Методические указания к практическим занятиям по предмету “Автоматизация производственных (стр. 6 из 9)

Автоматизация объектов процессов сушки

В различных процессах пищевых производств широкое распространение получили сушилки. На рис. 6.5 приведена технологическая схема процесса сушки в барабанной сушилке. Горячий воздух для процесса сушки подается из калорифера, обогреваемого паром. В сушильный барабан, расположенный с некоторым уклоном, непрерывно подаются влажный материал и горячий воздух. В процессе вращения барабана происходит пересыпание и перемещение продукта к выходу из барабана с одновременным обтеканием его горячим воздухом. Для обеспечения движения горячего воздуха в сушильном барабане создается разрежение. С этой целью может быть использован, например, вытяжной вентилятор или циклон с водяным охлаждением.

При автоматизации процесса сушки требуется поддерживать заданное значение влажности материала на выходе из сушильного барабана, а также обеспечивать заданную температуру горячего воздуха, поступающего на сушилку.

Рисунок 6.5. СА процесса сушки.

Процесс сушки в сушильном барабане как объект автоматизации описывается достаточно сложными дифференциальными уравнениями в частных производных. Для упрощения модели сушильного барабана по каналу «расход горячего воздуха – влажность материала на выходе» ее можно принять в виде апериодического звена второго порядка с чистым запаздыванием. При этом следует отметить, что процесс сушки характеризуется значительной инерционностью. Возмущающими воздействиями при сушке являются изменения влажности и расхода материала на входе, параметров горячего воздуха, поступающего в сушильный барабан.

На рис. 6.5 приведена простейшая СА процесса сушки. Регулирование температуры горячего воздуха производится на основе ее измерения датчиком температуры 1а, сигнал от которого поступает на показывающий и самопишущий регулирующий блок 1в, управляющий через панель дистанционного управления 1г, исполнительный механизм 1д положением регулирующего клапана на линии подачи греющего пара в калорифер. Схемой предусматривается контроль входной влажности материала с помощью датчика влажности 3а и вторичного показывающего и самопишущего прибора 3б.

Для регулирования влажности выходного продукта ее измеряют посредством датчика влажности 4а, сигнал с которого поступает через вторичный показывающий и самопишущий прибор 4б на регулирующий блок 4в с изодромным законом регулирования. Регулятор через панель дистанционного управления 4г воздействует на исполнительный механизм привода заслонки, изменяющей расход горячего воздуха в сушильный барабан.

Схемой автоматизации предусматривается также контроль температуры воздуха на выходе из сушильного барабана посредством приборов 6а, 6б и 6в и разрежения посредством показывающего манометра 7а.

Для ряда продуктов в настоящее время нет серийно выпускаемых датчиков влажности. В связи с этим контроль процесса сушки приходится осуществлять по косвенным параметрам. Практически приемлемые результаты получаются в случае применения для этой пели показаний термометра, измеряющего температуру выходящего из сушилки воздуха. Изменение температуры связано с влажностью материала на выходе, поэтому в зависимости от величины отклонения температуры можно организовывать изменение расхода горячего воздуха в сушильный барабан.

4 Порядок проведения работы

4.1 Рассмотреть схемы автоматизации одноагрегатного ленточного дозатора и процесса смешивания с автономным регулированием расходов компонентов АСР температуры в теплообменнике СА процесса сушки.

4.2 Ознакомиться с СА одноагрегатного ленточного дозатора и процесса смешивания с автономным регулированием расходов компонентов и с принципом регулирования температуры в теплообменнике и барабанной сушилке.

4.3 Сделать вывод об изученном материале.

5 Содержание отчета

5.1 Изобразить СА одноагрегатного ленточного дозатора и АСР температуры в теплообменнике (нечетные варианты); СА процесса смешивания с автономным регулированием расходов компонентов и процесса сушки (четные варианты).

5.2 Описать СА одноагрегатного ленточного дозатора и процесса смешивания с автономным регулированием расходов компонентов АСР температуры в теплообменнике и СА процесса сушки.

5.3 Сделать вывод.

6 Контрольные вопросы

6.1 На каком оборудовании осуществляется непрерывное дозирование для получения смесей сыпучих материалов или жидкостей.

6.2 Как могут быть представлены ленточные дозаторы как объекты регулирования?

6.3 За счет чего регулируется скорость движения ленточного конвейера?

6.4 Как осуществляется автоматизированное смешивание твердых сыпучих или жидких потоков материалов?

6.5 Чем отличается объект смеситель по каналу «расход входного компонента – показатель качества смеси» представленный апериодическим звеном с чистым запаздыванием или без него?

