Автоматизация линии производства котлет из блочного замороженного мяса
Контрольная работа
Автоматизация линии производства котлет из блочного замороженного мяса
Введение
Одним из факторов повышения производительности труда, ускорения научно-технического прогресса, эффективности общественного производства является автоматизация технологических процессов. Дальнейшее развитие пищевой промышленности требует создания как автоматизированных линий и технологических процессов, так и автоматизации управления производством.
По мере осуществления механизации производства сокращается тяжелый физический труд, уменьшается численность рабочих, непосредственно занятых в производстве, увеличивается производительность труда и т.д.В связи с этим знание основ теории и методов проектирования, создания и эксплуатации систем автоматического регулирования становится необходимым и обязательным для инженеров всех специальностей. Правильно поставленный технологический контроль на предприятиях мясной промышленности позволяет увеличить эффективность производства, обеспечить выпуск высококачественной продукции, снизить влияние человеческого фактора, тем самым повысив безопасность труда, более точно соблюдать режимы и параметры процессов, так же позволяет свободно регулировать объемы производства.
В процессе производства котлет из замороженного блочного мяса необходимо контролировать различные технологические параметры. Осуществление такого контроля, особенно в условиях эксплуатации машин и аппаратов высокой производительности, невозможно без применения современных контрольно-измерительных приборов.
В данном курсовом проекте предлагается автоматизирование линии производства котлет из блочного замороженного мяса.
1. Описание технологической схемы
Доставленную в цех рыбу морскую в виде замороженных блоков направляют на дефростацию, продолжительность дефростации 12-15 часов. Затем перед измельчением рыбу сортируют на первый и второй сорт и разделывают на филе на рыборазделочных столах, при помощи ножей, вручную. Разделанная рыба промывается проточной водой в ванной, в которую помещена перфорированная балейка, в течение 3-5 минут. Затем направляется на измельчение в волчок 1.
Параллельно этому идет подготовка (промывка, очистка и измельче-ние) овощей, входящих в состав рыбных котлет. Очищенный лук подается в моечный барабан для мойки овощей, продолжительность мойки 1-3 минут. Далее лук измельчается на волчке 1.
Измельчение входящих в состав рыбных котлет компонентов - разделанной рыбы, поступающей с рыборазделочных столов, и лука, очищенного и промытого в моечной машине, осуществляется на волчках 1. Необходимо проводить измельчение рыбного сырья, охлажденного до 0..5ºС. Продолжительность измельчения 12 - 15 мин.
После измельчения осуществляется дозирование компонентов. Данный процесс производится непосредственно перед загрузкой в фаршемешалку при помощи дозаторов 2. Измельченные продукты накапливаются в приемных бункерах.
Дозированное сырье поступает в фаршемешалку 3, где происходит их перемешивание. В дежу фаршемешалки также добавляют соль, специи, яйца подготовленные заранее. Продолжительность этой стадии составляет 10 - 12 мин. При перемешивание температура составных компонентов не должна превышать 15 ºС. В случае отклонения температуры допускается добавление колотого льда в дежу фаршемешалки вручную.
После составления фарша, он подается на формовку. Формовка котлет осуществляется в котлетоформовочном аппарате 4. В случае понижения уровня продуктов в бункерах отключается электродвигатель. Вязкость котлетной массы, свидетельствующая о ее качестве, должна иметь значение 1400 Па*с. Масса и размеры котлеты соответствует требованиям ТУ и составляют 80…85 грамм, диаметром 70 мм и толщиной 20 мм. Масса панировки не должна превышать 2% массы котлеты. Котлеты укладываются на противни, которые в свою очередь помещаются на стеллажные тележки и транспортируются в холодильную камеру для шоковой заморозки.
Для замораживания котлет используют морозильную установку шкафного типа 5. Температура охлаждающей среды должна быть не ниже -15ºС. Длительность замораживания 25 - 30 минут. Температура в толще котлеты не должна превышать -12ºС. Загрузка и выгрузка противней с котлетами осуществляется вручную.
После холодильной обработки готовый полуфабрикат подается на упаковку. Котлеты поштучно вручную укладываются на подложки по 6 штук, затем упаковываются на вакуум - упаковочной машине 6, давление разрежения в камере аппарата составляет -1…0 кгс/см2. Затем взвешиваются на весах и направляются на хранение.
2. Выбор и обоснование параметров контроля, сигнализации и регулирования
Количество полученной продукции зависит от величины, определяющих нормальное протекание технологического процесса. Поэтому при построении автоматических систем регулирования необходимо определить величины, подлежащие контролю и регулированию, а также выявить точки введения управляющих воздействий и каналы их продвижения по объекту управления.
