Автоматизация технологического процесса производства сухих животных кормов
Контрольная
работа
“Автоматизация
технологического процесса производства сухих животных кормов”
Содержание
Введение
. Описание технологической
схемы производства сухих животных кормов и технического жира
. Выбор и обоснование
параметров контроля, сигнализации и регулирования
. Выбор технических средств
автоматизации
. Описание функциональной
схемы автоматизации
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Основной целью совершенствования любого
производственного процесса в настоящее время является достижение максимального
производственного эффекта, т. е. увеличение производительности оборудования,
повышение качества готовой продукции при минимальных затратах труда, сырья и
энергии. Для выполнения этих задач разрабатываются новые технологии и
оборудование, преимущественно непрерывного действия, на базе которых и
формируются технологические линии высокой производительности.
Для обеспечения оперативного контроля и
управления такими технологическими процессами применяются автоматические
приборы контроля и устройства, позволяющие снизить долю ручного труда в
управлении работой машин и аппаратов.
В мясной промышленности особенно проявляется
необходимость в использовании точных и надежных средств контроля и
регулирования, так как к качеству пищевой, кормовой и технической продукции
предъявляются самые высокие требования.
При производстве сухих животных кормов
используется достаточно сложное по конструкции оборудование, на многих участках
линии имеются труднодоступные для персонала места, поэтому необходимы
устройства и приборы, измеряющие технологические параметры и поддерживающие их
на заданном уровне.
. Описание технологической схемы производства
сухих животных кормов и технического жира
Поточно-механизированная линия К7- ФКЕ
предназначена для производства сухих животных кормов и технического жира.
Сырьем для производства данных продуктов является смесь мякотного и костного
сырья в соотношении 2:1 соответственно.
Предварительно дозированное сырье поступает на
силовой измельчитель ИС, где измельчается до размера 50 мм.
Измельченное сырье скребковым элеватором Э
подается на обезвоживание.
В шнековом обезвоживателе ОШ сырье подвергается
тепловой обработке в течение 20 мин при давлении пара внутри рубашки и в
шнековом валу аппарата 0,4 МПа и 0.3 МПа соответственно. Расход пара на данную
установку составляет 100 кг/ч. Температура шквары на выходе из аппарата 90 °С.
В процессе обезвоживания выделяются до 3 % жира, 20 % воды в виде бульона и до
25 % сокового пара.
Шквара из шнекового обезвоживателя поступает в
молотковую дробилку Д1, где измельчается до частиц размером менее 25 мм.
Измельченная шквара по обогреваемому элеватору
ЭО1 подается на сушку.
Сушка на трехсекционной сушилке СТ длится 40-45
мин при давлении пара внутри рубашек и шнековых валах аппарата 0,4 МПа и 0.3
МПа соответственно. Расход пара на данную установку составляет 150 кг/ч.
Температура сухой шквары на выходе из аппарата 100 °С , а массовая доля влаги
10 %. Выделяющийся вторичный пар отводится в атмосферу.
Сухая шквара элеватором ЭО2 подается на
охлаждение.
Охлаждение осуществляется на шнековом охладителе
О. Температура охлажденной шквары на выходе из аппарата составляет 20 °С .
Расход холодной воды составляет 0,15/ч.
Охлажденная шквара измельчается в молотковой
дробилке Д2 до размера частиц 4 мм.
Бульон, выходящий из обезвоживателя, разделяется
в жироловке Ж на два слоя: верхний жировой слой в виде жировой массы непрерывно
отводится на сепарирование, а нижний слой - водный - направляется на очистку.
Готовую муку упаковывают в мешки или передают на
бестарное хранение. Выход готовой продукции составляет до 28 %.
Производительность линии К7-ФКЕ до 500 кг костной муки в час.
. Выбор и обоснование параметров контроля,
сигнализации и регулирования
Таблица 1 - Контролируемые, сигнализируемые и
регулируемые параметры
Параметры,
подлежащие контролю, регулированию или сигнализации, ед. изм.
|
Предел
отклонения параметра
|
Оптимальное
значение параметра
|
Допустимые
погрешности контроля
|
Примечание
|
|
Возможных
с учетом аварийной ситуации
|
Допустимых
по технологии
|
|
Абсолютная
|
Относительная
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
1.
