Совершенствование автоматизированной системы управления хлебопекарным производством

ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЫПЕЧКИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ 7
2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 11
2.1 Конструкция хлебопекарной печи тупикового типа 11
2.2 Разработка общей структуры системы автоматического управления температуры в пекарной камере и выбор типа регулирования 16
2.3 Расчет модели объекта управления системы автоматического регулирования в хлебопекарной печи 23
2.4 Разработка алгоритма работы системы 26
3. ОХРАНА ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ 30
3.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 30
3.2 Создание здоровых и безопасных условий труда 32
4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 40
4.1 Структура автоматизированной системы управления 40
4.2 Разработка функциональной схемы автоматизации 45
4.3 Техническое (аппаратное) обеспечение проекта 49
4.4 Программное обеспечение проекта 53
4.5 Информационное обеспечение проекта 64
4.6 Выбор элементов автоматизированной системы управления 70
4.7 Экономический расчет 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
СПИСОК ИСПУЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 84

Весь текст будет доступен после покупки

Хлеб и хлебобулочные изделия играют огромную роль в нашей жизни. Хлебобулочные изделия занимаю важное место в рационе человека, ведь хлеб содержит такие необходимые для организма человека компоненты, как белки, углеводы, жиры, витамины и минеральные вещества. Это пищевой продукт, который традиционно получают, используя муку, воду, дрожжи и соль.
В настоящее время наряду с традиционными видами хлебобулочных изделий производители выпускают обогащенные хлеба для категории населения, проживающего в неблагоприятных климатических районах. Сегодня изготовление хлебобулочных изделий занимает лидирующее положение среди всех отраслей пищевой промышленности.
Автоматизация производства подготовлена всем предыдущим развитием науки, техники, технологии и является закономерным продолжением механизации производственных процессов. В то же время автоматизация – это качественно новый этап развития производства. В результате автоматизации увеличивается производительность оборудования, снижается себестоимость, сокращается брак и повышается безопасность работы, улучшается санитарное состояние цехов и т.д.
Автоматическое управление широко применяется в хлебопекарном производстве. Современные хлебопекарные печи – это полностью автоматизированные объекты, где все операции выполняются без участия человека, а оператор лишь задает в начале выпечки необходимые параметры и следит за исправностью аппаратуры. Автоматические системы управления хлебопекарными печами осуществляют непрерывный контроль и точное регулирование параметров печи, таких как температура в пекарной камере, тяга в топке. Немаловажную роль играет также высокая безопасность эксплуатации печи, особенно это касается печей, работающих на газе, ведь в большинстве несчастных случаев на производстве главную роль играет человеческий фактор.
Целью выпускной квалификационной работы является Разработка автоматизированной системы управления техническим процессом выпечки хлебобулочных изделий.
Для достижения цели нужно решить следующие задачи:
- проанализировать современные технологии и оборудование для выпечки хлебобулочных изделий;
- изучить теоретические исследования разработки автоматизированной системы управления технического процесса управления производства мучных изделий;
- провести анализ опасных и вредных факторов, характеризующих технологический процесс управления выпечки хлебобулочных изделий;
- разработать функциональную схему автоматизации процесса выпечки хлебобулочных изделий;
- сформировать технико-экономическое обоснование проекта.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЫПЕЧКИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
При производстве хлебобулочных изделий заключительная стадия является выпечка, которая окончательно формирует качество хлеба. В процессе выпечки внутри тестовой заготовки протекают одновременно несколько процессов такие как микробиологические, биохимические, физические и коллоидные.
Все изменения и процессы, происходящие в результате прогревания тестовой заготовки, превращают тесто в готовый хлеб.
