Автоматизация технологического процесса термообработки вареных колбас

 

 

 

 

 

 

3. Автоматизация термической обработки

Термические отделения современных мясоперерабывающих заводов оснащены высокопроизводительным оборудованием для  тепловой обработки колбасных изделий. На большинстве предприятий используются универсальные термокамеры, в которых осуществляется полный цикл термической обработки колбасных изделий.

Автоматизация термической обработки вареных колбас состоит из подсушки, обжарки и варки. Подсушка ведется только по времени, а обжарку и варку можно вести по температуре в центре батона и по времени. Наиболее удобно процесс термообработки колбас вести по температуре внутри батона, а сосисок и сарделек- по времени.

Схема автоматизации предусматривает контроль за давлением пара, поступающего на увлажнение, запись, автоматическое регулирование температуры и влажности, дистанционное управление заслонками и сигнализацию о протекании процесса варки и об его окончании, автоматическую блокировку.

Давление пара, поступающего на увлажнение в камеру, а также в калорифер для обогрева, контролируются монометрами 1-1 и 2-1. Температура в камере в процессе подсушки, обжарки и варки контролируется, записывается и регулируется автоматическим психрометром 3-2 в комплекте с первичным  преобразователем 3-1, установленным в камере. По разности температур смоченного и сухого термометров преобразователя определяется влажность паровоздушной среды в камере. При отклонении температуры и влажности от заданных значений позиционное регулирующее устройство моста подает сигнал на замыкании цепи питания трех электрических исполнительных механизмов: 3-3, установленного на паропроводе подачи пара в калорифер; 3-4, установленного на паропроводе подачи пара в увлажнитель, и 3-5 запорного клапана.

Кроме того, автоматического регулирование температуры в камере осуществляется по температуре внутри батона потенциометром 7-2с регулирующим трехпозиционным устройством, в контур регулирования которого входят игольчатая термопара 7-1, вставляемая внутрь колбасного батона и исполнительные механизмы 3-3, 3-4, 3-5.

Процесс термической обработки можно вести по времени. С этой целью используют блоки-реле 4-1 (для подсушки), 5-1 (для варки) , и 6-1 (для обжарки).

Со щита управления предусмотрено дистанционное управление электродвигателями заслонок выброса газовой смеси из термокамеры, подачи наружного воздуха и подачи дыма в термокамеру с помощью кнопок SB6, SB7, SB8. Лампы HL10…HL15 сигнализируют о работе электродвигателей.

Схемой автоматизации предусмотрена световая сигнализация варки- табло HL 8 и окончания процесса- табло HL 9. Световое табло HL 7 сигнализирует об окончании процесса подсушки (по времени).

Дистанционное управление механизмами 3-3, 3-4, 3-5 осуществляется кнопочными станциями SB3, SB4, SB5. Лампы HL1…HL6 сигнализируют об их работе.

В схему введена автоматическая блокировка, предусматривающая прекращение подачи пара в термокамеру при открытии дверей, эту функцию выполняет конечный выключатель 8-1. Исполнительные механизмы 3-3, 3-4, 3-5 перекрывают трубопроводы  подачи пара в калорифер и камеру увлажнения, а также воды в увлажнитель.

Кнопки SB1 и  SB2 служат для управления электродвигателями подъема заслонок, а лампа HL16- для подачи сигналов об их работе. Звуковой сигнал об окончании процесса подает звонок HА1. Кнопка SB9 служит для опробования звукового сигнала, а кнопка  SB10- для его снятия.

Автоматизация процесса термической обработки колбас способствует повышению производительности труда, улучшению качества продукции и созданию благоприятных условий труда обслуживающего персонала.

 

4. Выбор средств измерения, контроля и регулирования параметра в процессе.

Программный задатчик ОВЕН МПР51-Щ4 предназначен для управления многоступенчатыми температурно-влажностными режимами технологических процессов при производстве мясных и колбасных изделий, в хлебопекарной промышленности, в инкубаторах, термо- и климатокамерах, варочных и сушильных шкафах, при сушке древесины, изготовлении железобетонных конструкций и пр.

4.1 Функциональные возможности прибора

1. Измерение трех параметров:  
   – температуры камеры («сухого» термометра) Тсух;  
   – температуры «влажного» термометра Твлаж;  
   – температуры продукта Тпрод
2. Вычисление двух дополнительных параметров: 
   – разности температур ΔТ = Тсух – Тпрод;  
   – влажности Ψ психрометрическим методом (по показаниям «сухого» и «влажного» термометров)
3. Два пид-регулятора для поддержания любых двух из пяти вышеперечисленных величин с высокой точностью
4. Четыре выходных реле для подключения ТЭНов, охладительных систем, задвижек и других исполнительных устройств
5. Регулирование по заданной пользователем программой
6. Дополнительное реле и 8 транзисторных ключей:  
   – для сигнализации об аварии и об окончании выполнения программы;  
   – для управления дополнительным оборудованием
7. Автонастройка пид-регуляторов
8. Уровни защиты настроек приборы для разных групп специалистов (наладчиков, технологов и т. д.)
9. Регистрация контролирируемых  параметров на ПК через адаптер сети ОВЕН АС2 по интерфейсу RS-232
10. Конфигурирование на ПК с помощью программы-конфигуратора (для подключения к ПК используется специальный кабель)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 Функциональная схема прибора

Прибор включает в себя:

1. Входы для измерения температур

Датчики температуры Тсух, Твлаж и Тпрод подключают ко входам 1...3.

