Доклад. Автоматизированные системы управления технологическими процессами производства хлеба на ооо Хлебозавод Юг Руси
 Скачать 19.56 Kb.
|
|
Слайд 1 Добрый день, уважаемая комиссия. Представляю выпускную работу на тему «Автоматизированные системы управления технологическими процессами производства хлеба на ООО «Хлебозавод Юг Руси»». Слайд 2 В эпоху капитализма и хозяйствования в условиях рыночной эконо-мики, для продуктивного развития производственных предприятий, в том числе и для производителей пищевой продукции, требуется решать задачи повышения эффективности. Их решение требует проведения различных технико-экономических мероприятий. Реализация которых приведет к увеличению производительности, снижению себестоимости производства, уменьшению брака, расширению ассортимента продукции. Что позволит сохранить конкурентоспособность предприятия. Актуальность работы заключается в реализации мероприятий по автоматизированные системы управления технологическими процессами, которые приведут к увеличению производительности, снижению себестоимости производства, уменьшению брака, расширению ассортимента продукции. Слайд 3 Предметом исследования является проект комплексной системы автоматизации технологического процесса выпекания хлеба. Объектом исследования является автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП). Цель работы: разработка комплексного проекта автоматизации технологического процесса выпечки хлеба, который потребует минимальных инвестиций с быстрым сроком окупаемости (до 1,5 лет) Практическая значимость работы заключается в возможности внедрения данного проекта на предприятии, что приведет к снижению себестоимости производимой продукции, повышению производительности, снижению брака. Слайд 4 Качество хлеба во многом зависит от режима протекания каждой технологической стадии, особенно от процесса выпекания. Основные задачи системы АСУТП точное поддержание температуры и влажности в печи. Слайд 5 Проведя анализ печи составлена ее структурная схема, а также выделены основные параметры, которые входят в состав АСУТП. На первом этапе работы проведен анализ технологического процесса, сделан вывод, что в нем отсутствует единая система АСУТП, есть только локальные узлы автоматики. Существующая система отличается низкой надежностью, что приводит к частым нарушениям технологического режима, простоям оборудования. В ходе анализа технологического процесса как объекта управления были выделены следующие контуры регулирования: температуры и влажности печи, давления-разряжения в топке, соотношения газ-воздух. Слайд 6 На слайде приведена подробная функциональная схема печи. Основные задачи системы – регулировать следующие параметры, а именно: 1) регулировать температуру в первой зоне печи путем изменения расхода топлива, поступающего для нагрева печи; 2) регулировать соотношение газ-воздух, путем изменения расхода воздуха; 3) контролировать температуру в четырех зонах пекарной печи; 4) проводить защиту и сигнализировать значения таких параметров для камер сгорания: а) наличие факела горения; б) давление в трубопроводах подачи газа; в) подачу воздуха в заданной пропорции к газу. 5) регулировать температуру во второй зоне печи путем изменения расхода топлива, поступающего к нагреву печи; 6) регулировать соотношение топливо-воздух, путем изменения расхода воздуха во второй топке; 7) контролировать скорость движения конвейерной ленты; 8) контролировать расход топлива и воздуха; 9) контролировать выброс дымовых газов. Для осуществления регулирования сжигания газа используется промышленный контроллер Ремиконт Р-130. В качестве средств контроля параметров выбраны: • разность давлений – преобразователь САПФИР-22ДД-2410; • давление в газопроводе – электроконтактный манометр ВЭ-16-РБ; • измерения температуры – термопреобразователи сопротивления ТСП-1388, ТСП-0879; Слайд 7 Рассмотрим программное обеспечение Ремиконт Р-130 с блоком контроллера БК-21-22, который предназначен для осуществления двух однотипных контуров регулирования температуры газов на выходе из камеры сгорания. Структурная схема программы контроллера изображена слайде. Сигналы от измерительных преобразователей поступают на алгоритмы аналогового ввода. Кроме этого на обе группы ввода поступают сигналы от датчиков оборотов вентилятора дымовых газов. Алгоритмы ввода обеих групп имеют по 4 входа. Сигнал по температуре подается на входы, аналоговых средств, алгоритма масштабируемого входа алгоритма импульсного регулирования PUM. На немасштабированный вход алгоритма импульсного регулирования поступают сигналы от алгоритма задания ЗДН. Алгоритм PUM используется для построения ПИД регулятора, который работает с исполнительным механизмом постоянной скорости. Выходной сигнал алгоритма PUM через алгоритм ручного управления РУЧ идет на импульсный выход. Алгоритм ОКО (оперативный контроль) регулирования предназначен для использования в тех случаях, когда оперативное управление контура регулирования необходимо вести с помощью целой панели контроллера. Каждый контур регулирования обслуживает свой алгоритм ОКО. На входы алгоритма ОКО поступают следующие сигналы: - сигнал задания по выходу