Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 213
Скачиваний: 1
ГЛАВА XVII
СИСТЕМЫ И МАШИНЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
§ 1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
При разработке систем автоматического контроля пищевых производств большое значение имеет правильный выбор струк туры их построения и методов реализации.
Структура построения системы автоматического контроля может быть правильно выбрана только после определения ра ционального объема информации. Поэтому при разработке си стем автоматического контроля необходимо прежде всего вы явить технологические параметры, которые наиболее существен но влияют на ход процесса. Только после всесторонней оценки можно приступить к выбору структурной схемы автоматическо го контроля, а также аппаратуры для ее реализации. Осуще ствление такого подхода к построению систем контроля воз можно лишь на основе глубокого изучения технологии конкрет ного производства, опыта многих специалистов.
Впищевой промышленности разработан ряд систем техноло гического контроля и автоматики, которые рекомендованы в ка честве типовых.
Внастоящее время в пищевых производствах широко приме няются системы контроля на базе использования приборных пультов и щитов различного типа. При этом возможно большое разнообразие их размеров, формы, методов компоновки и раз мещения аппаратуры и т. д. Весьма распространенными явля ются щиты и пульты, на которых приборы и аппаратуру конт роля и автоматики можно располагать группами по принципу единства контролируемых и регулируемых параметров (темпе
ратура, расход, уровень и др.) или по принципу отношения их к данному агрегату или технологическому процессу.
Удобно располагать приборы и средства автоматизации в со
ответствии с мнемонической схемой технологического |
процесса, |
т. е. в тех местах мнемонической схемы, нанесенной |
на щите |
или пульте, которые соответствуют их действительному |
положе |
нию в цехе. Такая компоновка облегчает ведение технологиче |
ского процесса, но малоэкономична, так как щиты получаются большого размера и для их размещения требуется много места.
В настоящее время получают все большее распространение секционные мозаичные щиты, предназначенные для оборудова ния диспетчерских пунктов промышленных предприятий, и слу жащие для размещения на них мнемонических схем различных агрегатов, линий, процессов и других объектов. Такие щиты со стоят из отдельных мозаичных секций, предназначенных для на-
бора мнемосхем. В секциях размещается специальная решетка, образующая ячейки, в которые вставляются типовые мозаичные элементы размером 40X40, 80X80 и 160X160 мм. Конструктив но наборная решетка выполняется так, чтобы ее шаг мог ме няться на величину, кратную 20 мм, что позволяет изменять раз меры ячеек в широких пределах (путем перестановки планок) и встраивать в щиты любые измерительные приборы и средства автоматизации, отвечающие по габаритным размерам требова ниям ГСП.
Мозаичные унифицированные съемные элементы представля ют собой штампованные пластинки, у которых имеются устано вочные пружины. На эти конструктивные элементы наклеивают ся соответствующие элементы мнемосхем, окрашиваемые в не
обходимые цвета. Таким образом, каждый мозаичный |
элемент |
|
с наклеенными на него участками мнемосхемы |
может |
быть в ы - в |
нут из ячейки без нарушения схемы. Имеется |
соответствующая |
номенклатура универсальных элементов с разнообразными ри сунками, достаточная для составления и реализации самых сложных мнемосхем.
Вмозаичные элементы может встраиваться командно-квити рующая и сигнальная аппаратура (сигнальные лампы, ключи, разъединители, кнопки и т. п.), что позволяет использовать мо заичный принцип при построении достаточно сложных систем контроля и автоматизации различных технологических про цессов.
Впищевой промышленности, как правило, структура общей системы автоматического контроля подразделяется на отдель ные участки, соответствующие определенным технологическим процессам и агрегатам. Каждый участок имеет свои посты конт роля. Выбор количества и характера постов контроля определя ется объемом и уровнем автоматизации, целесообразным для данного производства, характером его организации, расположе нием действующего оборудования и т. п.
Необходимо иметь в виду, что в настоящее время системы автоматического контроля в чистом виде встречаются сравни тельно редко. В подавляющем большинстве случаев они объеди няются в единую систему с аппаратурой автоматического регу лирования и управления. Системы автоматизации, представляе мые определенными постами управления, могут обслуживать отдельные технологические агрегаты, установки, группы одно родных агрегатов, установок, либо определенные участки произ водства с завершенным технологическим циклом. В соответствии с этим посты управления могут быть индивидуальными (поагрегатными), группового управления или постами целых участков технологического потока.
