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, АВТОМАТИКА И УПРАВЛЕНИЕ

Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом производства мучных кондитерских изделий (на примере производства вафель)

rock_legenda 1725 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 69 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 06.02.2022
Тема данной дипломной работы-разработка автоматизированной линии по производству вафель. Было проведено исследование, которое позволило сделать технико-экономическое обоснование и определить целесообразность создания автоматизированной линии на базе контроллеров SIEMENS. В ходе работы были решены вопросы выбора контроллера, датчиков, а также были разработаны схемы линии. Были решены вопросы безопасной эксплуатации линии и охраны окружающей среды. Данная дипломная работа содержит 70 страниц текста, 12 рисунков, 6 таблиц, 5 чертежей, выполненных при помощи программы SPlan. Список литературы включает в себя 27 наименований литературы и 7 интернет-источников. Порядок формирования пояснительной записки: Титульный лист Задание Аннотация Содержание Введение Основная часть, включающая 4 главы Заключение Список, использовавшийся литературы
Введение

Автоматизация технологических процессов- совокупность методов и средств, направленных на реализацию системы, позволяющей осуществлять управление технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо с его минимальным участием. Автоматизация-важнейшее средство, позволяющие повысить показатели производительности труда, экономические показатели и сократить расходы энергии и материалов, а также улучшить качество, выпускаемой продукции. Сейчас все большее значение приобретает степень автоматизации на предприятиях пищевой промышленности и предприятиях агропромышленного комплекса. Выпуск кондитерских изделий требует большого количества сложного, высокоточного оборудования, которое менее востребовано на смежных производствах. В кондитерской промышленности успешно применяются и постоянно совершенствуются поточно-механизированные линии производства различной продукции (конфеты, пастила, печенье). Многие виды производства, например, производство карамели, механизированы на всех этапах, от поступления сырья до упаковки готовой продукции в потребительскую тару. Внедрение высокопроизводительных агрегатов и механизированных поточных линий в предприятия кондитерской промышленности позволяет повысить эффективность производства: увеличить производительность труда, механизировать трудоемкие процессы, требующие большого участия человека, уменьшить производственные площади, сократить потерю сырья, минимизировать использование промежуточной тары в значительной степени улучшить санитарно-гигиенические условия на производстве. В XX веке на всех предприятиях использовался релейно-контактный принцип автоматизации. Такой принцип не отвечает сегодняшним требованиям и стандартам, как производственным, так и требованиям безопасности. Технические возможности многих аппаратных средств, установленных на предприятии ранее (электронные мосты КСМ3, логометры Ш69000, вторичные приборы ДИСК-250, сигнализаторы уровня ЭРСУ-3 и ESP-50), а также их состояние, оценивается как неудовлетворительное. Известны случаи, когда старые приборы, установленные на предприятии, ранее входят в конфликт с новыми, более совершенными, установленными приборами. Постоянное увеличение объемов производства, изменения технологических процессов, связанное с увеличением ассортимента выпускаемой предприятием продукции, приводит к тому, что морально устаревшее оборудование не справляется со ставящимися перед ним задачами и перестает удовлетворять потребности предприятия. Чтобы решить данную проблему, необходимо проводить модернизацию линий производства, заменять морально устаревшее оборудование на современное, отвечающие всем требования и стандартам отрасли и предприятия. Заменив устаревшее оборудование, мы повышаем эффективность производства, минимизируем ручной труд и увеличиваем срок эксплуатации технологической линии, а также снижаем расходы, связанные с обслуживание и ремонтом старых аппаратов и механизмов. Исходя из вышесказанного, замена старых релейных схем на современный программируемый логический контроллер (ПЛК), является целесообразны
Содержание