Табл. 1. Контролируемые и регулируемые параметры
Параметры, подлежащие контролю, регулированию и сигнализацииПределы отклонения параметраОптимальные значения параметраДопустимая погрешность контроляПримечаниеВозможных с учетом аварийных ситуацийДопустимых по технологииАбсолютнаяОтносительная, %Температура1. Температура фарша в волчке-1…10ºС0…5ºС4 ºС0,1 ºС1К2. Температура фарша в фаршесмесителе5…20 ºС14…16 ºС15 ºС0,1 ºС1К3. Температура воздуха в морозильной камере-40… - 10 ºС-25… - 15 ºС-20 ºС0,1 ºС1К, РДавление4. Давление в вакуум-упаковочном аппарате-1…0 кгс/см2-1…0 кгс/см2-0,5 кгс/см20,05 кгс/см21КРРасход5. Расход хладагента0-5 м3/с0,5 м3/сот 0,5 м3/с0,0351,45КУровень6. Уровень в бункере для фарша котлетоформовочного аппарата0…1 м0…1 м0,06..1 м0,003 м1,25КРС7. Уровень в бункере для сухарей котлетоформовочного аппарата0…0,5 м0…0,5 м0,005.. 0,5 м0,0005 м1,25КРСМасса8. Масса рыбного фарша90…100 кг95…97 кг96 кг0,9 кг1КР9. Масса лука измельченного1…5 кг1..3 кг1,5.. 2,5 кг0,02 кг1КР
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 документа.Кол-во, шт.Завод-изготовитель.Температура1а 2а 3аТермометр сопротивления Монтажная длина L=100 мм Пределы измерения -50…200ºСТСП-5081-01Приборостроительный завод, Луцк1б 2б 3б 4бПрибор вторичный показывающий и регистрирующий со встроенным преобразователем и пневматическим регулятором измеренияДИСК-250ОАО «Теплоприбор», Челябинск3в 6в 7в 9г 10гЭлектропневматический преобразовательЭПП - 63Опытный завод «Энергоприбор», МоскваSA1Переключатель пневматическийПП6-6«Газприборавтоматика, Калининград»3гКлапан регулирующий с пневмоприводом. Условное давление 16 кгс/см225и30нж«Знамя труда», ЧелябинскДавление4аДатчик давления - разрежения ГОСТ 22520Метран - 22-ДВ-АСПГ «Метран», г. ЧелябинскРасход5аДиафрагма камерная нормальная. Перепад давления 5 кгс/см2ДКН - 60шт. 1Завод теплоприборов, г Улан - Уде
4. Описание функциональной схемы автоматизации
Контуры 1 и 2 предназначены для контроля и регистрации температуры фарша и котлетной массы в волчке и фаршемешалке соответственно. С термометра сопротивления платинового двойного ТСП-5081-01 (1а, 2а), аналоговый электрический сигнал с которых подается на вторичный показывающий и регистрирующий прибор с унифицированным выходным электрическим сигналом ДИСК - 250-1331 (1б, 2б) далее на вход модуля аналого-цифрового преобразователя АЦП, который преобразует электрический сигнал в цифровой код. Центральный процессор (БЦР) позволяет сохранить информацию о температуре на жестком магнитном диске и вывести эту информацию на дисплей или на печать.
Контур 3 предназначен для регулирования температуры в морозильной камере. Измерение температуры осуществляется первичным преобразователем термометром сопротивления типа ТСП - 5081 - 01 (3а). Аналоговый электрический сигнал подаётся на вторичный показывающий и регистрирующий прибор с пневматическим регулятором ДИСК - 250 (3б). Унифицированный электрический сигнал 0 - 5 мА поступает в ЭВМ на один из входов АЦП, который преобразует дискретный электрический сигнал в цифровой код. Блок цифрового регулирования вырабатывает управляющее воздействие. Затем цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует цифровой код в аналоговый. В случае отклонения температуры от заданного параметра выдается управляющий сигнал на исполнительный механизм (3 г), в котором под действием пневматического сигнала происходит перемещение штока клапана, в результате чего изменяется подача хладагента. Преобразование электрического сигнала в пневматический осуществляется преобразователем ЭПП-63 (3в). Центральный процессор (БЦР) также позволяет сохранить информацию о температуре на жестком магнитном диске и вывести эту информацию на дисплей или на печать.
Контур 4 предназначен для контроля, регулирования и регистрации разрежения в вакуум - упаковочной установке. Датчик давления Метран - 22 - ДВ - АС (4а), преобразующий измеряемый параметр в токвый сигнал обрабатывается на вторичном показывающем и регистрирующем приборе с пневматическим регулятором ДИСК-250 (4б) и выводится через универсальный переключатель УП - 5300 (SA2) и магнитный пускатель ПМЕ - 17 (КМ1) на двигатель М1 вакуум - насоса, а затем поступает в ЭВМ на один из входов АЦП, который преобразует электрический сигнал в цифровой код. Значение измеряемого параметра сохраняется на жестком магнитном диске, выводится на дисплей и печать.
