Онлайн поддержка
Все операторы заняты. Пожалуйста, оставьте свои контакты и ваш вопрос, мы с вами свяжемся!
ВАШЕ ИМЯ
ВАШ EMAIL
СООБЩЕНИЕ
* Пожалуйста, указывайте в сообщении номер вашего заказа (если есть)

Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ И ТОВАРОВ

Разработка автоматизированной системы управления процессом приготовления карамели

alex_m 990 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 84 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 25.06.2021
1. Рассмотрен технологический процесс приготовления карамельной массы, протекающий в условиях информационной неопределенности. 2. Для управления технологическими процессами кондитерского производ-ства предлагается использовать программируемые логические контролле-ры ТSX Premium компании Schneider Electric и SCADA-система InTouch. 3. Построена математическая модель канала управления температурой кара-мельной массы на основании анализа кривой разгона, получаемой при подаче на вход системы единичного ступенчатого воздействия.
Введение

ВВЕДЕНИЕ Одним из самых простых и доступных видов сладостей является кара-мель. Карамель (фр. caramel, от позднелат. cannamella — сахарный трост-ник) — кондитерское изделие или ингредиент такого изделия, получаемый нагреванием сахара или увариванием сахарного раствора с крахмальной па-токой или инвертным сиропом. Представляет собой пластичную или твердую массу (в зависимости от температуры нагревания) различных оттенков желтого и коричневого цвета (без дополнительного окрашивания), содержит сахарозу, мальтозу и глюкозу. Карамельная масса в отличие от сахара, являющегося кристаллическим веществом, аморфна. Различают карамель леденцовую, с начинкой, витаминизированную, мягкую (полу твердую), лечебную и др. Для придания карамели дополнительного вкуса и цвета в карамельную массу вводятся пищевые кислоты, эссенции и красители, фрукты, ягоды, орехи, порошок какао и т. п. В качестве начинки используются фруктовые, ягодные, шоколадные, молочные, ликерные и другие смеси. На небольших предприятиях карамельную массу приготовляют в аппарат периодического действия – универсальных варочных вакуум-аппаратах. Аппарат состоит из двух котлов, расположенных один над другим. В верхний котел загружают рецептурную смесь сырья или карамель-ный сироп и включают обогрев и мешалку. Греющий пар должен иметь давление 500-600 кПа. Рецептурную смесь перемешивают в течение 4-8 мин и по окончании растворения сахара выключают мешалку. Массу уваривают до температуры 138-140 °С, что соответствует влажности 5-6 %. Как только температура массы достигнет требуемого значения, автоматически включа-ется клапан для выгрузки массы в нижний котел и включается вакуум-насос. Предварительно перед выпуском массы из верхнего котла нижний котел нагревают горячей водой, воду сливают, а котел насухо вытирают и смазы-вают. Кипение массы и дальнейшее испарение воды из нее продолжают в нижнем котле в результате разряжения. В процессе самоиспарения влаги под вакуумом температура массы и ее влажность снижаются. По окончании варки готовую карамельную массу выливают из аппарата, опрокидывая нижний котел. Общая продолжительность варки карамельной массы составляет 20-30 мин. Автоматизация технологических процессов – этап комплексной меха-низации, характеризуемый освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления технологическими процессами (ТП) и пе-редачей этих функций автоматическим устройствам. При автоматизации ТП получение, преобразование, передача и использование энергии, материалов и информации выполняются автоматически при помощи специальных технических средств и систем управления. Интенсификация технологических процессов кондитерского производства на современном этапе может быть осуществлена только с использованием управления их основными параметрами. Одним из основных параметров, обеспечивающих оптимальность условий протекания технологических процессов в пищевой промышленности, является температура, а наиболее важным этапом ТП приготовления карамели, на котором необходимо особенно строгое поддержание данного параметра – это нагрев карамельной массы. Точность поддержания заданных значений температуры оценивается с помощью критериев качества управления, количественно выражающих сте-пень успешности достижения цели управления. Часто эти критерии выбира-ются весьма произвольно, на основании опыта и интуиции разработчиков автоматических систем. Произвольный выбор критериев нередко влечет за собой экономические потери, т.к. не всегда правильно учитываются конкретные особенности управляемых технологических процессов. Поэтому весьма важно так выбрать критерии, чтобы при их оптимизации достигался минимум экономических потерь, обусловленных ошибкой управления. В процессе нагревания карамельной массы система управления темпе-ратурой подвергается действию разнообразных и зачастую неконтролируе-мых возмущений с неизвестными статистическими характеристиками. По-этому важно наделить ее робастными свойствами, обеспечивающими бли-зость критериев качества управления к оптимальным значениям в условиях статистической неопределенности, т.е. при отсутствии информации о стати-стических характеристиках возмущающих воздействий. В пищевой промышленности часто применяется пропорционально–интегральный (ПИ) закон управления. Поэтому при управлении температу-рой карамельной массы важно оптимальным образом настроить регулятор температуры. Разработка и исследование автоматизации процесса производства ка-рамели, позволяет получить высокое качество готового продукта и оптими-зировать процесс его производства. Карамельную массу, содержащую 96–99% сухих веществ, получают увариванием карамельного сиропа. Процесс уваривания ведут таким образом, чтобы свести к минимуму разложение сахаров. Для этого используют либо змеевиковые вакуум-аппараты, поскольку в вакууме снижается температура кипения, либо варочные аппараты пленочного типа, в которых продолжительность уваривания составляет всего 15–20 с. В настоящее время разработано множество линий по производству карамельной массы с использованием различных технических и программных средств автоматизации и управления. Перед операторами производства часто стоит вопрос оптимальной настройки технологической линии производства. Анализ процессов приготовления сахарных кондитерских изделий показывает, что эти производства, как многие другие пищевые производства продукции, имеют в основном последовательную структуру. Во многом совпадают и важнейшие задачи автоматического управления на основных стадиях технологического процесса, таких как подготовка компонентов заданного состава и в необходимом количестве, обеспечение заданных технологических режимов посредством автоматического регулирования основных параметром процесса и т.д.
Содержание

