МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ
АВТОМАТИЗАЦІЯ ВИРОБНИЧИХ ПРОЦЕСІВ
МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
до виконання курсової роботи
для студентів за напрямом підготовки 6.051010
«Харчова технологія та інженерія»
всіх форм навчання
СХВАЛЕНО
на засіданні кафедри
інтегрованих автоматизованих систем управління
Протокол №
від
Київ НУХТ 2014
Автоматизація виробничих процесів: Метод.рекомендації до виконання курсової роботи для студентів за напрямом підготовки 6. 051010 «Харчова технологія та інженерія» всіх форм навчання. /Уклад: М.С. Глущенко, Н.Г. Гриценко– К.: НУХТ, 2014. – с.
Рецензент: Ельперін І.В., канд. техн. наук, професор
Укладач: М.С. Глущенко, канд. техн. наук
Н.Г. Гриценко, асистент
Відповідальний за випуск І.В. Ельперін, канд. техн. наук, професор
ВСТУП
Відповідно до навчального плану підготовки бакалаврів напряму “Харчова інженерія” передбачено виконання курсової роботи з дисципліни «Автоматизація виробничих процесів». Курсова робота є основою для розробки розділу з автоматизації у дипломному проекті.
У методичних рекомендаціях наведені загальні вимоги, обсяг, структура, зміст, методика і правила оформлення курсового проекту.
При підготовці методичних рекомендацій враховані досягнення в галузі розробки, проектування і впровадження в експлуатацію систем автоматизації технологічних процесів, основні напрямки і тенденції розвитку АСУТП хлібопекарського виробництва.
Під час виконання курсового проекту студент повинен виявити свою обізнаність щодо:
- можливостей новітніх систем автоматизації;
- основних принциів побудови сучасних АСУТП;
Студент повинен вміти:
формувати завдання на розробку системи автоматизації конкретного технологічного процесу;
розробляти схему автоматизації; вибирати контури регулювання неохідних технологічних параметрів;
розробляти загальний вигляд мнемохеми автоматизованого робочого місця оператора-технолога.
Розробка матеріалів курсової роботи виконується виходячи з основного положення, що сучасна система автоматизації у більшості випадків складається із датчиків; виконавчих механізмів і регулюючих органів; мікропроцесорного контролера (МПК) та автоматизованого робочого місця (АРМ) оператора технолога, створеного на базі персонального комп‘ютера (РС) або мікропроцесорної операторської панелі.
Центральною частиною системи автоматизації є мікропроцесорний контролер (МПК), на який подаються сигнали від первинних вимірювальних перетворювачів (датчиків Д), які встановлюються на технологічному об‘єкті для безпосереднього вимірювання значень технологічних параметрів.
Мікропроцесорний контролер МПК обробляє отриману інформацію і, у відповідності з заданим алгоритмом управління, виробляє управляючі сигнали, які подаються на виконавчі механізми ВМ, що під’єднані до регулюючих органів РО (клапанів, заслінок, засувок). РО змінюють витрату матеріальних або теплових потоків, які подаються на об‘єкт автоматизації і підтримують технологічні параметри на заданому технологічним регламентом рівні. Крім того МПК може керувати включенням або відключенням двигунів, насосів, конвеєрів.
Для забезпечення можливості оператору-технологу спостерігати за технологічним процесом і, у разі необхідності, втручатись в управління ним у сучасних системах передбачено створення автоматизованого робочого місця (АРМ) оператора-технолога на базі персонального комп’ютера у промисловому варіанті або мікропроцесорної операторської станції. АРМ обов’язково є підключеним до МПК для систематичного обміну інформацією про зміни в керованому технологічному процесі. За допомогою встановленої мнемосхеми оператор з АРМ візуально контролює процес та при необхідності (в момент виникнення не штатних ситуацій) може втручатись у системи управління (змінювати задані значення регульованих змінних).
Основними завданнями операторських станцій є: відображення значень технологічних параметрів на мнемосхемах; відображення стану (включено – відключено) двигунів, насосів, конвеєрів, тощо); відображення виникнення аварійних ситуацій або вихід значень технологічних параметрів за припустимі межі; можливість збереження значень; можливість зміни завдань для технологічних параметрів; можливість переходу на ручний режим роботи.
