Диссертация (1152160), страница 43
Текст из файла (страница 43)
При этом для управления всей этой линией целиком используются современные программно-аппартные комплексы (ПАК), осуществляющие включение/выключение транспортеров, насосов, открытие или закрытие клапанов и т.д. в определенном порядке, в зависимости от определенныхусловий и учитывая все временные интервалы, задаваемые технологией, реализуя определенный алгоритм работы линии.Рисунок 5.2 Мнемосхема процесса приготовления конфетной массыАнализ существующей схемы автоматизации поточной линии производства глазированных помадных конфет даѐт все возможности для дальнейшегоисследования, развития и внесения новых решений для максимально эффективной автоматизации ТП, что повлечѐт за собой исключение возможных ошибок,минимизацию расходов и трудозатрат, а также повышение качества производимой продукции.
При автоматизации следует учитывать существующие вкондитерском производстве проблемы. Это: постоянно меняющийся спрос потребителей на различные сорта конфет, появление новых кондитерских изделий, новых технологий и прогрессивного оборудования. Для выполнения этихтребований необходима гибкая, способная быстро перестраиваться схемауправления производством, способствующая использованию интеллектуальныхтехнологий. Основным инструментом, который может обеспечить успешноефункционирование и развитие кондитерских предприятий и компаний в условиях высокой конкуренции на внутренних и перспективных внешних рынках,является внедрение в деятельность кондитерских предприятий современных267средств автоматического контроля в потоке органолептических показателей качества сырья, полуфабрикатов и готовых конфет.В настоящее время в кондитерской промышленности наблюдаетсяпереход от мнемощитов (рисунок 5.2) к микропроцессорным средствам.
Нарисунке 5.3а представлено использование в АСУТП ОАО «Объединенныекондитеры» микропроцессорных средств.а)б)Рисунок 5.3 Использование в АСУТП микропроцессорных средствМесто HMI (Human-Machine Interface: человеко-машинный интерфейс )–в структуре систем управления процессами производства на кондитерскихпредприятиях показано на рисунке 5.3 б.Однако, несмотря на значительный прогресс в использовании накондитерских предприятиях современных аппаратных и программных средствHMI, на сегодняшний день автоматизация процесса производства конфет набольшинстве предприятий не соответствует современным технологиям (контроль показателей качества сырья, полуфабрикатов и готовых конфет осуществляется органолептическими методами, вручную в лабораторных условиях).
А, следовательно, существующая ситуация не позволяет отечественнымкондитерским предприятиям составить конкуренцию западным компаниям. В268связи с этим актуальной задачей является модернизация системы управлениятехнологической линиией производства конфет и шоколада с использованиеминтеллектуальных технологий. При этом магистральным направлением повышения эффективности производства кондитерских изделий является разработка и внедрение интеллектуальных средств автоматического контроля в потокев режиме реального времени органолептических показателей качества сырья,полуфабрикатов и готовых конфет.Исходя из полученных в 1 и 3 главах результатов (п.п.1.2.
– 1.3., 3.3.1.,3.4.2., 3.5.1), все важнейшие параметры, характеризующие данный процесс, были заложены в разработанную схему автоматизации подготовки сырья к производству ПГК.5.1.1. Схема автоматизации подготовки сырья к производствуФункциональная схема автоматизации (ФСА) процесса подготовки сырьяк производству представлена на рисунке 5.4. Особенностью разработаннойФСА является включение в нее датчиков автоматического контроля органолептических показателей качества сахарного песка: величины кристаллов сахара ицвета сахарного песка при подготовке поступления сырья на производство ПК.Работа датчиков основана на использовании нейросетевых технологий и системы компьютерного зрения.В результате можно будет максимально точно оценить качество поступающего сахарного песка (основного сырья производства ПГК) и тем самымобеспечить оптимизацию технологических и режимных параметров при последующих ТП производства ПГК.5.1.2.
