Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гродненский государственный аграрный университет»

Специальность: 1-49 01 01 «Технология хранения и переработки пищевого растительного сырья»

Кафедра технического обеспечения производства и переработки продукции животноводства

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе на тему: «Автоматизация процесса измельчения зерна»

Работу выполнила

студентка 2 гр. 4 курса

А.Д. Ленева

Реферат

Темой курсовой работы является рассмотрение автоматизации процесса измельчения зерна. Автоматизация - одно из основных направлений научно-технического прогресса, которое предусматривает применение технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека (полностью или частично) от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации.

Автоматизация, автоматизируемый технологический процесс, система автоматического управления, объект управления, объект регулирования, регулятор, автоматическая система управления технологическими процессами, измеряющие параметры, контролируемые параметры, установившийся режим (статический), датчик.

Целью данной работы является анализ системы автоматического регулирования процесса измельчения зерна, теоретическая разработка внедрение более совершенных технологий в производстве с целью повышение производительности труда, большего выхода продукции улучшенного качества. Применение автоматизированных процессов должно вести к экономному и наиболее рациональному использованию материальных ресурсов, к повышению эффективности средств труда.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач: описание систем автоматизации технологического процесса измельчения зерна, принципов их построения и функционирования; рассмотрение принципов действия и областей применения наиболее распространенных средств и систем автоматики; проведение анализа свойств технологических объектов управления; анализа наиболее распространенных схем автоматизации измельчения зерна.

В первом разделе описан технологический процесс измельчения зерна, машины и механизмы, применяемые при его автоматизации.

Во втором разделе произведено описание структурной схемы автоматизации зерна.

В третьем разделе проведен анализ САР: проверена система на устойчивость по двум критериям - Гурвица и Найквиста, определен запас устойчивости системы, оценено качество управления системы.

В четвертом разделе рассматриваются вопросы безопасности жизнедеятельности при организации данного технологического процесса.

Содержание

Введение

1. Описание и анализ технологического процесса

2. Выбор и обоснование датчиков

3. Описание структурной схемы автоматизации

4. Анализ САР

4.1 Передаточная функция САР

4.2 Анализ устойчивости системы

4.3 Качество управления системы

5. Безопасность жизнедеятельности

Заключение

Литература

Введение

Задачи автоматизации состоят в осуществлении управления различными технологическими процессами. Технологическим процессом называется последовательная смена во времени, состояний комплекса производственного оборудования, материальных и шергетических потоков, способов обработки или переработки сырья, полупродуктов, направленных на изготовление новых видов продукции (изделия). Технологические процессы пищевой промышленности можно разделить на следующие виды, различающиеся физической природой, конструктивным оформлением, способом управления и т. д.: процессы переработки различных материалов, происходящие в соответствии с законами материального и энергетического баланса.

Конечная цель этих процессов -- выработка готовой продукции, создание различных смесей, изделий, полупродуктов и продуктов потребления; транспортные процессы--процессы движения конвейеров, норий, подъемников, пневмотранспорта, насосов, компрессоров и других технических средств, перемещающих в пространстве сырье, полупродукты, готовую продукцию, жидкости и газы. Конечная цель процессов -- правильное адресование сырья, полупродуктов и готовой продукции, создающее основу автоматизации всего технологического процесса и складского хозяйства в широком смысле, и учет запасов; энергетические процессы -- процессы выработки, преобразования передачи различных видов энергии; процессы сбора, обработки и передачи информации -- множество физических факторов, в сочетании являющихся условными символами, соответствующими определенным понятиям или явлениям.

Внедрение систем автоматики в технологический процесс измельчения зерна является увеличение производительности оборудования, уменьшения человеческого труда. Применение автоматизированных процессов ведет к экономному и наиболее рациональному использованию материальных ресурсов, к повышению эффективности средств труда, улучшение качество продукции.

Целью данной работы является анализ системы автоматического регулирования технологического процесса измельчения зерна, описание структурной схемы автоматизации.

1. Описание и анализ технологического процесса

Измельчение зерна - одно из самых древних занятий человека. Этот процесс прошел путь в б тыс. лет от первобытных зернотерок и ступок до современного автоматизированного оборудования мукомольных заводов.

Развитие внутренней и международной торговли в начале ХУIII в. при Петре 1 привело к появлению товарных мельниц. Мельницы, работавшие исключительно для местного сбыта, постепенно стали уступать приоритет товарным.