Оглавление ВВЕДЕНИЕ 5 ГЛАВА 1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 7 ГЛАВА 2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 10 2.1.Характеристика продукции 10 2.2.Стадии технологического процесса 11 2.3 Описание технологического процесса производства вафель 12 2.4 Описание системы автоматизации производства вафель 16 2.5 Обзор и выбор современных микропроцессорных средств 18 2.6 Описание датчиков 22 2.7 Микроконтроллеры S7 - семейства микроконтроллеров SIEMENS 28 2.8 Структура автоматизированной системы управления 31 ГЛАВА 3. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 43 3.1 Анализ вредных и опасных факторов 43 3.2 Техника безопасности при работе с линией 45 3.3.Ограждение опасных объектов 48 3.4 Пожарная безопасность 49 3.5 Освещение и вентиляция 50 3.6 Электробезопасность 51 3.7 Безопасность в условиях чрезвычайных ситуациях 51 3.8 Мероприятия по охране окружающей среды 53 ГЛАВА 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 55 4.1 Составление плана-графика проектирования системы 55 4.2 Расчет проектных затрат 56 4.3 Расчет затрат на изготовление системы 58 4.4 Расчет текущих затрат 60 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 67
Список литературы

1) Драгилев А. И., Сезанаев Я. М. Оборудование для производства сахарных кондитерских изделий. – М.: Колос, 1998. 2) Антипов С.В., Панфилов В.А., Кретов И.Т. - Машины и аппараты пищевых производств. В двух томах , – М.: Высшая школа, 2001. 3) 6. Лурье И.С. Технохимический контроль сырья в кондитерском производстве. – М.: Агропромиздат, 1987 4) Маршалкин Г.А. Технологическое оборудование кондитерских фабрик. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 5) Проектирование систем автоматизации технологических процесс¬ов: Справочное пособие/ Клюев А.С., Глазов Б.В . Под ред. Клюева А.С. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 6) Ситников Е.Д. Практикум по технологическому оборудованию – М.: Агропромиздат,1989. 7) Трегуб В.Г., Ладанюк А.П. Проектирование. Монтаж и эксплуатация систем автоматизации пищевых производств. –М.6 Ле гкая и пищевая промышленность 1981. -352 с 8) Техника чтения схем автоматического управления и техноло¬гического контроля/ А.С. Клюев, Б.В. Глазов, М.Б. Мидин, С.А. Клюев; под ред. А.С. Клюева. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиз¬дат, 1991. 9) Ситдиков Р.З. «Гигиеническая оценка условий труда и разработка медико-профилактических мероприятий для сохранения здоровья работников пищевой промышленности (на примере кондитерской фабрики)» Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Н. Новгород - 2014 10) Охрана труда в пищевой промышленности. В.С.Никитин, Ю.М.Бурашников, А.И.Агафонов. – М.: Колос, 1996. – 255с.: ил. (Учебник и учебные пособия для студентов ). 11) 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. 12) 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. 13) Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. – СПб.: Невский диалект, 2011. 14) Шавров А.В., Солдатов В.В. Многокритериальное управление в условиях статистической неопределенности. - М.: Машиностроение, 2010. 15) 21. 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 16) Гончаров А.В., Стоякова К.Л., Ибраев Р.Р., Бесфамильная Е.М - Системы реального времени/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2017 17) М. М. Благовещенская, Л. А. Злобин. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Издательство: Высшая школа. 2013. 18) Гончаров А.В., Стоякова К.Л., Ибраев Р.Р., Бесфамильная Е.М. Рекомендации по подготовке к итоговой государственной аттестации выпускников/ Методическое пособие для студентов специальности 27.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2017 19) Абдуллин, Э., Б. Автоматизация координатных измерений в машиностроении: Учебное пособие / Э. Б. Абдуллин. - СПб.: Лань, 2016. - 160 c. 20) езменов, В.С. Автоматизация процессов дозирования жидкостей в условиях малых производств / В.С. Безменов, В.А. Ефремов, В.В. Руднев. - М.: Ленанд, 2010. - 216 c. 21) Мартяков, А.И. Автоматизация технологических процессов и производств. Основы профессиональной деятельности / А.И. Мартяков. - М.: МГИУ, 2010. - 384 c. 22) Беляков, Г.И. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда в 2 т. Т.1: Учебник для академического бакалавриата / Г.И. Беляков. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 404 c. 23) Бурашников, Ю.М. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда на предприятиях пищевых производств: Учебник / Ю.М. Бурашников, А.С. Максимов. - СПб.: Лань, 2017. - 496 c. 24) Борисов Е. Ф., Петров А. А., Березкина Т. Е. Экономика. Учебник для бакалавров. М.: Проспект. 2020. 272 с. 25) аранина, Е.В., Круглова, Н.В. Механизм оценки эффективности финансово-хозяйственной деятельности предприятия с позиции стратегического управления [Текст] / ВГУСШ Москва, 2019 г. 26) Савицкая, Г.В. Комплексный анализ хозяйственной деятельности предприятия: учебник [Текст]/Г. В. Савицкая. -6-е изд.; перераб. и доп. -М.: Инфра-М, 2018. 27) Шеремет, А.Д. Методика финансового анализа [Текст]/А.Д. Шеремет, Р.С. Улин, Е.В. Негашев. -М.: ИНФРА-М, 2018. -208 с. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫ ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСОВ 1) https://mall.industry.siemens.com/mall/ru/ru/Catalog/Products/1000000 2) https://new.siemens.com/ru/ru/produkty/avtomatizacia/industry-software/automation-software/tia-portal/programmnoe-obespechenie.html 3) https://asutp.ru/ 4) https://owen.ru/ 5) https://meyertec.owen.ru/catalog/ustrojstva_upravleniya/6=32 6) https://automation-system.ru/ 7) http://npoasutp.ru/