Часто наряду с индивидуальными или групповыми постами организуются также диспетчерские и центральные посты авто матического контроля и управления. Диспетчерские посты соз-
даются там, где на систему управления возлагаются функции координации работы различных участков производства, отделе ний и цехов. Эти посты могут быть цеховыми или центральными. Их особенностью является то, что они, как правило, не оснаща ются средствами непосредственного воздействия на процесс или агрегаты. На них выносятся лишь основные параметры, характе ризующие ход процесса.
Центральные посты управления в пищевой промышленности широкого распространения не получили. Но это не означает, что в пищевой промышленности возможна лишь такая структурная схема автоматического контроля, которая предусматривает ор ганизацию только местных постов управления. С развитием и увеличением масштабов производства, с переходом к поточнонепрерывному производству, с усовершенствованием техноло гии, а также с расширением номенклатуры приборов и средств автоматического контроля роль централизации контроля будет возрастать.
§ 2. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ
Простейшей системой автоматического контроля является система, в которой имеется лишь один объект с одним датчиком. Однако подобные системы применяются редко. На практике приходится иметь дело с множественными системами, которые обслуживают не отдельные, а ряд объектов и содержат большое количество датчиков, исполнительных органов и каналов связи для передачи сигналов.
Структурные схемы множественных систем, применяемые для автоматического контроля, приведены на рис. 199. Системы, показанные на рис. 200, а, б и в являются системами ближнего действия и предназначены для сбора информации на пунктах Ц, т. е. на щитах и пультах технологического контроля, обслужива ющих отдельные технологические агрегаты и процессы или их участки.
Системы, показанные на рис. 200, г, д, е и ж, являются систе мами дальнего действия и характеризуются наличием более или менее протяженных линий связи Л между объектами и цент ральными пунктами Ц. Кроме того, системы, показанные на рис. 200, е и ж, имеют многочисленные ответвления, образующие древовидную или кустовую структуру. Системы с большой про тяженностью и распределенной по большой длине информацион ной нагрузкой обычно относятся к разряду телемеханических систем.
По мере совершенствования, расширения масштабов и повы шения производительности промышленного производства требо вания к качеству готовой продукции становятся все более жест-
кими. Непрерывно усложняются и становятся все более значи мыми в общем процессе производства и функции, возлагаемые на системы автоматического контроля. Подобная тенденция ве дет к созданию сложных автоматизированных измерительных
Рис. 200. Структурные схемы систем автомати ческого централизованного контроля.
систем (АИС), в которых предполагается широкое использова ние самых совершенных средств вычислительной техники, пред назначенных для сбора и обработки информации и выработки рекомендаций по управлению производством.
§ 3. МАШИНЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ
Одним из важных средств построения систем централизован ного контроля являются машины централизованного контроля (МЦК). На МЦК возлагается выполнение двух основных задач: 1) восприятие, обработка, подготовка и выдача опе ративной информации, которая используется непосредственно
для воздействия на контролируемый процесс; 2) отбор и регист рация тех данных, которые могут потребоваться впоследствии для анализа хода процесса и по которым можно будет сделать полезные выводы лишь на основе их сопоставления с результа тами замеров за другой период времени. Такая информация мо жет быть названа статистической.
Так как при использовании М Ц К для управления производ ственными процессами обязательно участие человека-оператора, оперативная информация должна быть представлена в удобной для использования и наглядной форме. При этом М Ц К должна не просто представить информацию в удобном для чтения виде, но выполнить логический отбор наиболее важных показателей, которые в данный момент являются решающими для контроли руемого процесса. Оперативная информация на выходе из ма шины может не совпадать с полным объемом данных, получа емых машиной от датчиков, и быть значительно меньше. Для этого многие параметры не контролируются непрерывно. Сиг нализируется лишь момент их отклонения, т. е. выход из преде лов заданных оптимальных значений. В остальное время пока
зание значения параметра может быть получено |
оператором |
«по вызову», т.е. в момент, когда ему потребуется |
проконтроли |
ровать данный показатель. Сигнализация отклонений и вызов измерений могут сопровождаться регистрацией в непрерывной или цифровой форме.