У истоков товарного мукомолья стояли российские купцы и промышленники. Так, в 2008 г. отметили 160-летний юбилей со дня основания в Ярославле и в 2009 г. - 130 лет в Нижнем Новгороде мельницы, которые оснащены современными техникой и технологией. В ХIХ в. мукомолы успешно выходили на европейский рынок с высококачественной мукой более 10 различных сортов.По переписи 1903 г., в России работало 30 тыс. мельниц, в том числе 1850 - товарные паровые, остальные - ветряные, водяные и прочие.

Техническая оснащенность мукомольной промышленности за годы ее развития претерпевала существенные изменения. К началу 70-х годов ХХ в. в России возникла острая необходимость модернизации мукомольной промышленности. Важную роль в выполнении этой задачи в 1980-2000 гг. и в настоящее время сыграло тесное научно-техническое и коммерческое сотрудничество с мировым лидером по производству мукомольного оборудования - швейцарским концерном Бюлер АГ».

Процессы измельчения играют важную роль во многих пищевых производствах. Основные закономерности процессов измельчения рассмотрим на примере процесса помола зерна в сортовую муку.

Размольное отделение мельницы, в котором происходит окончательная переработка очищенного и подготовленного к помолу зерна в муку, представляет собой сложную совокупность целого ряда процессов:

· драной процесс - первичное дробление (вальцовые станки) и сортирование по размерам (рассевы);

· сортировочный процесс - повторное просеивание (рассевы);

· процесс обогащения - просеивание на ситах в восходящем потоке воздуха (ситовеечные машины);

· шлифовочный процесс - отделение оболочек от крупок (вальцовые станки);

· размольный процесс - тонкое измельчение (вальцовые станки) и сортирование по размерам (рассевы);

· вымольный процесс - извлечение муки из отрубей (вымольные машины, виброцентрофугалы).

Самый главный и важный процесс размола зерна, является размольный. Данный этап переработки осуществляется на вальцовых станках. В абсолютном большинстве случаев устройство вальцовых станков одинаково, различаются лишь конструкции их отдельных узлов. Рабочими органами вальцового станка являются два горизонтально расположенных цилиндрических вальца с рифленой или шероховатой поверхностью и вращающихся с разными окружными скоростями навстречу друг другу. В зависимости от вида измельчаемого продукта и требований к операции измельчения на данном участке технологической схемы применяют различные геометрические, кинематические и нагрузочные параметры вальцов. Для получения муки с лучшими показателями белизны и зольности на размольных и шлифовочных системах используют вальцы с микрошероховатой поверхностью. Такой рельеф поверхности вальцов получают электроэрозионным или абразивным способом.

На эффективность измельчения (количество и качество измельченных продуктов, энергоемкость) большое влияние оказывает величина удельной нагрузки на вальцы, т.е. количество продукта, поступающего на 1 см длины парноработающих вальцов в сутки. В мукомольной промышленности получили распространение следующие вальцовые станки: ЗМ2, БВ2, МВ, МВП, А1-БЗН и др. [2] Рассмотрим схему вальцового станка ЗМ2 на рисунке 2.

Рисунок 1 . Общий вид ЗМ2: 1 - станина; 2 - аспирационное устройство; 3 - медленновращающийся валец; 4 - распределительный валик; 5 - дозирующий валик; 6,13,14,21 - рычаги ; 7 - секторная заслонка; 8 - регулировочный винт; 9 - планка; 10 - пружина; 11 - датчик питаталя; 12 - питающая труба; 15 - клапан; 16 - винт; 17 - тяга; 18 - серьга; 19 - вал; 20-амортизационная пружина;22-винт; 23-эксцентриковый вал; 24-быстровращающийся валец; 25-щетка.

Система машин для производства муки включает более 100 видов основного и более 80 видов вспомогательного оборудования. По результатам оценки технического уровня на начало ХХI в. (200 1-2002 гг.) 57 видов основного технологического оборудования и 22 вида вспомогательных машин не соответствовало современным мировым достижениям и рекомендованы к снятию с производства.

Отечественные типовые технологические процессы переработки пшеницы в хлебопекарную муку еще отстают от зарубежных аналогов по материалоемкости, удельной энергоемкости, занимаемой площади, расходу воздуха и уровню автоматизации.

Объекты управления процессом сортового помола зерна определяются технологией производства муки. Одним из основных направлений, позволяющих повысить эффективность работы мельницы, является автоматизация управления технологическими процессами. В подготовительном отделении наибольший интерес как объект автоматизации представляет процесс формирования помольных партий. На практике расчет соотношения компонентов в помольной партии зерна производят по одному из показателей этом не всегда удается получить зерновую смесь со стабильными (стекловидное, выходу клейковины, зольности и др.). Такой подход позволяет, в известной мере, рационально использовать имеющееся сырье и стабилизировать его качество, однако при мукомольными и хлебопекарными свойствами.

