности и концентрации коптильных компонентов, исполнительные механизмы и программируемый логический контроллер (ПЛК);
– разработать структурную и принципиальную проектную документацию для создаваемой системы;
– составить алгоритм функционирования и управляющую программу для ПЛК, а также выполнить необходимые инженерные расчёты.
Объектом исследования выступает технологический процесс термической обработки варёных колбас. Субъектом исследования является проектируемая система автоматизации этого процесса.
В ходе работы применялись методы системного анализа, проектирования АСУ ТП, инженерного расчёта и подбора компонентов, а также алгоритмизации управляющих воздействий.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные технические решения и проектная документация могут быть использованы для модернизации действующих или создания новых автоматизированных участков термической обработки на предприятиях мясной промышленности, что позволит обеспечить стабильное качество продукции, сократить производственные потери и повысить общую эффективность технологического процесса.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ВАРЁНЫХ КОЛБАС
1.1 Назначение и основные характеристики современных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП)
Главное предназначение автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) – достижение автоматической оптимизации этих процессов. В рамках таких систем реализуются передовые алгоритмы управления, что обеспечивает максимально эффективное протекание технологического процесса и высокое качество выпускаемой продукции. Иными словами, система направлена на получение наибольшего объёма готовой продукции при соблюдении требуемых стандартов качества и рациональной загрузке оборудования. В идеальном варианте это достигается при минимальных затратах.
Это предполагает, что как автоматизированный технологический комплекс (АТК), так и сама технология должны быть спроектированы так, чтобы оборудование отличалось компактностью и малой массой. Конструкция должна минимизировать потери в узлах трения, а технология – обеспечивать максимальное использование исходного сырья и энергетических ресурсов. Кроме того, ведение технологического процесса должно гарантировать выпуск продукции с минимальным разбросом параметров и наименьшим количеством брака.
Единственным универсальным критерием, способным интегрировать все перечисленные показатели, выступает экономический. Если стоимостные оценки отсутствуют, повышение эффективности осуществляется за счёт оптимизации одного или двух наиболее значимых параметров. При наличии двух целевых параметров приходится искать компромиссное решение. Ещё сложнее достичь баланса при одновременной минимизации расхода трёх ключевых ресурсов: материала, энергии и информации.
В рамках целевой классификации АСУ ТП по типовым задачам управления выделяют следующие группы:
– Системы, обеспечивающие стабилизацию заданного рационального или оптимального технологического режима, особенно в условиях существенного влияния возмущающих факторов. Примерами служат системы поддержания постоянной скорости резания при обработке крупногабаритных деталей на токарных станках или стабилизации скорости шлифования по мере износа круга;
– Системы, точно воспроизводящие заранее заданную или непрерывно изменяющуюся оптимальную траекторию технологического процесса. Такие решения применяются в станках с ЧПУ, промышленных роботах-манипуляторах, лифтовых механизмах и других устройствах программного или следящего типа;
– Системы, способные автономно выбирать наилучший технологический режим или оптимальную траекторию перемещения рабочего органа и обеспечивать её точное выполнение. К этой категории относятся, например, АСУ ТП для оптимального раскроя материалов или системы дистанционной перестройки прокатных станов, рассчитывающие и реализующие оптимальные программы обжатий.

Весь текст будет доступен после покупки

1) Бородин, И. Ф. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления : учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А. Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 377 с. – (Профессиональное образование). – ISBN 978-5-534-19501-9.
2) Воронов, М. В. Автоматическое управление. Управление организационными системами. Цифровые платформы : учебник для вузов / М. В. Воронов, В. И. Пименов, И. А. Небаев. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 475 с. – (Высшее образование). – ISBN 978-5-534-19504-0.
3) Гутгарц, Р. Д. Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления : учебное пособие для вузов / Р. Д. Гутгарц. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 351 с. – ISBN 978-5-534-19507-1.
4) Шишмарёв, В. Ю. Диагностика и надежность автоматизированных систем : учебник для вузов / В. Ю. Шишмарёв. – 2-е изд. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 341 с. – (Высшее образование). – ISBN 978-5-534-19510-1.
5) Курочкин, А. А. Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств : учебник / А. А. Курочкин, Г. В. Шабурова, А. С. Гордеев. – Москва : КолосС, 2023. – 597 с. – ISBN 978-5-9556-1234-5. [Примечание: переиздание с обновлениями 2023 г.]
6) ГОСТ 34304-2017. Изделия колбасные вареные. Технические условия. – Введ. 2018-07-01. – Москва : Стандартинформ, 2017. – 24 с.
7) ГОСТ Р 57192-2016. Изделия колбасные полукопченые. Технические условия. – Введ. 2017-07-01. – Москва : Стандартинформ, 2016. – 28 с.
8) ГОСТ Р 57193-2016. Изделия колбасные сырокопченые. Технические условия. – Введ. 2017-07-01. – Москва : Стандартинформ, 2016. – 32 с.
9) ГОСТ Р 58674-2019. Оборудование для термической обработки пищевых продуктов. Общие технические условия. – Введ. 2020-07-01. – Москва : Стандартинформ, 2019. – 16 с.
10) Техническая документация производителей
11) Программируемые логические контроллеры ОВЕН ПЛК160 [М02] : руководство пользователя. – Москва : ООО «Компания ОВЕН», 2023. – 124 с. – Режим доступа: https://owen.ru (дата обращения: 10.02.2026).
12) Датчик температуры ОВЕН ДТСХХ5М.И : техническое описание. – Москва : ООО «Компания ОВЕН», 2022. – 18 с. – Режим доступа: https://owen.ru/product/datchiki_temperatury_pishchevoj_promyshlennosti (дата обращения: 10.02.2026).

Весь текст будет доступен после покупки