Диссертация (1152216), страница 16
Текст из файла (страница 16)
н)ПоложениекрышкиавтоклаваКрышкаоткрытаНормально закрытыВыкл.Вкл.Выкл.Откр.ЗакрытКрышкаоткрытаВкл.Выкл.Выкл.Откр.ЗакрытКрышкаоткрытаВыкл.Выкл.Выкл.Откр.ЗакрытВыкл.Вкл.Выкл.Откр.ЗакрытКрышкаоткрытаКрышказакрытаВыкл.Выкл.Вкл.Выкл.ЗакрытВкл.Выкл.Вкл.Вкл.ЗакрытВкл.Выкл.Вкл.Вкл.завершенияцикластерилизацииКрышказакрытаКрышказакрытаЗакрыт КрышказакрытаЗакрыт КрышказакрытаОткрыт КрышкаоткрытаЗакрыт Крышкаоткрытареализованныережимыстерилизации заносятся в специальный журнал, а термограммы (из архива наперсональном компьютере) проверяют технологи.111Необходимовыделитьрядпроблем,возникающихпривнедренииавтоматических систем стерилизации в реальных производственных условиях.
Кним относятся, прежде всего, отклонения технологических параметров от нормы всетевых магистралях подачи пара, воды и сжатого воздуха. Это ведѐт кухудшению показателей процесса регулирования. Исследования, проведѐнные наООО «АгроЭкоПродукт» (г. Астрахань) [48], где участок стерилизации состоял из20 автоклавов (при этом в работе их могло находиться более 8 штукодновременно) показали, что в ходе процесса стерилизации система не всегдауспевала реагировать на возникающие возмущения, так как не учитывалабольшого разброса внешних возмущений в виде изменения параметров вподающих трубопроводах.В то же время предлагаемая автором система управления (рисунок 4.2) [53,49] хорошо зарекомендовала себя на небольшом производстве из 3 автоклавовпериодического действия.Если схему коммутации и обвязки автоклава реализовать согласнопредлагаемой в диссертации схеме (рисунок 1.5 и 4.1), то отклоненийтехнологических параметров от нормы в системах подающих трубопроводов бытьне должно или они не будут превышать уровня 25%.
Как было доказано в пункте3.4, предлагаемая автором система автоматического управления способнаотрабатывать данные возмущения. Поэтому, принимая во внимание результатыпроведѐнных исследований [53], можнорекомендовать перед внедрениемпредлагаемой системы управления вначале выполнить рекомендуемую схемуобвязки, либо потребуется усовершенствование структуры автоматическойсистемы управления (рисунок 4.2) до структуры, предложенной в [48] сконтролем показаний теплоносителя (Приложение В).В отличие от системы, показанной на рисунке 4.2, в системе с контролемпоказаний теплоносителя необходимо расширить количество универсальныханалоговых входов (AI) ПЛК для подключения датчиков измерения температурыи давления в магистралях подающих трубопроводов.
Показания с датчиков приэтом должны поступать в систему регулирования с целью коррекции112управляющеговоздействияприналичиивозмущений.Дляуменьшенияколичества датчиков, установленных в магистралях подающих трубопроводов исигнальных кабелей, информацию целесообразно дублировать на все системыуправления автоклавами через локальную сеть RS-485.Предлагаемая структура (Приложение В) [48] системы управленияпроцессомстерилизациипозволитпостроитькомбинированнуюсистемууправления, работающую одновременно по отклонению и по возмущению.Однако это противоречит ряду основных требований к системе автоматическогоуправленияпроцессом стерилизации консервной продукции, таких какнадѐжность, простота в обслуживании и низкая стоимость, указанных в первойглаве диссертации.4.2 Интеграция участка стерилизации консервов в общую информационнуюсистему предприятияДляпостроенияиндивидуальнойсистемыуправленияавтоклавомцелесообразнее, как отмечено выше, использовать ПЛК, который работает внижнем звене автоматической системы управления и непосредственно связан стехнологией производства (рисунок 4.3) [53, 60].системы управления контроллер конструктивноисполнение,Выбираемый для созданиядолжен иметь моноблочноето есть фиксированный набор входов-выходов, выполненныхнепосредственно на одной плате или шине.
Скорость получения сигналов сдатчиков и выдача сигналов управления здесь максимальная, что крайне важнодля канала управления давлением в автоклаве. Недостатком является низкоевремя восстановления, так как ремонту подлежит весь контроллер или модуль.Поэтому целесообразно иметь резервный ПЛК с записанной в него актуальнойпрограммой функционирования, на случай замены вышедшего из строя.113Автоклав NУчасток стерилизацииАвтоклав 1EthernetRS-485RS-232Рисунок 4.3 – Схема передачи данных с участка стерилизации консервовДля оптимизации ресурсов рассматривалась возможность построенияраспределенной системы управления участком стерилизации консервов. Еѐпреимуществом является то, что между центральным контроллером и егомодулями удалѐнного ввода-вывода может быть значительное расстояние.Применение стандартных интерфейсов позволяет легко добавлять в системуновые устройства.