алгоритма ЗДН; - сигнал о регулируемый параметр с выхода алгоритма ВАА, сигналы о положении выключателей; - сигнал рассогласования с выхода алгоритма PUM; - сигнал с выхода алгоритма СУМ; Еще на два входа алгоритма ввода заводят сигналы о положении регулирующего органа на линии подачи газа и на линии подачи воздуха. Сигналы заводятся на алгоритм СУМ. Результирующая величина поступает на масштабируемый вход алгоритма импульсного регулирования PUM. На немасштабированный вход алгоритма импульсного регулирования поступает сигнал от алгоритма ЗДН задания. Выходной сигнал алгоритма PUM через алгоритм ручного управления ВО идет на импульсный выход, с выхода также сигнал заводится на алгоритм ОКО. Аналоговые сигналы частоты вращения вентиляторов поступают на алгоритм входа, а затем на входы алгоритмов ноль органа HOP, который используется для контроля оборотов. С выхода алгоритма HOP поступает на вход алгоритма инверсного вывода ИНВ. Этот алгоритм предназначен для передачи сигналов через канал интерфейса к Ремиконт №2. Слайд 8 На следующем слайде приведена схема внешних соединений. Все Р-130 состоят из набора отдельных блоков. Блок контроллера БК-21 является микропроцессорным устройством, преобразует аналоговые и дискретные входные сигналы в цифровую форму, обрабатывает полученную информацию, превращает внутренние цифровые сигналы в аналоговые и дискретные выходные сигналы. Блок питания БП-21 подключается к промышленной сети напряжением 220 В и производит напряжения 24 В постоянного тока, которые используются для питания блока контроллера. Все аналоговые сигналы заводятся на аналоговые входы группы А и Б контроллера через клемно-блочные соединения КБС-23. Блоки питания БП-10 предназначены для питания датчиков положения, установленные на исполнительном механизме. Сигналы о положении исполнительного механизма снимаются с клемм 16, 18 и поступают на соответствующие клеммы КБС-23. Для управления трехфазным электродвигателем, тоже входит в состав МЭО, используют бесконтактные реверсивные пускатели ПБР-ЗА. Слайд 9 На данном слайде представлена математическая модель контура регулирования температуры. Система состоит из объекта управления – печи, исполнительным механизмом является МЭО, который регулирует подачу газа в печь. Температура контролируется термопреобразователем. Контроллер выполняет роль элемента сравнения и ПИД-регулятора. На данном этапе работы был осуществлен выбор технических средств автоматизации, разработана программа для контроллера, схема соединений. Проведено моделирование контура температуры. Показатели качества данной системы неудовлетворительны, т.к. время переходного процесса долгое. Таким образом, данная система нуждается в коррекции. Слайд 10 Настройка ПИД-регулятора осущетвлена методом Циглера-Николса, который основан на вычислении параметров отклика системы на переходный процесс. Красной линией указана переходная характеристика без регулятора. Время регулирования у системы с регулятором значительно уменьшилось, однако появилось большое перерегулирование, что недопустимо в системе управления температуры, т.к. она может выйти за граничные пре-делы. Слайд 11 Далее, согласно методике, осуществлена ручная подстройка параметров: И-часть регулятора исключена, Д-часть увеличена в 2 раза. При этом добились удовлетворительных показателей качества: перерегулирование всего 5%, время регулирования уменьшено более чем в 10 раз, что вполне приемлемо для контура регулирования температуры, учитывая инерционность системы. Слайд 12 При оценке экономической эффективности проекта было выявлено, что при внедрении новой системы автоматизации появляются дополнительные эксплуатационные расходы в виде увеличения фонда оплаты труда, а также дополнительных затрат на электроэнергию. Однако при внедрении новой системы увеличивается производительность предприятия за счет сокращения простоев, уменьшения брака, что дает возможность получить годовой экономический эффект более 700 тыс. руб. Слайд 13 В заключении подведу итоги. В результате выполнения работы проведен анализ технологического процесса и выявлено, что отсутствие современной АСУТП приводит к частым простоям оборудования, нарушению технологического режима. Для решения данной проблемы разработана система автоматизации, которая включает в себя следующие этапы: выбор технических средств автоматизации, разработка программного обеспечения контроллера, проект схемы соединений. Также выполнено моделирование контура регулирования температуры, с выбором коэффициентов ПИД-регулятора. В разделе безопасности решений проекта рассмотрены вопросы экологической безопасности разрабатываемой системы автоматизации тех процесса. Выявлены основные факторы, оказывающие негативные воздействие на окружающую среду, и предложен ряд мероприятий, направленных на сокращение их воздействия. Произведен анализ параметров, которые влияют на безопасность, рассмотрены правила проведения ремонтных работ. Также рассчитано освещение для помещения операторов. В результате выполнения работы получили увеличение производительности, которое даст экономический эффект для предприятия более 700 тыс.руб в год. Слайд 14 Спасибо за внимание. |