Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ
1.1 Описание технологического процесса производства питьевого молока 9
1.2 Описание недостатков существующего оборудования 10
Выводы по разделу один 13
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 14
2.1 Программируемые логические контроллеры фирмы "SIEMENS" 17
2.2 Программируемые логические контроллеры фирмы "OMRON" 22
2.3 Программируемые логические контроллеры фирмы "OWEN" 25
Выводы по разделу два 29
3 ПРОЕКТНЫЙ РАЗДЕЛ
3.1 Разработка алгоритма автоматизации управления объектом 30
3.2 Разработка функциональной схемы 34
3.3 Разработка алгоритма работы автоматизации 36
3.4 Разработка структурной схемы 41
3.5 Выбор средств автоматизации, элементной базы и преобразователей
(датчиков) технологической информации
3.5.1 Технологического оборудования 42
3.5.2. Выбор исполнительных механизмов 46
3.5.3 Выбор средств измерения параметров 53
3.5.4 Выбор средств обработки данных и управления 55
3.5.5 Выбор источника питания 60
Выводы по разделу три 61
4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОПИСАНИЕ АВТО-МАТИЗИРОВАННОЙ РАБОТЫ ОБЪЕКТА 62
4.1 Математическая модель пастеризационной установки 63
4.2 Математическое описание процесса регулирования 67
4.3 Математическая модель динамики объекта
4.4 Моделирование процесса управления объекта 68
4.5 Настройка ПИД -регулятора, исследование переходного процесса 69
Выводы по разделу четыре 73
5 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
5.1 Глобальные переменные 74
5.2 Задание названий входных и выходных сигналов по CoDeSys 76
5.3 Написание программы в среде CoDeSys 79
5.4 Создание визуализации программы 84
Выводы по разделу пять 89
6 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
6.1 Экономическое обоснование автоматизации
6.2 Расчет суммы капитальных вложений 88
Выводы по разделу шесть 94
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
7.1 Техника безопасности на предприятиях молочной промышленности. 95
7.2 Расчет необходимого воздухообмена 97
7.3 Мероприятия по защите при чрезвычайных ситуациях техногенного характера 100
Выводы по разделу семь 104
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 105
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 106
Молочный рынок на современном этапе развития экономики характеризуется высоким уровнем конкуренции. Конкурентоспособные молокозаводы, внедряют в производство передовые, усовершенствованные управляющие схемы, а также технологические режимы производства молока, основными компонентами которых являются автоматизированные системы управления производством и информационные системы.
Автоматизация молокозавода является одним из важнейших показателей уровня технического развития предприятия. Комплексная автоматизация молокозавода обеспечивает технологические, экономические преимущества работы, а также является базой для перспективного развития современной молочной промышленности. Повышение уровня автоматизации молочной промышленности имеет огромное значение для процесса улучшения качества молочных продуктов, оптимального использования производственных ресурсов, экономии энергозатрат предприятия молочной промышленности.
Усовершенствование уровня АСУ ТП молочной промышленности меняет подход к работе, упрощая ее физически, требует повышенного уровня технической подготовки специалистов, высвобождает персонал от трудоемких, зачастую неквалифицированных работ.
Выбор степени автоматизации молокозавода определяется спецификой молочного производства, экономической целесообразностью автоматизации того или иного процесса, стратегией производителя молочной продукции, финансовыми возможностями молокозавода. Технические предпосылки проведения комплексной автоматизации предприятия молочной промышленности независимы от его финансового положения. Целесообразность внедрения комплексной автоматизации на предприятиях молочной промышленности подтверждается рядом успешно функционирующих молокозаводов, использующих передовые комплексно - интегрированные системы автоматизации.
Комплексная автоматизация молокозаводов позволяет максимально сократить участие персонала в выполнении сложных технологических процессов, освобождает специалистов от управления локальными операциями, позволяя большее внимание уделять организации взаимодействия оборудования.
Основной целью внедрения современной автоматизации молочного производства является создание комплексного автоматизированного предприятия молочной промышленности. А обязанности персонала сводятся к наладке производственного цикла для работы в определенном режиме, наладке контрольных приборов, механизмов, устройств, профилактическому ремонту, устранению неисправностей технологических линий молокозавода.
Внедрение АСУ ТП молокозавода позволяет:
- поддерживать работу технологических линий молокозавода в заданном (оптимальном) режиме, обеспечивать высокую точность соблюдения параметров (в строгом соответствии технологическому регламенту) технологий, рецептур, дозировки компонентов для получения качественных молочных продуктов;
контролировать качество всех компонентов молочной технологии на основ
ных этапах производства;
- оперативно отслеживать и изменять количество, а также ассортимент продукции молокозавода;
- выявлять отклонения качества продукции от нормы, минимизировать потери сырья, материалов на каждом этапе технологического процесса молочного производства;
- в оперативном режиме получать комплексную информацию о ходе технологического процесса производства молока и молокопродуктов с целью проведения анализа технико-экономических показателей работы молокозавода в целом.