Помимо способа управления, описанного выше, все необходимые действия можно производить в режиме непосредственного цифрового управления, при помощи управляющей ЭВМ. Сигнал с регулятора (4б) в дискретном виде поступает в ЭВМ на один из входов блока дискретного ввода, который преобразует дискретный электрический сигнал в цифровой код. Блок цифрового регулирования (БЦР) вырабатывает управляющее воздействие, которое передает на блок дискретных выходов (Д. вывод), откуда дискретный электрический сигнал через универсальный переключатель УП-5300 (SA2) поступает на магнитный пускатель ПМЕ - 17 (КМ 1), который управляет работой вакуум - насоса. В случае отклонения измеряемого параметра от заданного насос приводится в действие. Центральный процессор позволяет сохранить информацию о колебаниях уровня на жестком магнитном диске и вывести эту информацию на дисплей или на печать
Контур 5 предназначен для измерения расхода хладагента в трубопроводе. С помощью сужающего устройства - диафрагмы камерной нормальной ДКН - 60 (5а) создается перепад давлений. Измерение перепада давления фиксируется на дифманометре мембранном 13ДД11 (5б), который преобразует его в унифицированный пневматический сигнал, поступающий на вторичный прибор типа ПВ4-2П(5в), последний показывает и записывает величину расхода. Кроме того сигнал также поступает на модули аналого-цифрового преобразователя АЦП, который преобразует электрические сигналы в цифровой код. Центральный процессор (ЦП) на основании полученной информации позволяет сохранить информацию о расходе на жестком магнитном диске НЖД и вывести эту информацию на дисплей или на печать (АЦПУ).
Контуры 6 и 7 предназначены для контроля уровней в бункерах для котлетной массы и панировочных сухарей, а также для управления работой котлетоформовочного аппарата в зависимости от уровней продуктов. Сигналы от электродов датчика - реле уровня РУ - 1М (6 а) и указателя уровня сыпучих материалов С - 609 (7а) обрабатываются релейными схемами датчика - реле уровня РУ - 1М (6б) и указателя уровня сыпучих материалов С - 609 (7 б) и выводится через пневматический переключатель (SA3, SA4) на исполнительный механизм (6г, 7г).
Помимо способа управления, описанного выше, все необходимые действия можно производить в режиме непосредственного цифрового управления, при помощи управляющей ЭВМ. Сигнал с электродов датчика - реле уровня РУ - 1М (6 а) и указателя уровня сыпучих материалов С - 609 (7а) поступает в ЭВМ на один из входов АЦП, который преобразует аналоговый электрический сигнал в цифровой код. Блок цифрового регулирования (БЦР) вырабатывает управляющее воздействие, которое передает на ЦАП, откуда аналоговый электрический сигнал через электро-пневмопреобразователь (6в, 7в) и пневматический переключатель (SA3, SA4) поступает на исполнительный механизм (6г, 7г). Центральный процессор позволяет сохранить информацию о колебаниях уровня на жестком магнитном диске и вывести эту информацию на дисплей или на печать.
Контур 8 предназначен для измерения и регистрации вязкости фарша в бункере формующего аппарата. С датчика ДВ-6 с электронным блоком БЭ-17 (8а) аналоговый электрический сигнал подается на 6 вторичный показывающий и регистрирующий прибор на базе КСП-3 (8б) с унифицированным выходным электрическим сигналом далее на вход модуля аналого-цифрового преобразователя АЦП, который преобразует электрический сигнал в цифровой код. Центральный процессор (БЦР) позволяет сохранить информацию о температуре на жестком магнитном диске и вывести эту информацию на дисплей или на печать.
Контуры 9 и 10 предназначены для дозирования компонентов котлетной массы: рыбного фарша и измельченного лука. Дозатор Метран - 1360, состоящий из кориолисового сенсора (9а, 10а) со встроенным преобразователем (9б, 10б), передает электрический сигнал 4 - 20 мА, который поступает на блок регулирования (9в, 10в), а затем в ЭВМ на АЦП и на исполнительный механизм (9г, 10г), также входящий в комплект дозатора Метран - 1360.
Управление электродвигателями осуществляется через бесконтактные пускатели ПБР - 2 (КМ1 - КМ6).
Включение и отключение электродвигателей осуществляется с помощью кнопки дистанционного управления аппаратурного типа КУ - 120 (SB1 - SB6). Лампы сигнальные CЛ - 127 (НL1 - НL6) сигнализируют о работе электродвигателей и об отключении электродвигателей. Переход с автоматического режима управления на ручной осуществляется при помощи переключателей универсальных УП - 5300 (поз. SA7, SA10).
Заключение
Разработанная АСУТП может функционировать в локальном режиме, с помощью регуляторов установленных на щитах управления, и в режиме непосредственного цифрового управления (НЦУ) с использованием ЭВМ. Управление процессом осуществляется автоматически, с возможностью полного контроля технологом-оператором всех основных технологических параметров, значения которых отображаются на индикаторах вторичных приборов на щите или на экране ЭВМ (в режиме НЦУ).
Список использованной литературы
технологический автоматизация контроль
2.Битюков, В.К. Справочник по контрольно-измерительным приборам и средствам автоматизации [Текст] / В.К. Битюков и др., 2007.-143 с.
.Гаврилов, А.Н. Автоматизированные системы управления технологическими процессами [Текст]: учеб. пособие/ А.Н. Гаврилов, Ю.В. Пятаков - Воронеж: ВГТА, 2007. -240 с.
.Каталог «Метран», г. Челябинск, 2010.
.Каталог «Элемер», п. Менделеево, 2008.
.Каталог «Овен», г. Москва, 2008.