Автоматизация тесто приготовления на основе агрегатов порционного действия

РЕФЕРАТ

 

Работа: 17 листов, 3 рисунка, 2 таблицы, 4 источника, 1 формат А3 графического материала.

 

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕСТО ПРИГОТОВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ АГРЕГАТОВ ПОРЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ .

Объектом расчетно-графической работы является замес теста и её схемы автоматизации.

В процессе работы проведены: обзор хлебопекарного производства, построена схема автоматизации замеса теста на основе агрегатов порционного действия. Было произведено упрощение схемы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

СПИСОК ПРИМЕНЯЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ                                                                                   

1. АСУТП хлебопекарного производства

2. Система управления процессом  тестоприготовления

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК       

ПРИЛОЖЕНИЕ                                          

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В настоящее время в России постепенно складываются рыночные взаимоотношения между производителями продукции и её потребителями, т.е. создается рыночная экономика. В этих условиях факторы личности, сочетающей профессионализм  и предпринимательство, а также обеспечение качества и конкурентоспособности продукции и услуг являются определяющими при выполнении научных, хозяйственных, производственных и социальных программ. Их реализации, соответствующая современному мировому уровню, немыслима без целенаправленной подготовки научных, инженерных и экономических кадров. В том числе и для отраслей пищевой промышленности.

Характерным свойством систем управления, является использование текущей информации об управлениях и управляющих воздействиях при воздействии обратных и компенсирующих связей, предназначенных для обеспечения оптимального качества управления по выбранному критерию. Критерием эффективности пищевых производств принято считать стандартное качество выпускаемой продукции.

Основы научного подхода к проектированию устройств были заложены в 19в ученым И.А. Вышнеградским определившим,  что машина и регулятор образуют единую динамическую систему. Им сформулированы также положение теории устойчивости и важнейшие закономерности регулирования по принципу обратной связи.

Повышение мощности, сложности и стоимости технологических процессов и систем как объектов управления, ужесточение требований к качеству продукции, охране окружающей среды и безопасности персонала, а также обеспечение длительной работоспособности оборудования являются экономическими и социальными предпосылками к непрерывному совершенствованию систем управления.

В настоящее время достигнуты определенные успехи в создании автоматизированных (с участием человека) и полностью автоматических управляемых систем. Это способствовало бурному развитию микропроцессорных средств, способных выполнять весь комплекс функций по преобразованию, передаче, обработке, хранению и использованию информации для воздействия на технологический процесс и для связи с оператором. В первую очередь осуществляются измерение, контроль и регулирование состояния технологических процессов.

Для предприятий отраслей пищевой промышленности характерны специфические особенности, особенно при производстве продуктов питания, здесь преобладают непрерывно-дискретные и дискретные технологические процессы. С их помощью осуществляется переработка скоропортящегося сырья с использованием сложных физико-химических и биохимических методов и строгим соблюдением рецептур для сохранения пищевой и вкусовой ценности продукции.

Основная цель-обеспечение стандартного качества продукции.

 

 

 

 

СПИСОК ПРИМЕНЯЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

 

АРМ - автоматизированное рабочее места,

АСУ - автоматизированная система управления,

АСУТП -автоматизированная система управления технологическим процессом,

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь,

АЦПУ - аналого-цифровое печатающее устройство,

БД-база данных,

ПО-программное обеспечение,

ПТК - программно-технический комплекс,

РСУ - регулирующая система управления,

САУ - системы автоматического управления,

ТП - технологический процесс,

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь,

ЭВМ - электронно-вычислительная машина

 

1 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАЛЕНИЯ

             ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПОЦЕССОМ ХЛЕБОПЕКАРНОГО  ПРОИЗВОДСТВА.

 

Современное предприятие хлебопекарной отрасли – это высокомеханизированные и автоматизированные производства с суточной мощностью 15-100 тонн готовой продукции. Для них характерна выработка нескольких видов из разнообразного по свойствам и составу сырья на комплексно-механизированных и автоматизированных агрегатах и линиях, производства продукции –  штучная. Эти производства комплектуются оборудованием, обеспечивающим реализацию всех технологических процессов операций, начиная с приготовления жидких ингредиентов, полуфабриката и заканчивая выходом готовой продукции из печи.

На современном хлебозаводе можно выделить три основные стадии производства: подготовительная – мучной склад (БХМ) и отделение для хранения и подготовки дополнительного сырья; основное хлебопекарное производство; склад готовой продукции, хлебохранилище и экспедиция.

Для контроля и управления этими производствами выделяют следующие отделения и подразделения: склад БХМ; приготовление растворов и хранение жидкого сырья; приготовление и разделение теста; выпечки, обеспечение производства (тепло-, водо- и холодоснабжение, электроснабжения, вентиляции, котельная и др.). Каждое отделение, подразделение следует рассматривать как самостоятельные объекты управления.

1. Подача муки в производство

При подачи муки при производстве хлеба проводят:

- Управление электроприводами  и распределительной арматурой  при подаче муки в производство.

- Управление работой механизмов  склада БХМ и контроль состояния  распределительной арматуры.

- Контроль массы (уровня) муки в силосах, в производственных бункерах, сигнализацию достижения предельных значений уровня в ёмкостях.

- Управление механизмами и устройствами  очистки фильтров от отработанного  воздуха.

2. Приготовление дополнительного сырья

Здесь осуществляют:

- Управление электроприводами и распределительной арматурой при приготовлении жидких ингредиентов.

- Контроль уровня в ёмкостях, сигнализация достижения предельных  значений уровня в них.

- Контроль параметров качества  растворов дополнительного сырья.

- Управление  механизмами и устройствами подачи дополнительного сырья в производство.