Это позволило бы использовать для управления несколькимиавтоклавами один производительный ПЛК и промышленный компьютер.Вцелом преимущества подобного подхода состоят в возможности удаленногоцентрализованногоуправления,веденияединойбазыданных,атакженадежности, гибкости и удобстве построения всей системы. Однако, недостатоксистемы, заключающийся в низкой скорости передачи измерительного сигнала исигнала управления, не позволяет организовать качественное управлениеконтуром регулирования давления в процессе стерилизации [64].В результате развития производства и роста внедрения информационныхтехнологий растет необходимость в интеграции отдельных приборов в системы114управления технологическими процессами.
Разделение производства ПЛК,диспетчерских систем и средств программирования стало толчком к появлениюстандартных протоколов обмена данными. ОРС-сервер входит в комплекспрограммирования. Он позволяет получать доступ к данным ПЛК. Для этогодостаточно обеспечить канал передачи данных ПЛК – ОРС-сервер. Всядальнейшая работа сводится к определению списка доступных переменных,правильной настройке сети, конфигурированию ОРС-сервера и SCADA-системы.SCADA – это система, позволяющая работать с информацией, собирать еѐ сразличных приборов, передавать на монитор оператора, а также сохранятьполученные данные для дальнейшей обработки и просмотра [65].Помимо отображения параметров процесса производства в реальномвремени, хорошие диспетчерские системы позволяют накапливать полученныеданные, осуществляют их хранение и анализ, определяют критические ситуации ипроизводят оповещение персонала по каналам телефонной и беспроводной сети,позволяют создавать сценарии управления, формируют данные для анализаэкономических характеристик производства.В реальных производственных условиях, на небольших предприятияхпищевой промышленности, чаще всего используются три нижних уровняавтоматизации производственного процесса [50].
Однако тенденции развитияинформационных технологий и систем управления позволяют создавать напредприятиях полный контроль всех параметров производственного процесса,даже косвенно относящихся к нему. К таким параметрам можно отнести:инженерные системы зданий; контроль работы магистралей с теплоносителем;освещение площадей предприятия; видеонаблюдение и охранно-пожарнуюсигнализацию, микроклимат в помещениях и многое другое. Тогда участокстерилизацииконсервнойпродукцииможноинтегрироватьвобщуюинформационно-управляющую сеть предприятия без дополнительных затрат.Важно, чтобы информационная система управления на участке стерилизацииконсервов была построена на описанных выше принципах и элементах115автоматического управления и, таким образом, чтобы сохранялась возможностьдальнейшей интеграции в информационную сеть всего предприятия.С учѐтом вышеизложенного, можно рекомендовать предложенный авторомвариант интеграции участка стерилизации консервов в общую информационнуюсистему сбора данных предприятия на базе ПЛК, персональных компьютеров,SCADA-системы и ОРС-сервера (рисунок 4.3) [64], основанный на базовыхпринципах построения информационных сетей предприятия, описанных в [60].4.3 Аппаратная реализация программно-аппаратного комплекса управленияпроцессом стерилизации консервовАвтоматизацияпроцессастерилизацииконсервовсвязанас рядомтрудностей, обусловленных повышенными требованиями к точности ведениятехнологическогопроцесса, стадийностью работы и необходимость частойперенастройки режима при изменении вида тары и продукции.
В связи с этимреализация процесса управления требует применения специальных программноуправляемых устройств. Не случайно в советское время единственной серийновыпускаемой системой управления процессом стерилизации консервов долгоевремя являлась система Бином-1Г, основанная на специальных элементахпневмоавтоматики.Выше доказано, что эффективным решением реализациитаких системявляется применение ПЛК [49].Для правильного выбора конкретного программно-управляемого устройстваиз большого числа предлагаемых на отечественном рынке средств автоматизации,необходимо определить основные технические требования, предъявляемые кданному устройству.
В структурной схеме системы автоматического управления(рисунок4.2)устройства,можнокоторыевыделить основные характеристикиактуальныдляпостроенияуправляющегопрограммно-аппаратногокомплекса. Они для удобства анализа в порядке приоритета сведены в таблицу4.2.116Таблица 4.2 – Характеристики программно-управляющего устройстваТехнические характеристикиКоличество входовКоличество выходовПоддержка языков программированияКоличество интерфейсов связиНаличие OPC-сервера, драйвера, протоколапередачи данных и совместимость со SCADAсистемойПоддержка стандартного протокола передачиданных по сетиНаличиестандартныхбиблиотекпрограммированияибиблиотекПИДрегулированияНаличие внутренней энергонезависимой памятиВозможность подключения цифровой панелиоператораВозможность расширения входов и выходовчерез модули удалѐнного ввода-выводаЗначение2 – аналоговых (AI)1 – дискретный (DI)4 – аналоговых (AO)0 – дискретных (DO)определяемых стандартомIEC 61131-3 (МЭК 61131-3)3 (Ethernet; RS-232; RS-485)+Modbus и Modbus TCP++++Предъявляемым требованиям из таблицы 4.2 наиболее полно удовлетворяетконтроллер ОВЕН ПЛК154-220.И-М производства компании ОВЕН (г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
