Автоматизация процесса производства безалкогольных напитков

    - обработка полученной информации, формирование баз данных 

замеров, а также предысторий текущих  событий;

    - отображение полученной информации в виде таблиц и мнемосхем с 

возможностью  показа, как полного перечня параметров, так и  параметров по конкретной технологической подсистеме;

    - построение графиков тенденций развития технологических  процессов;

    - дистанционное управление оборудованием;

       - формирование и печать отчетно-учетных документов.

      К SCADA-уровню также относятся компьютеры главного инженера, главного технолога и других специалистов, имеющих доступ к единой сети предприятия.

      Система контроля и управления предназначена  для оперативного учета, поддержания  заданных значений параметров технологического процесса и предотвращения возникновения аварийных ситуаций.     

       Для   измерения давления, уровня, расхода  и температуры в сироповарочном аппарате СА-1 используются манометр МПАК-15 4-1, датчик уровня ДУУ5 2-1,   расходомер PROline Promass 40E 1-1и термопреобразователь ТХK-0192 3-1. Температура в  сироповарочном аппарате СА-1 регулируется с помощью клапана серии 240 30. В целях предотвращения кристаллизации сахарозы и придания сахарному сиропу мягкого и приятного вкуса его направляют в сироповарочный аппарат СА-2 для инверсии.

       

       Для   измерения давления, уровня, расхода  и температуры в сироповарочном аппарате СА-2 используются манометр МПАК-15 8-1, датчик уровня датчик уровня ДУУ5 6-1, вихревой  расходомер PROline Promass 40E 5-1и термопреобразователь ТХK-0192 7-1. Температура в  сироповарочном аппарате СА-2 регулируется с помощью клапана серии 240 23.

       Инвертный сахарный сироп после охлаждения в теплообменнике Т-3 до 25 °С   насосом 24 перекачивается в стальной эмалированный сборник Е-2. Температура в  сборнике Е-2 регулируется с помощью клапана серии 240 25.

       Колер, используемый для окраски напитков, готовят путем нагревания сахара до 180...200 °С в колеровочном аппарате КА-1, куда наливают воду в количестве 1 ...3 % к массе сахара. Температура в колеровочном аппарате регулируется в теплообменнике Т-4.

       Для   измерения давления, уровня и температуры  в колеровочном аппарате КА-1 используются манометр МПАК-15 14-1, датчик уровня датчик уровня ДУУ5   12-1 и термопреобразователь ТХK-0192 13-1. Температура в  колеровочном аппарате КА-1 регулируется с помощью клапана серии 240 26.

       Купажный  сироп готовится в вертикальных купажных аппаратах 26...28, снабженных мешалками якорного типа. Готовый купажный сироп фильтруется на фильтре , охлаждается до температуры 8..10 °С  в теплообменнике Т-5 и насосом 30 подается в напорный сборник Е-3.

       Для   измерения давления, уровня, расхода  и температуры в напорном сборнике Е-3 используются манометр МПАК-15 18-1, датчик уровня датчик уровня ДУУ5 16-1,  расходомер PROline Promass 40E  15-1и термопреобразователь ТХK-0192 17-1. Температура в  напорном сборнике  Е-3 регулируется клапана серии 240 28.

       Далее продукт самотеком подастся: на непрерывно действующую установку для смешивания купажа с водой и насыщения напитка диоксидом углерода. Для измерения расхода используется расходомер PROline Promass 40E 19-1.

   

     

   2.2 Выбор датчиков 

     Массовый (кориолисовый) расходомер PROIine Promass 40 Е

     Назначение:

     Массовый (кориолисовый) расходомер PROIine Promass 40 Е применяется для технологического и коммерческого учета массового или объемного расхода, дозирования жидкостей, масел, красок, кислот и щелочей, густых растворов, пульп и различных газов в нефтехимической, химической, энергетической, пищевой, алкогольной и других отраслях промышленности как в автономном режиме, так и в системах автоматического управления, контроля, и регулирования технологическими процессами.

     Принцип измерения:

     

     Принцип измерения расхода основан на измерении силы Кориолиса, возникающей в трубах первичного преобразователя расхода в процессе протекания через них потока измеряемой среды, значение которой пропорционально массе и скорости потока. Результирующее воздействие колебаний на измерительную трубку вычисляется и обрабатывается измерительным преобразователем. Сбалансированность измерительной системы имеет решающее влияние на точность и надежность измерений и реализуется посредством генерации колебаний трубок в противофазе (подобно камертону).

     Особенности и преимущества расходомера PROline Promass 40 Е :

        - Результат измерения не зависит от свойств жидкости (в отличие от расходомеров других типов), таких как электропроводность, плотность, вязкость, температура;

         - Межповерочный интервал 4 года.

      - Стандартный токовый выход с HART-протоколом позволяет дистанционно   производить настройку расходомера, считывание данных измерения и текущих настроек без прямого контакта с прибором;

      - Компактное исполнение, требует минимум места для установки;

    - Широкий выбор диаметров датчика и монтажных частей, большой диапазон измерения расхода и широкий динамический диапазон дают возможность выбрать оптимальный вариант расходомера для каждого конкретного применения;     

     Манометр  абсолютного давления типа МПАК-15

     Манометр  предназначен для измерения  и  градуировки  абсолютного и избыточного  давления.

     Технические характеристики:

     Класс точности: 0,01.

     Диапазон измерения, Па (мм.рт.ст.): 0…4х10^5(0…3000).