Прибор имеет две модификации входов:

-для подключения датчиков ТСМ/ТСП сопротивлением 50 Ом;

-для подключения датчиков ТСМ/ТСП сопротивлением 100 Ом, Pt100.

 

2. Использование датчиков положения задвижки

МПР51-Щ4 может управлять задвижками с использованием резистивных датчиков положения, которые подключаются ко входам 4 и 5.

3. Точное регулирование температуры и влажности

МПР51-Щ4 имеет в своем составе 2 ПИД-регулятора, которые обеспечивают точное поддержание любых двух из пяти измеренных и вычисленных параметров: Тсух, Твлаж, Тпрод,   и  Т.

4.Выходные устройства  для управления исполнительными  механизмами и сигнализации

Для регулирования в МПР51-Щ4 используются 4 двухпозиционных нормально разомкнутых реле 4 А 220 В, которые попарно закреплены за ПИД-регуляторами.

ПИД-регуляторы могут управлять различными исполнительными механизмами:

• двухпозиционным (ТЭНом, охладителем) с использованием одного э/м реле;
• трехпозиционным (задвижкой) с использованием двух э/м реле.

Для управления дополнительным оборудованием либо для сигнализации о ходе технологического цикла можно использовать пятое реле «Авария» или 8 транзисторных ключей с открытым коллектором.

Любое незадействованное реле может использоваться одним из компараторов для сигнализации о выходе контролируемой величины за заданные пределы или для двухпозиционного регулирования.

5.Регулирование по заданной  пользователем программе

Изменение параметров регулирования осуществляется по заданной пользователем программе, состоящей из последовательности шагов.

На каждом шаге программы могут быть заданы:

• входная величина (из пяти возможных) для каждого ПИД-регулятора;
• установки поддерживаемых температур и влажности;
• условия перехода к следующему шагу – по времени и (или) по достижении заданного значения температуры (влажности);
• скорость выхода на уставку;
• режимы следования импульсов для транзисторных ключей.

Программы запоминаются в энергонезависимой памяти прибора, а затем используются по выбору пользователя. Количество программ, хранящихся в памяти прибора, зависит от числа шагов в каждой. Количество шагов в программе задается пользователем. Всего прибор может хранить от 60 программ по 7 шагов каждая до 5 программ по 99 шагов каждая.

6.Диагностика и контроль  прохождения технологического процесса

Прибор выдает сигнал «Авария» замыканием контактов пятого реле прибора и свечением светодиода «Авария»:

• при выходе любого из регулируемых параметров за заданные пределы;
• при обрыве или коротком замыкании датчика;
• при диагностировании невозможности продолжения работы;
• по окончании выполнения программы.

В случае временного отключения питания во время выполнения программы дальнейшие действия прибора определяются по заданному пользователем алгоритму.

7.Программирование и  защита настроек

Значения параметров задаются с помощью кнопок на лицевой панели прибора. Для каждой группы специалистов (наладчиков, технологов и т. д.) имеется своя группа параметров, доступ к которой возможен только через пароль.

Существует возможность задания и изменения параметров МПР51-Щ4 с помощью программы-конфигуратора на ПК. Для этого прибор необходимо подключить к ПК с помощью специального кабеля.

 

 

8.Регистрация данных  на ПК

В приборе предусмотрена возможность регистрации хода технологического процесса на ПК. Для регистрации можно использоватьSCADA-систему Owen Process Manager или какую-либо другую программу.

В зависимости от модификации, подключение прибора к ПК осуществляется по интерфейсу RS-232 через адаптер сети ОВЕН АС2 или по интерфейсу RS-485 через адаптер АС3-М или АС4.

Компания ОВЕН бесплатно предоставляет для МПР-51-Щ4:

• драйвер для Trace Mode;
• OPC-сервер для подключения прибора к любой SCADA-системе или другой программе, поддерживающей OPC-технологию;
• библиотеки WIN DLL для быстрого написания драйверов.

 

4.3. Управление температурно-влажностным  режимом варочного шкафа

Управление температурно-влажностным режимом варочного шкафа осуществляется технологом с помощью контроллера ОВЕН МПР51- Щ4.

 

Технология изготовления некоторых вареных колбас требует соблюдения особого температурного режима, суть которого заключается в необходимости поддержания заданной разности температур ΔТ в камере (Тсух) и внутри продукта. Превышение этой величины может привести к разрыву оболочки батонов и порче продукции.

Для выполнения условия ΔТ <= А,

где ΔТ = Тсух – Тпрод;

А – максимально допустимая разность температур,

в МПР51-Щ4 используется компаратор 1, который в случае превышения ΔТ заданного значения блокирует включение реле 2, подающего пар для нагрева камеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Антипова Л.В. , Жеребцов Н.А. «Технология мяса и мясных продуктов»; -Воронеж: Издательство Воронежского университета, 1991.
2. Зонин  В.Т. «Современное производство колбасных и солено-копченых изделий»; -СПб.: Профессия,2007.
3. Селевцов А.И, Селевцов А.Л. «Автоматизация технологических процессов»; -М. : Академия, 2011.
4. Сайт http://owen.ua/