С целью стабилизации указанных свойств был предложен метод составления зерновой смеси одновременно по трем показателям качества зерна: стекловидное, выходу сырой клейковины и зольности. Показатель «стекловидность» оказывает влияние на процесс подготовки и переработки зерна, выход сырой клейковины--на хлебопекарные свойства муки, выход сырой клейковины и зольность --на качество готовой муки, отвечающей стандарту. Технологические процессы в размольном отделении мельницы в основном осуществляются на трех видах машин: вальцовых станках, рассевах и ситовейках. Из них только вальцовый станок имеет регулирующий орган, позволяющий изменять зазор между вращающимися валками станка. Таким образом, управление процессами в размольном отделении при существующих технологических машинах возможно только изменением режима работы вальцовых станков.

Для правильного течения процессов или наилучшего оптимального прохождения их всеми указанными процессами нужно управлять, т. е. осуществлять определенные воздействия, соответствующие алгоритму управления системы. Техника управления процессами основывается на ряде правил и законов, общих не только для технических устройств, но и для живых организмов и для явлений общественной жизни. Во всех системах имеются управляющие и управляемые составные части, между которыми устанавливаются прямые и обратные связи.

Системой является совокупность происходящих физико-химических процессов и средств для их реализации. В пищевом производстве система включает собственно технологический процесс, машину, аппарат или установку, в которых он происходит, все средства для контроля и управления процессом и связи между ними. Всякая система состоит из взаимосвязанных частей и в определенном смысле представляет собой замкнутое целое. В любой промышленной автоматической системе управления всегда можно выделить две взаимодействующие между собой основные части: объект управления (ОУ) и управляющее устройство (УУ). В случае, когда в системе управления все функции по обработке информации о цели и результатах управления, выработке управляющих воздействий и их передаче на управляющие устройства выполняются без участия человека, система называется автоматической.

Многообразие технологических операций с неприспособленными для управления технологическими машинами, различие свойств и состава помольных партий зерна существенно затрудняют автоматизацию управления процессами, несмотря на то что мельничное производство является высокомеханизированным, поточным и непрерывным.

В размольном отделении объектом автоматизации с точки зрения возможности непрерывного управления процессами прежде всего является драной процесс, который из-за нестабильности в подготовке помольных партий и других эксплуатационных условий носит пульсирующий характер и требует подрегулировки зазоров между валками вальцовых станков.

Другим объектом автоматизации управления является процесс формирования сортов муки, характеризующийся значительными колебаниями параметров готовых сортов муки. По данным ВНИИЗа, относительная неравномерность выходов муки составляет по высшему сорту 16%, по 1 -- 22,6% и по II--35,3%.

Система управления режимом измельчения состоит из следующих элементов: самотека, вальцового станка, пневмоприемника, циклона-разгрузителя, шлюзового затвора, рассева, расходомера, регулятора, задатчика, исполнительного механизма регулирования зазора. Сигнал с расходомера подается в измерительный блок регулятора, где сравнивается с сигналом задатчика; при несоответствии между этими сигналами возникает сигнал рассогласования, который поступает в электронный блок регулятора. Электронный блок усиливает сигнал рассогласования до величины, необходимой для приведения в действие электродвигателя исполнительного механизма.

Автоматические системы можно условно разделить на малые и большие. Малые системы однозначно определяются свойствами процесса и ограничены одним типовым процессом, его внутренними связями, а также особенностями аппаратурного оформления. Большие системы представляют собой совокупность малых систем и отличаются от них количественно и качественно.

Пищевая промышленность благодаря преимуществам серийного производства оказалась в основном подготовленной к автоматизации. Но ряд технологических процессов в связи с часто изменяющимся ассортиментом продукции требует все же довольно частой переналадки оборудования. Поэтому, если для стабильных массовых производств технический прогресс характеризуется созданием крупных систем, способных работать продолжительное время без переналадки, то в случае изменяющегося ассортимента -- созданием систем с широким использованием оборудования с программным управлением.

Вторым классификационным признаком технологических процессов как объектов автоматизации является агрегатное состояние веществ.

Однако признак агрегатного состояния вещества является недостаточным, так как характеризует статическое состояние вещества. О фазовых превращениях, происходящих с веществом в объекте, этот признак сведений не дает. Поэтому необходимым классификационным признаком технологических процессов как объектов автоматизации является характер связей в процессах. По характеру связей различают механические, гидродинамическими тепло- и массообменные без изменения агрегатного состоянии вещества и диффузионные, химические, микробиологические и комбинированные процессы.

