Исследование работы схемы управленияпастеризационно-охладительной установки
Работа добавлена: 2016-07-25





ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

по дисциплине «Автоматизация технологических процессов»

Специальность 2-74 06 31-01 «Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства»

Тема лабораторной работы:Исследование работы схемы управленияпастеризационно-охладительной установки

Цель лабораторной работы:научиться определять режимы работы принципиальной электрической схемы управления установки первичной обработки молока.  Научиться выявлять зависимости включения цепей управления отдельными машинами при изменении технологических параметров.

Время выполнения:2 часа.

Место выполнения работы:лаборатория «Автоматизация технологических процессов»

Дидактическое и техническое обеспечение: схемы, лабораторный стенд.

Список литературыдля самостоятельной подготовки лабораторной работы:

Автоматизация технологических процессов. С.Н. Фурсенко - Минск: БГАТУ,2011г.

Автоматизация сельскохозяйственной техники. Г.Е. Радченко Мн: УП “Технопринт” 2005г.

Автоматизация производственных процессов на животноводческих фермах и комплексах. И.Ф. Кудрявцев, О.Б. Карасев М: Агропромиздат 1985г.

Автоматизация технологических процессов. И.Ф. Бородин, Н.М. Недилько М. Агропромиздат 1980г.

Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления. И.Ф. Бородин, С.А. Андреев М.Колос 2005г.

Автоматизация технологических процессов. И.Ф. Бородин, Ю.А. Судник М: Колос 2005г.

Техника безопасности и пожарная безопасность на рабочем месте:

- инструкция по охране труда при проведении лабораторно-практических занятий по дисциплине «Автоматизация технологических процессов» №3,

- инструкция по правилам пожарной безопасности №1.

Последовательность выполнения работы:

1. Внеурочная подготовка

1.1.Самостоятельно подготовиться к лабораторной работе.

1.2. Подготовить титульный лист отчета

1.3. Изучить инструкции по технике безопасности и противопожарной безопасности при выполнении работы.

2. Работа в лаборатории

2.1. Пройти контроль по подготовке к лабораторной работе

2.2. Подготовить рабочее место к выполнению работы.

2.3. Изучить технологический процессуправленияпастеризационной установкой.

Изучить методические указания к выполнению лабораторной работы

2.4. Выполнить лабораторную работу

2.5. Убрать рабочее место, оформить и сдать отчет.

Задание и методические рекомендации по их выполнению:

Задание 1.  Изучить работу принципиальной электрической схемы пастеризационной установкой.

Первичная обработка молокапреследует цель сохранения его свойств до доставки потребителям или на молочные заводы. Наиболее важными операциями первичной обработки молока является очистка, охлаждение и пастеризация.

Дляочисткимолока от механических примесей применяются фильтрование и центрифугирование.Охлаждениеобеспечивается в пластинчатых охладителях с противоточным направлением молока и охлаждающей воды.

Пастеризация молока обеспечивает уничтожение в нем болезнетворных микроорганизмов и производится специальными аппаратами, которые называются пастеризаторами.

Принцип работы пастеризационно-охладительной установки ОПФ-1-300

Температурный режим мгновенной пастеризации, характеризуемый изменением температуры молока в пределах 92 ± 2 °С, поддерживается автоматически соответствующими техническими средствами системы автоматизации и контролируется измерительным преобразователем ТЕ8. Система автоматизации может обеспечивать управление технологическим процессом пастеризации в ручном и автоматическом режимах. Система автоматизации имеет следующие технические средства: электромагнитYA2 привода в действие регулирующего клапана пара 4, перепускной электрогидравлический клапан 6 молока с электромагнитомYA1, электронный мост Р1, измерительный преобразователь температуры ВК, электродвигатель МЗ привода центробежного молокоочистителя 14, электродвигателиMl и М2 привода насоса горячей воды 1 и насоса подачи молока 15.

Электронный мостPI обеспечивает автоматическое управление регулирующим клапаном пара 4 и электрогидравлическим перепускным клапаном молока 6, а также служит для записи температуры пастеризуемого молока.

Регулирующийклапан пара 4 имеет электропривод в виде электромагнитаYA2 и служит для подачи пара в бойлер 2. Количество подаваемого пара соответствует температуре пастеризуемого молока и зависит от длительности действия в выходной цепи электронного моста сигнала управления.