     Пределы допускаемой основной погрешности  в диапазоне:              

    - 0…2х10^4 Па (0…150 мм.рт.ст.) - ±6,65 Па (±0,05 мм.рт.ст. ).  

    - 2х10^4…1,33х10^5 Па (150…1000 мм.рт.ст.) - ±13,8 Па (±0,1 мм.рт.ст.)

        - 1,33х10^5…4х10^5(1000…3000 мм.рт.ст.) - ±0,01% от  действительного               значения измеряемого давления.

     Порог чувствительности, Па (мм.рт.ст.): 2,7 (0,02).

     Рабочая жидкость: масло приборное МВП ГОСТ 1805-75.

     Температура окружающего воздуха, °С: от +15…+25

     Относительная влажность воздуха ,%: до 80.

     

     Потребляемая мощность, ВА: <2,5.

     Габариты, мм: 390х265х600.

     Масса, кг: 30.     

     Датчик  уровня ультразвуковой ДУУ5

     Назначение:

       - Датчик уровня ультразвуковой ДУУ5 (далее "датчики") предназначен для измерения уровня и температуры чистых продуктов, а также других жидких неагрессивных жидкостей различных производств.

     Технические данные:

    - Максимальная длина чувствительного элемента (ЧЭ) датчика равна 4 м.

       - Верхний неизмеряемый уровень не более (0,24+Нп-Нпогр), м, где Нп - высота поплавка, Нпогр – глубина погружения поплавка. Конкретное значение определяется геометрическими размерами поплавка и значением параметра "Зона нечувствительности от импульса возбуждения", задаваемого при регулировании;

    - нижний неизмеряемый уровень не более (0,08+Нпогр), м;

    - рабочее избыточное давление не более 2,0 МПа;

    - температура среды от минус 45 до +65 °С;

    - плотность среды от 540 до 1500 кг/м³, не менее.

     Вязкость  не ограничивается при отсутствии застывания контролируемой среды на элементах конструкции датчика и отсутствии отложений на датчике, препятствующих перемещению поплавка.

     Метрологические характеристики:

       - Абсолютная основная погрешность измерения уровня для поплавков типа  состовляет   ±1 мм;

        - Дополнительная погрешность измерения уровня вызывается изменением плотности жидкости в рабочем диапазоне температур. Ее величина определяется геометрическими размерами поплавка и разницей плотностей поплавка и продукта.

       Диапазон измерения температуры: от минус 45 до +75 °С.

       Абсолютная основная погрешность  измерения температуры:

    - в диапазоне температур от минус 45 до минус 10 °С не более ±2 °С;

     - в диапазоне температур свыше минус 10 до +75 °С не более ±0,5 °С.

       Надежность:

        - Средняя наработка на отказ датчика с учетом технического обслуживания не менее 50000 ч;

    - Срок службы датчика составляет 10 лет.

     Конструктивные  параметры:

    - Габаритные размеры датчика не превышают 145х15х 130 мм;

    - Масса датчика не более 3,6 кг.

     Термопреобразователь  ТХК- 0192

     Измеряемые  среды:            

       - газообразные и жидкие, химически агрессивные и неагрессивные среды, не взаимодействующие с материалом термоэлектродов и не разрушающие материал защитной арматуры.

     Диапазоны измерения: от -40…600 °С (Тном=450 °С).

     Номинальные статические характеристики: по ГОСТ 8.585.

     Основная  погрешность измерения:        

   - ±3,25 °С, при -40…300 °С;

   - ±0,0087Тсреды, при 300…600 °С.

     Устойчивость  к внешним воздействиям: 

       - по  устойчивости  к механическим воздействиям: вибропрочное группа №2 по ГОСТ 12997;

      - по устойчивости в температуре и относительной влажности: С4 по ГОСТ 12997. 

   2.3 Выбор исполнительных  механизмов

     Регулирующие  клапаны серии 240 и 250 с электрическими приводами типов 3274, SAM, AUMA

     Проходные и трехходовые плунжерного типа для жидких и газообразных продуктов. Исполнения по стандартам DIN, ANSI, JIS. Условный проход от Ду 15 до Ду 500. Условное давление от Ру 16 до Ру 400. Соединение: фланцевое, под приварку. Характеристика: линейная, равнопроцентная. Температура среды: от -250 до +550°С. Материал: чугун, сталь.

            2.4 Выбор контроллера

          В данном проекте использован контроллер серии ТКМ52 фирмы Тэкон, в полной мере отвечающий критерию цена/надежность.

          Один из самых дешевых по конфигурации из отечественных контроллеров – ТКМ52 обладает рядом неоспоримых преимуществ перед другими аналогами, такими как лёгкость программирования и возможность быстрого внесения изменений в готовый программный продукт; адаптация всей системы к внесенным изменениям; возможность развития системы; совместимость с предыдущими версиями; поддержка до 1000 точек ввода/вывода, сети DH-485, RS-232 (используя специальные модули, включаются в сети Remote I/O и DeviceNet, СontrolNet); гибкость при настройке модульной системы; объём памяти до 60К слов.

     Контроллер  ТКМ52 в модульном исполнении представляет собой шасси, блок питания, модуль процессора и набор модулей ввода/вывода для объекта, определяемый количеством  входных и выходных сигналов. В  состав модульных программируемых контроллеров серии ТКМ52 входит 12 модификаций процессоров, более 80 типов модулей ввода/вывода, специальные модули, 4 типоразмера шасси для установки модулей (4,7,10,13 мест).