2. Выбор и обоснование датчиков

В технологическом процессе измельчения зерна широко применяются датчики уровня, для контроля количества сыпучего вещества по его уровню (показатель объема); поплавковые датчики - линейное перемещение поплавка обеспечивает слежение за уровнем жидкости. Для перемещения уровня сыпучих веществ предусматривают вибрации поплавка. Основными элементами САУ являются чувствительные элементы:

· датчики;

· преобразователи;

· усилители;

· исполнительные механизмы;

· объекты регулирования;

· командоаппараты и элементы защиты.

Для требуемого изменения зазора между вальцами применяется многооборотный исполнительный механизм, разработанный на базе серийного исполнительного механизма ПР-1М.

Исполнительные механизмы пропорционального регулирования типов ПР-М и ПР-1М предназначена для перемещения различных регулирующих органов в системах автоматического регулирования, содержащих статический, астатический или изодромный электрический регулятор. Кроме этого, эти механизмы могут быть использованы в схемах позиционного регулирования и ручного дистанционного управления.

Исполнительные механизмы типа ПР состоят из реверсивного двигателя, редуктора и реостата обратной связи. Исполнительный механизм ПР-1М имеет на выходном валу диск и предназначен для воздействия на поворотный регулирующий орган. Исполнительный механизм ПР-М снабжён диском и штоком, поэтому он может быть применён для воздействия как поворотный регулирующий орган, так и на поступательный, или одновременно на оба. Вручную зазор регулируется штурвалом. Крайние значения зазора ограничены пределами хода исполнительного механизма. Для этого в исполнительном механизме установлены микропереключатели, производящие отключение электродвигателя в крайних положениях.

В процессе подготовки и измельчения зерна в муку широко используются такие датчики, как:

· Датчик скорости

Сигнализатор движения радиоволновый СДР101П (бесконтактный датчик скорости) предназначен для непрерывного контроля (сигнализации) линейного перемещения твердых (сыпучих) сред на лентах транспортеров, перемещения ковшей норий и других подобных механизмов, обнаружения движения потока продукта в самотечном, аэрозольном и пневматическом транспорте, а также сигнализации попадания продукта в воздухопроводы, наличия продукта на конвеерной ленте. Сигнализатор движения может быть использован для своевременного отключения механизмов при их холостой (без продукта) работе в целях экономии электроэнергии.

Основные функции:

- восприятие радиальной, по отношению к направлению излучения, составляющей скорости движения продукта, механизмов или их агрегатов;

- выдача релейного сигнала, соответствующего наличию или отсутствию движения, с задержкой времени включения (выключения);

- задание задержки времени включения и выключения коммутационного элемента относительно момента фиксации наличия (отсутствия) движения;

- световая индикация, отображающая режим работы.

Принцип действия.

Размещенный в приборе передатчик излучает радиоволну с фиксированной частотой в направлении поверхности контролируемого объекта. Частота отраженного от этой поверхности сигнала отличается от излученной, если поверхность движется в пространстве. В результате сложения и детектирования отраженного и излученного сигналов в приемнике выделяется сигнал разностной частоты, пропорциональный линейной скорости движения.

Технические данные:

1. Напряжение питания:+15 ... 27 В или 15 ... 25 В, 50 Гц

2. Потребляемая мощность, не более: 0,8 В*А

3. Диапазон контролируемых скоростей перемещения продукта 0,03 ... 3 м/с

4. Максимальное расстояние до объекта:0,5 м

5. Диапазон установки задержки времени включения и выключения коммутационного элемента от 1 до 120 с

6. Выходной релейный сигнал:

Коммутационная функция переключающий контакт электрическая нагрузка, не более; на переменном токе 0,25 А, 60 В, 0,3 В*А на постоянном токе 0,25 А, 60 В, 0,3 Вт

Условия эксплуатации: Температура окружающей среды -30 °С ... +50 °С относительная влажность до 95% (при 35 °С) вибрационные нагрузки 5 ... 80 Гц, 1 g .Степень защиты обеспечиваемая оболочкой IP65 IP65

· Датчик уровня.

Сигнализатор уровня СУ200И предназначен для контроля предельного уровня воды, щелочей, кислот, нефти и нефтепродуктов, зерна и продуктов его размола, цемента, извести, песка, угля, угольной пыли, а также других жидких и сыпучих сред, в том числе в емкостях, находящихся как под атмосферным, так и под избыточным давлением. Сигнализатор уровня СУ200И в комплекте с двумя датчиками уровня обеспечивает контроль предельного уровня в двух точках.

Принцип действия основан на преобразовании изменения электрической емкости чувствительного элемента (ЧЭ) датчика, вызванного изменением уровня контролируемой среды, в выходной сигнал постоянного тока. Этот сигнал, в свою очередь, используется для управления срабатыванием выходного реле.