Хлебобулочные изделия выпекаются в камере хлебопекарных печей при температуре паровоздушной среды 200-280°С. Для того чтобы испечь 1 кг хлеба требуется около 293-544 кДж. Эта теплота расходуется в основном на испарение влаги из тестовой заготовки и на ее прогревание до температуры (96-97°С в центре), при которой тесто превращается в хлеб. Большая доля теплоты (80-85%) передается тесту излучением от раскаленных стенок и сводов пекарной камеры.
Тестовые заготовки прогреваются постепенно, начиная с поверхности, поэтому все процессы, характерные для выпечки хлеба, происходят не одновременно во всей его массе, а послойно, сначала в наружных, а потом во внутренних слоях. Быстрота прогревания теста, хлеба в целом, следовательно, и продолжительность выпечки зависят от ряда факторов. При повышении температуры в пекарной камере (в известных пределах) ускоряется прогревание заготовок и сокращается продолжительность выпечки.
Образование твердой хлебной корки происходит в результате испарения влаги из наружных слоев тестовой заготовки. Твердая корка прекращает увеличение объема теста и хлеба, поэтому корка должна образовываться постепенно, примерно через 6-8 мин после начала выпечки, когда уже максимальный объем заготовки будет достигнут.
В поверхностном слое заготовки и в корке происходят такие биохимические процессы как: удаление влаги, клейстеризация и декстринизация крахмала, образование ароматических и темноокрашенных веществ и денатурация белков. В первые минуты выпечки, в результате конденсации пара, крахмал на поверхности заготовки клейстеризуется, частично переходя в растворимый крахмал и декстрины. Жидкая масса растворимого крахмала и декстринов заполняет поры на поверхности заготовки, тем самым сглаживает мелкие неровности и после обезвоживания придает корке блеск и глянец.
Свертывание (денатурация) белковых веществ происходит при температуре 70-90°С на поверхности изделия. Денатурация белков наряду с испарением влаги с верхнего слоя способствует образованию плотной неэластичной корки.
Приобретение коркой светло-коричневого или коричневого цвет объясняется следующими процессами:
• Карамелизацией сахаров теста, при которой образуются продукты коричневого цвета (карамель);
• реакцией между аминокислотами и сахарами, при которой накапливаются темноокрашенные (меланоидины) и ароматические вещества.
Цвет корки зависит от содержания сахара и аминокислот в тесте, от продолжительности выпечки и от температуры в пекарной камере. Для нормальной окраски корки в тесте (к моменту выпечки) должно быть не менее 2-3 % сахара к массе муки. Ароматические вещества (в основном альдегиды) из корки проникают в мякиш, улучшая вкусовые свойства изделия. Если указанные выше процессы происходят должным образом, то корка выпеченного хлеба получается гладкой, блестящей, равномерно окрашенной в светло-коричневый цвет. Удельное содержание корок (в % к массе изделия) составляет 20-40%. Чем меньше масса изделия, тем выше процентное содержание корок.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Проектирование систем управления / Г.К. Гудвин, С.Ф. Гребе, М.Е. Сальгадо. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. - 911с.
2. Шишмарев В.Ю. Типовые элементы систем автоматического управления. - М.: Издательский центр. Академия, 2004. - 304с.
3. Благовещенская М.М. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Учебник для вузов/ М.М. Благовещенская, Л.А. Злобин. - М.: Высшая школа, 2005. - 768с.
4. Пономарев О.П. Наладка и эксплуатация SCADA-системы Промышленные шины и интерфейсы. Общие сведения о средствах автоматизации программируемых логических контроллерах и одноплатных компьютерах: Учебное пособие/ О.П. Пономарев, Ин-т «КВШУ» - Калининград. Изд-во ин-та «КВШУ», 2006. - 80с
5. Справочник проектировщика АСУП. Под редакцией Н.П. Федоренко и В.В. Карибского, 2012.
6. Герасименко В.А. Защита информации в автоматизированных системах обработки данных. В 2-х кн. – М.: Энергоатомиздат, 2012.
7. Б. В. Шандров, А. Д. Чудаков. Технические средства автоматизации. Издательство: Академия, 2010
8. Справочник проектировщика АСУП. Под редакцией Н.П. Федоренко и В.В. Карибского, 2012.
9. Егупов Н.Д., Пупков К.А. (Ред.). Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 томах. Том 3. Методы современной теории автоматического управления. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана 2004.
10. Шеремет, А.Д. Методика финансового анализа [Текст]/А.Д. Шеремет, Р.С. Улин, Е.В. Негашев. -М.: ИНФРА-М, 2018. -208 с.

Весь текст будет доступен после покупки