Схема автоматизации приготовления сахарного сиропаВсе выявленные важнейшие параметры, характеризующие данный процесс, а также датчики контроля качества сахарного сиропа, характеризующиевеличину вкуса (размер кристаллов) сахарного сиропа и его цвет были заложены в разработанную ФСА процесса приготовления сахарного сиропа (рисунок5.5).269Рисунок 5.4 Функциональная схема автоматизации хранения иподготовки сахарного песка к производству помадных конфет.Рисунок 5.5 ФСА процесса приготовления сахарного сиропа2705.1.3. Схема автоматизации приготовления помадного сиропаВ разработанной ФСА процесса приготовления помадного сиропа ( рисунок 5.6) также присутствует автоматический контроль и регулирование всехосновных параметров, характеризующих ход данного процесса, в том числе автоматический контроль органолептических показателей качества сахарного сиропа (размеры кристаллов сахара в сахарном сиропе и цвет полученного сиропа).Рисунка 5.6 ФСА процесса приготовления помадного сиропа.Как видно из рисунка 5.6, количество поступившего сырья измеряетсярасходомерами 1-5, 2-5 и 3-5.
Расходомер 4-5 контролирует поступление смесив варочный котел. Температура в варочном котле измеряется датчиком 5-2.Влажность в варочном котле измеряется влагомером 6-1. Давление при уваривании измеряется датчиком 7-1. На выходе помадного сиропа из варочного котла производится контроль цвета при помощи системы ЦВК 8-1.271Разработанная схема обеспечивает быстрые и точные измерения основных технологических параметров, характеризующих ход данного процесса, атакже фиксирует качество получаемого помадного сиропа за счет автоматического контроля в потоке органолептических показателей: величины кристалловсахара в помадном сиропе и его цвета.5.1.4.
Схема автоматизации сбивания помадных массДатчики контроля качества помадных масс после сбивания (вкус и цветэтих масс), были заложены в разработанную ФСА процесса сбивания помадныхмасс (рисунок 5.7).Рисунок 5.7 ФСА процесса сбивания помадной массДля получения заданного качества помадной массы системой цифровыхвидеокамер (ЦВК) контролируется цвет получаемой массы (5) и с использованием ИНС в потоке определяется величина кристаллов сахара в помадной массе. Влажность фиксируется датчиком (6), концентрация сухих веществ ≤1% регистрируется датчиком 7.
После достижения нужных показателей качества помадная масса выходит самотеком при открытии клапана (2).5.1.5. Схема автоматизации приготовления конфетных массВсе выявленные важнейшие параметры, характеризующие процесс приготовления конфетных масс, в том числе датчики контроля качества, характе-272ризующие величину кристаллов сахара в конфетных массах и цвет этих массбыли заложены в разработанную ФСА процесса приготовления конфетныхмасс, представленную на рисунке 5.8.Рисунок 5.8.
ФСА процесса приготовления помадной конфетной массы.Уровень конфетной массы в темперирующей машине измеряется датчиком 2-1. Датчик уровня подключѐн к сигнализатору уровня 2-2 воздействующему на электропривод 2-3 насоса подачи помадной массы.Аналогичным образом обеспечивается подача фруктовой добавки в дозатор. Расход помадной массы и фруктовых добавок, формирующих заданнуюсмесь, измеряются посредством расходомеров соответственно 3-1 и 5-1. Результаты измерений фиксируются на показывающих и самопищущих приборах3-2 и 5-2. С помощью дистанционного управления 3-3 и 5-3 совершается воздействие на соответствующие регулирующие клапана 3-4 и 5-4.273Автоматическое регулирование температурного режима в темперирующей машине обеспечивается путѐм управления сливом воды из обогревающихрубашек.ЦВК 12-1 установлена для наблюдения за цветом готового продукта ипередаѐт результаты на регистрирующие устройство 12-2.