В зависимости от типа контролируемой среды и условий измерений могут применятся различные варианты исполнения датчиков уровня ЕС: конструкция, материал и длина ЧЭ, тип присоединительного элемента, термостойкое исполнение.

· Датчик температуры.

Автоматизированная система контроля температуры АСКТ-01 предназначена для измерения температуры зерна в силосах по всей высоте силоса и подачи аварийно-предупредительной сигнализации в случае превышения температурой зерна установленного предельного значения.

Достоинства:

- прогнозирование самосогревания продукта;

- полная автоматизация;

- высокая надежность;

- стабильность и точность измерений;

- низкие затраты на кабельную продукцию;

· Датчик массы.

Микросим-06, мод. М0600, М0601.

Для измерения и преобразования сигналов весоизмерительных тензорезисторных датчиков, вывода полученной информации на встроенное табло индикации в единицах массы с последующей ее передачей через интерфейс к другому оборудованию, используются как комплектующие изделия в весах различного типа, в весоизмерительных устройствах и непосредственно связанных с ними задач управления технологическими процессами на предприятиях промышленности, сельского хозяйства и транспорта. Диапазон измерений входного сигнала, мВ/В, не более -0,05...+2,55;-0,1...+3,1.

Микросим-06КС.

Назначение и функциональные возможности.

Прибор предназначен для работы в составе конвейерных весов и дозаторов непрерывного действия с переменной или постоянной скоростью ленты, служит для автоматического измерения и индикации основных параметров работы конвейерных весов:

- счетчика отгруженной массы;

- текущей производительности;

- времени счета;

- линейной плотности;

- скорости конвейера;

Кроме этого, прибор обеспечивает:

- дистанционную передачу значений текущей производительности (или линейной плотности) в виде сигнала постоянного тока от 4 до 20 мА;

- передачу по последовательному каналу RS485 текущих параметров.

Прибор имеет индикатор, клавиатуру управления, дискретные входы/выходы, разъемы:

- для подключения тензодатчика;

- для подключения датчика скорости конвейерной ленты;

- интерфейс RS485 (для подключения компьютера);

- интерфейс MS-bus (для подключения контроллера непрерывного действия).

· Датчик расхода.

Поточный расходомер зерна серии "Шлейф".

Назначение - Непрерывный контроль массового расхода зерна в падающем потоке.

Применение:

- Датчик применяется в системе автоматического увлажнения зерна "Плаун"

- в системах контроля расхода сыпучих материалов.

Основные технические характеристики:

Диапазон измерения расхода зерна :от 3 до 12.5 т / ч

Относительная погрешность измерения расхода зерна: 2%

Интерфейс связи с компьютером

RS-485.

Напряжение питания: Однофазная сеть перем. тока напряжением от 100 до 250 В, частотой 50 Гц

Потребляемая мощность: Не более 7 Вт

Класс защиты по ГОСТ 14254:IP65

Габаритные размеры: высота 680 мм, ширина: 300 мм глубина 400 мм

Масса:14 кг

Износостойкость элементов датчика, по которым течет зерно:

Не менее 3-х лет при непрерывной эксплуатации. Рабочая температура окружающей среды: -15...+40°С.

измельчение датчик автоматизация

3. Описание структурной схемы автоматизации измельчения зерна

Схема 1.Структурная схема САР ТП:

y₀ - заданный параметр;

y - регулируемый параметр;

f - возмущающее воздействие;

K_y - коэффициент передачи усилительного звена;

К_им - коэффициент передачи исполнительного механизма;

K_ор - коэффициент передачи объекта регулирования;

K_кэ - коэффициент передачи корректирующего звена;

K_ос - коэффициент передачи обратной связи;

- рассогласование между y₀ и y₁;

z₁, z₂- промежуточные значения сигналов;

?₁, ?₂ , ?₃ - постоянные времени;

?₀- время задержки.

Параметры звеньев САР: Ку=12; Ким=1,4; ; Кор=20; ; Кос=1,0; у0=250±5 об/мин.;

4. Анализ САР

Определение коэффициента передачи корректирующего элемента усилителя

В качестве исходных данных здесь необходимо использовать ограничения по статической ошибке САР, заданные для технологического процесса (согласно заданию) как y_{0 ±} ?_y=250±5. При этом следует помнить, что по определению, статическая ошибка равна разности между установившимся значением контролируемого параметра y_уст и его заданным значением y₀, то есть:

?_y = y_уст - y₀ ,

у_уст=250+5=255,

у_уст=250-5=245,

245<у_уст<250.