Отрывок из работы

ГЛАВА 1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ Перед тем как приступить к разработке автоматизированной линии, необходимо провести анализ технологического процесса и оборудования, а также провести анализ уже существующих методов и средств решения поставленной задачи. В настоящее время на кондитерских предприятиях для производства вафель используют поточно-механизированные линии. Тем не менее многие операции выполняются вручную. Принимая во внимание сказанное в введении, мы можем сказать, что задача по автоматизации производства с каждым днем становится все более актуальной. Постоянно возрастающая конкуренция, сокращение расходов на электроэнергию, в условиях постоянно растущих цен на энергоносители, являются серьезными аргументами в пользу внедрения автоматизации, ведь, как показывает практика внедрение автоматизированных линий и оптимизация производства может существенно сократить годовые затраты предприятия. Так же важным фактором является, что устаревшие агрегаты и автоматика часто не в состоянии обеспечить защиту оборудование и безопасность персоналу, в случае возникновения аварийных ситуаций. Последствия возникновения аварийных ситуации могут быть самыми разными: от небольших затрат на ремонт оборудования или производственных помещений до многомиллионных убытков или тюремных сроков. Повышение эффективности производства, улучшение качества и минимизация ручного труда требуют автоматизации как минимум основных этапов производства вафель. Данная работа посвящена решению выше поставленных вопросов. Дальнейшее развитие производства, может быть, достигнуто или за счет внедрения комплексной автоматизации производственных процессов, или путем поиска совершенно новых типов сырья и материалов. Лучшем решением в настоящий момент все же является внедрение АСУ ТП и современного технологического оборудования, которое позволит максимально использовать потенциал систем управления, вместо устаревших систем. Такой подход является целесообразным и оправданным по объему затрат на реализацию и по показателям эффективности (снижение аварийности, экономия энергоресурсов, экономия сырья, более рациональное использование производственного оборудования. Так же становится возможна реализация большого количества экологических мероприятий и общее повышение производственной культуры. Задача данного проекта-разработка автоматизированной системы по производству вафель на базе микропроцессорной техники. Система контроллеров на базе контроллера SIMATIC S7-1500 позволит: -обеспечить безопасность обслуживания и работы линии, используя систему блокировок -исключить несанкционированный доступ персонала к работающей линии, при помощи установки кодов доступа на контроллере -создавать и сохранять архивы аварийных ситуаций, для дальнейшего анализа, а также времени работы -управлять процессом, исключить ошибки, допускаемые персоналом. Система будет состоять из наилучших образцов высоконадежной аппаратуры, позволяющей минимизировать техническое обслуживание с максимально необходимым функционалом управления. Исходя из вышесказанного, разработка автоматизированной линии производства вафель для исключения негативного влияния человеческого фактора, оптимизации производства, улучшения производственных и экономических показателей, а также минимизации риска возникновения аварийных ситуаций, представляется вполне обоснованной. ГЛАВА 2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 2.1. Характеристика продукции Слово вафли произошли от немецкого слова «wafla»-ячейка либо сота. Вафли — это сухое печенье, с характерным рельефным рисунком на поверхности, с различными видами начинок. Вафли — это мучные кондитерские изделия, состоящие из тонких выпеченных листов, прослоенных начинкой либо без нее. Вафельные листы-составные части вафель, а также вафельных тортов и конфет. Так же вафельные стаканчики и листы используют для производства мороженного. Состав вафельных листов, следующий (может несущественно отличатся в зависимости от предприятия): мука пшеничная, вода питьевая, сода, соль, масло растительное, лецитин. Для начинки (прослойки) применяют различные фруктовые, шоколадные, жировые начинки, а также лецитин, сахарную пудру, вафельную крошку и вкусовые добавки (лимонная кислота, эссенции), а также красители. 