Величина кристалловсахара в конфетных массах регистрируется устройством 13-2.5.1.6. Схема автоматизации формования корпусов конфетВсе выявленные важнейшие параметры, характеризующие процесс формования, в том числе датчики контроля качества корпусов конфет после формования были заложены в разработанную ФСА формования корпусов конфет,представленную на рисунке 5.9.Основной задачей управления этим процессом является стабилизациятемпературных режимов, уровня в отливочной машине и управление электродвигателями.Рисунок 5.9 ФСА процесса формования корпусов помадных конфетАвтоматическое регулирование температуры холодного воздуха, поступающего в установку выстойки корпусов конфет, осуществляется датчиком 9-1,274сигнал с которого поступает на регистрирующий регулятор 9-2, управляющийэлектромагнитным клапаном 9-3.
Схемой управления предусмотрен контрольтемпературы в отливочной машине с помощью термосопротивления3-1 с выходом на регистрирующий прибор 3-2. Контроль температуры проводится и вустановке ускоренной выстойки корпусов конфет с помощью датчиков 6-1 и 81, сигналы с которых передаются через блок управления 6-2 на показывающийприбор 6-3.С помощью цифровой видеокамеры 12-1 определяется цвет корпусовконфет. Данные с камеры передаются на регистрирующие устройство 12-2.5.1.7. Схема автоматизации глазирования корпусов конфетПроцесс глазирования корпусов конфет был подробно рассмотрен в 1 и 3главах. Исходя из полученных в результатов, все выявленные важнейшие параметры, характеризующие данный процесс, в том числе датчики контроля качества глазированных конфет были заложены в разработанную ФСА процессаглазирования корпусов конфет, представленную на рисунке 5.10.Рисунок 5.10 ФСА процесса глазирования помадных конфет.275Объект управления (ОУ) включает: установку ускоренной выстойки 1, отливочную машину 2, воздухоотделитель 3, глазировочную машину 4, охлаждающий шкаф 5.
Основной задачей управления этими процессами является стабилизация температурных режимов, уровня в отливочной машине и управлениеэлектродвигателями. Основными компонентами системы автоматизации являются: контроллеры КР-300 со 100%-м резервированием – 3; АРМы операторатехнолога, начальника отделения и лаборатории на базе ЭВМ и 20 мониторов сповышенной защитой от электромагнитных воздействий; сетевые средства;станция архивирования в комплекте со сменными магнитооптическими дисководами; сервер БД; принтеры; пакеты программ ТрейсМоуд. Система управленияреализована с «горячим» резервированием в трех комплектах.5.1.8. Разработка схемы автоматизации завертки и упаковки ПГКВсе выявленные важнейшие параметры, характеризующие процесс завертки и упаковки ПГК, были заложены в разработанную ФСА завертки и упаковки ПГК, представленную на рисунке 5.11.На входе и выходе из завѐрточной машины установлены цифровые видеокамеры (СКЗ) с отражающими элементами (1-1 и 2-1), которые непосредственно соединены с логическим контроллером (1-2), запускающим конвейерпри наличии конфет и останавливает при отсутствии с последующим запускомскребкового конвейера.В схеме автоматизации установлена система цифровых камер (3-1) и исполнительный механизм в виде пневмопривода, управляемого контроллероминспектора (3-2) с функцией подсчета, прошедшей через инспектор, продукциии подсчета брака.Прошедшая контроль продукция поступает на автоматические весы,снабженные тензодатчиком (5-1) и контроллером с функцией регистрации (5-2).При достижении определенного веса открывается заслонка (5-3) и конфеты попадают в упаковку.276Рисунок 5.11 ФСА процесса завертки и упаковки ПГКДалее коробка с конфетами поступает в оклеечную машину, в которойустановлены оптические датчики на входе и на выходе (6-1 и 6-2), сигналы скоторых приходят на логический контроллер (6-3) с функцией подсчета готовой продукции.5.1.9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