Значение h(?) характеризует состояние. Между передаточной и переходной характеристиками линейной системы с постоянными параметрами лежит связь, позволяющая утверждать что:

К(0) = h(?).

САР в установившемся режиме, когда все переходные процессы заканчиваются. При t > ? контролируемый параметр y > y_уст. Предположив, что р = 0, выражение для передаточной функции САР, после преобразований имеет вид:

где А = К_У К_ИМ К_ОР=

В = 1+К_ОС К_У К_ИМ К_ОР=.

Если использовать испытательный сигнал в виде y₀ 1(t), то получим переходную характеристику также в виде y₀ h(t). Тогда:

y_уст = y₀ К(0) = y₀ h(?).

Но согласно заданию:

y₀ - ?_y ? y_уст? y₀ + ?_y или y₀ - ?_y ? ? y₀ + ?_y .

В последнем неравенстве неизвестным является параметр К_КЭ , значения которого несложно определить из системы:

(y₀ - ?_y) () ? y₀А _,

(y₀ + ?_y) () ? y₀ А.

4.1 Передаточная функция САР

Так как в системе имеются звенья, охваченные обратной связью, то их заменяют одним эквивалентным звеном. Так для усилителя, входящего в состав САР (рис.1), передаточная функция будет иметь вид:

,

Передаточная функция САР с обратной связью определяет взаимосвязь между регулируемой величиной у(t) и задающим воздействием у_0. В операторной форме эта взаимосвязь описывается передаточной функцией К(р):

где К_п(р) -передаточная функция прямой передачи системы;

К_р(р) -передаточная функция разомкнутой системы;

К_ос(р)-передаточная функция цепи обратной связи.

Согласно схемы САР (рис.2.1):

Передаточная функция цепи обратной связи:

Передаточная функция разомкнутой системы:

К_р(р) =К_ос(р)К_п(р);

4.2 Анализ устойчивости системы

Устойчивость системы - ее способность восстанавливать состояние равновесия после прекращения внешнего воздействия.

Для определения устойчивости САР существуют специальные признаки - критерии устойчивости.

Алгебраический критерий (критерий Гурвица)

Данный критерий основан на анализе коэффициентов характеристического уравнения замкнутой САР:

Согласно критерию Гурвица САР будет устойчива, если все коэффициенты характеристического уравнения n-го порядка положительны и все определители Гурвица до (n-1)-го порядка больше нуля.

, , ,

Так как при а₀>0, то САР устойчива.

Частотный критерий (критерий Найквиста)

Этот критерий позволяет определить устойчивость замкнутой САР, используя амплитудно-фазовую характеристику (АФХ) разомкнутой САР.

Путем формальной замены в выражении разомкнутой системы р на jw , то получим выражение для АФХ разомкнутой САР:

На комплексной плоскости, изменяя частоты ? от 0 до ?, строим годограф. Согласно критерию Найквиста замкнутая САР будет устойчива, если годограф АФХ разомкнутой системы на комплексной плоскости не охватывает точку с координатами (-1,j0).

Рисунок 1 Годограф АФХ разомкнутой системы

Таблица 1

?	Re	Jm
0	72,8	0
0,1	58,16809	-9,36307
0,2	48,51425	-15,9063
0,3	41,41448	-21,0137
0,4	35,74333	-25,305
0,5	30,90137	-29,0836
1	10,70588	-42,8235
2	-14,3955	-32,904
3	-11,8462	-12,9231
4	-7,43563	-5,53349
5	-4,88123	-2,78927
100	0	0

Определение запаса устойчивости системы

Наибольшее распространение для определения запаса устойчивости получил способ, основанный на использовании критерия Найквиста.

Определяются две величины - запас устойчивости по амплитуде и запас устойчивости по фазе.

Запас устойчивости по амплитуде определяется как величина ?К, на которую может возрасти модуль АЧХ разомкнутой системы, чтобы система оказалась на границе устойчивости.

?К=0 -(-1)=1

Запас устойчивости по фазе равен величине ?, на которую должно измениться запаздывание по фазе, чтобы система оказалась на границе устойчивости.

Дуга радиусом R=1 проведенная из центра координат из точки (-1;j0) пересекает годограф, значит ?

Система устойчива по критерию Найквиста.

4.3 Качество управления системы

Оценка качества САУ производится по показателям качества, к которым относятся:

· статическая ошибка;

· величина перерегулирования;

· время переходного процесса.