Статистическую информацию необходимо хранить длитель ное время, что предопределяет обязательное наличие в М Ц К соответствующего устройства памяти, сохраняющего информа цию в виде печатных карт-диаграмм, перфорированных карт и
лент и т. п. Цифровая |
регистрация |
в М Ц К |
производится |
в зара |
|||||||
нее установленные, периодически |
повторяющиеся |
моменты |
вре |
||||||||
мени и при некоторых условиях, которые автоматически |
отмеча |
||||||||||
ются машиной, |
например при |
появлении или исчезновении |
от |
||||||||
клонения параметра от заданного значения и др. |
|
|
|
|
|||||||
Отчетная информация, к которой относятся |
сведения |
об |
|||||||||
ассортименте и |
количестве |
выпущенного продукта, |
расходе |
||||||||
сырья, |
топлива |
или |
электроэнергии |
и |
т. п., регистрируется в |
||||||
М Ц К так же, |
как |
и статистическая, |
а |
иногда |
на |
отдельных |
|||||
бланках. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При управлении технологическим процессом с помощью |
|||||||||||
управляющих вычислительных |
машин на МЦК возлагается функ |
||||||||||
ция кодирования сигналов, которые отображают |
параметры, |
||||||||||
необходимые для нормальной работы ЭЦВМ. |
|
|
|
|
|||||||
Современные М Ц К конструируются на основе |
использования |
||||||||||
узлов, |
блоков, устройств и модулей, являющихся |
основой ГСП, |
и предназначены для работы как с датчиками, имеющими на выходе естественные сигналы постоянного или переменного тока, так и с датчиками и преобразователями, имеющими на выходе унифицированные сигналы, отвечающие требованиям ГСП. Сле-
дует также отметить, что большинство современных машин пред назначается как для целей контроля, так и для целей управления (регулирования).
В соответствии с выполняемыми функциями в МЦК можно выделить следующие основные устройства: обнаружения и сигна лизации отклонений; цифропечатающего; измерения по вызову; вычислительного. В машинах централизованного контроля и уп
|
|
у1" уI") |
равления |
|
|
(МЦКУ), |
||||||
|
|
кроме того, имеется |
ус |
|||||||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
тройство |
уставок |
|
регу |
||||||
|
|
|
лируемых |
|
значений |
па |
||||||
|
|
|
раметров |
|
и |
устройство |
||||||
|
|
|
сравнения текущих зна |
|||||||||
ВхП |
цп |
U J |
чений |
параметров |
с ус |
|||||||
|
|
|
тавками для выдачи ре |
|||||||||
|
|
|
гулирующих |
импуль |
||||||||
|
|
|
сов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. 201 показа |
|||||||||
Рис. 201. Структурная схема машины цент |
на наиболее простая |
по |
||||||||||
связям |
|
структурная |
||||||||||
рализованного контроля с цифровым преоб |
схема |
|
|
|
построения |
|||||||
разованием на каждом шаге обегания. |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
МЦК. |
Входной |
|
пере |
||||||
|
|
|
ключатель |
|
ВхП |
|
дви |
|||||
|
|
уШ) |
жется |
с |
|
постоянным |
||||||
|
|
С/Г |
шагом |
обегания, |
кото |
|||||||
|
|
|
рый |
|
по |
|
времени |
не |
||||
|
|
|
меньше времени |
печати |
||||||||
|
|
|
и времени |
преобразова |
||||||||
|
|
|
ния |
для |
одной |
|
точки. |
|||||
|
|
|
Контролируемые |
|
вели |
|||||||
|
|
|
чины, обозначаемые ин |
|||||||||
ВхП |
|
ЦП |
дексами |
|
(1), |
(2), |
|
|||||
|
|
|
(п), |
при |
каждом |
шаге |
||||||
|
|
|
с помощью |
цифрового |
||||||||
Рис. 202. Структурная |
схема машины цент |
преобразователя |
|
|
ЦП |
|||||||
преобразуются |
в |
циф |
||||||||||
рализованного контроля с аналоговым обна |
||||||||||||
ровую форму и в таком |
||||||||||||
ружением отклонений. |
|
|||||||||||
|
|
|
виде |
|
сравниваются |
с |
||||||
|
|
|
уровнями Xi |
и Х2 |
в уст |
ройстве обнаружения отклонения ОО. В случае выхода за грани цы уровня сравнения, а также при опросной регистрации значе ние величины печатается печатающим устройством ПУ при каж дом шаге обегания или выводится из машины с помощью вывод ного устройства ВУ. Очевидно, что машины, в которых использо ван данный принцип, не могут обладать высоким быстродейст вием. Такие машины типа ЭЛРУ, РУМБ и некоторые другие строятся, как правило, на базе применения электромеханических элементов.