Проектирование малого предприятия по изготовлению мясных полуфабрикатов

8 Автоматизация специального  технологического процесса

8.1 Задачи автоматизации

 

Основы научного подхода  к проектированию автоматических устройств заложены знаменитым русским ученым И.А.Вышнеградским, показавшим, что машина и регулятор во время работы образуют единую систему.

Автоматизация прежде всего  повышает производительность общественного труда, меняет его характер и содержание. Автоматические устройства благодаря высокой точности и гибкости управления позволяют оптимизировать ход технологических процессов, улучшать качество продукции и повышать эффективность использования ресурсов производства.

Значение автоматизации  производства в век научно – технического прогресса огромно. Она позволяет  управлять производственными операциями с такой быстротой и точностью, которые недоступны человеку, способствует повышению надежности работы оборудования, производительности труда, культуры производства, экономики материальных, энергетических и трудовых ресурсов.

 

8.2 Описание объекта управления

 

Горизонтальный скороморозильный плиточный аппарат (ГСМПА) периодического действия для замораживания филе и блоков мелкой рыбы.

Техническая характеристика:

- производительность, т/сут.: 6                     - продолжительность замораживания, ч:  2,5                     - количество плит, шт: 8                     - число противней, находящихся одновременно в аппарате: 70                     - энергопотребление, кВт: 26                     - габариты, мм: длина: 2700 ширина: 1800 высота: 2300                   - размеры плит, мм: длина: 1650 ширина: 1350                    - холодильный компрессор на фреоне R22: F 16/2051 поршневой                    - холодопроизводительность при t-35 0С, кВт: 35

Аппарат с горизонтальными  плитами периодического действия имеет  несущий металлический каркас, теплоизоляционное  ограждение с дверными створками. Внутри располагаются плиты из алюминиевого сплава, ограниченно перемещающиеся с помощью гидравлического привода. Продукт в блоках и коробках, высота которых должна быть одинаковой, помещают между плитами. Для создания хорошего контакта с продуктом плиты загруженного аппарата сближают на расстояние, равное высоте ограничивающих пластин, но несколько меньшее первоначальной высоты продукта. Величину зазора между плитами можно регулировать. Дверные створки аппарата закрывают, и включается система охлаждения. После окончания процесса замораживания отключается система охлаждения, открываются дверные створки, раздвигаются плиты и продукт удаляется. Аппарат приблизительно раз в неделю останавливают для удаления инея с поверхности плит.

 

8.3 Описание функциональной схемы

Аммиачные и фреоновые  компрессоры одноступенчатого сжатия

работают с температурами  кипения не ниже от минус 35 до минус 45 °С. Построение схем автоматизации холодильных установок с поршневыми компрессорами одноступенчатого сжатия зависит от ее назначения и степени агрегатирования.

Компрессорные агрегаты применяются  для комплектации компрессорных отделений холодильных установок большой холодопроизводительности таким образом, чтобы обеспечивалось регулирование холодопроизводительности по принципу «пуск — остановка». Для этой цели используют один-два агрегата малой холодопроизводительности, которые работают в режиме «пуск — остановка». Компрессорные агрегаты имеют холодопроизводительность от 350 кВт и более.

 Мотор-компрессорный  агрегат состоит из компрессора  К, приводного электродвигателя ЭД, маслоотделителя МО с устройством возврата масла ВМ в картер компрессора и обратного клапана ОК, отделяющего компрессор от системы конденсации на период стоянки. Агрегат подсоединяется к магистрали всасывания, нагнетания и водяного охлаждения.

Управление агрегатом  осуществляется   автоматически:   по месту -  кнопкой КУ1 и дистанционно — кнопкой КУ2 в зависимости  от положения ключа выбора режимов  работы КВР. Двигатель компрессора  управляется через станцию управления СУ.

          Приборы контроля и защиты  смонтированы непосредственно на  агрегате. Приборы 1а, 2а, За, 4аб  контролируют соответственно давление  нагнетания, давление всасывания, разность  давления смазки, температуру нагнетания. Сигналы от этих приборов поступают  на пульт местного управления компрессором. При достижении одним из этих параметров аварийного значения срабатывает защита однократного действия на отключение компрессорного агрегата. По какому параметру произошло

 отключение  компрессора,  сигнализируется сигнальными приборами  НL2 - HL5. После устранения причины  аварии кнопкой ввода защиты  КВЗ схема 

          защиты снова включается в работу.

Через пульт местного управления по линии 16 передаются сигналы

 блокировки (например, включение  водяных, рассольных насосов)  или внешних устройств защиты (например, от реле уровня аммиака  в  отделителе жидкости).