Таблица 2

t	h(t)
0	0
1	380,8782
1,5	290,7199
2	204,6302
2,5	211,7771
3	255,7147
3,5	270,5634
4	255,8217
4,5	242,6322
5	244,1693
5,5	251,0844
6	253,2252
6,5	250,8236
7	248,8073
7,5	249,1127
8	250,199
8,5	250,5049
9	250,115
9,5	249,8075
10	249,8653
?	250

Определение статической ошибки

Статическая ошибка может быть абсолютная и относительная. Абсолютная статическая ошибка определяется как разность между установившемся значением регулируемого параметра у_уст и его заданным значением у₀.

Относительная статическая ошибка равна отношению абсолютной статической ошибки к заданному значению параметра у₀.



Рисунок 3 Переходная характеристика САР

Величина перерегулирования

Этот показатель определяют как максимальную относительную динамическую ошибку из соотношения

?_{Д МАКС}

?_{Д МАКС}.

Время переходного процесса

Данный показатель характеризует быстродействие САР, под которым понимают промежуток времени t_n от начала приложения внешнего воздействия до установления значения выходной величины у(t) в пределах, где ? - допустимая динамическая ошибка.

5. Безопасность жизнедеятельности

Мероприятия по охране труда в организации осуществляет инженер по охране труда (служба охраны труда), а при отсутствии такой штатной единицы сотрудник, которому данное направление работы вменено в обязанности руководителем, а в структурных подразделениях организации - руководители структурных подразделений. Ответственность за соблюдение требований охраны труда и техники безопасности в организации несет руководитель.

Контроль за соблюдением законодательства об охране труда в организациях по хранению и переработке зерна осуществляется в соответствии с Типовой инструкцией о проведении контроля за соблюдением законодательства об охране труда в организациях.

План мероприятий по охране труда оформляется в качестве приложения к коллективному договору и является обязательным к исполнению.

Работники организаций, занятые хранением и переработкой зерна, обязаны проходить обучение безопасным методам и приемам работы, инструктаж, стажировку знаний по вопросам охраны труда. Перед допуском к работе ответственный руководитель работ знакомит работников с мероприятиями по безопасному производству работ, проводит целевой инструктаж по охране труда.

При возникновении опасности для жизни и здоровья работников уполномоченное должностное лицо, осуществляющее руководство работами, принимает меры по устранению этой опасности, при необходимости прекращает работы и обеспечивает эвакуацию работников из опасной зоны.

В интересах охраны здоровья и жизни несовершеннолетних запрещается применение их труда на тяжелых работах и на работах с вредными или опасными условиями труда. Подростки допускаются к работам на перерабатывающем предприятии с четырнадцати лет.

Технологические процессы приема, очитки, выработки муки и т.д. связаны с применением большого количества машин, станков, аппаратов различных типов и конструкций.

Наряду с облегчением условий труда оборудование в случае несоблюдения требований безопасности при конструировании, изготовлении, монтаже и эксплуатации может представлять опасность для обслуживающего персонала.

Под опасной зоной машин, станков, аппаратов, механизмов понимают пространство, в котором постоянно или периодически действуют или возникают факторы, опасные для жизни обслуживающего персонала.

Конструкция машин, станка, аппарата, установки, механизма должна обеспечивать не только прочность и жесткость отдельных узлов и деталей, высокие технико-экономические показатели, технологический эффект, производительность труда, качество продукции и рентабельность, но и оптимальные санитарно-гигиенические и безопасные условия труда.

Для наблюдения за работой закрытых деталей и узлов в кожухе машины установлены смотровые окна. Машины оснащены устройствами, предупреждающими от перегрузок, отключающими ее при падении напряжения в электрической сети.

Движущиеся части оборудования, представляющие опасность для обслуживающего персонала, ограждены. Съемные и откидные ограждения рабочих органов обеспечены блокировкой, прекращающей работу оборудования пери съеме или открывании ограждения. Для предупреждения об опасности имеются звуковые, световые и цветовые сигнализаторы, которые установлены в зонах видимости и слышимости персонала. Части оборудования, которые представляют опасность для людей, окрашены в сигнальные цвета. На них нанесены знаки безопасности. Оборудование в производственных помещениях проектируемой мельницы удобно и безопасно размещено для его обслуживания и ремонта. Ширина проходов, связанных непосредственно с выходами на лестничные клетки и в смежные помещения, а также между группами машин, составляет не менее 1 м. Например, при эксплуатации моечных и увлажнительных машин необходимо следить за тем, чтобы кожухи машин не пропускали воду. Машины устанавливают в металлических или бетонных корытах с высотой бортов 50…75 мм. Во время работы моечной машины и отжимной колонки нельзя выгребать зерно из шнеков корыта и вынимать случайно попавшие туда посторонние предметы. Рабочую поверхность машин очищают сильной струей воды. Диски увлажнительных машин необходимо отбалансировать, струя воды должна быть равномерной, течь воды в арматуре, трубах и резервуарах не допускается.