Внедрение комплексной автоматизации молочных предприятий обеспечивает:
- прозрачность, а также управляемость технологических процессов производства молокопродуктов;
- сокращение возможностей влияния человеческого фактора на ход производственных процессов;
- оперативный учет всех материальных расходов и поступлений;
- объективный анализ технико-технологических, а также финансовоэкономических результатов работы молокозавода.
Внедрение АСУ ТП на молокозаводе уменьшает "человеческий" фактор, что дает возможность руководству завода иметь полную и оперативную информацию о состоянии технологического процесса в любой момент. Автоматизация производства позволяет избежать ошибок и простоев в работе оборудования технологического участка. Выбор комплексной или частичной автоматизации полностью зависит от того, какая специфика производства, а также финансовыми активами, которое может позволить предприятие вложить в ее внедрение.
В выпускной квалификационной работе представлена информация об объекте автоматизации. Провели анализ данного производства молочной продукции, выделили оборудование требующее модернизации и выбрали оборудование, необходимое для перехода на автоматизированные технологические процессы.
Выполнили подбор программируемого логического контроллера для обеспечения автоматизации технологического процесса обработки молока. Выбрали вместе с контроллером вспомогательное оборудования сбора и передачи сигналов управления и контроля.
Разработан алгоритм автоматизации управления объектом, подготовлена функциональная схема автоматизации объекта и представлена структурная схема управления установкой.
Произведен подбор исполнительных механизмов, преобразователе технологической информации и элементной базы. Выполнено математическое описание автоматизированной работы объекта с последующим моделированием процесса, в котором произведена настройка ПИД-регулятора.
В ходе работы разработана программа обеспечения системы автоматизации для ПЛК и СКАДА-система в среде программирования CoDeSys.
В экономическом разделе сделан расчет суммы капиталовложений.
1. Харитонов В.Д. Приемка и первичная обработка молока: монография В.Д. Харитонов, Е.В. Шепелева. - М: Молоч. промышленность, 1997. - 54 с.
2. Горбатова К.К. Химия и физика молока и молочных продуктов: учебное пособие К.К. Горбатова, П.И. Гунькова - СПб: ГИОРД, 2012. - 336 с.
3. Бредихин С.А. Технология и техника переработки молока: учебное пособие С.А. Бредихин, Ю.В. Космодемьянский. - М.: Колос, 2003. 400 с.
4. Ермакова Е.Е. Современное состояние и перспективы развития молочной промышленности РФ// Молодой ученый. - 2014. - №7. - с.338- 340.
5. Брусиловский, Л. П. Научно-технические решения для создания автоматизированных биотехнологических комплексов цельномолочного производства: учебное пособие Л.П. Брусиловский, В.Д. Харитонов - М: ГУ ВНИМИ, 1999. - 57 с
6. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.3.4.551-96."Производство молока и молочных продуктов" (утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 4 октября 1996 г. N 23)
7. Машины и оборудование для переработки молока: Кат. - М.: ФГНУ "Росинформагротех", М 38 2006. - 348 с.
8. Первозванский, А.А. Курс теории автоматического управления: учебное пособие/ А.А. Первозванский. - 3-е изд. - СПб.: Изд-во «Лань», 2015. - 624.
9. Машины и оборудование для переработки молока: Кат. - М.: ФГНУ «Росинформагротех»,2006. - 348с.
10. Каталог INOXPA: клапаны и арматуры [Электронный ресурс] / INOXPA
Россия 1997-2018, Москва, 2018. - режим доступа:
http://www.inoxpa.ru/products/producttype/valves-and-fittings
11. Каталог продукции ОВЕН: [Электронный ресурс]/ ОВЕН, Москва, 2018. - режим доступа: http://www.owen.ru/catalog
12. Программирование программируемых логических контроллеров ОВЕН ПЛК110 и ПЛК160: Руководство пользователя - Версия 1.9 - Москва, 2010 - 197с.
13. Руководство пользователя по программированию ПЛК в CoDeSys 2.3. - Смоленск: ПК Пролог, 2006 - 453с.
14. Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов / С. В. Белов, А.В. Ильницкая, А. Ф. Козьяков и др. - М.: Машиностроение, 2005. - 606 с.
Алексейчева, Е.Ю. Экономика организации (предприятия: учебник для бакалавров / Е.Ю. Алексейчева, М.Д. Магомедов, И.Б. Костин. — 2-е изд.. — М: Дашков и К, 2016. — 292 с