Автоматизация стадии пастеризации производства молочного мороженого

 

Продолжение таблицы 2

 

 

4-б			Центральный щит	Измеритель-регулятор технологический	ИРТ-5900	±0,5%	1	[4]
4-в			Трубопровод (газ)	Заслонка малого сопротивления	ЗМС 090		1	[2]
5-а	Расход смеси (газ-воздух)		Трубопровод газ (воздух)	Интеллектуальный вихревой расходомер	8800С	погр ±0,5%	2	[2]
5-б			Центральный щит	Контроллер измерительный	МС8		1	[5]
5-в			Трубопровод (воздух)	Заслонка малого сопротивления	ЗМС 030		1	[2]

 

* - Сигнал с расходомера подается на систему управления, которая дозирует количество молока и воды в ванну. 

 

 

5 ОПИСАНИЕ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

По подробней рассмотрим несколько приборов.

 

5.1 Турбинный расходомер Daniel с универсальной монтажной коробкой (UMB)

Турбинный расходомер, предназначенный  для измерения объемного расхода, широко используется в нефтяной промышленности за счет точного измерения легких углеводородов и других жидких продуктов. Конструкция расходомера Daniel серии UMB основана на применении ротора малого веса с карбидвольфрамовыми опорными подшипниками. Расходомер имеет простую конфигурацию и предназначен для использования в соответствии с инструкциями стандарта API, глава 5.3 ранее стандарт 2534 (измерение жидких углеводородов турбинными системами) и процедурами тестирования в соответствие со стандартом API, глава 4 (Системы поверки).

Турбинный расходомер Daniel UMB включает универсальную монтажную коробку для установки до двух магнито-индукционных датчиков и двухканального предварительного усилителя.

Особенности и преимущества:

• линейность выхода во всем диапазоне расхода;
• диапазон расхода 10 к 1;
• возможность измерения двунаправленного потока;
• линейность +/- 0,15%;
• воспроизводимость +/- 0,02%;
• высокочастотное импульсивное разрешение;
• улучшенная возможность обслуживания позволяет получить легкий доступ к магнито-индукционным датчикам и снижает стоимость монтажа;
• сертификация UL, CUL, CE;
• типоразмеры: от 3 до 16 дюймов.

 

5.2 Последовательная система управления  (SMS) PetroCount фирмы Daniel

Последовательная система управления представляет собой прочное компактное электронное устройство с заданием предустановок, разработанная для  последовательного смешения  до 8 продуктов через общий загрузочный  рукав. Она обеспечивает точное дозирование при коммерческом учете нефтяных, промышленных и химических продуктов. Программирование системы PetroCount SMS выполняется путем выбора нужных вариантов из встроенных меню или через программное обеспечение SMScom на базе ПК. Корпус допускает взрывозащищенное исполнение для работы в Зоне 1, а также исполнение для работы в Зоне 2. В основе системы PetroCount SMS лежит испытанная технология, обеспечивающая высокие эксплуатационные характеристики и надежность.

Особенности и преимущества:

• подключение печатных плат через разъемы;
• 50 конфигурируемых рецептов;
• аддитивное управление и учет;
• 32-битовый высокоскоростной процессор;
• четыре независимых контура разрешения;
• методы независимой температурной компенсации для отдельных продуктов;
• температурная компенсация в соответствии с таблицей API или линейное уравнение (использование 4-х проводного ТПС);
• цифровое управление клапаном;
• конфигурируемые отчеты с выводом на печать;
• два коммуникационных порта;
• дисплей на нескольких языках.

 

5.3 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом ТСМУ Метран-274

Может применяться во взрывоопасных  зонах, в которых возможно образование  взрывоопасных смесей газов, паров, горючих жидкостей с воздухом категорий IIA IIB и IIC, групп Т1-Т6 по ГОСТ 12.1.0.11

Предназначены для измерения температуры нейтральных и агрессивных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким.

Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в  головку датчика измерительный преобразователь преобразуют измеряемую температуры в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, что дает возможность построения АСУТП без применения дополнительных  нормирующих преобразователей.