Если регулирование температуры  в охлаждаемом объекте осуществляется пуском и остановом компрессора, то сигнал от реле температуры подается через пульт местного управления. Если регулирование температуры предусмотрено внешними устройствами, изменяющими холодопроизводительность компрессора, то сигнал воздействия на них подается от реле температуры по линии 14 (управление производительностью компрессора).

На агрегате смонтированы показывающие приборы для измерения  разности  давления смазки, а также  для измерения давления нагнетания и всасывания.

Компрессорно-конденсаторные агрегаты холодопроизводительностью  от 0,5 до 200 кВт с водяными конденсаторами и от 0,5 до 20 кВт с воздушными конденсаторами имеют дополнительно в составе средств автоматизации устройства для поддержания давления конденсации (водорегуляторы, регуляторы давления прямого действия, показывающие приборы) и устройства блокировки работы компрессора с водяным и рассольным насосами.

При автоматическом пуске  аммиачного компрессора одно-ступенчатого сжатия сначала включается соленоидный  клапан подачи воды в рубашку охлаждения, при этом срабатывает реле протока, установленное на трубопроводе выхода воды из рубашки компрессора, затем — соленоидный клапан разгрузки, соединяя нагнетательную и всасывающую

 магистрали на время  пуска (на схеме не показаны). Если другие блокировки (рассольных и водяных насосов) включены, компрессор включается в работу.

       

 

              

 

                 Контролируемые параметры установки в таблице 8.1.

 

Таблица 8.1 – Контролируемые параметры

Контролируемые параметры	Обозначение	Пределы измерения	Номинальное значение	Требования к точности измерения
1	2	3	4	5
Температура рассола	Тр	+10-(-20)0 С	-150 С	±10 С
Температура масла	Тм	10-400 С	350 С	±10 С
Давление всасывания компрессора	Твс	0,3…0,5 МПа	0,1 МПа	±0,001
Давление нагнетания компрессора	Рн	1…3,5 МПа	1,5 МПа	±0,001
Давление масла	Рм	0,5…1 МПа	0,8 МПа	±0,001
Давление конденсации	Рк	50…800	300 кПа	10 кПа
Состав приводов и запорной арматуры		Вкл-Выкл Откр-Закр

 

Регулируемые параметры:

- температура хладоносителя;

- температура масла;

- давление хладагента  конденсатора.

Управляемые параметры:

- изменение холодопроизводительности  компрессора.

 

8.4 Выбор контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации

8.4.1 Приборы для измерения давления

 

Серия SITRANS P представляет собой полную гамму приборов для

измерения давления. Выбираем пять компактных простых преобразователей серии z для измерения давления нагнетания (две штуки), давления всасывания, разности давления смазки (две штуки), давления масла.

Диапазон измерения от 1 мБар до 400 Бар, номинальное давление до PN 420.

Для измерительных частей возможны такие материалы как  нержавеющая сталь, тантал, Hastelloy, золото и Monel.

Материал для электронного корпуса - алюминий с небольшими примесями меди, нержавеющая сталь или латунь.

 

8.4.2 Приборы для измерения температуры

 

Термосопротивления и  термопары S1TRANS TW возможны для различных типах исполнения. Материалы, подключение, конструктивное исполнение и дополнительные принадлежности подходят для большинства случаев измерения температуры в технологических процессах.

 

8.4.3 Измеритель-ПИД-регулятор для управления задвижками и трехходовыми клапанами ТРМ12

    

Измеритель-ПИД- регулятор ТРМ12 предназначен для автоматизации управления положением золотника в холодильных машинах.

- Количество входов для  подключения датчиков: 1

- Предел допустимой основной  погрешности измерения входного  параметра: ± 0,25 %

- Время опроса одного  входа: не более 1,5 с 

- Диапазон измерений:  от 0 до 100 %

- Габаритный размер, мм:

длина: 96

ширина: 96

высота: 70

 

8.4.4 Регуляторы процессов

 

Приборная панель SIPART DR19 96x96мм, для промышленных применений – это идеальное решение для всех стандартных задач с различными возможностями отображения информации на дисплее, управляющими функциями и сообщениями о состояниями.

Принимаем три регулятора для управления агрегатом, управления маслонасосом, управления производительностью.

 

8.4.5 Электромагнитные клапаны

 

Электромагнитные клапаны  представляют собой двухпозиционные  исполнительные устройства с одним  или несколькими запорными или  несколькими переключающими клапанами, управление которыми производится электромагнитами.

Принимаем три клапана: клапан контура подогрева, клапан масла в компрессоре, клапан фреона в испаритель.

 

8.4.6 Реле времени микропроцессорное двухканальное УТ24

 

Микропроцессорное реле времени  УТ24 предназначено для формирования произвольной последовательности импульсов, которая может быть использована для автоматического управления исполнительными механизмами в различном технологическом оборудовании.

Была разработана схема  автоматизации горизонтального скороморозильного плиточного аппарата (ГСМПА 6).