НИР. НИР Сайкин - 1. Отчет по научноисследовательской работе (семестр 8) Тема работы Система автоматического управления технологическим процессом дозирования пастообразных продуктов
 Скачать 272 Kb.
|
 МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА-Российский технологический университет» РТУ МИРЭА Институт кибернетики Кафедра автоматических систем
ОТЧЕТ ПО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ (семестр 8) Тема работы Система автоматического управления технологическим процессом дозирования пастообразных продуктов Студент группы КУБО-01-16 Сайкин Д.О. (подпись) Научный руководитель доктор технических наук, (подпись) профессор А.Г. Лютов Отчет представлен к рассмотрению «___» _________ 20__ г. _____________________ (подпись студента) Допущен к защите «___» _________ 20__ г. _____________________ (подпись руководителя) Москва 2020 МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА-Российский технологический университет» РТУ МИРЭА Институт кибернетики Кафедра автоматических систем
Утверждаю Заведующий кафедрой _________ А.З. Асанов «___» ___________ 20__ г. ЗАДАНИЕ на выполнение научно-исследовательской работы (семестр 8) Тема работы Система автоматического управления технологическим процессом дозирования пастообразных продуктов Студент группы КУБО-01-16 Сайкин Дмитрий Олегович Цель: Обеспечение требуемых качественных характеристик системы автоматического управления технологическим процессом дозирования пастообразных продуктов (ДПП) Задачи: Классификация способов дозирования, выбор метода и средств, определение требований к качеству управления технологическим процессом ДПП. Построение структурной схемы системы автоматического управления процессом ДПП и определение математических моделей ее элементов. Разработка алгоритма автоматического управления процессом ДПП, построение компьютерной модели системы автоматического управления процессом ДПП. Задание выдал «___» _________ 20__ г. _______________ (А.Г. Лютов) (подпись руководителя) Задание получил «___» _________ 20__ г. _____________ (Сайкин Д.О.) (подпись студента) Москва 2020 Мониторинг процесса выполнения научно-исследовательской работы студента
Оглавление Введение……………………………………………………………………. 2 Описание технологического процесса…………………………………… 4 Методы дозирования………………………………………………………. 6 Разработка алгоритма автоматического управления……………………. 8 Введение Дозатором является устройство, обеспечивающее отмеривание или отвешивание определенного количества (дозы) материала и перемещение этой дозы к рабочим органам машины или аппарата, выполняющим технологические операции (смешение, упаковку, затаривании и др.). Дозирование материалов осуществляется с помощью механических и автоматических устройств, которые широко используются в периодических и непрерывных технологических процессах. Используемые в производстве дозаторы, как правило, являются автоматическими, в противном случае их применение не имеет смысла, так как не уменьшает долю ручного труда. Одна из наиболее важных характеристик дозировочных устройств - точность дозирования - подача дозируемого материала в соответствии с заданной регламентацией отклонения весовой производительности. Процесс дозирования широко распространен в отраслях пищевой промышленности: при производстве хлеба дозируются мука, вода, соль и другие добавки; при производстве овощных и закусочных консервантов дозируются вкусовые добавки; при производстве синтетических моющих средств осуществляется дозирование различных ингредиентов, входящих в их состав. Для получения смесей повышенного качества процесс дозирования происходит обычно непрерывно. При автоматизации процессов дозирования основное внимание уделяется регулированию соотношения расходов заданных рецептурной компонентов, при этом предъявляются повышенные требования к точности дозирования. Процесс дозирования может быть классифицирован по нескольким признакам, например: По характеру подачи материала различают порционное и непрерывное дозирование; По способу измерения количества подаваемого вещества дозирование бывает весовое и объемное. В зависимости от вида продукта могут использоваться разные способы дозирования и, соответственно, разные виды и конструкции дозаторов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Описание технологического процесса Дозирующая установка состоит из следующих узлов: приемный бункер, объемом 1,2 м3 с датчиком уровня; конвейер; два блока дозирующих цилиндров, оснащенных датчиками набора и выдачи дозы; блок управления.  