Розробка схеми автоматичного контролю та управління основними технологічними параметрами процесу виготовлення хліба пшеничного київського

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Найважливішим показниками сучасного науково-технічного прогресу є значна інтенсифікація технологічних процесів, зростання потужності та продуктивності техноагрегатів і тісно пов'язаний з ними розвиток технічних засобів та техніки управління. Сучасні автоматизовані системи управління технологічними процесами потребують значної кількості і різноманітності засобів вимірювання, що забезпечують покази вимірювальної інформації у формі, яка є зручною для дистанційної передачі, зберігання, подальшого перетворення, обробки та її відображення. Вимірювання сприяють новим науково-технічним відкриттям та впровадженню їх у виробництво, забезпечують об'єктивний контроль за технологічними процесами, надійністю роботи обладнання, економічністю виробництва. Енергетику, металургію, хімічну і харчову галузі промисловості не можна собі уявити без сучасних засобів вимірювання. Особливо важливе значення має контроль за технологічними процесами для рішення проблеми якості продукції і ефективності виробництва. В харчовій промисловості, що включає в себе більш, як 30 самостійних галузей, широко використовуються контрольно-вимірювальні прилади загального призначення для безперервного автоматичного контролю і регулювання технологічних процесів та окремих параметрів таких як температура, тиск, рівень, витрата тощо.

В останні роки особливого значення набули прилади автоматичного контролю показників якості вихідної сировини, напівпродуктів і готової продукції в усіх харчових галузях, оскільки до якості продукції ставляться високі вимоги. Все більше при управлінні технологічними процесами застосовують сигнали вимірювальної інформації щодо якісного складу.

В даному дипломному проекті розроблено схему автоматичного контролю та управління основними технологічними параметрами процесу виготовлення хліба пшеничного київського, яка передбачає контроль витрати борошна, контроль температури та вологості тіста у тістомісильній машині, сигналізацію верхньої їхньої межі рівня у тістомісильній машині та діжоперекидачі, контроль ваги тістових заготовок після тістоокруглюючої машини, контроль температури та вологості в конвеєрній печі по чотирьом зонам, контроль ваги хліба після випікання. Схема автоматизації включає в себе управління електроприводом мішалки в тістомісильній машині, електродвигунами тістоокруглюючої машини, стрічки конвеєра вистійної шафи та конвеєрної печі, транспортерів тощо.

хліб пшеничний автоматизація управління

1. Опис технологічної схеми виробництва хліба пшеничного київського

Тісто для хліба пшеничного київського готується опарним способом.

В тістомісильну машину типу Sigma подається з виробничих силосі борошно, з напірних ємностей цукрово-сольовий розчин, соняшникова олія, висівки пшеничні. Після подачи всх компонентів до тістомісильної машини включається мішалка, відбувається заміс тіста до отримання однорідної маси в'язкої консистенції. Готове тісто повинно мати температуру 28..32 °С та вологість 20..22% (в залежності від сорту борошна).

Готове тісто з бродильного корита через діжоперекидач ПО поступає на тістоподільну машину марки А2-ХТН. Масу тістових заготовок визначають по встановленій масі готових виробів з урахуванням величини упікання та усихання продукції на підприємстві (860±10 г). Сформовані тістові заготовки по транспортеру надходять до тістоокруглювальної машини марки А2-ХТО, потім поступають на транспортер з формуючою плитою для надання виробам довгасто-овальної форми і вкладаються в люльки шафи вистоювання по 9 штук. Тривалість вистоювання 35±10 хв при температурі 35±10°С та відносній вологості повітря 60±10%.

Після вистоювання тістові заготовки пересаджуються на черінь печі і оприскуються водою.

Випікають хліб пшеничний київський у зволоженій пекарній камері печі марки А2-ХГЖ-25 при температурі 250-215 ° С, відповідно по зонам:

I зона - 250±10 °С

II зона - 235±10 °С

III зона - 230±10^оС

IV зона - 215±10 °С

Тривалість випікання 40± 1хв. Після випікання хліб оприскується водою і через транспортер готової продукції укладається на хлібні вагонетки.

2. Технологічні вимоги до системи автоматизації виробництва заварних пряників

Технологічні вимоги до системи управління процесами при виробництві хліба пшеничного київського подані в таблиці 1.

Таблиця 1

3. Обгрунтування системи технічних засобів автоматизації

При виборі даної системи технічних засобів автоматизації виходили з структурних і алгоритмічних особливостей об'єкта, умов роботи та вимог до якості роботи проектованої системи.

Зокрема, враховані такі вихідні дані, як локальність системи, необхідна серійність та однорідність апаратури, а також невелика інерційність об'єкта, велика частота збурень, вологість та вибухонебезпечність приміщень, необхідна дистанційність передачі сигналів та високі вимоги до якості роботи.

Внаслідок аналізу цих вихідних даних, переваг і недоліків сучасних систем тихнічних засобів для реалізації даної системи вибрана електрична система засобів з урахуванням її великої дистанційності, малої інерційності, можливості автоматизації різних параметрів, простоти живлення, а також зручності зв'язку з управляючими обчислювальними пристроями.

4. Опис функціональної схеми системи автоматизації

Для ефективного та оперативного управління технологічним процесом виробництва хліба пшиничного київського необхідно застосовувати автоматизоване управління основними технологічними параметрами, здійснювати контроль та регулювання над ними. Це значно покращить якість виготовленої продукції, а також призведе до значного зменшення втрат сировини та електроенергії.

