Автоматизированное управление процессом получения инвертного сиропа

Для поддержания оптимальных параметров технологического процесса предусматривется его автоматическая система управления.

При построении автоматической системы регулирования необходимо руководствоваться следующей ее структурой: первичный измерительный преобразователь, промежуточный преобразователь (при необходимости), вторичный прибор, регулятор (регулирующий блок с задатчиком), устройство оперативного управления (блок или панель управления), исполнительный механизм и регулирующий орган.

Конкретные типы средств автоматизации выбираются с учетом особенностей технологического процесса и его параметров. В первую очередь принимают во внимание такие факторы, как пожаро- и взрывоопасность, агрессивность и токсичность среды, число параметров, которые принимают участие в управлении, и их химические свойства, дальность передачи сигналов информации и управления, необходимые точность и быстродействие. Эти факторы определяют выбор методов измерения технологических параметров, необходимые функциональные возможности регуляторов и приборов (законы регуляции, показание, запись и т.д.), диапазоны измерения, классы точности, вид дистанционной передачи и т.д. [10].

Конкретные приборы и средства автоматизации подбираются по справочной литературе, исходя из следующих рассуждений:

– для контроля и регулирования одинаковых параметров технологического процесса необходимо применять однотипные средства автоматизации, которые выпускают серийно. При этом нужно отдавать преимущество приборам и средствам отечественного производства;

– при большом количестве одинаковых параметров рекомендуется применять многоканальные приборы;

– при автоматизации сложных технологических процессов необходимо использовать вычислительные и управляющие машины (ПЛК, микроконтролеры);

– класс точности приборов должен отвечать технологическим требованиям;

– для автоматизации технологических аппаратов с агрессивными или пищевыми средами необходимо предусматривать установку специальных приборов, а в случае применения приборов в нормальном выполнении нужно защищать их.

Так система управления процессом сироповарения, обеспечивает:

– регулирование количества сахара в реакторе;

– регулирование количества воды в реакторе;

– регулирование количества кислоты в реакторе;

– регулирование количества соды в реакторе;

– регулирование температуры в реакторе;

– контроль уровней с сигнализацией верхнего и нижнего пределов уровня;

– контроль расхода пара;

– контроль количества готового продукта;

– контроль качества готового продукта;

– контроль перепада давления на фильтре;

– дистанционное управление электроприводами.

Функциональная схема автоматизации реализована с применением современного ОВЕН ПЛК-150 и представлена на рисунке 9.1.

Для измерения количества сахара, воды, раствора кислоты и соды используется весовой измеритель, который измеряет массу всего реактора с компонентами. После загрузки компонентов по заранее определенной программе включается подогрев реактора. Датчиком температуры является термометр сопротивления ТСМ (50М), а регулирующий орган установлен на линии подачи пара в рубашку реактора. Аналогично работает контур регулирования охлаждения сиропа. После окончания приготовления сиропа включается насос по перекачке его через фильтр в бункер готового продукта. Насос включается автоматически после окончания приготовления сиропа или вручную, с помощью кнопки управления КУ-220 и пускателя ПБР-3А, со щита управления. Уровень в бункерах контролируется с помощью акустического сигнализатора уровня АСУ. Перепад давления на фильтре контролируется с использованием дифференциального манометра Сапфир-22ДД.

Рисунок 9.1 – Функциональная схема автоматизации

ПРИЛОЖЕНИЯ

П р и л о ж е н и е А

Таблица А.1 – Динамическая вязкость сахарных растворов m×10³, Па×с [2]

Таблица А.2 – Плотность сахарных растворов r×10^-3 кг/м³[2]

Таблица А.3 – Показатели, характеризующие плотность сахарного сиропа [2]

Рисунок А.1 – Теплопроводность сахарного раствора l, Вт/(м·К) [2]

Таблица А.4 – Физические свойства воды (на линии насыщения) [6]
пересчёт в СИ: 1 кг/см ² = 9,81∙10⁴ Па

П р и л о ж е н и е Б

Таблица Б.1 – Основные технические данные стальных эмалированных аппаратов с перемешивающим устройством [4]

Таблица Б.2 – Основные технические данные стальных емкостей для хранения и выдачи жидкостей [4]

Примечание. L и H – длина и высота аппарата, l и h – длина и высота цилиндрической обечайки.

Рисунок Б.1 – Аппарат с механическим перемешивающим устройством (с поверхностью теплообмена в виде рубашки). Чертеж общего вида [4]

Таблица Б.3 – Основные технические данные стальных эмалированных аппаратов с перемешивающим устройством [4]

Рисунок Б.2 – Аппарат с механическим перемешивающим устройством
(поверхностью теплообмена в виде рубашки).

Чертеж общего вида [5].

Рисунок. Б.2 – Аппарат с механическим перемешивающим устройством (с поверхностью теплообмена в виде рубашки). (Продолжение).

П р и л о ж е н и е В

Таблица В.1 – Основные параметры и условия работы перемешивающих устройств [5]

П р и л о ж е н и е Г

Таблица Г.1 – Технические характеристики рамных фильтр-прессов РОР, РОМ, РЗР, РЗМ

Таблица Г.2 – Технические характеристики рамных фильтр-прессов ФКО

П р и л о ж е н и е Д

Таблица Д.1 – Технические характеристики пластинчатого (шиберного) насоса

Таблица Д.2 – Технические характеристики центробежно-шнекового (дискового) насоса