6.6 Чем характеризуются тепловые процессы как объекты регулирования?

6.7 Какой закон регулирования наиболее часто используется в АСР тепловых объектов?

6.8 Какие технологические параметры контролируют в барабанной сушилке?

6.9 Почему процесс сушки в сушильном барабане как объект автоматизации описывается достаточно сложными дифференциальными уравнениями в частных производных?

Практическая работа № 7

Изучение и анализ схемы автоматизации процесса приготовления опары

1 Цель работы

Привитие навыков изучение и анализ схемы автоматизации процесса приготовления опары.

2 Перечень справочной литературы

Автоматизация производственных процессов и АСУТП в пищевой промышленности / Л.А Широков, В.И. Михайлов, Р.З. Фельдман и др.; Под ред. Л.А. Широкова.– М.: Агропромиздат, 1986.–311с. с. 172…175.

3 Краткие теоретические сведения

Тесто представляет собой приготовленную определенным способом смесь муки и жидких компонентов: воды, раствора дрожжей, соли и сахара.

На многих хлебозаводах нашей страны приготовление пшеничного теста складывается из двух стадий (фаз): приготовления опары (головки) и теста. Это позволяет комплексно механизировать весь процесс приготовления теста, так как жидкую опару с влажностью 65…70% благодаря малой вязкости и большой текучести можно транспортировать по трубопроводам насосами и самотеком.

Опара – это смесь муки, воды и дрожжей с добавлением некоторого количества соли. Технологический процесс приготовления опары иллюстрирует рис. 7. На участке приготовления опары размещены производственный бункер, питатель, автомукомер, заварочная машина, два насоса и шестисекционный бродильный чан. Пять секций служат для брожения опары, а шестая является расходной. Время брожения опары составляет около 4 ч, а режим отбора ее – 60 мин.

Технологический процесс порционного способа приготовления опары заключается в следующем. Мука из производственного бункера с помощью питателя подается аэрозольтранспортом в автомукомер, работающий по принципу весового дозирования. Он отвешивает определенную порцию муки, которая направляется в заварочную машину. Туда же подаются жидкие компоненты — вода, солевой раствор и жидкие дрожжи из автоматической мембранно-весовой станции ВНИИХП.

В течение 3 мин компоненты перемешиваются, после чего готовая болтушка перекачивается в один из чанов для брожения. Через 4…5 ч выбродившая опара перекачивается в расходный чан, а оттуда – на замес теста.

Схема автоматизации процесса приготовления опары предусматривает программное управление работой всех механизмов и машин: дозирование муки и других жидких компонентов, необходимых для приготовления болтушки; отбор готовой опары, мойку чанов и заполнение свежей порцией болтушки; контроль температуры опары и ее компонентов в основных точках технологического процесса.

В качестве командных аппаратов выбраны два прибора КЭП-12У: первый КЭШ служит для управления узлом приготовления болтушки, а второй КЭП2 – для управления заполнением и опорожнением чанов опары по трубам, подведенным к чанам снизу. В качестве запорной аппаратуры устанавливаются трехходовые краны, приводящиеся в движение исполнительными механизмами МЭО 4/100 и позволяющие каждый чан соединить с продуктопроводом, а также с линией канализации при мойке. Пробка крана устроена таким образом, что обеспечивает три положения: «Закрыто», «Магистраль» и «Канализация». Местный режим работы схемы служит для управления оборудованием линии при аварии и в разливочном цикле, а основным является автоматический. На нем мы и остановимся подробнее.

При достижении опарой нижнего уровня в расходном чане прибор 5а типа КЭП2 дает команду на его мойку; кран этого чана устанавливается в положение «Канализация», открывается электромагнитный вентиль СВЗ подачи воды к моющему устройству. После окончания мойки кран расходного чана возвращается в положение «Магистраль», и поступление воды прекращается; дается команда на подачу опары из очередного бродильного чана. Например, кран 1/Д на чане устанавливается в положение «Магистраль», открывается кран 7/Д, и включается насос подачи опары. Готовая опара поступает в расходный чан. Когда сработает датчик протока 6а, насос опары останавливается, кран 7/Д закрывается, кран 1/Д устанавливается в положение «Канализация», производится мойка этого чана, вентиль 1-СВ2 открывается. После окончания мойки кран 1/Д устанавливается в положение «Магистраль», включается насос перекачки, и готовая уже к этому времени болтушка подается в чан опары. Каждые 30 мин в очередной бак опары поступает четыре порции болтушки. Команда на приготовление болтушки поступает одновременно с командой на мойку расходного чана.