Автоматизация холодильной обработки полуфабрикатов

    Введение.

    Одним из важнейших условий дальнейшего  подъема производительности труда, повышения качества выпускаемой  продукции и увеличения производственных мощностей является автоматизация  технологических процессов.

    Предприятия перерабатывающих отраслей оснащены высокопроизводительным оборудованием и используют передовую многостадийную технологию. Для них характерны непрерывные изменения в технологии и структуре производства, широкая производственная кооперация. Закономерным следствием этого является расширение задач и функций управления, рост технической оснащенности и численного состава управленческого персонала.

    Повышение производственных показателей, сокращение потерь сырья и повышение качества готовой продукции на действующих, проектируемых и реконструируемых предприятиях связано в первую очередь с повышением качества управления промышленными объектами, в том числе за счет создания и применения автоматизированных систем управления.

       Автоматизация производственных  процессов в мясной промышленности  осуществляется по двум направлениям:

    1)создание автоматического оборудования и машин-автоматов, обеспечивающих протекание процесса без применения ручного труда. К такому оборудованию можно отнести котлетные и пельменные автоматы, расфасовочно-укупорочные машины и т.д.;

    2) оснащение действующего и вновь разрабатываемого оборудования и технологических линий средствами и системами автоматического контроля, регулирования, сигнализации, аварийной защиты, дистанционного и программного обеспечения. 
 

    Предприятия перерабатывающих отраслей обладают специфическими особенностями, которые определяют актуальность внедрения на них АСУ:  преобладание непрерывных ТП;  переработка скоропортящегося сырья; необходимость строгого соблюдения рецептур и параметров ТП для сохранения пищевой и вкусовой ценности продукции; внедрение сложных биохимических и физико-химических методов обработки сырья.

    Процесс оптимизации предполагает организацию такого управления, которое обеспечивало бы максимальное или минимальное значение критерия, характеризующего качество управления. АСУ могут различаться по типу объектов управления, характеру и объему решаемых задач, критерию управления.

    Современные АСУ ТП очень разнообразны и различаются  по степени автоматизации управления объектом, применяемым техническим средствам и многим другим признакам и характеристикам. Более высоким уровнем в иерархии АСУ являются АСУ производством и предприятием. Эти системы предназначены для решения основных задач управления производственно-хозяйственной деятельностью предприятия в целом или его составных частей (например, цехов) на основе применения экономико-математических методов. В АСУП в качестве источника информации используются различные формы документооборота. Распространенным критерием управления для этих систем является прибыль предприятия за планируемый период. Максимизация этого критерия должна выполняться при учете остальных показателей в виде ограничений. 

    

      
 
 
 

    1. Технико-экономическое  обоснование автоматизации.

    Для выполнения технико-экономического обоснования (ТЭО) следует использовать систему показателей, обеспечивающих в рамках принятого критерия разностороннюю оценку технико-экономической эффективности АСУ ТП. Обобщающими показателями технико-экономической эффективности АСУ ТП являются годовой прирост чистой продукции, годовой экономический эффект, коэффициент экономической эффективности и срок окупаемости затрат.

    Экономическая эффективность автоматизации измеряется степенью уменьшения совокупного труда, затрачиваемого на производство одной единицы продукции. При автоматизации сельскохозяйственных производственных процессов стоимость капитальных затрат обычно несколько возрастает, а эксплуатационные расходы на единицу существенно сокращаются. Таким образом, эффективность автоматизации характеризуется суммарным сокращением затрат на производство единицы продукции.

    Если  автоматизацию какого-либо процесса можно осуществить различными вариантами, то необходимо выбрать самый эффективный, который обеспечивает более интенсивное  снижение стоимости и более высокий  рост производительности общественного труда.

      На технико-экономические показатели  существенно влияют правильно  сформулированные технические требования  на автоматизацию ТП, НП: повышенные  требования к точности работы автоматической системы приводят к усложнению устройств автоматически и существенному повышению капитальных и эксплуатационных затрат.

    В целях выявления технико-экономической  эффективности АСУ ТП проектировщик обязан провести статистическое исследование, так как показатели экономической эффективности имеют вероятностную природу и  
 
 

изменяются  во времени.

    Достоверность результатов ТЭО обуславливается  полнотой учёта причинно-следственных факторов для каждого варианта АСУ  ТП и приведением показателей  в сопоставимый вид.

    Основными задачами ТЭО АСУ являются следующие: выявление целесообразности разработки АСУ ТП, установление максимально допустимой суммы единовременных затрат, возмещение которой возможно за счет получаемой экономии в пределах нормативных показателей экономической эффективности, выбор наилучшего варианта АСУ ТП в целом и отдельных её компонентов по экономическим критериям, оценка влияния АСУ ТП на технико-экономические показатели объекта управления.

    Оценка эффективности автоматизации той или иной установки, того или иного процесса должна быть строго индивидуальной и комплексной. Она должна объективно учитывать как положительные, так и отрицательные стороны решения конкретной задачи. Таким синтезированным показателем экономической эффективности часто служит срок окупаемости капитальных вложений на автоматизацию.

