Принципы системы управления разработаны на базе современных управляющих систем распределенной архитектуры, с применением программируемых микропроцессорных контроллеров и компьютеров. Данный подход предназначен для оптимизации и ускорения процессов реагирования на плановое и ненормативное изменение параметров на каждой стадии процесса. Также он позволяет осуществлять интерактивное взаимодействие оператора с ПЭВМ, что в условиях интуитивно понятного интерфейса управляющих программ позволит максимально упростить реализацию технологических решений. Достоинствами данной системы является безопасность, облегчение труда, локализация пульта управления в одном помещении.
4.1 Контур регулирования разности уровней сусла в фильтрчане Ф1
Уровни сусла в фильтрчане и его расширительном баке определяются интеллектуальными радарными уровнемерами Emerson 5600, унифицированные сигналы 4 – 20 мА c которых подаются на контроллер Simatic S7-300. Происходит программное нахождение разности этих уровней и ее соотнесение с номинальной. При достижении разностью предельного значения с контроллера подается управляющий сигнал на частотный преобразователь, вследствие чего изменяется частота вращения ротора электродвигателя, приводящего в движение рыхлитель. В результате указанного воздействия разность уровней выравнивается, то есть процесс фильтрования вновь переходит в установившийся режим.
4.2 Контур регулирования расхода воды для вымывания экстракта из дробины
Расход воды фиксируется вихреакустическим расходомером МЕТРАН– 300ПР, имеющим необходимый интерфейс (4 – 20 мА, HART, или RS485). В результате преобразования первичного измерения через модуль микропроцессорного контроллера Simatic S7-300 поступает информация о расходе воды как итог обработки пропорционального ему сигнала. Происходит программное интегрирование расхода по времени, в результате чего на экране операторского монитора индицируются значения расхода и объема уже прошедшей воды. При достижении количеством жидкости предельного значения с другого модуля контроллера подается управляющее воздействие к приводу исполнительного механизма (клапана малогабаритного регулирующего КМР.Э), клапан перекрывает поток воды. В случае фиксирования уменьшения (увеличения) расхода по сравнению с заданным клапаном варьируется проходное сечение в трубопроводе как результат воздействия пропорционального токового сигнала со стороны контроллера.
Таким образом, осуществляется поддержание расхода воды на постоянном уровне и прекращение ее поступления в аппарат.
Контур регулирования расхода отфильтрованного сусла аналогичен и отличается только типом установленного расходомера.
4.3 Контур регулирования температуры сусла в Т2
Температура измеряется платиновым термопреобразователем сопротивления ТСПУ – МЕТРАН – 276, выходной унифицированный сигнал 0 – 4 мА которого пропорционален текущей температуре и передается на модуль контроллера Simatic S7-300. Осуществляется ее сверка с требуемой по технологии, параллельно идет отображение на экране монитора в виде цифровых значений. После обработки данных о температуре через модуль с контроллера поступает пропорциональный управляющий электрический сигнал на исполнительный механизм – регулирующий клапан КМР.Э с электроприводом. В результате происходит либо прекращение подачи греющего пара в перколятор, либо изменение расхода пара, также возможно перекрытие потока теплоносителя. Для сусловарочного котла предусмотрено уменьшение степени открытия клапана до минимума после окончания предварительного нагрева и начала кипения.
Таким образом, происходит увеличение температуры сусла и поддержание ее на заданном уровне.
4.4 Контур регулирования уровня сусла гидроциклоне Е3
Датчик уровня МЕТРАН – 43 – ДГ гидростатического типа передает токовый унифицированный выходной сигнал 4 – 20 мА, пропорциональный уровню жидкости, на модуль контроллера, далее идет обработка сигнала, перевод значения уровня в объем сусла, осуществляется графическая визуализация на экране монитора оператора. В зависимости от значения уровня с модуля контроллера выдается пропорциональный управляющий сигнал на привод исполнительного механизма – запорного клапана 15нж963п: при достижении уровнем нижней предельной отметки клапан открывается и идет поступление сусла в гидроциклон (из сусловарочного котла), при достижении верхней допустимой границы клапан перекрывается.
Таким образом, уровень сусла в гидроциклоне поддерживается в пределах заданного интервала.
Заключение
Разработанная в ходе курсовой работы схема автоматизации процесса получения охмеленного пивного сусла и выбранные системы управления техпроцессом предназначены для оптимизации данной стадии производства пива, максимального снижения влияния субъективного фактора, обеспечения безопасности персонала при работе с горячими потоками, защиты от поражения электрическим током.
Внедрение разработанных систем автоматизации на конкретном производстве повысит качество выпускаемой продукции, снизит технологические потери, увеличит выход важного промежуточного продукта, минимизирует энергозатраты и исключит перерасход сырья, обеспечит соблюдение рецептур путем точного дозирования сырья.
Принятые решения об использовании современных управляющих систем распределенной архитектуры на базе микропроцессорных контроллеров и компьютеров, позволяющих изменять и наращивать количество и конфигурацию модулей, рационализируют процессы контроля и управления при необходимости реконструкции или модернизации пивоваренного производства. Важным аспектом их применения в условиях повышения производительности предприятия является отсутствие острой необходимости привлечения новых кадров, а также специалистов для работы с ЭВМ ввиду доступности устанавливаемого программного обеспечения.
Список используемой литературы
1. Антипов, С.Т. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов. – Воронеж: Изд-во Гос. Ун-та, 1997. – 624 с.
2. Отчет о прохождении производственной практики на ООО «Дзержинский пивоваренный завод», 2009.
3. Методические указания по выбору технических средств автоматизации в курсовых и дипломных проектах для студентов специальностей 1705, 1706,271300 всех форм обучения/НГТУ;Сост. Е.В Тараненко. – Нижний Новгород, 2006. – Ч.1. – 16 с.
4. Методические указания по выбору технических средств автоматизации в курсовых и дипломных проектах для студентов специальностей 1705, 1706,271300 всех форм обучения/НГТУ;Сост. Е.В Тараненко. – Нижний Новгород, 2006. – Ч.2. – 31 с.
5. Автоматизация технологического процесса: метод. указания к выполнению курсовой работы по дисциплинам «Системы управления химико-технологическими процессами», «Управление техническими системами» для студентов всех форм обучения специальностей: 240801 – «Машины и аппараты химических производств», 260601 – «Машины и аппараты пищевых производств», 260602 – «Пищевая инженерия малых предприятий» / НГТУ; Сост. Е.В. Тараненко. – Нижний Новгород, 2007. – 19 с.