Основные элементы и конструкция  датчика показаны на рисунке 2. Действие термоэлектрических преобразователей основано на использовании зависимости термо-ЭДС термопары от температуры. Термо-ЭДС термопары представляет собой функцию двух температур: рабочего спая и свободного спая. Градуировка термопары осуществляется при температуре ноль градусов по Цельсию. Если эта температура не равна нулю градусов по Цельсию, в показания прибора, измеряющего термо-ЭДС, необходимо ввести поправку. Во вторичном приборе, выбранном для работы с данным датчиком, поправка на температуру свободных концов вводится автоматически. В качестве чувствительного элемента в датчике используется спай электрода из хромеля с электродом из копеля. В конструкции термоэлектропреобразователя , кроме указанной армировки, предусматривается наружная металлическая трубка(из алюминия), предохраняющая электроды от воздействия измеряемой среды, а также измеряемую среду от загрязнений. Датчик имеет малую инерционность (до 40 с).

1-чувствительный элемент; 2-порошок  окиси алюминия; 3-защитная гильза; 4-изолятор; 5-герметик; 6-клемма контактная; 7-крышка; 8-прокладка; 9-корпус головки; 10-присоединительный штуцер.

 

Рисунок 2 — Термоэлектрический датчик температуры

 

5.4 Интеллектуальный вихревой расходомер модели 8800С принадлежит к известному семейству приборов Rosemount SMART FAMILY.

Достоинства:

• цельный сварной корпус измерителя снижает вероятность утечек;
• устойчивость к вибрациям за счет специальной конструкции сенсора;
• запатентованная адаптивная цифровая обработка сигналов (ADSP) устраняет влияние помех.

Вихревой расходомер предназначен для измерения объемного (м3/ч) расходагаза. Выпускается во взрывозащищенном исполнении по классу Eex ib IIC T1...Т6. Расходомер состоит из измерительного тела и трансмиттера. При раздельном исполнении прибора трансмиттер монтируется отдельно от измерительного тела. Подключение измерительного тела в процесс происходит либо с помощью фланцевого соединения, либо (для бесфланцевого исполнения расходомера), специальным монтажным набором. Измерительное тело и готавливается из качественной нержавеющей стали и выдерживает давления разрушения до 700 бар (рисунок 3).

Рисунок 3 Измерительное тело и  трансмиттер

Трансмиттер

- Микропроцессор-контроллер с функцией  диагностики электроники и сенсора

- Устойчив к электромагнитным  помехам

- Степень защиты IP65

- Для измерительного тела программируется коэффициент температурного расширения

-  Аналоговый токовый выход  4-20мА с ЧИМ и HART/INTENSOR протоколом

-  Перестраиваемый выход с  открытым коллектором (импульсный  выход, выход ошибок и предельный  выключатель) Все данные могут быть считаны и все функции установлены прямо на приборе, без открытия корпуса во взрывоопасной области. Цифровой дисплей служит для отображения текущего или накопленного расходов. Программирование и просмотр выбранных функций осуществляется при помощи простого меню. Можно просмотреть:

-  Единицы измерения

-  Состояние выходов

-  Способ индикации

-  Параметры системы

Доступ к программированию закрывается  паролем.

Принцип измерения

При обтекании потоком газа препятствия (призмы) на гранях препятствия попеременно возникают вихры. Частота образования вихрей (при Re>3800) прямо пропорциональна зн чению скорости потока газа, а следовательно объемному расходу газа. Чередующиеся перепады давления, вызванные возникновением вихрей, воспринимаются DSC-сенсором, который преобразует пульсации давления в электрические сигналы (рисунок 4). 

Рисунок 4 Принцип измерения

Схема монтажа вихревого расходомера  показана на рисунке 5

Рисунок 5 Монтаж расходомера 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В результате проделанной работы была составлена схема автоматизации для процесса приготовления смеси мороженного. Автоматизация данного процесса необходима была в следствии того, что для повышения качества продукции необходимо строго соблюдать рецептуру и выдерживать температурный режим приготовляемой смеси мороженного. В результате проведённой автоматизации снизился объём ручного труда  
                                                          ЛИТЕРАТУРА

1. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справ. Пособие / Под ред. А.С. Клюева. - М.: Энергоатомиздат, 1990.
2. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» для студентов спец. 260601, 260602 всех форм обучения / НГТУ; Сост. Е. В. Тараненко.- Н. Новгород, 2007- 19с.