Перепускной клапанмолока 6 представляет собой устройство, имеющее гидрокамеру и электрогидравлическое реле. Он имеет электрогидравлический привод, включающий электромагнитYA1. Перепускной клапан срабатывает автоматически и может направлять поток молока по двум различным каналам. Характер его работы зависит от температуры пастеризуемого молока. Клапан неодинаково реагирует и срабатывает при температуре молока, ниже 90 °С, и значениях, соответствующих заданному температурному интервалу, равному 92 ± 2 °С.

Автоматическийрежим пастеризации молока и участие оператора в управлении установкой ОПФ-1-300 обеспечиваются следующим образом.

После подготовки установки к работе сначала оператор автоматическим выключателемQF (рис. 10.2) подключает технические средства (схему управления) системы автоматизации к источнику питания. Потом включает центробежный молокоочиститель кнопочным выключателемSB614 и делает паузу 2...3 мин до полного набора его барабаном оборотов. Затем включаются оператором в работу насос подачи молока 15 и насос горячей воды 1, а также открывается запорный вентиль 5.

Открытие вентиля 5 обеспечивает соединение входа регулирующего клапана пара 4 с паровым котлом. Но клапан пара 4 закрыт, и пар из котла не поступает через инжектор 3 в бойлер 2. Регулирующим клапаном пара управляет электронный мост Р1 (рис. 10.2), который подключен к источнику питания через контакты автоматического выключателяQF (используется фаза А и нейтраль). Электронный мост разбалансирован, т. е. выведен из равновесного состояния, так как начальная температура молока меньше заданной и в его выходной цепи появляется сигнал управления. Однако этот сигнал не может воздействовать на электромагнитYA2 и тем самым открыть клапан пара, так как переключательSA находится в положении «Р» и разъединяет цепь питания катушки электромагнита.

При нажатии оператором поочередно на кнопки выключателейSB4 иSB2 запитываются катушки КМ2 и КМ1 магнитных пускателей. Это приводит к пуску в такой же последовательности электродвигателей М2 иMl привода насоса подачи молока и привода насоса горячей воды. Одновременно кнопочные выключателиSB4 иSB2 шунтируются вспомогательными контактами КМ2:2 и КМ 1:2.

Молоко из танка 17 (рис. 10.1) поступает в уравнительный бак 16, откуда насосом 15 подается в секцию регенерации 11. Затем оно поступает в молокоочиститель 14, проходит вторую секцию регенерации 12, секцию пастеризации 13 и перепускным клапаном 6 направляется в уравнительный бак 16. Далее молоко повторяет пройденный путь, т. е. последовательно циркулирует через устройства 15, 11, 14, 12, 13, 6 и 16 и проходит по малому пути.

Затем переключательSA (рис. 10.2), расположенный на пульте управления, оператор устанавливает в положение «А». В результате запитываются ступенчатый импульсный прерыватель Р2 и электромагнитYA2 привода регулирующего клапана пара 4 через контакты Р2:1 импульсного прерывателя и контактыKV4:2 реле напряжения.

Задание 2 Вычертить принципиальную электрическую схему управления пастеризационной установкой.

Импульсный прерыватель Р2, подключенный к источнику питания контактами переключателяSA, вырабатывает сигналы в виде импульсов, которые действуют на электромагнитYA2. Импульсы имеют определенную длительность и появляются в выходной цепи прерывателя через определенный промежуток времени. Периодичность появления импульсных сигналов задается параметрами элементов, используемых в конструкции прерывателя, который работает определенным образом.

Соотношение между длительностью посылаемых импульсов и паузами между ними определяет характер работы импульсного прерывателя и соответственно регулирующего клапана пара. Отсутствие импульса (пауза между импульсами) соответствует включенному состоянию электромагнитаYA2, а появление импульсного сигнала - отключению электромагнита от источника питания. Длительность паузы и периодичность появления импульсного сигнала определяет длительность и периодичность открытия регулирующего клапана пара.

Пауза между импульсами определяет время включенного состояния электромагнитаYA2 (размыкающий контакт Р2:1 замкнут) и соответственно время включенного состояния регулирующего клапана пара, что определяет в итоге время подачи пара в бойлер. При появлении сигнала в выходной цепи импульсного прерывателя с некоторым запаздыванием срабатывает его размыкающий контакт Р2:1. Это обусловлено тем, что конструктивно размыкающий контакт Р2:1 выполнен с замедлением, действующим при срабатывании импульсного прерывателя.

Пар поступает из парового котла через инжектор 3 в бойлер 2, в котором вода нагревается паром. Насосом 1 горячая вода подается в секцию пастеризации 13 и, отдавая в ней теплоту нагреваемому молоку, возвращается в бойлер 2. Температура молока еще отличается от минимально заданного значения, равного 90 °С, и потому перепускной клапан 6 продолжает направлять уже горячее молоко по малому пути, т. е. из секции пастеризации оно направляется перепускным клапаном 6 в уравнительный бак 16, из которого вновь направляется насосом на повторный подогрев.

