Совершенствование автоматизированной системы управления разливом ликероводочной продукции

ВВЕДЕНИЕ 4
1. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ РОЗЛИВОМ ЛИКЁРОВОДОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ 9
1.1 Динамика работы АСУТП 10
1.2 Средства автоматизации технологического процесса 13
2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 18
2.1 Коммуникационные возможности 25
2.2 Применение SCADA-систем при автоматизации технологических процессов пищевых производств 27
2.3. Выбор критериев качества управления 41
2.4. Условия устойчивости управления для систем с ПИ регуляторами 49
2.5. Расчет динамических характеристик системы управления температурой ликёроводочной продукции в охладителе 56
3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 63
3.1. Характеристика условий в цехе розлива ликероводочной продукции. 63
3.2. Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации проектируемого оборудования. 68
3.3 Инженерно–технические решения по безопасной эксплуатации разработки. 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 80
ПРИЛОЖЕНИЕ 85

Весь текст будет доступен после покупки

В последнее десятилетие мировом рынке технологического оборудова-ния для розлива ликероводочной продукции сформировалась устойчивая тенденция создания роторных машин, объединяющих на единой станине с общим приводом вращения несколько технологических роторов, например, ополаскивающие, разливочные и укупорочные, а в некоторых случаях этике-тировочные и датирующие роторы. Такие машины в зависимости от числа объединяемых технологических роторов (два или три ротора) получили название моноблоков или триблоков, а в случае, если на одной станине уста-новлено более трех технологических роторов, - синхроблоков.
Основным функциональным элементом разливочного ротора являются дозаторы. На сегодня преимущественное распространение в разливочных ро-торах роторных машин нашли клапанные дозаторы, реализующие способ розлива по уровню. Несмотря на разнообразие конструкций клапанных доза-торов, все они имеют один общий недостаток – при отводе тары от дозатора небольшой объем жидкости, поднявшийся по воздухоотводящей трубке, сли-вается в отводимую тару. Это является одной из причин нестабильности уровня (объема) налива и требует весьма тщательной настройки всех дозато-ров разливочного ротора, число которых может достигать в высокопроизво-дительных роторных машинах 60 штук.
На современном этапе развития массового промышленного производ-ства пищевой, в том числе и ликероводочной продукции, существуют два подхода к контролю качества продукции.
Первый из них – это обеспечение сплошного контроля основных пара-метров качества продукции на основе применения инструментальных мето-дов, реализуемых в автоматизированном инспекционном оборудовании, сто-имость которого сегодня сопоставима со стоимостью основного технологиче-ского оборудования, в частности роторных триблоков розлива.
Второй подход – это применение методов и процедур статистического (выборочного) контроля качества.
Статистические методы обеспечивают экономию средств при использо-вании выборочного контроля некритичных параметров продукции по сравне-нию со сплошным (стопроцентным) контролем, позволяют осуществить кон-трольные операции, имеющие значительно большую продолжительность по сравнению с технологическими операциями, дают возможность фиксировать, вести «историю качества», выявлять тенденции в изменении качества и опре-делять пути повышения качества. Кроме того, статистические методы выстра-ивают систему взаимоотношений между изготовителем и потребителем, ко-торая может быть основана на статистических критериях (такими критериями могут являться приёмочный и браковочный уровень качества, предел выход-ного уровня качества, риски изготовителя и потребителя, средний объём ин-спекции, средний уровень затрат, связанных с контролем).

Весь текст будет доступен после покупки

1. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ РОЗЛИВОМ ЛИКЁРОВОДОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ

Схема управления розливом ликёроводочной продукции может быть реализована с помощью АСУТП в режиме «Советчика» построенной согласно схеме, представленной на рис.

Рисунок 1 – Уровни управления автоматизированной системой
Здесь состав модулей:
1 - преобразователи (датчики) технологических параметров;
2 - электропневматические исполнительные устройства, пусковая электроаппаратура;
3 - локальные устройства управления ТП;
4 - микропроцессорные локальные контроллеры;
5 - микропроцессорные сетевые контроллеры;
6 - пульт управления оператора;
7 - сервер БД РВ;
8 - программно-технический комплекс (ПТК);
9 - управляющая ЭВМ отечественного или зарубежного производства;
10 - АРМ оператора (технолога, инженера, химика-аналитика и т. п.).
АСУТП розлива ликёроводочной продукции представляет собой РСУ малого масштаба, состоящую из подсистем сбора и отображения информа-ции, автоматического регулирования, дискретно-логического управления, противоаварийных защит и блокировок.
Объект управления включает: оросительный холодильник , установку для обеззараживания , резервуары , фильтр-пресс , охладитель , бачок , сату-ратор.
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" мони-торов 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 (уро-вень, температура, давление) — 11; контролируемых дискретных (с учетом запорной арматуры) — 6; дискретных управляющих — 3; контуров регулиро-вания — 3; запорной арматуры — 3; противоаварийных защит и блокировок (100%-е резервирование) — 22, из них: аналоговых параметров — 11; вход-ных дискретных — к, выходных дискретных— 7. Система управления реали-зована с «горячим» резервированием в трех комплектах.
1.1 Динамика работы АСУТП
Максимальный период опроса датчиков на контроллере: дискретный вход — 100 мкс, аналоговый вход — 1 мс; максимальное время реакции на аварийные сигналы: при обработке в цепях аварийной защиты на уровне кон-троллера — 20 100 мс, при передаче к пультам оператора — 200 мс; цикл смены данных на пульте операторов при 200 динамических элементах в кадре — 0,2 ч - 1,0 с; цикл смены кадров — 0,2 + 1,5 с; минимальное время реакции на команду оператора — 0,2 с; время полного перезапуска системы после от-ключения питания — 30 с, контроллеров после отключения питания — 20 с.
Информационная мощность контроллера РК-131/300: аналого-вых/дискретных входов/выходов — 60/96, контуров регулирования — 16. Использовано: аналоговых входов/выходов 11/11; дискретных вхо-дов/выходов — 1/12; контуров регулирования — 3.
Время наработки на отказ контроллера — 60 000 ч (в дублированном исполнении — 120 000 ч).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Прейс В.В., Шпаков П.П. Некоторые аспекты проблемы обеспечения качества и конкурентноспособности российских водок // Сб. трудов XVI Междунар. научно-техн. конф. «Машиностроение и технофера XXI века» в г. Севастополе. Донецк: ДонНТУ, 2009. С. 251 – 254.
2. Статистические методы в спиртоводочном производстве / А.С. Горелов [и др.]. Тула: ТулГУ, 2001. 214 с.
3. Анцев В.Ю., Иноземцев А.Н. Всеобщее управление качеством: учеб. пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. 244 с.
4. Лисицын С.А. , Морозов В.Б. , Прейс В.В. Задачи статистического моделирования процедур непрерывного (выборочного) контроля параметров розлива и упаковки напитков // Изв. ТулГУ. Технические науки. Вып. 1. Ч. 1. 2009. С. 205 – 212.
5. М. М. Благовещенская, Л. А. Злобин. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Издательство: Высшая школа. 2013.
6. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. Рекомендации по подготовке к итоговой государственной аттестации выпускников/ Методическое пособие для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2017
7. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Программирование промышленных контроллеров/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2017

Весь текст будет доступен после покупки