Файл: Курсовой проект по дисциплине Проектная деятельность на тему Автоматизированная система регулирования температурной депрессии на входе в аппарат.docx

Пастеризованное молоко поступает в теплообменник при температуре 18 °C, здесь его необходимо охладить до температуры, которая будет позволять продукту перейти в упаковочный цех.

В теплообменник поступает ледяная вода, которая охлаждает обеззараженное молоко до 4 °C, это делается для того, чтобы предотвратить изменения, отрицательно влияющие на процесс охлаждения пропастеризованного молока.

Рисунок 3 – Функциональная схема автоматизации контура регулирования температурной депрессии на входе в аппарат

6 Условное обозначение технических средств автоматизации на функциональной схеме

На функциональной схеме автоматизации (рис. 3) показано технологическое оборудование и технические средства автоматизации – датчики и исполнительные механизмы с регулирующими органами. Их обозначения выполнены в соответствии с ГОСТ 21.208-2013 [2].

Таблица 3 - Обозначения приборов функциональной схемы

№	Обозначение	Наименование
1		Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения температуры, установленный по месту.
2		Исполнительный механизм. Общее обозначение
3		Регулирующий проходной клапан.
4		Прибор для измерения температуры – показывающий, регистрирующий и регулирующий параметры, установленный на щите.

Рисунок 4 – Принцип построения условного обозначения прибора
Букву «Т» применяют для обозначения первичного прибора бесшкального с дистанционной передачей сигнала. Букву «Е» применяют для обозначения чувствительного элемента, выполняющего функцию первичного преобразования.

При необходимости конкретизации измеряемой величины справа от графического обозначения прибора допускается указывать наименование, символ этой величины или ее значение, для измеряемой величины «А» указывают тип анализатора, обозначение анализируемой величины и интервал значений измеряемого параметра.

Для обозначения величин, не предусмотренных настоящим стандартом, допускается использовать резервные буквы. Применение резервных букв должно быть расшифровано на схеме [3].

На ФСА приняты следующие обозначения технических средств автоматизации:

TE - Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения температуры, установленный по месту (преобразователь термоэлектрический (термопара), термопреобразователь сопротивления, и т. д.);

TT - Прибор для измерения температуры бесшкальньй с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (термометр манометрический бесшкальньй с пневмо- или электропередачей);

TDS - Автоматическое регулирование разности температур;

TIRA - Условное буквенное обозначение показывающих и регистрирующих приборов температуры.

7 Структурная схема автоматической системы регулирования

Задающее устройство (З) подаёт напряжение на регулятор (Р), которым является программируемый логический контроллер и, в свою очередь, осуществляет его регулирование, исходя из информации, полученной из датчиков температуры (Д) в обратной связи. Далее это напряжение подаётся на исполнительный механизм (ИМ), им является привод, который преобразует его в механической энергию и осуществляет работу регулирующего органа (РО) - клапана, который управляет температурой в технологическом процессе пастеризации молока.

Рисунок 5 - Структурная схема АСР: З - задающее устройство; Д - датчики регулирования (TE,TT); Р- регулятор (TDC); ИМ - исполнительный механизм (Ж₁); РО - регулирующий орган (Ж₁); ТОУ - технологический объект управления (теплообменник); X - регулирующий параметр; Y - регулирующее воздействие; F - расход хладогента; Y¹ - сигнал на выходе датчика; X₀ - заданное значение температуры; e = (Y¹-X₀) - ошибка, возникающая при отключении параметра от задания

8 Выбор технических средств автоматизации

При проведении любой процедуры важно соблюдать правильные параметры выбранного режима. От этого зависит, насколько эффективными будут выбранные виды пастеризации для обработки молока.

Современные установки настраивают с учетом того, какая должна быть температура пастеризации для дальнейшего выхода жидкости из установки. Тщательный контроль за процессом повышает эффективность процедуры по охладительной обработке продукта.

Конкурентоспособность в области молочной промышленности в значительной мере зависит от степени автоматизации, эффективности производства, гигиенического исполнения оборудования, эффективности его очистки и, наконец, от безопасности пищевых продуктов. Когда особое внимание уделяется повышению эффективности и производительности оборудования, датчики играют важную роль. Вопрос цены-качества остается насущным для большинства предприятий. В этом плане наиболее привлекательна продукция российских производителей. Цены на их изделия ниже, чем у мировых производителей, а наличие сервиса и технической поддержки ставит российские изделия вне конкуренции.

Безопасность пищевых продуктов зависит от гигиенического исполнения оборудования, а также от продолжительности и интенсивности цикла очистки. Благодаря принципиально новому гигиеническому исполнению и принципу установки компонентов и систем, сокращается время, необходимое на проведение очистки, и, следовательно, сокращаются затраты на электроэнергию. Экологичность, сокращение объемов производственных отходов - это задачи, с которыми каждый производитель сталкивается ежедневно.

В таблице 4 для сравнительного анализа выбраны наиболее подходящие датчики измерения температуры. Исходя из рассмотренных характеристик, был выбран термометр сопротивления ТСП-0397. В сравнении с другими датчиками этот прибор наиболее экономически эффективен, не вызывает сложностей при использовании и даёт наиболее точный результат.

Измерение температуры термометром сопротивления основано на изменении электрического сопротивления проводников или полупроводников с изменением температуры. Зная эту зависимость, можно определить температуру среды, в которую помещен термометр сопротивления. При увеличении температуры сопротивление ряда чистых металлов возрастает, а полупроводников снижается.

Таблица 4 - Сравнительная характеристика датчиков температуры

Тип датчика Сравнительная хар-ка	ТСП-0397(термометр сопротивления)	TER8 Baumer (компактный преобразователь температуры)	GHM GTL 152 (датчик на базе термосопротивления Pt100)
1	2	3	4
Внешний вид
Физический принцип	Основан на свойстве чувствительного элемента (платинового напыленного элемента) изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от изменения температуры.	Принцип действия основан на зависимости электрического сопротивления металлов, сплавов и полупроводниковых материалов от температуры.	Принцип действия основан на зависимости электрического сопротивления металлов, сплавов и полупроводниковых материалов от температуры.
Метрологические характеристики	-50…200°C	-40…+150°C	-20…+200°C
Класс точности	0,25	0,25	0,2
1	2	3	4
Условия эксплуатации	Нижнее значение температуры окружающего воздуха -60ºС, верхнее значение температуры окружающего воздуха: — для ТС невзрывозащищеного исполнения до 85ºС; — для ТС взрывозащищеного исполнения до 80ºС. Термометр сопротивления ТСП-0397 взрывозащищенного (Ех) исполнения должен быть установлен таким образом, чтобы температура частей, находящихся во взрывоопасной среде, не превышала 85ºС.	Условия окружающей среды: Рабочая температура –40 … 85 ºС; Температура хранения –50…85ºС; Влажность < 98%, допускается конденсация; Датчик всегда хранить в защищенном от ударов месте.	Температуры окружающей среды: -40…+70°C Процесс: -40…+200 ºС Электрическое соединение: кабельный ввод M16x1,5 Технологическое присоединение: гигиеническое М12
Производитель	Россия	Дания	Россия
Экономическая эффективность, руб.	От 2700	7000	От 4000