Температура шквары на выходе из шнекового охладителя ОШ, .
|
15
- 100
|
89
- 91
|
90
|
0,3
|
3,3
|
К,Р
|
2.
Температура сухой шквары на выходе из трехсекционной сушилки СТ,.
|
50-150
|
98-105
|
100
|
1
|
2
|
К,Р
|
3.
Температура охлажденной шквары на выходе из шнекового охладителя. О,.
|
22-150
|
18-22
|
20
|
1
|
2
|
К,Р
|
4.
Давление пара в рубашке шнекового обезвоживателя, ОШ , МПа.
|
0-0,5
|
0,3-0,4
|
0.05
|
2.2
|
К
|
5.
Давление пара в шнеке обезвоживателя ОШ, МПа.
|
0-0,5
|
0,3-0,4
|
0,3
|
0.05
|
2.2
|
К
|
6.
Давление пара в рубашке трехсекционной сушилки СТ , МПа.
|
0-0,5
|
0,3-0,4
|
0,4
|
0.05
|
2.2
|
К
|
7.
Давление в шнеке трехсекционной сушилки СТ, МПа.
|
0-0,5
|
0,3-0,4
|
0,3
|
0.05
|
2.2
|
К
|
8.
Расход пара шнекового обезвоживателя ОШ, кг/ч.
|
0-150
|
90-105
|
100
|
1
|
6.6
|
К
|
9.
Расход пара трехсекционной сушилки СТ, кг/ч.
|
0-200
|
140-160
|
150
|
1
|
6.6
|
К
|
10.
Расход воды шнековым охладителем, м3/ч.
|
0-0,3
|
0,1-0,2
|
0,15
|
0.001
|
6.6
|
К
|
11.
Влажность шквары на выходе из трехсекционной сушилки СТ, %.
|
13-65
|
9-12
|
10
|
1
|
3.2
|
К
|
.Выбор технических средств автоматизации
корм жир технический автоматизация
При выборе измерительных преобразователей и
измерительных устройств в первую очередь принимают такие факторы, агрессивность
и токсичность среды, а также другие физико-химические свойства веществ. По
классу точности и чувствительности измерительные приборы должны отвечать
технологическим требованиям.
Все автоматические устройства, нанесенные на функциональную
схему автоматизации, включены в спецификацию, которая представлена в таблице 2.
Таблица 2 - Спецификация на приборы и средства
автоматизации
Позиция
|
Наименование
и техническая характеристика
|
Тип,
марка, обозначение документа
|
Количество,
шт.
|
Завод
изготовитель
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Температура
|
1а
2а 3а
|
Термометр
сопротивления платиновый с унифицированным выходным сигналом для измерения
температуры жидких и сыпучих сред. Диапазон измеряемых температур: -50...500 .
Параметры выходного сигнала: 4-20 мА. Класс допуска В. Основная и приведенная
погрешность .
|
3
|
ПГ
« Метран ». г. Челябинск.
|
1б
2б 3б
|
Вторичный
прибор для измерения, регистрации, сигнализации и регулирования параметров
техпроцессов. Выходной сигнал: пневматический 20... 100 кПа; токовый сигнал
0-5 или 4-20 мА
|
ДИСК-250-1331
|
3
|
ПГ
« Метран ». г. Челябинск.
|
1в
2в 3в
|
Преобразователь
электропневматический с входным сигналом 4-20 мА, с пределом погрешности
1,0%. Выходной пневматический аналоговый сигнал преобразователя составляет
20-100 кПа.
|
ЭП-3324
ТУ 25-7304-008-87
|
3
|
ООО
ТЦ "Сервисавтоматика". Г. Воронеж.
|
1г
2г 3г
|
Клапан
регулирующий двухседельный с мембранным исполнительным механизмом
|
25с489(50)иж,
ТУ 51-0303-14-98
|
3
|
ОАО
«Волгограднефтемаш»
|
Давление
|
4а
5а 6а 7а
|
Преобразователь
избыточного давления. Предназначен для измерения избыточного давления и
преобразования его в унифицированный сигнал постоянного тока 4-20мА. Верхний
предел измеряемого давления 2,5 МПа. Класс точности 1,0.
|
Овен
ПД100-ДИ ТУ 4212-001-46526536-2006
|
4
|
Овен,
г. Москва
|
4б
5б 6б 7б
|
Измеритель
двухканалььный с универсальными входами для подключения широкого спектра
датчиков. Индикация текущих значений измеренных величин. Класс точности 0,5
|
Овен
2ТРМО ТУ 4211-016-46526536-2005
|
4
|
Овен,
г. Москва
|
Расход
|
8а
9а 10а 11а 12а
|
Расходомер
на базе осредняющей напорной трубки, предназначенный для измерения расхода.