Циркуляция молока по малому пути продолжается до тех пор, пока его температура на выходе из секции пастеризации не достигает значения 90 °С. Электрический сигнал, соответствующий температуре молока 90 °С, поступает в электронный мост Р1 (рис. 10.2) от измерительного преобразователя ВК. Электронный мост Р1 действует так, что замыкается его контакт Р1.1 и запитывается катушкаYA1 электромагнита, который управляет работой перепускного клапана молока. Одновременно запитываются цепи световойHL5 и звуковой НА сигнализации, оповещая обслуживающий персонал о том, что температура молока достигла минимально заданного значения 90 °С. В этот момент оператор должен включить подачу холодной воды в секции 9 и 10 охлаждения молока.

В результате действия электромагнитаYA1 срабатывает перепускной клапан молока 6 (рис. 10.1) так, что нагретое до температуры 90 °С молоко направляется клапаном из секции пастеризации 13 не по малому пути, а в выдерживатель 7. В нем молоко выдерживается в течение 300 с и далее непрерывно поступает последовательно в секции регенерации 11 и 12 для отдачи теплоты встречному потоку пастеризуемого молока, поступающего в секцию регенерации 12 из молокоочистителя 14. В секции регенерации 12 нагретое до 90 °С молоко отдает температуру молоку, которое поступает из молокоочистителя 14. Затем пропастеризованное молоко из секции регенерации 12 поступает в секции охлаждения 10 и 9, в которых охлаждается до температуры 8 °С, и далее направляется из пастеризационно-охладительной установки в другое оборудование согласно технологическому процессу обработки молока.

В секциях охлаждения 10 и 9 молоко последовательно охлаждается сначала водопроводной водой, а затем более холодной водой из артезианской скважины или водой, предварительно охлажденной холодильной установкой. Температура охлажденного молока контролируется термометром типа ТПГ-1У, который установлен на трубопроводе выхода молока из последней секции охлаждения.

При максимальной температуре пастеризуемого молока, равной 94°С, электронный мост Р1 срабатывает так, что его контакт Р1:2 замыкается и запитывается катушкаKV4 реле напряжения. В результате срабатывания реле замыкается контактKV4:1 и размыкается контактKV4:2. Цепь катушки электромагнитаYA2 остается запитанной через контакты Р2:1 иKV4:1. Прерыватель Р2 продолжает работать в импульсном режиме.

В случае понижения температуры пастеризуемого молока ниже минимально заданного значения, равного 90 °С, срабатывает электронный мост Р1 так, что его контакт Р1:1 размыкается. Это обесточивает катушкуYA1 электромагнита, и перепускной клапан молока возвращается в свое исходное состояние, направляя молоко циркулировать по малому пути. Затем процесс пастеризации молока входит в заданный температурный режим, аналогичный описанному ранее.

Содержание отчета учащихся:

1. Тема и цель работы.

2. Принципиальная электрическая схемы управления пастеризатором молока.

3. Ответы на контрольные вопросы.

Перечень вопросов для контроля и самоконтроля учащихся:

  1. Назначение системы автоматического управления пастеризационной установкой.
  2. Какие режимы работы задают при помощи переключателяSA?
  3. При помощи чего в схеме производится контроль и регулирование температуры молока.
  4. Что представляет собой технология пастеризации молока с точки зрения автоматизации?
  5. Объясните устройство и принцип действия системы автоматизации.
  6. Раскройте сущность настройки системы автоматизации на нужный алгоритм функционирования.
  7. Какой принцип управления реализован в системе автоматизации и имеет ли она обратную связь?




Возможно эти работы будут Вам интересны.

1. Исследование работы схемы управления безбашенной насосной установки

2. Исследование работы схемы управления башенной насосной установки

3. Изучение конструкции установки и исследование режимов работы модулируемой системы СЭПП

4. Исследование работы схемы управления поточной линии запаривания картофеля

5. Исследование работы схемы управления микроклиматом построенной на релейно-контактных элементах

6. Разработка технологической схемы абсорбционной установки

7. Описание устройства и работы автоматической системы, разработка ее функциональной схемы

8. Повышение эффективности работы схемы электроснабжения Казахского национального университета им.Аль-Фараби

9. Исследование схемы управления навозоуборочного транспортера

10. Исследование переходных и установившихся процессов заданной схемы на основе полных дифференциальных уравнений ее элементов