2. Система управления процессом выпечки хлебобулочных изделий

Выпечка хлебобулочных изделий должна проходить под воздействием тепла и влаги и является завершающим этапом производственного цикла приготовления теста. Внутри тестовой заготовки, а также на ее поверхности возникает сложный комплекс физических, коллоидных, микробиологических и биохимических процессов, в результате которых она превращается в готовый продукт.

Процессы, протекающие в тестовой заготовке в период выпечки, носят, как правило, нестационарный характер. Сам объект автоматизации – процесс выпечки – представляет собой нелинейный объект с распределенными параметрами. Скорость протекания процессов в тестовой заготовке зависит от скорости изменения температуры в соответствующем слое. Тестовая заготовка в пекарной камере проходит различные этапы гидротермической обработки, включающие операции увлажнения, теплообмена излучением, конвекцией и теплопроводностью.

Основными качественными показатели хлеба, определяемыми кинетикой тепло- и массообмена в пекарной камере, считают объем и форму хлеба, толщину, окраску и глянцевитость корки, а также аромат и вкус. К основным факторам, влияющим на объем и форму хлеба, относят параметры процесса гидротермической обработки хлеба в зоне увлажнения: температуру и влажность среды в пекарной камере, а также структурно-механические свойства теста и продолжительность выпечки.

Выпечка хлеба осуществляется на современных печах, представляющих собой комплекс теплотехнических, транспортно-механических устройств, снабженных средствами управления основными параметрами процесса. В хлебопекарной промышленности в основном применяются хлебопекарные печи, работающие на газовом и жидком топливе, с рециркуляцией продуктов сгорания, а также на электрообогреве.

Систему управления технологическим процессом выпечки хлебобулочных изделии можно реализовать с помощью АСУТП (в режиме НЦУ), которая предусматривает два иерархических уровня управления.

Первый уровень управления состоит из измерительных преобразователей (датчиков) и сигнализаторов параметров, средств управления ИУ и пусковой аппаратуры. Пульты управления ТП и технологическим оборудованием в основном расположены по месту объекта управления. Они изготовлены в виде прочных, предназначенных для наружной установки, металлических корпусов (массой 15 кг) со встроенными в них ПЛК -2000S, модемов, блоков бесперебойного питания, аккумуляторов и других необходимых устройств.

Применение радиомодемов значительно снижает затраты на монтажные работы при построении системы и ее обслуживания в дальнейшем. Взаимосвязь аппаратуры осуществляется с помощью HART - протокола посредством полевой сети Profidus H1.

Второй уровень управления предусматривает использование сетевых контролеров AL-2000S с информационной мощностью в количестве трех комплектов с горячим резервированием на базе ПТК с управляющей ЭВМ (Pentium 1) , функционирующем в режиме операторской рабочей станции. Наличием сервера ОРС и БД на базе ЭВМ (Pentium 1), АРМ оператора-технолога и АРМ химика-аналитика на базе ЭВМ IBM РС-486 . Прием и передачи информации осуществляется посредством промышленной сети Profidus, возможно использование Modbus. ОС фунционирует с помощью ОС Windows NT. Основное ПО системы управления обеспечивается SCADA – программой возможно применение Трейс Моуд, реализующей основные функции визуализаций измеряемой и контролируемой информации, передачи данных и команд системе для контроля и упраления. Оно состоит из инструментального и исполнительного комплексов. ОткрытостьSCADA программы обеспечивает функционирование СУ в ОРС сервере, что гарантирует работу сетевых структур без использования специальных драйверов. В качестве ОС контролеров используют типовую систему OS-9 или версии Windows, что позволяет применять прикладное ПО для контроллеров.

Информационная мощность АСУТП выпечки хлебобулочных изделии составляет входы/выходы 15/15, т.е. 30. Из них аналоговые входы/выходы 8/8, дискретные входы/выходы 7/7 ×9 (сигн.), т.е. имеется достаточный резерв.