Подогреватели зерна должны быть герметичными и не пропускать воду и пар в производственное помещение. Для предотвращения аварий секции подогревателя перед их установкой в машину проверяют их под давлением, в 1,5-2 раза превышающим максимальное рабочее давление данного аппарата. Кроме того, устанавливают предохранительные клапаны, манометры и термометры на высоте не более 2 м в доступном и удобном месте.

Магнитные колонки представляют собой набор магнитных подков через которые проходит продукт. Очищают магниты от налипших частиц металлов при помощи специальных щеток или деревянных скребков.

При эксплуатации камнеотделительных машин необходимо следить за тем, чтобы они вращались равномерно без ударов и стуков.

Триеры обеспечивают аппаратурой защиты для остановки привода при перегрузке либо завале продуктом. При работе триеров следят за герметичностью кожухов и эффективностью аспирации.

Требования взрывобезопасности, предъявляемые при эксплуатации действующих и проектировании новых, реконструируемых и технически перевооружаемых опасных производственных объектов системы хлебопродуктов, поднадзорных Департаменту по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и атомной энергетике Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь определены в Правилах взрывоопасности для опасных производственных объектов Департамента по хлебопродуктам[6].

Заключение

Проанализировав все рассмотренные процессы, связанные с применением автоматики, можно сделать вывод, что внедрение автоматизированного оборудования в технологический процесс измельчения зерна содействует выполнению задач, поставленных перед отраслью, предприятием; обеспечивает получение максимально возможного количества продукции высокого качества; дает возможность оптимизировать себестоимость и ее структуру; позволяет иметь источники для модернизации и технического перевооружения предприятий и отрасли в целом при неукоснительном выполнении главной задачи: получения максимально возможной прибыли и удовлетворения материальных потребностей членов коллектива.

Современная мельница представляет собой полностью механизированное предприятие, на котором управление процессом и контроль технологических операций в значительной мере осуществляются автоматизированными системами.

На современных мельницах все операции по подготовке сырья к переработке и производству готовой продукции полностью механизированы. Широко внедряются автоматизированные системы контроля и управления основными этапами технологического процесса. Таким образом, можно сделать вывод, что все технологические процессы измельчения зерна на различных предприятиях требуют или максимально возможной автоматизации, или модернизации и совершенствования существующего ее уровня и состояния.

В рассмотренной системе абсолютная ошибка равна , а относительная ошибка равна . Это говорит о том, что существующая система автоматического регулирования технологического процесса близка к оптимальной, усовершенствование возможно, но не необходимо.

Произведя анализ САР можно сказать, что подбор параметров для работы системы полностью подходит для беспрерывного процесса. По критериям Гурвица и Найквиста можно увидеть, что система устойчива, т.е. может восстанавливать состояние равновесия после прекращения внешнего воздействия.

Таким образом, на производстве возможно внедрение некоторых произведенных расчетов и результатов проведенных анализов, что позволит усовершенствовать уровень существующей автоматизации технологических процессов.

Использованные источники информации

1.Технология муки. Технология крупы: Учебное пособие/ Егоров Г.А.: М.: КолосС, 2005. - 296 с.

2.Технология элеваторной промышленности: Учебное пособие/ Вобликов Е.М. - Ростов н/Д: издательский центр «МарТ», 2001. - 192 с.

3.Автоматизация технологических процессов пищевых производств: Учебное пособие/ Е.Б. Каприн, М.М. Солошенко, Л.А. Широков и др.; Под ред. Е.Б. Каприна. - М.: Пищевая промышленность, 1977. - 432 с.

4.Автоматика, автоматизация и АСУТП: методические указания/ П.Ф. Богданович, Д.А. Григорьев.

5.Русский орфографический словарь РАН / Под ред. В.В. Лопатина - Электрон. дан. - М.: Справочно-информационный интернет-портал «Грамота. Ру», 2014.

6.Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике / Выгодский М.Я.- М.: Наука, 1977.- 872с.

7.Семенов Л.И., Теслер Л.А. Взрывобезопасность элеваторов, мукомольных и комбикормовых заводов. - М.: Агропромиздат, 1991. - 367 с.

8.Золотарев О.М. Проектирование мукомольных, крупяных и комбикормовых заводов. - М.: Колос, 1976.

9. Банников А.Г., Рустамов А.К. Охрана природы. М.: Колос, 1977.

10.Мерко И.Т. Совершенствование технологических процессов сортового помола пшеницы. - М.: Колос, 1979.

11.«Грэйнтек»

Размещено на Allbest.ru