2.2. Стадии технологического процесса Технологический процесс производства вафель делится на следующие основные этапы: -подготовка сырья к производству: бестарное хранение, просеивание, смешивание, дозирование муки; подготовка воды; приготовление водяного раствора соли и соды, смешивание лецитина и растительного масла для последующего приготовления из них концентрата эмульсии для теста; измельчение сахарного песка и вафельных обрезков; приготовление водяного раствора смеси эссенции и лимонной кислоты, смеси жира и лецитина и дальнейшего приготовления из этих компонентов эмульсии для начинки; -приготовление вафельного теста: дозирование муки, воды и концентрированной эмульсии; замес теста; -приготовление начинки: дозирование жира, сахарной пудры и эмульсии; замес начинки; -дозирование теста, порционная отливка теста в формы, выпечка вафельных листов; -охлаждение вафельных листов; -приготовление вафельных блоков: намазывание вафельных листов начинкой, укладка листов с начинкой друг на друга послойно, формирование вафельных блоков; -охлаждение вафельных блоков; -нарезка вафельных блоков; -упаковка вафель в потребительскую тару; -маркировка тары; -складирование, хранение и транспортировка готовой продукции. 2.3 Описание технологического процесса производства вафель Процесс приготовления теста происходить непрерывным способом, путем предварительного приготовления эмульсий из всех рецептурных компонентов, кроме муки, и дальнейшего смешивания эмульсии с мукой. Рисунок 1-блок-схема производства вафель Рисунок 2- Технологическая схема производства вафель Приготовление эмульсии происходит следующим образом: в эмульсатор (22) периодического действия с Т-образными лопастями с частотой вращения 270 мин-1 загружают желток или меланж, предварительно разведя его в воде в соотношении 1:1, далее загружают растительное масло, пищевые фосфадиты, соду в виде 7,5% раствора, соль и смешивают в течении 10-15 минут. Далее, к полученной из бака-распределителя (4) через кран (5) при помощи порционного дозатора (6) добавляют примерно 5% от общего необходимого количества воды, которая идет на замес теста, затем перемешивают еще 5 минут. Полученный концентрат эмульсии подают с помощью насоса (21) пропуская через фильтр (20) в расходную емкость (12) с мешалкой, откуда она поступает в бачок постоянного уровня (19). Бачок позволяет обеспечить стабильный напор на линии всасывания плунжерного насоса-дозатора (18), который направляет эмульсию в гомогенизатор (11). В гомогенизаторе, при интенсивном перемешивании, в небольшом объеме, концентрированная эмульсия смешивается с оставшимися 95% воды, которая подается из дозатора непрерывного действия (3). Далее, после гомогенизатора (11), разбавленная водой эмульсия, непрерывно поступает в вибрационный смеситель (17), туда же из бункера (1) дозатором (2) непрерывно подается просеянная мука. При непрерывном, интенсивном смешивании муки с разбавленной эмульсией, при единовременном воздействии направленных вибрационных колебаний, что позволяет значительно ускорить приготовление теста. Далее, готовое тесто из приемного бочка смесителя, при помощи насоса проходит процесс процеживания, и, проходя через фильтр попадает в расходный бачок вафельной печи (28). Температура готового теста не должна превышать 20°С, а влажность должна составлять 58-65%. Затем, путем отливки заранее заданной порции теста в формы печи, происходит формирование вафельных листов. Тесто заполняет полость формы толщиной 2-3мм между плитами формы. Путем удаления влаги в процессе выпечки происходит стабилизация формы листа. Температура внутри печи при выпекании составляет 170-210 °С, процесс выпекания длится 2-3 минуты, влажность выпеченного листа не должна превышать 0,7-1,3%, масса листа, в среднем 48-52г. Затем из печи (28) листы попадают на платформы конвейера (29), где происходит процесс охлаждения до температуры окружающего воздуха, затем листы попадают в намазывающую машину (30) Непрерывное приготовление начинки происходит следующим образом: Обрезки вафель измельчают в меланжере (27), далее в пятивалковой мельнице (26), полученная вафельная крошка подается дозатором (25) в смеситель (24), туда же, из темперирующей машины (9), подают при помощи дозатора (1) растопленный жир, в приемную воронку