    Технико-экономическое  обоснование и исследование эффективности АСУ проводится на следующих стадиях создания системы: техническое задание, технический проект, анализ функционирования. На каждой стадии выполняется соответствующее технико-экономическое обоснование, отвечающее как общим целям создания системы, так и конкретным задачам рассматриваемой стадии. Технико-экономическое обоснование, выполняемое на каждой стадии, может отличаться целями, исходными данными и методиками их получения, степенью укрупнения и точностью расчётов.

    

    На  стадии технического задания проводится технико-экономический анализ объекта управления в целях выявления источников и объёма производственных потерь из-за недостатков существующей системы управления, потенциально возможных резервов повышения эффективности и качества производства. Выполняется технико-экономическое обоснование целесообразности создания АСУ ТП, в том числе обоснование предварительного выбора технических средств системы, обоснование экономически целесообразной величины дополнительных единовременных затрат и сроков создания системы.

    Для выполнения технико-экономического обоснования  на стадии технического задания используют данные технико-экономического анализа технологических объектов производства, показатели объектов-аналогов и укрупнённые нормативы.

    На  стадии технического проекта уточняют показатели технико-экономической эффективности (ТЭЭ) системы в зависимости от изменений по сравнению с техническим заданием, а также источники и факторы экономической эффективности. Выполняется детальный сравнительный технико-экономический анализ, разрабатываемый АСУ ТП и её аналогов. Уточнённую экономическую эффективность рассчитывают по каждой функционально-технологической задаче и АСУ ТП в целом.

    На  стадии анализа функционирования АСУ  ТП по отчётным и экспериментальным  данным определяется фактическая технико-экономическая  эффективность функционирования системы. Выполняется ТЭО развития и совершенствования функционирующей АСУ ТП. Технико-экономическое обоснование на этой стадии производится по истечении не менее года нормального устойчивого функционирования внедренной системы.

    Требование  создания высокоэффективных АСУ  ТП может быть удовлетворено только в том случае, если каждый проектировщик  научится соизмерять свои проектные  решения с реальным экономическим эффектом, который будет получен от их реализации. При этом нужно учитывать специфику экономики пищевой промышленности.  
 

    3. Описание схемы  автоматизации.

    В пищевой промышленности широко распространенно  непрерывное охлаждение с применением  холодильных установок, где хладагент  – сжиженный газ (фреон) – совершает  круговой процесс, при котором он после осуществления холодильного эффекта восстанавливает свое первоначальное состояние.

    Применяемые хладагенты кипят при определенном давлении, зависящем от температуры. Следовательно, изменяя давление в  сосуде, можно изменять температуру  в сосуде, а, следовательно, и температуру  в холодильной камере.

    Автоматизация холодильной установки работающей на фреоне.

    Компрессор I всасывает пары фреона из испарителя II, сжимает их и через маслоотделитель III нагнетает в конденсатор IV. В  конденсаторе пары фреона конденсируются за счет охлаждающей воды, и жидкий фреон из конденсатора, охлажденный  в линейном ресивере V, через регулирующий вентиль VI поступает в испаритель II, где, испаряясь, охлаждает промежуточный  хладоноситель (рассол, ледяную воду), нагнетаемый к потребителям холода насосом VII.

    Регулирующий  вентиль VI служит для дросселирования жидкого фреона, температура которого при этом снижается.

    Система автоматизации предусматривает  автоматическое управление работой  компрессора и противоаварийные защиты. Командой на автоматический пуск компрессора служит повышение температуры  рассола (ледяной воды) на выходе из испарителя. Для управления температурой используется регулятор температуры  типа РТ-2 (10б), датчик которого 10а устанавливается  на трубопроводе выхода рассола (ледяной  воды) из испарителя. 
 
 
 

    При работе компрессора в автоматическом режиме функционируют следующие  противоаварийные защиты: от понижения  разности давлений масла в системе  смазки и картере – применяется  датчик-реле разности давлений РКС-ОМ5 (1); от понижения давления всасывания и повышения давления нагнетания – применяется датчик-реле давления Д220А (2); от повышения температуры  нагнетания – применяется датчик-реле температуры ТР-ОМ5 (3); от отсутствия протока воды через охлаждающие рубашки – применяется реле протока РП-65 (4); от аварийного повышения уровня жидкого фреона в испарителе – применяется полупроводниковое реле уровня ПРУ-5М (7а, 7б, 8а, 8б).

    При пуске компрессора в автоматическом режиме открывается вентиль с  электромагнитным приводом 15кч888рСВМ (5) на подаче воды в охлаждающие рубашки  и закрывается вентиль 15кч888рСВМ на байпасе.

    Автоматическое  регулирование уровня жидкого фреона в испарителе осуществляется полупроводниковыми реле уровня ПРУ-5М (9а, 9б), управляющим  вентилем с электромагнитным приводом 15кч888рСВМ (9в), установленным на подаче жидкого фреона в испаритель.

    Контроль  верхнего и нижнего уровней жидкого  фреона в линейном ресивере осуществляется датчиком-реле давления Д220А (11).

    Дистанционный контроль температуры воздуха, фреона, рассола, воды в контрольных точках холодильной установки осуществляется термопреобразователями типа ТСМ (14-18, 19а), подключенными к логометру Ш-69000 (19б).

    

    Аппаратура  контроля и управления работой компрессора  расположена на пульте управления типа «Пуск», разработанном НПО «Пищепромавтоматика». Аппаратура контроля, управления и сигнализации остального технологического оборудования размещена в панелях щита управления.