Автоматизация отделения обработки крахмалистого сырья
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
«Автоматизация отделения обработки крахмалистого сырья»
Содержание
Введение
Механико-ферментативная обработка
Автоматизация станции осахаривания
Автоматизация обработки крахмального сырья
Заключение
Список используемой литературы
Приложение 1
Приложение 2
Введение
Управление любым технологическим процессом или объектом в форме ручного или автоматического воздействия возможно лишь при наличии измерительной информации об отдельных параметрах, характеризующих процесс или состояние объекта. Параметры эти весьма разнообразны. К ним относятся электрические (сила тока, напряжение, сопротивление, мощность и др.) и технологические (температура, давление, расход, уровень и др.) параметры, а также параметры, характеризующие свойства и состав веществ (плотность, вязкость, электрическая проводимость, оптические характеристики, количество вещества и др.). Измерение параметров осуществляется с помощью самых разнообразных технических средств, обладающих нормированными метрологическими свойствами.
Технологические измерения и измерительные приборы используются при управлении (ручном или автоматическом) многими технологическими процессами в различных отраслях народного хозяйства.
Средства измерений играют важную роль при построении современных автоматических систем регулирования отдельных технологическим параметров и процессов (АСР) и особенно автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), которые требуют представления большого количества необходимой измерительной информации в форме, удобной для сбора, дальнейшего преобразования, обработки и представления ее, а в ряде случаев для дистанционной передачи в выше- или нижестоящие уровни иерархической структуры управления различными производствами.
В основе измерений параметров и физических величин лежат различные физические явления и закономерности. Измерительные схемы строятся с использованием современных достижений микроэлектронной техники: микроминиатюрных схем, твердых или полупроводниковых интегральных схем, новых электрохимических элементов, оптоэлектронных схем (оптронов) и др.
Отечественное приборостроение обеспечивает народное хозяйство страны широким ассортиментом средств измерений, насчитывающим несколько тысяч типов измерительных устройств. При этом развитие приборостроения базируется на принципах построения Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации, которая призвана решить проблему обеспечения техническими средствами системы контроля, регулирования и управления технологическими процессами для различных отраслей народного хозяйства наиболее экономичными и технически обоснованными путями.
В пищевой промышленности широко применяется общепромышленные приборы и средства автоматизации для измерения и автоматического регулирования температуры, давления, расхода, уровня и т.д. (в основном приборы и средства автоматизации для анализа состава и свойств исходного сырья, полуфабрикатов и готовых пищевых продуктов).
Использование измерительных устройств - приборов, измерительных преобразователей и других технических средств - способствует техническому прогрессу, росту производительности труда, повышению культуры производства.
Изучение вопросов, связанных с измерениями и техническими средствами измерений, требует глубокого знания основ физики, химии, ряда разделов математики, а также теоретической механики, теорий механизмов и машин и других общеинженерных дисциплин, изучаемых в вузах. Освоение курса также тесно связано с такими специальными дисциплинами, как «Теория автоматического регулирования», «Промышленная электроника» и др. автоматизация технологический крахмальный сырье
В последние годы широкое развитие получает новое направление в области измерений, так называемая квалиметрия, которая предусматривает количественную оценку качественных показателей различных изделий. В квалиметрии используются как достаточно хорошо известные методы и способы измерений физических величин и параметров, так и специальные вычислительные методы оценки комплексных показателей, характеризующих те или иные изделия.
Автоматизированная система управления технологическими процессами (АСТП) - человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор, обработку информации и управление технологическими объектами в соответствии с принятыми критериями.
Задачи систем управления технологическими процессами - повышение оперативности принимаемых решений по управлению технологическими объектами, получение оперативной информации о функционировании участков, цехов и предприятий в целях получения стандартной продукции, а так же снижение трудоемкости при переработке плановой и учетной информации.
Система управления - это соединение отдельных элементов в определенную конфигурацию, обеспечивающую заданные характеристики. В основе ее анализа лежит теория линейных систем, предполагающая наличие причинно-следственных связей между элементами. Вход à [объект управления] à выход. Связь между входом и выходом - это, по сути, преобразование одного сигнала (причины) в другой (следствие), причем довольно часто с усилением мощности. В разомкнутой системе управления для получения желаемой реакции объекта обычно используется регулятор или исполнительное устройство: Желаемое значение выхода à [исполнительное устройство] à [объект управления] à выход. В разомкнутой системе обратная связь отсутствует.
В отличие от разомкнутой, в замкнутой системе производится измерение действительного значения выходного сигнала, которое затем уравнивается с его желаемым значением. Измеренное значение выхода называют сигналом обратной связи. Замкнутая система стремится поддержать заданное соотношение между двумя переменными путем сравнения функций от этих переменных и использования их разности в качестве их уравнивающего сигнала. Чаще всего разность между заданным значением выходной переменной и ее действительным значением усиливается и используется для воздействия на объект управления, в результате чего эта разность постоянно уменьшается. Принцип обратной связи лежит в основе анализа и синтеза систем управления.
Механико-ферментативная обработка
Дробленое зерно поступает в смеситель - 3, туда же одновременно подают воду и α-амилазу. Поддерживают температуру 50-55º затем замес подается насосом через контактную головку. Воздействие тепла при температуре около 60º в течение нескольких часов приводит к полной подготовке замеса и осахариванию. При этом уменьшается расход пара на 40%, температура разваривания уменьшается до 95º. Снижаются потери сбраживаемых сахаров.
