Совершенствование системы автоматизации производства овсяного печенья

ВВЕДЕНИЕ 6
1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 9
1.1. Робастное управление 9
1.2. Производство затяжных сортов печенья 9
1.3. Анализ функциональной схемы автоматизации технологического процесса 11
1.4. Программируемые логические контроллеры 18
1.5. Аналого-цифровые преобразователи 24
1.6. Программирование ПЛК 27
1.7. Применение SCADA-системы 32
1.8. SCADA TRACE MODE 33
2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ГЛАВА 51
2.1. Критерии качества управления 51
2.2 Условия устойчивости системы 58
2.3 Расчёт динамических характеристик САУ 65
2.4 Спецификация оборудования и средств автоматизации 75
2.5 Подбор средств автоматизации для разработки системы 77
2.6 Охрана труда и промышленная экология 79
3.РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА 82
3.1. Обоснование внедрения системы автоматизации 82
3.1. Расчет экономической эффективности системы автоматизированного управления 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 91
ПОСЛЕДНЯЯ СТРАНИЦА ВКР 98
ПРИЛОЖЕНИЯ 99

Весь текст будет доступен после покупки

Автоматизация технологических процессов – это комплексная механизация производства. При автоматизации технологического процесса человек освобождается от непосредственного управления. Функции управления технологическими процессами, получение, преобразование, передача и использование энергии, материалов и информации выполняются автоматически при помощи специальных технологических средств и систем управления.
При максимальной механизации и автоматизации ручной труд сокращается, при этом производительность и эффективность труда повышаются, тем самым, происходит экономический рост.
Комплексную механизацию и автоматизацию технологических процессов пищевой промышленности обеспечили: рост технической и энергетической вооружённости труда, использование современной научной аппаратуры (созданной на основе развития научных исследований), достижения полупроводниковой микроэлектроники и диспетчерское управление.
Эти условия являются необходимыми для комплексной автоматизации практически всех технологических процессов пищевого производства.
Основное направление развития агропромышленного комплекса происходит по пути перехода на непрерывно поточные технологические линии. На комплексно-механизированных и автоматизированных поточных линиях осуществляется интенсификация научно-технологического прогресса в хлебопекарной и кондитерской промышленности.
Технологии пищевого производства развиваются и совершенствуются, при этом увеличиваются объёмы выпуска продукции, повышаются требования к качеству готовой продукции полуфабрикатов, возрастает роль измерений (контроля) параметров технологического процесса, качества исходного сырья и готовой продукции, свойств полуфабрикатов и метрологического обеспечения отрасли в целом.
В кондитерской промышленности печенье производится различными способами. При всех способах производства обязательным является дозирование муки, осуществляемое весовым способом. Тесто готовят и порциями и непрерывно в агрегатах различной конструкции.
Актуальность работы заключается в том, что интенсификация технологических процессов осуществляется регулированием их основных параметров. Оптимальные условия протекания всех технологических процессов в кондитерской промышленности осуществляется одним из параметров – температурой. Важным периодом поддержания этого параметра является выпечка.
Заданные значения температур точно поддерживаются и оцениваются с помощью критериев качества управления. Произвольный выбор этих критериев приводит к экономическим потерям, поэтому очень важно выбрать критерии, чтобы при их оптимизации достигался минимум экономических потерь, обусловленных ошибкой управления.
В пищевой промышленности распространение получили пропорционально-интегральный (ПИ) и пропорционально-интегральный-дифференциальный (ПИД) законы управления, часто применяется пропорционально-интегральный (ПИ) закон управления. При управлении температурой печи важно и оптимально настроить регуляторы температуры и оптимизировать сам закон управления.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1. Робастное управление
Когда отсутствует информация о статистических характеристиках возмущающих действий, ведь в процессе выпечки система управления температурой подвергается самым разнообразным и подчас неконтролируемым возмущениям, так важно наделить систему робастными свойствами. Они обеспечивают близость критериев качества управления с оптимальными значениями.
При изменении влияющих факторов, оптимальное качество управления поддерживается системами, называемыми робастными (устойчивыми). Такими факторами являются статистические характеристики возмущающих воздействий.
При синтезе робастных систем управления важное значение имеет поиск закона управления, сохраняющий выходные переменные системы и сигналы ошибки в допустимых пределах. В контуре управления могут быть неопределённости. В передаточной функции объекта управления существенными неопределённостями являются шумы, нелинейности и неточности.
1.2. Производство затяжных сортов печенья

Предприятия пищевой промышленности высокомеханизированные по технической оснащённости и поточности производства, отвечают всем требованиям автоматизации.
Приготовление кондитерских изделий характеризуется следующими технологическими процессами: многостадийностью и сложностью; ассортимент и качество исходного сырья нестационарный; режимы разных стадий технологического процесса производства многообразны и нестабильны.
Кондитерские изделия разделяются на две группы: мучные и сахарные. К мучным изделиям относится производство печенья, крекера, галет, пряников, вафель, кексов, рулетов, пирожных и тортов; к сахарным – производство карамели, конфет, шоколада, какао-порошка, ириса, халвы, мармелада, пастилы и пр. Общим всех этих производств является последовательность проведения операций, аппаратурное оформление и т.д. Процессы производства и мучных и сахарных изделий состоят из набора типовых процессов, из которых состоят производства.
Основные стадии производства мучных кондитерских изделий: приём, хранение и выдача в производство муки, замес теста, его штамповка, выпечка, охлаждение и упаковка готовой продукции. Рассмотрим производство печенья.
Сначала подготавливают необходимое сырьё. Для производства печенья используют муку высшего, 1 и 2 сортов. Для обеспечения лучшего качества перед подачей в производство разные сорта муки смешивают в нужных пропорциях, добавляют остальные ингредиенты, по рецептуре – необходимое количество крахмала, соевой и кукурузной муки. Для удаления случайных примесей, сыпучие продукты просеивают, для удаления металлопримесей – помещают в магнитное поле. Жидкое сырьё (молоко цельное, сгущённое, сухое и восстановленное) процеживают. Фруктовое сырьё (подварки, пюре) протирают на протирочной машине. На этой стадии основной задачей является контроль и учёт количества сырья и управление транспортными операциями.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Селевцов Л. И., Селевцов А. Л. - Автоматизация технологических процессов: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. — 3-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2014.
2. Харазов В.Г. Интегрированные системы управления технологическими процессами. – М.: Автоматика и телемеханика. 2013.
3. Шавров А.В., Солдатов В.В. Многокритериальное управление в условиях статистической неопределенности. – М.: Машиностроение. –2013.
4. Бабурин В.М., Ленский В.Л., Матвеев П.С., Рождественский Ю.Б. Аналитические самонастраивающиеся системы автоматического управления. – М.: Машиностроение, 2013.
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 робастного управления технологическими процессами/ учебное пособие для студентов направления подготовки 15.03.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств», Издательство: «Спутник +», 2019. - 257 с.
8. Корнеева А.И. ПТК и SCADA-системы на отечественном рынке промышленной автоматизации. – М.: Наука 2012.
9. Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. – СПб.: Невский диалект, 2011.

Весь текст будет доступен после покупки