Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

Кафедра «Технологии переработки сельскохозяйственной продукции» Конспект лекций

по дисциплине «Управление технологическими системами»

для студентов специальности 110900.62 – Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции

Составители:

профессор КТПСП

____________Л.Ф.Глущенко

профессор КТПСП

____________Н.А. Глущенко

Великий Новгород

2011 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ЛЕКЦИЯ 1. АВТОМАТИЗАЦИЯ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. 3

ВВЕДЕНИЕ. 3

1. Краткий исторический обзор развития автоматизации. 3

2. Значение автоматизации. 5

3. Классификация объектов и систем автоматизации. 7

4. Автоматизация и охрана природы. 9

ЛЕКЦИЯ 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ И ЕЁ

СВОЙСТВАХ. 10

ВВЕДЕНИЕ.

1. Общие сведения о технологической системе. 10

2. Иерархические уровни технологических систем. 12

3. Состояние технологической системы. 13

4. Отказы технологических систем. 14

5. Основные показатели надёжности технологических систем. 15

6. Комплексные показатели надёжности и эффективности

использования технологических систем. 15

ЛЕКЦИЯ 3. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И ЕЁ СВОЙСТВА. 17

ВВЕДЕНИЕ. 17

1. Общие сведения о системе управления. 17

2. Классификация САУ. 18

3. САУ по виду информации. 19

4. Характеристики САУ. 19

5. Примеры систем автоматизации управления. 20

ЛЕКЦИЯ 4. ВИДЫ АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ И ИХ

СВОЙСТВА. 21

ВВЕДЕНИЕ. 21

1. Основные понятия и особенности объектов регулирования и

управления. 21

2. Виды автоматизации систем регулирования и их основные свойства. 24

3. Системы автоматизации поиска. 27

ЛЕКЦИЯ 5. АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ. 29

1. Характеристики и свойства объектов регулирования. 29

2. Классификация автоматических регуляторов. 34

3. Регулятор прямого действия. 35

4. Электрические и электронные регуляторы. 35

5. Пневматические регуляторы. 36

6. Гидравлические регуляторы. 45

7. Комбинированные регуляторы. 47

ЛЕКЦИЯ 6. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ. УСТРОЙСТВО, РАБОТА. 48

1. Общие сведения об исполнительных механизмах. 48

2. Классификация исполнительных механизмов. 49

3. Позиционный электродвигательный исполнительный механизм. 50

4. Пневматические исполнительные механизмы. 51

4. Гидравлические исполнительные механизмы. 54

5. Диафрагмовые регулирующие органы. 55

6. Заслоночный регулирующий орган. 55

7. Шиберы. 56

ЛЕКЦИЯ 7. УПРАВЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИМИ И ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИМИ

ПРОЦЕССАМИ. 58

1. Автоматизация транспортировки. 58

2. Автоматизация хранения. 62

3. Автоматизация измельчения. 66

4. Автоматизация прессования. 69

5. Автоматизация дозирования. 72

6. Автоматизация смешивания. 74

7. Автоматизация фильтрации. 76

ЛЕКЦИЯ 8. УПРАВЛЕНИЕ МАССООБМЕННЫМИ ПРОЦЕССАМИ.

УПРАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫМИ ПРОЦЕССАМИ. 81

1. Автоматизация абсорбции и адсорбции. 81

2. Автоматизация экстракции. 83

3. Автоматизация кристаллизации. 88

4. Автоматизация сушки. 90

5. Автоматизация пастеризации и стерилизации. 93

ЛЕКЦИЯ 9. АСУ ТП В ПИЩЕВОЙ ПРОМШЛЕННОСТИ. 99

1. Структура АСУ ТП. 99

2. Архитектура автоматической системы управления технологическими

процессами. 102

3. Принципы построения автоматизированных производств. 105

4. Компьютерные системы сбора информации с датчиков на

базе микро-ЭВМ 110

5. Микропроцессорные программируемые регуляторы. 111

6. Автоматизация технологических процессов – решение для АСУ ТП. 114

ЛИТЕРАТУРА. 117

ПРИЛОЖЕНИЕ. 118

ЛЕКЦИЯ 1. АВТОМАТИЗАЦИЯ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

ВВЕДЕНИЕ.

Современного человека окружают самые разнообразные предметы, созданные для удовлетворения его многочисленных потребностей. Вся эта созданная людьми технологическая среда носит название "промышленная собственность", что позволяет нам определить технологию, как процесс удовлетворения человеческих нужд с помощью искусственно созданных материальных объектов", а любая технологическая система является конкретным представителем этого искусственного мира.

Комплексное технологическое образование подразумевает рассмотрение технологии, как процесса постановки и решения проблемы, опирающегося на опыт и знания, учитывающего социальную значимость достигнутого результата

Как известно, любые технологии имеют тенденцию устаревать. Соответственно, устаревает и оборудование, которое является их воплощением. По имеющимся данным, за рубежом жизненный цикл систем автоматизации составляет около 10-15 лет, после чего, как правило, производится модернизация технического оборудования предприятия, в том числе и системы автоматизации технологических процессов. В России этот цикл составляет в среднем 15-20 лет.

Для того чтобы лучше представлять себе проблемы автоматизации, следует иметь в виду особенности технологических процессов пищевой промышленности, которые имеют:

• трубопроводный характер производства, предполагающий управление насосами, клапанами, дозаторами, а также контроль параметров жидких и сыпучих сред в транспортных магистралях и емкостях;

• специфические, не реализованные в стандартной измерительной аппаратуре методики расчета характеристик транспортируемых сред (например, расчет концентрации различных растворов при изменении их температуры).

Основной целью автоматизации технологических систем является повышение надежности, оперативности и качества управления этими системами.

Степень автоматизации технологических систем определяются составом технологического оборудования, технологическими задачами и подготовленностью объекта к автоматизации.