Измельченное зерно поступает в смеситель - 3. Сюда же подается вода и α-амилаза. Из смесителя замес подается через контактную головку - 11, поступает в аппарат - 10 (первой ступени). В 11 температура - 70ºС, в ГДФО - 1-70ºС. Время пребывания в нем 150 минут, постепенно перемешивается через насос - 9. Далее замес в аппарат - 2 (ГДФО-2). Если перерабатывается дефектное сырье или трудноразвариваемое, то предварительно перед подачей замес нагревается в контактной головке - 11 острым паром до 130º. После этого замес с помощью плунжерного насоса - 1 подается в трубчатый стерилизатор - 17, затем в паросепаратор - 13, дальше в осахарватель - 14.
Автоматизация станции осахаривания
Схема автоматизации работы осахаривателя предусматривает поддержание постоянного уровня массы цилиндрически поплавковым регулятором типа РУЦ-800-40Ш. Импульс от регулятора поступает на мембранный клапан, установленный на линии подачи массы из выдерживателя в осахариватель.
Температура массы в осахаривателе регулируется термометром сопротивления и электронным мостом, импульс от которого поступает на запорный клапан; последний регулирует подачу холодной воды в осахариватель. Колтчество солодового молока, подаваемого в осахариватель, регулируется плунжерным насосом. Верхний и нижний уровни солодового молока измеряются емкостными сигнализаторами уровня.
Автоматизация обработки крахмального сырья
Схемой автоматизации предусмотрено регулирование и контроль замеса в смесителе; температуры замеса в аппарате гидродинамической обработки; температуры замеса в паросепараторе и испарителе-осахаривателе; уровня замеса в смесителе, аппарате для ферментативной обработки, аппарате гидродинамической обработки и расходных сборниках для ферментов.
По схеме автоматизации обработки крахмального сырья в смесителе 3 температура измеряется термометром сопротивления 1-1. Импульс от термометра поступает на показывающий логомер 1-2 типа Л-64, смонтированный на щите цеха.
Верхний и нижний уровни замеса в смесителе контролируются сигнализатором уровня 2-2 емкостного типа с изолированными электродами ЭСУ-2.
Предусмотрено регулирование уровня замеса в аппаратах гидродинамической обработки 6 и ферментативной обработки 8 с помощью поплавкового реле 6-2 и 3-2 соответственно, которые подают сигнал на запорные клапаны 6-3 и 3-4.
Температура замеса в аппарате гидродинамической обработки 6 измеряется платиновым термометром сопротивления 5-1 типа ТСП и электронным мостом 5-3 с пневмовыходом.
Аналогично происходит измерение температуры в паросепараторе.
Температура замеса в испарителе-осахаривателе измеряется также платиновым термометром сопротивления 11-1 типа ТСП и электронным мостом 11-3 с пневмовыходом. Пневмосигнал от моста поступает на мембранный клапан 11-4, установленный на паропроводе, подводящем пар к инжектору.
Заключение
Благодаря тому, что мы изучили курс по дисциплине «Системы управления технологическими процессами». Охватывает широкий круг вопросов современных методов управления технологическими процессами пищевых производств. Основ автоматики и автоматизации пищевых производств, изучения технических устройств автоматического контроля и автоматического регулирования технологических параметров. Рассматриваются методы контроля и регулирования параметров, общих для всех отраслей пищевой промышленности. Такими параметрами являются температура, давление, влажность, расход вещества, кислотность, состав, плотность и вязкость сред и т.д. Важно отметить, что технологический процесс в пищевой промышленности характеризуется самыми широкими диапазонами физико-химических параметров, которые необходимо измерять, регулировать, применять весь арсенал современных средств управления, включая автоматизированные системы управления технологическими процессами / АСУ ТП1.
Успешному освоению курса будет способствовать хорошее знание технологических основ конкретных пищевых производств и основ электротехники.
После изучения теоретического курса рекомендуется ознакомиться с техническими средствами автоматизации и правилами их эксплуатации на предприятии, за которым закреплен студент. Это позволит изучить технику разработки проектных зданий, инструктивные материалы по автоматическим устройствам, а также ознакомиться с номенклатурой контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации.
Список используемой литературы
1.Автоматика и автоматизация пищевых производств М.: Агропромиздат. 1991-239с.
.Петров К.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности.
.М.; Агропромиздат, 1985. 344 с.
.Петров Я.К., Солошенко М.М., ЦарьковВ.А. Приборы и средства автоматизации для пищевой промышленности. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1981. 416с
5.ΓОСТ 21.404-85 Н Автоматизация технологических процессов. Обозначения условных приборов и средств автоматизации в схемах.
.Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. - М.: ЦНИИТЭ и приборостроения, 1981.-92 с.
.Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. - 3-е изд., перераб. и доп.-М.: Энергия, 1978.-704 с.
8.Благовещенская М.М., Злобин Л.А. Информационные технологии систем управления технологическими процессами, Учеб. Для вузов. - М.: Высш. Шк., 2005.
Приложение 1
№Название1Расходный сборник для ферментов2Пневматический дозатор3Смеситель4Насос плунжерный5Контактная головка острого пара6Аппарат гидродинамической обработки7Циркуляционный насос8Аппарат для ферментативной обработки9Коллектор острого пара10Трубчатый стерилизатор11Регулирующий клапан12Паросепаратор13Испаритель-осахариватель14Теплообменник «труба в трубе»15Расходная емкость для формалина
Приложение 2
Сводная спецификация
Позиция на схеме автоматизацииНаименование прибораТип прибораКоличество приборов1-1, 5-1, 10-1, 11-1.Термометр сопротивленияТСМ-Х, ТСП2-1, 3-1, 6-1, 8-1, 9-1. Измерители уровня3-4, 6-3,11-4.Запорный вентиль с электромагнитным приводом