В настоящее время даже в условиях жесткого ограничения в финансовых средствах возможно создание недорогих, простых во внедрении и обслуживании автоматических систем регулирования технологических процессов. Формирование современных систем автоматизации базируется на применении микропроцессорной техники. Развитие средств телекоммуникаций позволяет объединить все технические средства в единые системы управления. Наиболее эффективной считается система управления, основанная на единовременном использовании :и средств автоматизации.
Объектом научно-технического исследования является АСУ ТП производства слабоалкогольных газированных вин.
Основной целью создания системы автоматизации является повышение технических показателей работы всей установки:
– повышение и стабилизация качества целевых продуктов;
– обеспечение широких возможностей по модернизации и развитию системы управления;
– повышение уровня безопасности функционирования технологического оборудования;
– экономия сырья, топлива и энергоресурсов.
Кроме того, система должна отвечать всем заданным в техническом задании параметрам, обеспечивая достаточное быстродействие, а самое главное – точность регулирования.
Основным из важных этапов производства вина является этап пастеризации вина, в большей степени определяющий органолептические и вкусовые качества выпускаемой продукции. Задачей управления процессом теплообмена является поддержание температуры вина за счет изменения подачи пара в рубашке теплообменника, с коррекцией по температуре вина на выходе.
Основными возмущающими воздействиями являются расход вина на входе в теплообменник и температура пара в паровой магистрали.
Регулирующим воздействием является расход Fк пара. Регулируемой величиной является температура вина на выходе из теплообменника.
В результате проведения научно-исследовательской работы и проектирования системы управления были получены следующие результаты.
При решении задачи идентификации динамического объекта мы определили неизвестные параметры модели по отклику объекта управления на известное входное воздействие.
Исходными данными для определения неизвестных параметров модели являются ординаты кривой разгона и интервалы между отсчетами.
Метод площадей позволяет оценить коэффициенты передаточной функции по следующему алгоритму:
- приведение кривой разгона к безразмерному виду, поделив каждую ординату на установившееся значение y(¥):
Неизвестные коэффициенты ai и bj мы определяем из системы уравнений:
Адекватность математической модели определяем реакцией модели на входной сигнал. Вид входного сигнала модели должен быть аналогичным входному сигналу объекта при изменении ординат кривой разгона.
Точность модели определяется величиной:
Рисунок 1 – График кривой разгона по каналу управления.
Время запаздывания определим аналитически. Запаздывание по каналу регулирования:
- для внутреннего контура равно 0,7 (минут);
- для внешнего контура равно 1,5 (минут).
Передаточная функция внутреннего контура по каналу управления имеет вид:
Графики кривых разгона приведены на рисунках 1, 2.
Рисунок 2 – График кривой разгона по каналу возмущения
Исходя из полученных аналитическим путем параметров, выбираем каскадно-связанную автоматическую систему регулирования, так как она отвечает требованиям, предъявляемым к качеству регулирования, так как объект регулирования является непрерывным и необходимо добиться качественного регулирования как по расходу пара, так и по температуре вина на выходе из теплообменника.
На базе полученных результатов исследования мы спроектировали микропроцессорную систему управления процессом пастеризации, определили количество входных информационных сигналов и соответственно необходимое количество сигналов на исполнительные механизмы. Предлагаемая структурная схема микропроцессорной системы управления представлена на рисунке 3.
Технические характеристики системы регулирования
Параметры исследуемой системы:
тип системы — цифровая;
рабочий диапазон температур, 0С +36… +41.
Показатели качества регулирования:
- Регулирующим воздействием является расход Fк пара.
Регулируемой величиной является температура вина на выходе из теплообменника.
Основными возмущающими воздействиями являются расход вина на входе в теплообменник и температура пара в паровой магистрали.
Максимальная ошибка регулирования, %1;
Время регулирования, с не более 2;
Перерегулирование, %<30;
Колебательность<3.
Рисунок 3 – Структурная схема микропроцессорной системы автоматизации и управления пастеризацией вина
Список литературы
- Казаков А. В., Кулаков М. В., Мелюшев Ю. К. Основы автоматики и автоматизации химических производств. М.: Машиностроение, 2007. 376 с.
- Клюев А. С., Глазов Б. В., Дубровский А. Х. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. М.: Энергия, 2001. 512 с.
- Р.Ц. Зайчик. Оборудование предприятий химической промышленности. М.: Энергия, 1983. 324 с.
- Морозов Э. В. Справочник электрика. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1989 – 272 с: ил.
- Мелюшев Ю. К. Основы автоматизации химических производств и техника вычислений: учебник для техникумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1982, 360 с.[schema type=»book» name=»Концепция разработки микропроцессорной систему для автоматизации участка пастеризации слабоалкогольного газированного вина» description=» В данной статье исследуется,что развитие средств телекоммуникаций позволяет объединить все технические средства в единые системы управления. Объектом научно-технического исследования является АСУ ТП производства слабоалкогольных газированных вин. Основной целью создания системы автоматизации является повышение технических показателей работы микропроцессорной установки:» author=»Калустьянц Сурен Артурович, Хмара Валерий Васильевич, Тебиева Светлана Анатольевна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2016-12-22″ edition=»euroasian-science.ru_25-26.03.2016_3(24)» ebook=»yes» ]