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. ………..4 1. Автоматизация технологического процесса приготовления карамельной массы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …….…7 2. Технические и программные средства управления технологическими процессами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …….18 3. Выбор критериев качества управления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …………...38 4. Условия устойчивости (робастности) управления для систем с ПИ регуляторами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ………46 5. Расчет динамических характеристик системы управления температурой карамельной массы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……..53 6. Безопасность и экологичность проекта………………………………..……60 6.1 Характеристика условий эксплуатации автоматизированной системы управления температурой карамельной массы. .....………….……..60 6.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации проектируемого оборудова-ния………………………………….61 6.3. Экологичность проекта…………………………………………………...70 7. Экономический расчет …..…………………………………………………...71 8. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. …………..83 9. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …………….84
Список литературы

1. М. М. Благовещенская, Л. А. Злобин. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Издательство: Высшая школа. 2013. 2. Гданский Н.И., Гончаров А.В. Рекомендации по подготовке к итоговой государственной аттестации выпускников/ Методическое пособие для студентов специальности 15.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ), 2018 3. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Программирование промышленных контроллеров/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2016 4. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Диагностика и надежность автоматизированных систем/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2016 5. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Программирование логических контроллеров/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2016 6. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Си-стемы реального времени/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2016 7. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Рас-пределенные системы управления/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2016 8. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Адаптивное и робастное управление/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2016 9. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Адаптивные системы/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2016 10. Основы теории автоматического управления. Рабочая программа, методические указания, задания на контрольные работы и курсовой проект для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04. – М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2016. 11. Дипломное проектирование / Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. Методические указания по выполнению дипломного проекта для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04 всех форм обучения. – М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2016. 12. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Робототехнические системы и комплексы. Рабочая программа, методические указания, задания на контрольные работы и курсовой проект для студентов специальности 27.03.04, 15.03.04 заочной формы обучения. – М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2016. 13. Гончаров А.В., Солдатов В.В. Применение парадигм интеллектуального управления при решении «открытых задач» автоматизации. – М.: ПРОБЕЛ-2000. 14. Солдатов В.В., Шавров А.В., Герасенков А.А. Технические средства автоматизации. – М.: Изд-во Рос. гос. агр. заоч. ун-та, 2004. 15. Шавров А.В., Солдатов В.В. Многокритериальное управление в условиях статистической неопределенности. - М.: Машиностроение, 2010. 16. Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. – СПб.: Невский диалект, 2011. 17. Пикина Г.А., Верховский А.В. Об одном методе расчёта оптимальных настроек типовых регуляторов // Теория и практика построения и функционирования АСУ ТП: Сб. науч. тр. – М.: Изд-во МЭИ, 1998. 18. Герасенков А.А. Построение дискретных схем управления электроприводами. – М.: Изд-во Московского государственного агроинженерного университета им. В.П.Горячкина, 1999. 19. Егупов Н.Д., Пупков К.А. (Ред.). Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 томах. Том 1. Методы современной теории автоматического управления. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана 2004. 20. Егупов Н.Д., Пупков К.А. (Ред.). Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 томах. Том 2. Методы современной теории автоматического управления. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана 2004. 21. Егупов Н.Д., Пупков К.А. (Ред.). Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 томах. Том 3. Методы современной теории автоматического управления. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана 2004. 22. В.И. Коробко. Теория управления. Электронный учебник. Разработчик: Юнити-Дана, 2010. 23. Б. В. Шандров, А. Д. Чудаков. Технические средства автоматизации. Издательство: Академия, 2010 24. Е. И. Юревич. Основы робототехники. Издательство: БХВ-Петербург, 2010. 25. Агафонова Н.А., Таламанов С.А., Тверской Ю.С. Анализ промышленных методик идентификации на основе критерия минимума дисперсии частотных характеристик. // Автоматика и телемеханика.– 1998. – № 6. – С. 117 – 129. 26. Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. – М.: Высш. шк., 1989. – 263 с. 27. Александровский Н.М., Егоров С.В., Кузин Р.Е. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами. – М.: Энергия, 1973. – 440 с. 28. Бесекерский В.А., Изранцев В.В. Системы автоматического управления с микроЭВМ. – М.: Наука, 1987. – 320 с. 29. Бесекерский В. А., Небылов А. В. Робастные системы автоматического управления. – М.: Наука, 1983. – 240 с. 30. Бесекерский В.А., Попов В.П. Теория автоматического регулирования. – М.: Наука, 1972. – 768 с. 31. Солдатов В.В., Юдин А.А., Гончаров А.В. Оптимизация линейных робастных систем // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. № 8. – С. 11 – 13. 32. Солдатов В.В., Гончаров А.В. Выбор значения показателя колебательности при оптимизации систем в условиях статистической неопределенности. / Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. Научный журнал № 1 (6). – М.: РГАЗУ, 2006. – С. 226 – 227. 33. Солдатов В.В., Гончаров А.В. Идентификация нелинейных систем с использованием нечеткого логического вывода // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». Агроинженерия. Научный журнал. Выпуск №3(28) /2008. – С. 76 – 80. 34. Солдатов В.В., Гончаров А.В. Математическое моделирование и оптимизация теплообменников // Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». Агроинженерия. Научный журнал. Выпуск №4(29) /2008. – С. 53 – 56. 35. Гончаров А.В., Хисамов Р.Н. Лабораторный мультиканальный стенд для обучения студентов методам построения АСУТП // Информатизация образования и науки. Выпуск №3 (7)/ /2010. – С. 107-118. 36. Гончаров А.В., Хисамов Р.Н. Обучение студентов решению «открытых задач» на основе парадигм управления //Вестник Российской академии образования. Выпуск №2 (50) /2010. – С. 45-47.
Отрывок из работы

1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАРАМЕЛЬНОЙ МАССЫ Для получения карамельной массы широко используется двухступен-чатая технологическая схема, включающая стадии приготовления и увари-вания сиропа. В схеме автоматизации уваривания карамельной масс для приготовления карамельного сиропа очищенный от ферропримесей сахар-песок поступает через дозатор I в смеситель V. В этот же смеситель из ре-цептурных сборников II, III, IV поступают патока, инвертный сироп и водопроводная вода. Патока предварительно подо¬гревается до температуры 70 °С. В смесителе V, снабженном паровой рубашкой, происходит перемешивание компонентов и частичное растворение сахара-песка. Концентрация сухих ве¬ществ в сиропе 84—88 %. Для более интенсивного растворения компонентов непосредственно в смеситель вводят пар постоянно¬го давления. При непрерывном перемешивании сироп прогревает¬ся до температуры 130—150 °С. Приготовленный таким образом сироп поступает на дальнейшее уваривание в змеевик вакуум-ап¬парата IX. Из змеевика увариваемый полуфабрикат подается в вакуум-камеру VI, где заканчивается приготовление карамельной массы путем подачи вакуум-насосом VIII вто-ричного пара из конденсатора смешения VII. Схема автоматизации решает следующие основные задачи: обеспече-ние заданного состава карамельной массы; приготовле¬ние сахарного сиропа в количестве, необходимом для кара¬мельного производства. Для управления ТП используется комп¬лекс электрических агрегатных средств контроля и регулирова¬ния (АСКР) ГСП.
Условия покупки ?
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Технология продовольственных продуктов и товаров, 4 страницы
150 руб.
Дипломная работа, Технология продовольственных продуктов и товаров, 6 страниц
150 руб.
Дипломная работа, Технология продовольственных продуктов и товаров, 49 страниц
1000 руб.
Дипломная работа, Технология продовольственных продуктов и товаров, 54 страницы
1500 руб.
Дипломная работа, Технология продовольственных продуктов и товаров, 78 страниц
1800 руб.
Служба поддержки сервиса
+7 (499) 346-70-XX
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg