Разработка линии автоматизации по производству виноградного сока

Вариант 23. Объект: цель производства виноградного сока

 

Рис. 23 - Объект: цех производства виноградного сока, участок 3

 

 

Содержание

Введение                                                                                             4-6 стр.

1. Глава 1. Описание технологического процесса                              7-9 стр.
2. Глава 2. Выбор и обоснование методов измерения и средств измерений                                            10-11 стр.
3. Глава 3. Выбор компьютерных, программных и аппаратных средств автоматизации                                                                                 12-19 стр.
4. Глава 4. Описание схемы автоматизированного контроля и управления  20-22 стр.
5. Заключение                                                                                           23 стр.
6. Литература                                                                                            24 стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

На сегодняшнее время  автоматизация процессов производства занимает значительное место, так как  долгий процесс производства отнимает много сил и труда персонала, работающего с ним, поэтому для  облегчения работы, своевременного выполнения производственных целей, технологи разрабатывают все новые и новые автоматизированные линии.

Цель курсовой работы разработать  линию автоматизации по производству виноградного сока участок 3.

При разработке учитывались  операции, которые раньше осуществляли в ручную, но теперь с помощью  пульта оператора процесс протекает  быстро, не возникает проблем с  управлением, датчики уровня каждый показывает свой определенный показатель, работник только контролирует подачу виноградного сока в отстойники и  в сборник, процесс не получается трудоемким и позволяет повысить уровень изготовления виноградного сока.

Виноградные ягоды  обладают отличными вкусовыми и прекрасными питательными свойствами. Виноград и  сок винограда повышает в организме человека обмен веществ, продукты винограда широко используются, как общеукрепляющий и лечебный для  организма человека продукт. Лечебными свойствами обладают не только свежие ягоды винограда. В медицине издавна используются сушеные плоды винограда и  стебли с листьями.

Есть даже целая наука  о лечении натуральным вином  болезней: малярии, гриппа, бронхита и т.д.

В зависимости от сорта винограда, в 100 г сока может содержаться: воды – 55-87 г, белков – 0,15-0,9 г, углеводов – 10-30 г; яблочной, винной и других органических кислот – 0,5 – 1,7 г; пищевых волокон – 0,3-0,6 г; калия – 250 мг, кальция – 45 мг, фосфора – 22 мг, магния – 17 мг, железо, кобальт и другие минералы. Из витаминов больше витамина С, В1 и В2, Р и РР, провитамина А; есть и другие витамины и минералы, в меньших количествах.

Сахара, содержащиеся в винограде, относятся к легкоусвояемым –  в основном это глюкоза и фруктоза, почти в одинаковом количестве. Благодаря  большому количеству калия виноградный сок, как и виноград, полезен людям, склонным к сердечно-сосудистым заболеваниям.

Некоторые специалисты сравнивают виноградный сок по сложности состава с минеральными водами. Воды в виноградном соке много – до 80%, однако это не просто вода: это жидкость, богатая кислотами, витаминами, растворёнными сахарами и минеральными солями. Поэтому сок винограда освежает и тонизирует, оказывая при этом лечебное действие: жидкости и слизи становятся менее концентрированными, улучшается их выделение, очищается кишечник и т.д.

Сахара в виноградном соке тоже много – до 30%, поэтому он такой питательный. В организме виноградные сахара превращаются в глюкозу и всасываются в кровь; углеводы тоже поступают в организм в виде виноградного сахара. В печени сахар превращается в гликоген, и остаётся в виде запаса углеводов, как необходимый резерв, расходующийся при работе организма. Сахар, содержащийся в виноградном соке, отличается также антиоксидантными свойствами, и защищает от распада некоторые белковые молекулы в наших клетках.

При промышленном производстве виноградного сока чаще используются светлые сорта винограда. Выбирают виноград умеренной кислотности, с сахаристостью 17-20%. Собирают его обычно утром, чтобы ягоды не были перегретыми, иначе свежеотжатый сок может забродить. Повреждённые и гнилые грозди удаляют сразу, во время сбора, а остальной виноград тут же перерабатывают.

