Курсовая работа: Автоматизация рецептурно-смесительного комплекса приготовления шоколадных масс
Таблица 1 – Технологическая карта параметров процесса приготовления смеси
|
Аппарат | Параметр | Функции системы автоматизации | ||
| Наименование и размерность | Номинальное значение | Предельные значения | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Сборник какао-тертого | Температура подаваемого компонента, 0 С | 65 | 60…70 | Показание, регулирование с помощью контроля слива теплоносителя из рубашки |
| Уровень подаваемого компонента, м |
0,3 | 0,1…0,4 | Показание, сигнализация, отключение и включение двигателя насоса | |
| Дозаторы | Расход какао-тертого, кг/ч | 165/200 | 60…300 | Показание, регистрация, регулирование с помощью изменения частоты вращения |
| Смеситель | Температура смеси, 0 С |
65 | 62…67 | Показание, регулирование с помощью изменения расхода греющего агента |
3. Выбор технических средств и описание схемы автоматизации
Для контроля температуры в качестве первичного преобразователя выбираем термометр сопротивления, измерение которого основано на свойстве проводников и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление при изменении их температуры. В качестве чувствительного элемента используется медь; это очень удобно так как она имеет низкую стоимость, высокий температурный коэффициент электрического сопротивления, ее легко получают в чистом виде. Термометры сопротивления являются предпочтительными для небольших температур, имеют высокую точность и надежность.
Термометр сопротивления выбираем типа ТСМУ – Метран – 274 с унифицированным выходным сигналом; это более выгодно, так как не требуется устанавливать нормирующий преобразователь.
Уровень измеряется гидростатическим уровнемером Метран – 100 – ДГ тип 1531 с унифицированным выходным сигналом. Принцип его действия основан на измерении давления столба жидкости или выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость. Использование уровнемера этого типа также более выгодно, так как не требуется устанавливать нормирующий преобразователь.
Для контроля давления в качестве первичного преобразователя выбираем датчик для измерения избыточного давления серии Метран – 43 – ДИ 3173 с унифицированным выходным сигналом. Эти манометры достаточно широко распространены в пищевой промышленности. Также такой датчик имеет достаточный диапазон измеряемых давлений, что является важным, так как рецептур очень много и все они подразумевают различную степень измельчения шоколадной массы, а, следовательно, различный зазор между вальцами, который регулируется с помощью различных значений давлений. Для измерения температуры вальцов выбираем термоэлектрический термометр ТХАУ – 205 с унифицированным выходным сигналом. Он измеряет температуру по величине термо- ЭДС, возникающей в цепи из двух разнородных проводников. Термопара градуировки ТХАУ (термопара хромель – алюмель) имеет высокую стойкость и хорошую линейность.
Управление процессом осуществляется с помощью микропроцессорного многофункционального прибора Ш-9329.
Он предназначен для сбора, обработки информации, реализации функций контроля, программологического управления, регулирования, противоаварийных защит и блокировок, систем учета тепла и энергоресурсов.
Прибор предназначен для измерения температуры, давления и других физических величин. Он отображает текущую архивную информацию в цифровом виде, в виде графиков и диаграмм.
Технические характеристики: имеется цветной или монохромный графический 5,7” дисплей; П3- или ПИД- регулирование; интерфейс RS232/485; память: гибкий магнитный диск (FDD), CompactFlash; исполнение: искробезопасноек; количество каналов: 16;32.
Входной сигнал: термопреобразователи сопротивления, термоэлектрические преобразователи, а также другие источники сигнала в виде тока, напряжения или сопротивления. Погрешность 0,1%.
Частотные преобразователи серии СТ-2004V предназначены для построения частотно-регулируемых приводов. Управление ведется векторным способом с помощью ШИМ-модуляции. Диапазон регулирования скорости 1:100. Точность регулирования ±1%. Имеется автонастройка, ограничение скорости, торможение, ПИД-регулятор, аналоговый выход и интерфейс RS-232. Дисплей информирует о частоте, напряжении тока, крутящем моменте, значениях установок, кодов и ошибках.
Преобразователи обеспечивают защиту по мощности, напряжению, перегрузок по току, перегрева и превышения предельной скорости.
Температура какао-тертого в ёмкости Е1 измеряется с помощью термометра сопротивления ТСМУ Метран – 274 с унифицированным выходным сигналом. С него унифицированный выходной сигнал (0…5 мА) поступает на аналоговый вход микропроцессорного многофункционального прибора Ш-9329. С прибора управляющий сигнал поступает на исполнительный механизм с электроприводом типа 25ч939нж, установленный на трубопроводе слива воды, которая является теплоносителем.
Эта схема работает следующим образом. При повышении заданной температуры воды клапан отрывается, при понижении – закрывается.
Уровень жидких компонентов в емкости Е1, измеряется гидростатическим уровнемером Метран – 100 – ДГ, вырабатывающим выходной унифицированный сигнал в виде 0…5 мА. Этот сигнал поступает на многофункциональный прибор Ш-9329, который осуществляет сравнение сигнала, с его заданным верхним и нижнем предельным значением и вырабатывает управляющий сигнал. Управляющий сигнал поступает на электродвигатель насоса, установленный на трубопроводе подачи компонентов в Е1.
Температура массы в смесителе С измеряется с помощью термометра сопротивления ТСМУ Метран – 274 с унифицированным выходным сигналом. С него унифицированный выходной сигнал (0…5 мА) поступает на аналоговый вход микропроцессорного многофункционального прибора Ш-9329. С прибора управляющий сигнал поступает на исполнительный механизм с электроприводом типа 25ч939нж, установленный на трубопроводе установленный на трубопроводе подачи воды, которая является теплоносителем.
Эта схема работает следующим образом. При повышении заданной температуры воды клапан закрывается, при понижении – открывается.
Температура массы в пятивальцовой мельнице ПМ измеряется с помощью термоэлектрического термометра ТХАУ-205. С него унифицированный выходной сигнал (0…5 мА) поступает на аналоговый вход микропроцессорного многофункционального прибора Ш-9329. С прибора управляющий сигнал поступает на исполнительный механизм с электроприводом типа 25ч939нж, установленный на трубопроводе подачи воды, которая является хладагентом.
Эта схема работает следующим образом. При повышении заданной температуры вальцов клапан открывается, при понижении –закрывается.
Давление в пятивальцовой мельнице ПМ измеряется с помощью датчика для измерения избыточного давления МЕТРАН – 43 – ДИ – 3173. Датчик соединен с регулятором, который воздействует на исполнительный механизм с электроприводом типа 25ч939нж, установленный на трубопроводе подачи масла, нагнетаемого гидравлическим насосом.
4. Описание средств автоматизации
Основой для построения системы автоматизации смесительно-рецептурного комплекса являются датчик уровня (гидростатического давления), термометры сопротивления и термоэлектрические, измерительный преобразователь избыточного давления давления, которые имеют унифицированные сигналы, которые поступают на универсальный контроллер.
Принцип действия термометров (термопреобразователей) сопротивления материалов (металлов, их окислов и солей) изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры. Величину, характеризующую изменение сопротивления материалов при изменении температуры называют температурным коэффициентом сопротивления. Термометры сопротивления бывают двух видов проводниковые и полупроводниковые
Медные чувствительные элементы для измерения температуры в пределах -50…200о С, из платины -200…750о С. Приборы из платины более точные, медные более дешевые. Конструкция показана на рисунке 3.