смесителя (24) попадают растворы красителя, эссенции и лимонной кислоты. В результате получается пастообразная эмульсия, которую при помощи насоса подают в дозатор (14), а затем эмульсия попадает в вибросмеситель (23). Жир в блоках подается в темперирующую машину (9), далее, после перевода в жидкое состояние большая часть жира, через сетчатый фильтр (16), непрерывно подается в охладитель (15). Из-за охлаждения до 20-23 °С и механической обработке жир становится сметанообразным и приобретает большое количество центров кристаллизации и непрерывно загружается в вибросмеситель (23). Сахарный песок подается дозатором (8) из бункера (7) в микромельницу (13), оттуда, в виде пудры направляется в вибросмеситель (23). Результатом интенсивной обработки рецептурных компонентов, перечисленных выше, является пышная, взбитая жировая начинка, которая при помощи насоса подается через сетчатый фильтр в приемную воронку намазывающей машины (30). В намазывающей машине, с помощью намазывающих механизмов, на листы наносят слой начинки, далее, после укладки листов с начинкой в стопки образуются многослойный вафельные пласты. На выходе из машины (30) пласты попадают на платформы охлаждающего аппарата (31), далее штабелер (32) укладывает пласты в стопки. Далее, с помощью резальной машины (33), платы разрезают на готовые изделия. Финальным этапом является упаковка. При помощи заверточной машины (34), вафли упаковывают в потребительскую тару (пачки либо пакеты), которые затем упаковывают в гофрокороба, которые заклеивает машина (35). Готовую продукцию отправляют на склад. 2.4 Описание системы автоматизации производства вафель Основным техническим документом, определяющим объем автоматизации, а также функциональную структуру технологических установок и агрегатов объекта автоматизации-функциональная схема автоматизации (ФСА). (Рис 2) ? Чертеж 1 предусматривает: -контроль верхнего и нижнего уровней емкостей с мукой. Сигнал датчика 1-1 и датчика 1-2 по адресам 1 и 2 поступает на регулятор-сигнализатор уровня 1-3. По достижению верхней или нижней границы включаются лампочки HL-1 и HL-2. -контроль верхней и нижней границ уровней в бачке постоянного уровня происходит по адресам 3 и 4. Сигналы от датчиков 2-1 и 2-2 подаются на регулятор-сигнализатор уровня 2-3. По достижению верхнего или нижнего уровней включаются лампочки HL-3 и HL-4. -по адресам 5 и 6 осуществляется контроль уровня воды в баке-распределителе воды -контроль уровня сахара-песка в дозаторе осуществляется по адресам 7 и 8. -по адресу 9 осуществляется контроль и регистрация температуры в сборнике жира. Сигнал датчика 5-1 поступает на вторичный прибор 5-2, который предоставляет и регистрирует информацию о температуре -в охладителе контроль и регистрация температуры осуществляется по адресу 10. Сигнал датчика 6-1 поступает на вторичный прибор 6-2, который также как и прибор 5-2, предоставляет информацию и регистрирует информацию о температуре. -в зоне печи контроль и регистрация температуры, осуществляется по адресам 11 и 12 -на охлаждающем конвейере регистрация и контроль температуры осуществляется по адресу 13 -контроль и регистрация температуры в аппарате охлаждения осуществляется по адресу 14 -управление приводами осуществляется по адресам 15-29: адрес 15-привод дозатора адрес 16- приводом дозатора непрерывного действия адрес 17- вибрационным смесителем адрес 18- приводом плунжерным насосом-дозатором адрес 19- приводом насоса подачи эмульсии адрес 20 и 21- приводом смесителя адрес 22 и 23- приводом насоса адрес 27- приводом намазывающей машины адрес 28- приводом охлаждающего аппарата адрес 29- приводом заверточной машины. 2.5 Обзор и выбор современных микропроцессорных средств Общие положения Выбирая промышленный контроллер, в основном, требуется обращать внимание не на превосходство какой-либо одной характеристики, а определенная оценка, которая позволит сравнить ПЛК по совокупности свойств и характеристик. Отталкиваясь от поставленной задачи, можно сформулировать некий список показателей, которыми можно руководствоваться при выборе ПЛК, хотя это и вызывает некоторые затруднения. Тем не менее, критерии оценки можно разделить на три основные группы: -технические характеристики -эксплуатационные характеристики -потребительские свойства
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, Автоматика и управление, 65 страниц
1500 руб.
Дипломная работа, Автоматика и управление, 70 страниц
2000 руб.
Дипломная работа, Автоматика и управление, 98 страниц
1800 руб.
Дипломная работа, Автоматика и управление, 109 страниц
2000 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