Сок первого отжима, в котором  нет признаков забраживания, профильтровывают, помещают в стеклянные баллоны до 15 л емкостью, закупоренные герметически, и пастеризуют 20 минут при 75-80°C. После этого сок должен стоять в баллонах 30-40 дней; в холодильных установках он может стоять меньше – 10-15 дней при температуре -2°C. Потом сок ещё раз фильтруют и разливают в бутылки; бутылки закупоривают и снова пастеризуют, на этот раз при 60-65°C в течение 35 минут. После этого они хранятся ещё 2 месяца. Если в течение этого срока всё идёт хорошо, то сок поступает в продажу.

Как видим, процесс приготовления виноградного сока довольно трудоёмкий, а пастеризация сохраняет далеко не все полезные вещества. Однако с виноградным соком по-другому не получится – он может легко забродить.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Описание технологического процесса.

В процессе приемки винограда  в целях дальнейшего получения  из него виноградного сока на заводах  первичной переработки определяется масса и оценивается качество поступающего сырья. Систему управления приемом винограда на заводах  первичной переработки сырья  можно реализовать с помощью  АСУТП в режиме «Советчика», построенной согласно данной схеме.

АСУТП отделением приема винограда представляет собой РСУ малого масштаба, состоящую из подсистем сбора и отображения информации, автоматического регулирования, дискретно-логического управления, противоавайрийных защит и блокировок.

Поступивший на завод виноград направляется в дробильно-прессовое отделение. Из приемных бункеров-питателей виноград поступает в дробилку. В процессе дробления из него образуется мезга, стекающая в сборник и на гребни транспортера. Мезга из сборника насосом подается в зависимости от выбранной технологической схемы переработки либо в общий бункер-стекатель и пресс, либо в настойную емкость. Сусло-самотек и прессовое

сусло поступают  в сборники, откуда насосами Н4 виноградный сок перекачивается в отстойники XII, затем из них посредством насоса Н5 виноградный сок подается в сборник XIII,отпрессованная виноградная выжимка транспортером отводится в цех утилизатор, после из сборника подается на розлив.

Объект производства виноградного сока участок 3 включает:

Насос Н4, отстойники XII 21 и 22, насос Н5 23, сборник XIII24.

Основные компоненты системы:

Контроллер Ремиконт Р-130, АРМы оператора-технолога, начальника отделения и лаборатории на базе ЭВМ ( Pentium 1 промышленного исполнения) и 20” мониторов с повышенной защитой от воздействий электромагнитных полей, сетевые средства- 10 Мбит Ethernet- технологии со 100% резервированием, станция архивирования в комплекте со сменными магнитооптическими дисководами( 640 Мбайт), сервер БД РВ, принтеры, пакеты программ Трейс Моуд, конструктивы- 19” шкаф (RITTAL).

Информационная мощность АСУТП: общее число входных и выходных сигналов- 24/24, т.е 48, из них контролируемых аналоговых( уровень)-12, контуров регулирования- 0, запорной арматуры – 0, противоаварийных  защит и блокировок-53, из них аналоговых-12. Система управления реализована с «горячим» резервированием в трех комплектах.

Динамика работы АСУТП:

Максимальный период опроса датчиков на контроллере: дискретный вход- 100 мкс, аналоговый вход – 1мс, максимальное время реакции на аварийные сигналы: при обработке в цепях аварийной защиты на уровне контроллера –

20÷100мс, при передаче к  пультам оператора- 200мс,цикл смены  данных на пульте операторов  при  200 динамических элементах  в кадре – 0,2÷1,0с, 

цикл смены кадров – 0,2÷1,5 с, минимальное время реакции  на команду оператора – 0,2с, впемя полного перезапуска: системы после отключения питания – 30 с, контроллеров после отключения питания – 20 с.

Информационная мощность контроллера Ремиконт Р-130:  аналоговых/дискретных  входов/ выходов- 60/96, контуров регулирования – 16. Использовано: аналоговых входов/выходов -12/12. Контуры регулирования- есть.

Время наработки на отказ контроллера – 60 000ч ( в дублированном исполнении – 120 000 ч).

Управление электроприводами насосов Н4 и Н5 осуществляют по нижнему  уровню жидкости в суслосборниках, контролируемому соответственно датчиками уровня и электронных сигнализаторов уровня, а так же по верхнему уровню в отстойниках, контролируемому соответственно датчиками уровня (21-1)и (22-1) электронных сигнализаторов уровня (21-2)и (22-2). У правление электроприводом насоса Н4 по верхнему уровню в бункере - стекателе, контролируемому датчиком уровня электронного сигнализатора и верхнему уровню в суслосборниках, контролируемому датчиками уровня соответствующих электронных сигнализаторов уровня.

Сигнализация уровней  и состояния электродвигателей  выведена на пульт ПТК и АРМ  технолога. Переключение на технологическую  схему получения сусла осуществляется трехходовым краном выбора технологического режима и ключом выбора технологического режима и ключом выбора режима в  электрической схеме управления с пультов ПТК и АРМ технолога.

 

 

Глава 2. Выбор и обоснование  методов измерения и средств  измерений.

В данном производстве были использованы:

 Насосы дозирующие соленоидные (мембранные насосы-дозаторы) серии D: DFD.

Насосы серии D предназначены  для дозирования и перекачивания  различных видов жидкости. Так  как данные насосы обладают следующими характеристиками:

• Максимальный расход: 2...50 л/ч (в зависимости от модели)
• Максимальное давление: 0,2...1,6 МПа (в зависимости от модели)
• Интерфейс удаленного управления ("сухой" контакт)
• Ручное управление частотой ходов (кнопки и индикатор)
• 3x-разрядный цифровой индикатор
• Степень защиты: IP55

Датчики уровня РИС-121

Датчики-индикаторы уровня РИС 121  предназначены для непрерывного контроля уровня жидких и твердых (сыпучих) сред, а также сигнализации достижения предельных уровней контролируемой среды в двух заданных точках .

• Диапазон контроля для пластинчатого, стержневого, цилиндрического исполнений чувствительного элемента 0,5...2,5 м
• Диапазон контроля для кабельного, тросового исполнений чувствительного элемента 2...22 м

Регулятор "КАСКАД 2"

 

• Комплекс «КАСКАД 2» предназначен для регулирования давления, расхода, разрежения, уровня, температуры, мощности, концентрации веществ, скорости перемещения или вращения и других параметров, которые могут быть преобразованы в сигналы постоянного тока

В комплекс входят приборы:

Р17 — блоки регулирующие с непрерывным  выходным сигналом;  
Р27 — блоки регулирующие с импульсным выходным сигналом;  
Р28 — блоки регулирующие с импульсным выходным сигналом и с автоматической подстройкой параметров;  
А05 — блок суммирования и ограничения сигналов;  
А06 — блок ограничения и размножения сигналов;  
А35 — блок вычислительных операций;  
Л03 — блоки аналого-релейного преобразования;  
Д05 — блоки динамических преобразований;  
Д06 — блок динамических преобразований с автоматической подстройкой параметров;  
Д07 — блок интегрирования;  
Н05 — блок нелинейных преобразований.

Преобразователи предназначены для линейного преобразования входного сигнала постоянного тока и напряжения в один или два унифицированных гальванически развязанных выходных сигнала постоянного тока. Преобразователи могут применяться для контроля токов и напряжений электрических систем.

 

 

 

 

Глава 3. Выбор компьютерных и программных, аппаратных средств  автоматизации.

 В данной курсовой  работе для обеспечения автоматизации данного процесса был выбран ОВЕН ПЛК программирование ведущих производителей, которые обеспечивают расширение иерархии уровней управления производством «по вертикали»- в направлении непосредственного управления процессом (автоматическое регулирование и программно-логическое управление) и в направлении управления производством. Такие программные системы представляют собой мощные программные комплексы, обеспечивающие ИСАУ производством в целом.

Функции непосредственного  управления реализуются в пакетах  прикладных программ для контроллера  РЕМИКОН Р-130 ОАО «АБС Автоматизация» и ЗАО «ТЕСС Инженеринг» г. Чебоксары, построенного на основе персональных компьютеров (Soft PLC), и для компьютерной реализации функций непосредственного управления (Soft Control).