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 параметраОптимальное значение параметраДопустимые погрешности контроляПримечаниеВозможных с учетом аварийной ситуацииДопустимых по технологииАбсолютнаяОтносительная12345671. Температура шквары на выходе из шнекового охладителя ОШ, .15 - 10089 - 91900,33,3К,Р2. Температура сухой шквары на выходе из трехсекционной сушилки СТ,.50-15098-10510012К,Р3. Температура охлажденной шквары на выходе из шнекового охладителя. О,.22-15018-222012К,Р4. Давление пара в рубашке шнекового обезвоживателя, ОШ , МПа.0-0,50,3-0,40,40.052.2К5. Давление пара в шнеке обезвоживателя ОШ, МПа.0-0,50,3-0,40,30.052.2К6. Давление пара в рубашке трехсекционной сушилки СТ , МПа.0-0,50,3-0,40,40.052.2К7. Давление в шнеке трехсекционной сушилки СТ, МПа.0-0,50,3-0,40,30.052.2К8. Расход пара шнекового обезвоживателя ОШ, кг/ч.0-15090-10510016.6К9. Расход пара трехсекционной сушилки СТ, кг/ч.0-200140-16015016.6К10. Расход воды шнековым охладителем, м3/ч.0-0,30,1-0,20,150.0016.6К11. Влажность шквары на выходе из трехсекционной сушилки СТ, %.13-659-121013.2К

.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

ПозицияНаименование и техническая характеристикаТип, марка, обозначение документаКоличество, шт.Завод изготовитель12345Температура1а 2а 3аТермометр 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 .ТСПУ Метран-276. ТУ 4211-003-12580824-20013ПГ « Метран ». г. Челябинск.1б 2б 3бВторичный прибор для измерения, регистрации, сигнализации и регулирования параметров техпроцессов. Выходной сигнал: пневматический 20... 100 кПа; токовый сигнал 0-5 или 4-20 мАДИСК-250-13313ПГ « Метран ». г. Челябинск.1в 2в 3вПреобразователь электропневматический с входным сигналом 4-20 мА, с пределом погрешности 1,0%. Выходной пневматический аналоговый сигнал преобразователя составляет 20-100 кПа.ЭП-3324 ТУ 25-7304-008-873ООО ТЦ "Сервисавтоматика". Г. Воронеж.1г 2г 3гКлапан регулирующий двухседельный с мембранным исполнительным механизмом25с489(50)иж, ТУ 51-0303-14-983ОАО «Волгограднефтемаш»Давление4а 5а 6а 7аПреобразователь 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 4212-001-46526536-20064Овен, г. Москва4б 5б 6б 7бИзмеритель двухканалььный с универсальными входами для подключения широкого спектра датчиков. Индикация текущих значений измеренных величин. Класс точности 0,5Овен 2ТРМО ТУ 4211-016-46526536-20054Овен, г. МоскваРасход8а 9а 10а 11а 12аРасходомер на базе осредняющей напорной трубки, предназначенный для измерения расхода. Выходной сигнал: 4…20мА. .Метран-3505 ПГ Метран, г.Челябинск8б 9б 10б 11б 12бРасходомер, предназначенный для вычисления суммарного расхода жидкости или газа, регистрации среднечасового значения расхода, индикации измеренных и вычисленных величинОвен РМ 1 ТУ 4213-001-46526536-035Овен, г. МоскваВлажность13аПреобразователь измерительный температуры и влажности. Для измерения температуры и влажности и преобразования их значений в унифицированный выходной сигнал 4…20мА.РОСА-10 ТУ 4215-055-13282997-041Элемер п. Менделеево13бИзмеритель-регулятор температуры и влажности. Отображение параметров на светодиодных индикаторах, сигнализация, регулирование. ИРТВ-5215 ТУ 4210-002-13282997-011Элемер п. МенделеевоЭлектроаппаратыSA1-SA12Ключ управления универсальный для переключения цепей и управление электроустановкойУП-530012ОАО «Приборосторительный завод» г. СаранскSB1-SB16Кнопочная станция для запуска электрических двигателей и дистанционного управления исполнительными механизмами. Напряжение 220 В/ 380 В, ток 2-3 А.ПКЕ 212-29316ОАО «Приборостроительный завод» г. СаранскKM1-KM8Пускатель магнитный. Напряжение 220 В/380 В. Ток 2,5-5 А. Частота 50 ГцПМА 31008КЗЭА КашинHL1-HL8Лампа сигнальная. Напряжение 220В.Guard 2308Эксперт-СБ, г.Чебоксары

. 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.