Рисунок 1. Устройство объемного дозатора Работает дозатор в следующей последовательности. Приготовленный продукт перекачивается насосом в приемный бункер дозатора. При достижении датчика уровня наполнения бункера насос отключается. Оператор включает на дисплее блока управления конвейер и дозатор. На ленту конвейера подается тара для наполнения. Сигнал с оптического датчика количества тары поступает на блок управления. При достижении заданного количества, при условии, что с датчика «Доза набрана» на контроллере присутствует сигнал, выходные сигналы с контроллера поступают на пневмораспределители управления дозирующим пневмоцилиндром, переключающего трёх-ходового крана с пневмоприводом и открывании дюз. Начинается выдача дозы. Сигнал от датчика индуктивного типа «Доза выдана», который срабатывает на планку, на которой закреплены дозирующие поршни, поступает в блок управления. Закрываются дюзы, трёх-ходовый кран с пневмоприводом переключается в положение «набор продукта» и дозирующий цилиндр набирает дозу для следующего цикла. При завершении набора срабатывает датчик геркон, расположенный нижней части пневмоцилиндра. Для предотвращения попадания капли продукта на тару в момент перемещения устанавливается задержка перед открытием стопорного пневмоцилиндра, который выпускает наполненную тару из дозатора. Описанный цикл повторяется снова при условии, что отсутствует сигнал с оптического датчика «Затор на выходе» на входе контроллера. В настройках контроллера можно изменять временные задержки включения и выключения всех узлов и механизмов для адаптации работы дозатора к различным видам продукта. Методы дозирования В зависимости от дозируемого продукта используют разные методы дозирования и, соответственно разные конструкции дозаторов. Объемный метод Объемным дозатором является мерное устройство, дозирующее продукт по принципу заполнения свободного пространства (объема). Продукт подается из приемного бункера в цилиндры. Ход поршня в цилиндрах можно настроить в зависимости от объема тары. Данный способ дозирования в упаковочном оборудовании имеет свои преимущества и недостатки. К преимуществам можно отнести, во-первых, простоту конструкции дозатора. По способу перемещения исполняющего органа дозаторы можно разделить на пневматические, гидравлические и механические. Во-вторых, при всей своей простоте объемный дозатор способен показывать достаточно высокую производительность. Объемные дозаторы нуждаются в постоянной установке рабочих характеристик в зависимости от свойств материала. Они должны регулярно калиброваться, чтобы поддерживать необходимую точность. Без регулярной калибровки погрешность может дрейфовать до нескольких процентов. В основе объемного метода дозирования лежит уравнение:  где  – масса продукта;  – объем продукта;  – плотность продукта, кг/м3.Весовой метод Весовым дозатором является мерное устройство, дозирующее продукт по его весу, т.е. весовой дозатор, по сути, представляет собой усложненные электронные весы, отмеряющие продукт в рамках заданного весового критерия. В основе весового метода дозирования лежит процесс взвешивания, которое проходит с использованием тензодатчиков. Сигнал с датчика поступает на блок управления. Контроллер формирует следующее действие согласно заданной программе. Весовые дозаторы требуют, чтобы периодически проводилась калибровка весов, для гарантии высокой точности системы. Точность измерения веса можно легко проверить, поместив на весы эталонный груз и сверив его с показаниями на дисплее. Недостатком весового метода является скорость дозирования. Для повышения точности необходимо при окончании дозирования замедлять скорость подачи продукта. Данный метод применяется при больших объемах дозирования. Разработка алгоритма автоматического управления Концептуальная блок-схема алгоритма Концептуальная блок-схема показывает, что и в какой последовательности необходимо выполнить для автоматизации управления технологическими процессами, а именно позволить представить основные этапы работы ОУ. На данной стадии требуется не очень много функциональных блоков, так как запитанная в них информация определяет основные действия системы управления. Разработка алгоритма управлением позволяет проследить за ходом управления, то есть реализацией команд поступающих с датчика. Концептуальная блок-схема алгоритма представлена на рисунке 2.  Рисунок 2. Концептуальная блок-схема алгоритма Функциональная блок-схема алгоритма На втором этапе составления функциональной схемы алгоритма каждый элемент концептуальной блок схемы расширяется до такой степени, чтобы можно было показать отдельные шаги, которые необходимо расширить для достижения конечного результата. Примем Wзад - заданное количество продукта, Wизм – фактическое количество продукта, которое было измерено.  Рисунок 3. Функциональная схема алгоритма |