Впровадження автоматизованої системи управління (АСУ) на підприємствах хлібопекарської промисловості забезпечує:
ріст продуктивності, а також ефективності роботи підприємств галузі хлібопродуктів (сучасна система автоматизації є вирішальним чинником високої продуктивності роботи підприємства);
більш інтенсивне використання устаткування підприємств хлібопекарської промисловості;
економію електроенергії, палива основними технологічними лініями виробництва хлібопродуктів;
підвищення ефективності використання матеріальних ресурсів хлібзаводів;
вивільнення, перерозподіл функцій виробничого і адміністративно-управлінського персоналу підприємств хлібопекарської промисловості;
підвищення вірогідності інформації, а також її оперативності, що є важливим аспектом при прийнятті обґрунтованих управлінських розв’язків на підприємствах галузі хлібопродуктів.
1. Загальні відомості
Мета роботи
Системи автоматизації технологічних процесів, що передбачають вимірювання, контроль, регулювання та керування є важливою складовою сучастного підприємства хлібопекарської промисловості. Це вимагає від інженерного персоналу певних знань основ автоматизації виробничих процесів.
Мета курсової роботи – зміцнити і поглибити теоретичні знання з дисципліни “Автоматизація виробничих процесів”, набути досвід в розробці: систем автоматизації технологічних процесів для свого профілю; схем автоматизації технологічних об’єктів харчових виробництв з контурами автоматичного контролю, сигналізації та регулювання основних технологічних параметрів, набрати практичні навички у виборі конкретних технологічних параметрів, необхідних для контролю та регулювання, та виборі спеціальних вимірювальних комплектів для здійснення цього контролю на базі серійних промислових засобів, а також розробляти загальний вигляд головної мнемохеми автоматизованого робочого місця оператора-технолога.
Курсова робота – самостійна форма роботи студента, в процесі виконання якої він повинен показати знання основних принципів побудови систем автоматизації, вміння обгрунтувати вибір як окремих основних вимірювальних засобів, так і контурів системи автоматичного регулювання в цілому як в технологічному, так і в метрологічному відношенні. Також студенти повинні навчитися правильно оформлювати пояснювальну записку, складати специфікацію на прилади та засоби автоматизації і викреслювати схеми автоматизації технологічних дільниць.
1.2. Вимоги, послідовність виконання і обсяг роботи
Система автоматизації заданого технологічного процесу повинна бути
розроблена із застосуванням сучасних засобів вимірювання технологічних
парамерів та показників якості сировини, напівфібрикатів і готової продукції.
Основою при розробці системи автоматизації будь-якого об’єкта є проектування схеми автоматизації. Розробку системи автоматизації і відповідно проектування схеми автоматизацій окремих технологічних дільниць та технологічних комплексів доцільно вести в такій послідовності:
- аналіз технологічного процесу; розробка ефективної системи автоматизації можлива тільки на засадах глибоких знань технології виробництва, що автоматизується, його регламенту, конструктивних особливостей його устаткування та режимів його роботи;
- визначення інформації, необхідної для оцінки стану об’єкта, так як надлишкова інформація суттєво збільшує вартість системи, а недостатнє інформаційне забезпечення процесу управління може привести до помилок в регулюванні процесом;
- аналіз існуючих систем автоматизації;
- вибір каналів управляючих (регулюючих) дій; його починають з вибору вихідних величин каналів, керуючись при цьому технологічним регламентом та сформованою метою управління об’єктом;
- вибір технічних засобів – одне із найскладніших завдань розробки системи автоматизації і включає: вибір типу мікропроцесорного контролера та розрахунок його апаратурного складу, вибір засобів подання інформації та засобів реалізації регулювальних дій;
- вибір місця розташування технічних засобів ( за місцем або у щитових конструкціях;
- побудова мнемохеми автоматизованого робочого місця оператора-технолога.
Схема автоматизації – основний технічний документ, що визначає функціональну структуру та об'єм автоматизації виробничої дільниці і являє собою креслення з зображенням як самого технологічного об'єкта управління (ТОУ), тобто обладнання з комунікаціями і органами управління, так і засобів автоматизації, розташованих на обладнанні і щитах автоматики з зазначенням зв'язків між цими засобами.