Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Описание автоматизации технологического процесса на примере отделения брожения спиртзавода






Основная стадия производства спирта, на которой образуется целевой продукт, – брожение. Наибольшее распространение получил непрерывный способ брожения, осуществляемого в батарее ферментаторов (бродильных аппаратов), соединенных последовательно. Перед началом процесса в головной ферментатор I (рис. 1.2) вводят культуру посевных дрожжей-сахаромицетов, ^ выращенных в посевных ферментаторах IV, и подают поток осахаренного сусла. После заполнения головного ферментатора избыток культуральной жидкости по переливной трубе поступает во второй ферментатор II и т. д., пока не будут заполнены все аппараты батареи. Из последнего ферментатора III культуральная жидкость (бражка) с объемной долей спирта 8—9% подается в отделение брагоректификации. В посевных ферментаторах IV и первых трех головных бродильных аппаратах микробиологические процессы протекают особенно интенсивно и сопровождаются значительным тепловыделением, поэтому они снабжены теплообменниками и охлаждаются водой.

Систему управления отделением брожения можно реализовать с помощью АСУТП (рис. 1.1) в которой используется управляющая ЭВМ, сетевые контроллеры, средства отображения и управления ТП, а также АРМ операторов и лаборатории.

Структура подразделений пищевого предприятия в основном определяется его мощностью и техническими средствами контроля и управления.

В схеме на рис. 1.1 используется следующий состав модулей:

1 — преобразователи (датчики) технологических параметров;

2 — электропневматические исполнительные устройства, пус­ковая электроаппаратура;

3 — локальные устройства управления ТП;

4 — микропроцессорные локальные контроллеры;

5 — микропроцессорные сетевые контроллеры;

6 — пульт управления оператора;

7— сервер БД РВ;

8— программно-технический комплекс (ПТК);

9 — управляющая ЭВМ отечественного или зарубежного про­изводства;

10— -АРМ оператора (технолога, инженера, химика-аналитика и т. п.).

На первом уровне управления монтируются измерительные преобразователи (датчики), сигнализаторы параметров, средства управления исполнительными устройствами, пусковая аппаратура и АРМ химика-аналитика. Пульты управления ТП и оборудованием в основном расположены по месту объекта управления. Это стационарный пульт, предназначенный для установки на передней поверхности защитных шкафов со встроенными в них модемами или радиомодемами, блоки бесперебойного питания, аккумуляторы и другие необходимые устройства. Взаимосвязь аппаратуры осуществляется посредством НАRТ-протокола с помощью полевой сети Fieldbus Н1.

Второй уровень управления предусматривает использование сетевых контроллеров ТКМ-51 с информационной мощностью, обеспечивающей аналоговые входы/выходы 64/32, дискретные входы/выходы 192/160, в количестве трех комплектов (с «горячим» резервированием) на базе ПТК «САРГОН» с управляющей ЭВМ (Pentium IV), функционирующего в режиме операторской рабочей, станции, наличие сервера ОРС и БД на базе ЭВМ (Pentium IV), АРМ химика-аналитика и АРМ оператора-технолога на базе ЭВМ 1ВМ РС-486. Прием и передача информации осуществляются посредством промышленной сети Profibus DP, возможно использование Modbus. ОС функционирует с помощью ОС Windows NT. Основное программное обеспечение связано с SСАDА-программой Трейс Моуд, реализующей основные функции визуализации измеряемой и контролируемой информации, передачи данных и команд системе для контроля и управления. Оно состоит из инструментального и исполнительного комплексов. Открытость SСАDА-программы гарантирует функционирование СУ в ОРС-сервере, что обеспечивает работу сетевых структур без специальных драйверов. В качестве ОС контроллеров используют типовую систему О8-9 или версии Windows, что позволяет применять прикладное ПО для контроллеров.

Информационная мощность АСУТП отделения брожения (рис. 1.2) составляет: входы/выходы 14/14, т.е. 28. Из них аналоговые входы/выходы 9/9, дискретные входы/выходы 5/5, т. е. имеется достаточный резерв.

АСУТП отделения брожения осуществляет отображение ин­формации о протекании ТП в режиме РВ, контроль поступления сырья и материалов, ввод задания и команд с клавиатур ПТК и АРМ оператора-технолога, а также управление ТП.

Основной задачей управления на стадиях дрожжегенерации и брожения является поддержание оптимальной температуры в посевных и головных бродильных ферментаторах. Как объекты регулирования они обладают большой инерционностью и значительным временем запаздывания. Температура в каждом аппарате измеряется термопреобразователями сопротивления ТСМ и АЦП (АDАМ-5017Н) или модулем АDАМ-5013 (1-1, 1-2, 1-3), которые подключены к регулирующему каналу контроллера ТКМ-51 (1-4) с выходом на регистрирующее устройство АЦПУ (/-5). Выходные сигналы посредством нормирующих усилителей (1-7) управляют подачей холодной воды в соответствующие ферментаторы по­средством ЦАП (АDАМ-5024) и регулирующих клапанов (1-8) + (1-10).

Для предотвращения инфицирования культуральной жидкости ферментаторы периодически стерилизуют «острым» паром, что в целом неблагоприятно сказывается на работе системы управления температурным режимом. Для устранения этого предусмотрена возможность шунтирования в период стериализации сопротивлений дополнительным резистором. Переливы в ферментаторах предотвращаются электронными сигнализаторами уровня (2-1) ч- (5-7) и АЦП (модуль АDАМ-5017Н), включенными в электрическую схему световой и звуковой сигнализации с выходом на пульты ЭВМ и АРМ технолога. В ходе брожения выделяются газы, в основном содержащие углекислый газ и пары спирта. Отходящие газы направляются в спиртоловушку V, которая орошается водой. Пары спирта растворяются в воде, образовавшаяся водноспиртовая смесь подается в брагоректификационную установку, а углекислый газ поступает на переработку в цех углекислоты. Системой управления предусмотрено регулирование расхода воды, поступающей из спиртоловушки. Расход измеряется индукционным расходомером (6-1) и АЦП (АОАМ 5017Н), выходной сигнал которого подается на регистрацию АЦПУ (6-2) и в регулирующий канал контроллера ТКМ-51, выполняющего ПИ-закон регулирования (6-3), и далее — на ЦАП (модуль АDАМ-5024). Выходной управ­ляющий сигнал с контроллера посредством ЦАП подается на ре­гулирующий клапан (6-4), установленный на линии подачи воды.

Для обеспечения безопасных условий работы в бродильном отделении предусмотрены автоматические контроль и регулирование концентрации углекислоты в воздухе производственного помещения. Пробы воздуха непрерывно просасываются через приемник газоанализатора ГИАМ-15М (7-3), в комплект которого входит устройство отображения информации (телемонитор и АЦПУ) ЭВМ и контроллер ТКМ-51 (7-5). Если концентрация углекислого газа в помещении превышает предельно допустимую норму, то посредством ЦАП (АDАМ-5024) включается электродвигатель привода вентилятора VI, а также световая и звуковая сигнализация (7-4) на пультах ЭВМ и АРМ технолога.


 

 

Рис. 1.1. Структурная схема АСУТП бродильного отделения.

 


 

Схема системы управления отделением брожения






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.