Выходной сигнал: 4…20мА. .
|
Метран-350
|
5
|
ПГ
Метран, г.Челябинск
|
8б
9б 10б 11б 12б
|
Расходомер,
предназначенный для вычисления суммарного расхода жидкости или газа,
регистрации среднечасового значения расхода, индикации измеренных и
вычисленных величин
|
Овен
РМ 1 ТУ 4213-001-46526536-03
|
5
|
Овен,
г. Москва
|
Влажность
|
13а
|
Преобразователь
измерительный температуры и влажности. Для измерения температуры и влажности
и преобразования их значений в унифицированный выходной сигнал 4…20мА.
|
РОСА-10
ТУ 4215-055-13282997-04
|
1
|
Элемер
п. Менделеево
|
13б
|
Измеритель-регулятор
температуры и влажности. Отображение параметров на светодиодных индикаторах,
сигнализация, регулирование.
|
ИРТВ-5215
ТУ 4210-002-13282997-01
|
1
|
Элемер
п. Менделеево
|
Электроаппараты
|
SA1-SA12
|
Ключ
управления универсальный для переключения цепей и управление
электроустановкой
|
УП-5300
|
12
|
ОАО
«Приборосторительный завод» г. Саранск
|
SB1-SB16
|
Кнопочная
станция для запуска электрических двигателей и дистанционного управления
исполнительными механизмами. Напряжение 220 В/ 380 В, ток 2-3 А.
|
ПКЕ
212-293
|
16
|
ОАО
«Приборостроительный завод» г. Саранск
|
KM1-KM8
|
Пускатель
магнитный. Напряжение 220 В/380 В. Ток 2,5-5 А. Частота 50 Гц
|
ПМА
3100
|
8
|
КЗЭА
Кашин
|
HL1-HL8
|
Лампа
сигнальная. Напряжение 220В.
|
Guard
230
|
8
|
. Описание функциональной схемы автоматизации
Контуры 1-3 предназначены для контроля,
регистрации и регулирования температуры шквары на выходе из шнекового
обезвоживателя, трехсекционной контактной сушилки и охладителя. Измерение
температуры осуществляется термометром сопротивления (1а - 3а),унифицированный
сигнал с которого подается на вторичный прибор (1б - 3б), по которому осуществляется
контроль параметра. Он имеет встроенный регулятор , который при отклонении
температуры от заданных значений вырабатывают управляющий пневматический
сигнал, поступающий через переключатель (SA1 -SA3) на клапан (1в - 3в).
Последний изменяет подачу пара или воды в рубашку аппаратов до ликвидации
рассогласования.
Помимо способа управления, описанного выше, все
необходимые действия можно производить в режиме непосредственного цифрового
управления (НЦУ), при помощи управляющей ЭВМ. Унифицированный электрический
сигнал со вторичного прибора (1б - 3б) поступает на ЭВМ на один из входов АЦП.
Процессор при отклонении температуры от заданных значений вырабатывает
управляющее воздействие, которое передает на цифро-аналоговый преобразователь
ЦАП, откуда электрический сигнал поступает на электропневматический
преобразователь и ,далее через универсальный переключатель (SA1 -SA3) поступает
на клапан (1в - 3в). Последний изменяет подачу пара или воды в рубашки
аппаратов до ликвидации рассогласования. Процессор позволяет сохранить
информацию о температуре на жестком магнитном диске НЖД и вывести её на дисплей
и на печать (АЦПУ).
Контура 4-7 предназначены для контроля
избыточного давления в рубашках и шнеках обезвоживателя, сушилки и охладителя.