3. Приготовление полуфабрикатов

При приготовлении полуфабрикатов предусмотрены:

- Регулирование расходов жидких  и сыпучих компонентов при  их дозировании.

- Регулирование влажности опары, теста.

- Сигнализация достижения предельных значений температуры, кислотности и реологии опары и теста.

- Управление электроприводами  и распределительной арматурой  при приготовлении опары и  теста.

- Управление технологическим оборудованием  и механизмами согласно заданной программе и сигнализация рабочего аварийных режимов работы.

4. Выпечка хлебобулочных изделий

Здесь происходят:

- Управление запольными устройствами  при розжиге печи.

- Стабилизация паровлажностного  режима в печи.

- Контроль температуры в 1-й и 3-й зонах печи.

- Регулирование температуры в  пекарной камере (2-я зона в печи).

- Регулирование тяги в печи.

- Контроль расхода топлива.

- Сигнализация предельных значений  параметров, характеризующих состояние  печи.

- Управление безопасностью горения.

 

2 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА ТЕСТО  ПРИГОТОВЛЕНИЯ  НА ОСНОВЕ АГРЕГАТОВ ПОРЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ

  

Темой моей расчетно-графической работы является автоматизация процессов смешивания. Рассмотрим его на примере безопарного способа замеса теста на основе агрегатов порционного действия.

Безопарный (однофазный) способ приготовления теста характеризуется внесением всех предусмотренных по рецептуре компонентов одновременно для получения определенной порции теста. В системе управления порционным замесом теста агрегат для порционного приготовления теста по экспрессной технологии включает тестомесильную машину периодического действия ТПИ-1 (II) с интенсивной механической обработкой теста, порционный автоматический дозатор муки III с циферблатным указателем, комплекс дозаторов I объемного действия с отдельным электроприводом на каждый жидкий ингредиент.

Применение высоко кислотной, самоконсервируемой закваски с интенсивным, замесом обеспечивает получение высококачественных хлебобулочных изделий при значительном снижении затрат сухих веществ муки при брожении и сокращении продолжительности тестоведения. Мука из подготовительного отделения при помощи питающих шнеков загружается в силос IV. Одновременно из подготовительного отделения жидкие ингредиенты насосами перекачиваются в сборники для хранения. В тестомесильную машину II подаются мука из силоса III питающим шнеком и дозатором и вода из сборника при включении клапана 20. В месильную машину II также дозируют растворы дрожжей, соли, сахара, муки и другие компоненты согласно рецептуре.

Дозирование муки и жидких компонентов осуществляется дозаторами III и I. В тестомесильной машине II периодического действия ТПИ-1 происходит интенсивная механическая обработка теста. Полученное тесто после замеса поступает в нагреватель-экструдер, откуда подается посредством питающего шнека в емкость для кратковременного брожения.

Система управления процессом порционного приготовления теста может быть реализована с помощью АСУТП (супервизорный режим). Этот режим построения АСУТП предусматривает два иерархических уровня.

Первый уровень управления включает измерительные преобразователи (датчики) и сигнализаторы параметров, средства управления исполнительными устройствами и пусковую аппаратуру. Пульты управления ТП и технологическим оборудованием в основном расположены по месту объекта управления. Взаимосвязь аппаратуры производится с помощью HART-протокола посредством полевой сети Fieldbus HI.

Второй уровень предусматривает использование сетевых контроллеров ТКМ-51 с информационной мощностью (аналоговых входов/выходов 64/32, дискретных входов/выходов 192/160) в количестве трех комплектов с горячим резервированием на базе управляющей ЭВМ (Pentium I), функционирующей в режиме рабочей станции, наличием сервера БД на базе ЭВМ (Pentium I), АРМ оператора-технолога и АРМ химика-аналитика на базе IBM РС-486. Прием и передача информации осуществляются посредством сетевых структур (например, промышленной сети Profibus DP). ОС пультов функционирует с помощью ОС Windows NT. Основное ПО пультов управления обеспечивается SCADA-программой PARAGON, (возможно использование Трейс Моуд), реализующей основные функции визуализации измеряемой и контролируемой информации, передачи данных и команд системе для контроля и управления, и состоит из инструментального и исполнительного комплексов. Открытость SCADA-программы обеспечивает функционирование СУ в ОРС-сервере, что гарантирует работу сетевых структур без специальных драйверов. В качестве ОС контроллеров используют типовую систему OS-9 или версии Windows, что позволяет закупать прикладное ПО для контроллеров (например, технологические языки стандарта IEC 1131.3).

Информационная мощность АСУТП приготовления теста составляет входов/выходов 26/26, т. е. 52. Из них аналоговых входов/выходов 7/7, дискретных 19/19+12(сигн.), т. е. обеспечивается определенный резерв.

АСУТП приготовления теста обеспечивает: отображение информации; контроль поступления сырья; ввода задания и команд с клавиатуры пультов, а также управление технологическим процессом.

Система управления с помощью управляющей ЭВМ (Pentium I) в режиме операторской станции, сервера БД, сетевых контроллеров ТКМ-51, АРМ технолога и химика-аналитика обеспечивает выполнение следующих функций:

• управление подачей муки и жидких компонентов с помощью тензометрических систем с выходом на АЦП (ADAM-4016) и   на  логико-программный   канал   ТКМ-51   затем   на   ЦАП (ADAM-4021) для регистрации на пультах АРМ технолога и ЭВМ с помощью вентилей (1-1, 7-1, 9-1, 13-1);

• управление последовательностью включения агрегатов и механизмов (с пультов ЭВМ и АРМ технолога);

• контроль наличия компонентов в сборниках (с помощью электронных сигнализаторов-уровнемеров и АЦП (ADAM-4012) с выходом на пульты ЭВМ и АРМ технолога;