В схемі автоматизації по приготуванню хліба пшеничного київського основними технологічними параметрами є витрата борошна, температура та відносна вологість тіста, вага тістових заготовок, рівень тіста в діжоперекидачі, вага випіченого хліба і т.д.

Значну роль в даному процесі відіграє швидкість руху конвеєра вистійної шафи та печі, мішалки тістомісильної машини, транспортеру після тістоподільної машини, транспортеру з формуючою плитою та трансортеру готової продукції.

На функціональній схемі автоматизації передбачено наступні контури.

Контроль витрати борошна здійснюється за допомогою масового витратоміра Sitrans FC Massflo, який складається з первинного вимірювального пристрою - сенсора MASS 2100 (позиція 1а), що розташований в розрізі трубопроводу, та мікропроцесорного перетворювача MASS 6000 (позиція 1б, 1в), що перетворює отриманий сигнал з сенсора в зручну для сприйняття форму у вигляді уніфікованого вихідного сигналу 4-20 мА. Контуром передбачено індикація та реєстрація даного технологічного параметру.

Контроль температури тіста в тістомісильній машині реалізований за допомогою мікропроцесорного вимірювального перетворювача фірми Siemens Sitrans TF2. Він містить вбудований чутливий елемент - платиновий термометр опору Рt 100 та вторинний показуючий, самозапамятовуючий пристрій з уніфікованим вихідним сигналом 4-20 мА (позиція 4а, 4б).

Рівень в тістомісильній машині та діжоперекидачі контролюється за допомогою ультразвукового вимірювального перетворювача Multi Ranger 100(позиція 2б,2в; 5б, 5в), який призначений для безконтактного двохканального вимірювання рівня на коротких і середніх відстанях від сенсора до об'єкту у відкритих та закритих ємностях. В комплекті з ним випускається ультрозвуковий випромінювач-приймач (сенсор) Echomax XPS-10 (позиція 2а, 5а), який безпосередньо вимірює рівень. При роботі сенсор Echomax посилає акустичні імпульси у вигляді вузького ультразвукового променя по нормалі до відбиваючої поверхні речовини. Вимірювальний перетворювач Multi Ranger 100 вимірює час між моментом початку генерації ультразвукового імпульсу та моментом прийняття відбитого імпульсу і розраховує відстань від сенсора до речовини.

Контроль вологості тіста у тістомісильній машині передбачено за допомогою вимірювача - регулятора “ОВЕН МПР51 Щ4”, який складається з первинного вимірювального перетворювача вологи типу ДВП-03 (позиція 3а) та вторинного приладу МПР51-Щ4 (позиція 3б, 3в). Даний комплект приладів виконує регулювання по заданій користувачем програмі та забезпечує режими сигналізації про аварію. Аналогічно проводиться контроль вологості у вистійній шафі.

Для контролю теплового режиму печі використовують високотемпературні занурювальні термоелектричні перетворювачи хромель-алюмель з перетворювачем термопара-струм з вихідним сигналом 4-20 мА

ТХА1-23-К, де позиція 9а - це датчик температури, який знаходяться у 1-й зоні, 10а - в 2-й зоні, 12а- це датчик температури, який знаходяться у 3-й зоні, а 13а - в 4-й зоні. Чутливими елементами датчиків є термрпара. Сигнал надходить на вторинний вимірювальний самозапамятовуючий пристрій позиція 9б, 9в; 10б, 10в; 12б, 12в; 13б, 13в відповідно.

Окрім температури в печі проводиться контроль вологості. Це реалізується за допомогою датчика для вимірювання відносної вологості ZC.H (поз. 11б,11в), чутливим елементом якого є Pt (позиція 11а).

Контроль ваги тістових заготовок та готової продукції здійснюється автоматичними вагами APW-80/G (позиція 6а, 14а) та вторинним вимірювальним приладом ТРМ 200 (позиція 6б, 14б).

Електородвигуни мішалки тістомісильної машини, конвеєру вистійної шафи, конвеєру печі та транспортерів приводять в дію за допомогою магнітних пускателів (позиція КМ1 - КМ8) та кнопочної станції (позиція SA1 - SA8), яка має змогу переключати з ручного на автоматичний режим роботи двигун. В цьому контурі передбачено також світлову сигналізацію світодіодними лампами HL4, HL6, HL7, HL8, HL9, HL11, HL12, HL18. Вони мають два кольори: зелений при нормальному протіканні процесу, червоний на випадок аварійної зупинки електродвигунів.

5. Специфікація на прилади і засоби автоматизації

Таблиця 2

Висновки

Автоматизація виробництва хліба пшеничного київського дає найкращі результати лише при системному підході, коли досконало вивчаються технологічні властивості об'єкта автоматизації, розробляється функціональна структура як сукупність виконуваних системою функцій. У відповідність до цього ставиться технічна структура як сукупність технічних засобів і певних зв'язків між ними, а ефективність системи управління оцінюється показниками якості готової продукції та показниками ефективності використаних енергоресурсів.

Отже, впровадження даного проекту дає змогу значно зменшити втрати електроенергії завдяки використанню електроприводів на транспортерах, у тістоокруглювальній та тістомісильній машинах, на конвеєрах в печі та вистійній шафі. За рахунок точному дотриманню технологічного регламенту значно покращується якість готової продукції та з'являється можливість контролювати якість на різних стадіях виробництва.

Размещено на Allbest.ru