Преобразователь избыточного давления (4а-7а) преобразует изменение давления в
стандартный электрический сигнал, который поступает на вторичный показывающий
прибор (4б-7б) и одновременно из него подается на АЦП ЭВМ и далее на процессор.
Процессор позволяет сохранить информацию на жестком магнитном диске НЖД и
вывести её на дисплей и на печать (АЦПУ).
Контура 8-10 предназначены для контроля и
регистрации расхода пара и воды в шнековом обезвоживателе, трехсекционной
сушилке и шнековом охладителе. Унифицированный токовый сигнал с расходомера
(8а-10а) подается на вторичный прибор(8б-10б), который обеспечивает контроль
расхода в трубопроводе и регистрацию его значения. Также унифицированный
токовый сигнал с измерительного прибора (8б-10б) одновременно подается на АЦП
ЭВМ и далее на процессор, позволяющий сохранить информацию на жестком диске НЖД
и вывести её на дисплей и на печать (АЦПУ).
Контуры 11 и 12 предназначены для контроля и
регистрации суммарного расхода пара и воды. Унифицированный сигнал с
расходомера (11а,12а) подается на вторичный прибор (11б,12б), обеспечивающий
вычисление суммарного расхода, регистрацию величин и одновременно на АЦП ЭВМ и
далее на процессор, позволяющий сохранить информацию на жестком диске НЖД и
вывести её на дисплей и на печать (АЦПУ).
Контур 13 предназначен для контроля влажности
шквары на выходе из трехсекционной сушилки. Унифицированный сигнал с
преобразователя (13а) подается на вторичный прибор (13б), обеспечивающий
индикацию вычисленных величин и одновременную передачу данных на АЦП ЭВМ и
далее на процессор, позволяющий сохранить информацию на жестком диске НЖД и
вывести её на дисплей и на печать (АЦПУ).
Контуры 14-22 описывают процесс управления
работой электродвигателей. Управление можно осуществлять 3 способами: в
зависимости от положения универсальных переключателей (SA4-SA13) управляющий
сигнал может поступать с кнопочной станции, располагающейся на щите(SB10-SB18),
с НЦУ и имеется возможность управления электродвигателями по месту c помощью
кнопочной станции (SB1-SB9). Сигнал поступает на магнитный пускатель (КМ1-KM9),
который запускает двигатели. Сигнализация о том, что двигатели в рабочем режиме
осуществляется с помощью сигнальных ламп (HL1-HL9).
Заключение
Автоматизация технологического процесса
производства сухих животных кормов позволяет обеспечивать поддержание
оптимальных значений параметров. Установка оборудования для измерения и
регулирования параметров, дает возможность сокращения численности рабочих в
связи с тем, что исчезает необходимость в ручном контролировании. Повышается
качество выпускаемого продукта и уменьшается доля брака.
С внедрением автоматизированных систем
облегчается труд персонала, обслуживающего технологическое оборудование т. к.
контроль и регулирование возможно осуществлять на фиксированном рабочем месте и
чтобы узнать значение необходимого параметра теперь не нужно ходить к установке
или камере.
Незаменимым элементом автоматизации является
ЭВМ. Она способна производить контроль и регулирование параметров без вторичных
регулирующих и контролирующих приборов и накапливать большое количество
информации.
В результате автоматизации снижаются потери
сырья, уменьшается себестоимость производимой продукции, обеспечивается
выполнение санитарно-гигиенических требований и техники безопасности.
Список использованной литературы
1. Битюков,
В.К. Руководство по выполнению курсового проектирования по автоматизации
[Текст]: учеб. пособие/ В.К. Битюков, А. Н. Гаврилов, А.Е. Емельянов, Ю. В.
Пятаков - Воронеж: ВГТА, 2006.-104с.
. Битюков,
В.К. Справочник по контрольно-измерительным приборам и средствам автоматизации
[Текст] / В.К. Битюков и др., 2007.-143с.
. Гаврилов,
А. Н. Автоматизированные системы управления технологическими процессами
[Текст]: учеб. пособие/ А. Н. Гаврилов, Ю. В. Пятаков- Воронеж: ВГТА, 2007.
-240с.
. Каталог
«Метран», г. Челябинск, 2010.
. Каталог
«Элемер», п. Менделеево, 2008.
. Каталог
«Овен», г. Москва, 2008.