Басқару жүйенің ақпараттық функциялары

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 44 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім және ғылым
министрлігі

Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті

Женысханқызы Гүлжән

Желатин өндірісінің автоматты басқару жүйесін жобалау

ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА

5B070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы

Нұр-Сұлтан ,2022

Қорғауға жіберілді
Жүйелік талдау және басқару
Кафедра меңгерушісі м. а.
PhD, доценттің м.а
_____________Ускенбаева Г.А.

ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА

Тақырыбы: Желатин өндірісінің автоматты басқару жүйесін жобалау

5B070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы бойынша

Орындаған:Женысханқызы Г.

Ғылыми жетекші
Т.ғ.к., доцент Тасанбаев С.Е.
Нұр-Сұлтан, 2022

Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
Ақпараттық технологиялар факультеті
5B070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы Жүйелік талдау және басқару кафедрасы

бЕКІТЕМІН
Кафедра меңгерушісі
Ускенбаева Г.А.
24 желтоқсан 2021 ж.
Дипломдық жобаны (жұмысты) орындауға арналған
ТАПСЫРМА

Студент
Женысханқызы Гүлжән

(аты-жөні)
4 курс, АБ-493, 5В070200 - Автоматтандыру және басқару, күндізгі

(курс, тобы, мамандығы, оқу түрі)
Дипломдық жобаның (жұмыстың) тақырыбы Желатин өндірісінің автоматты басқару жүйесін жобалау
ректордың 22 желтоқсан 2021 ж. № 67-п бұйрығымен бекітілген.
Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі 25 мамыр 2021 ж.
Жұмыстың бастапқы деректері (заңдар , пайдаланылған әдебиет, зертханалық-өндірістік деректер)
Диплом алды және өндірістік практика бойынша материалдар, нормативтік құжаттар, МЕСТ-тер.
Диплом жұмысын әзірлеудегі сұрақтар тізімі
Технологиялық басқару объектін қазіргі кездегі басқару жүйесін құру.
Басқару жүйенің аппараттық функцияларын таңдауын негіздеу.
System Identification Toolbox көмегімен динамикалық каналдың моделін идентификациялау.
Графикалық материалдың тізімі (сызбалар, кестелер, диаграммалар және т.б.) Автоматтандырылған функционалдық схемасы, құрылымдық схемасы, мнемосхемалар, трендтер.
Негізгі ұсынылатын әдебиеттер тізімі
Рощупкина Н.В. Технология производства желатина Н.В. Рощупкина промышленность. - 2006. - № 5.
Макаров В.А. Ветеринарно-санитарная экспертиза с основами технологии и стандартизации продуктов животноводства В.А. Макаров, В.П.
Фролов, Н.Ф. Шуклин; Под ред. В.А. Макарова. - М.: Агропромиздат, 1991... Проектиров

Жұмысқа қатысты кеңестер (оларға қа тысты жұмыс бөлімдерінің көрсетілуімен)
Нөмір, бөлімнің, тараудың аты
Ғылыми жетекші,
кеңесші
Тапсырманы алу уақыты
Тапсырма бердім
(қолы)
Тапсырма алдым
(қолы)
1) Теориялық бөлім
Тасанбаев С.Е.
29.12.2021.

2) Аналитикалық бөлім
Тасанбаев С.Е.
20.01.2022.

3) Жобалық бөлім
Тасанбаев С.Е.
10.03.2022.

Дипломдық жұмысты орындау графигі
№
Жұмыс сатысы
Жұмыс сатысын орындау мерзімі
Ескерту
1
Дипломдық жобаның тақырыбын бекіту
22.12.2021.

2
Дипломдық жобаны дайындау үшін мәліметтер жинау
29.12.2021.

3
Дипломдық жұмыстың теориялық бөлімін дайындау (1 тарау)
17.01.2022.
Тәжірибе жинақтауға кетпестен
бұрын
4
Дипломдық жұмыстың аналитикалық бөлімін дайындау (2-3 тарау)
06.03.2022.
Тәжірибе жинақтау
уақытында
5
Дипломдық жұмыстың толық мәтінінің қолжазбалық нұсқасын аяқтау
04.05.2022.
Тәжірибе жинақтаудан
кейін бірінші аптасында
6
Алдын-ала қорғауға дипломдық жұмысты әкелу
10.05.2022.
Шолу лекциялары
уақытында
7
Рецензияға дипломдық жұмысты жіберу
20.05.2022.

8
Ғылыми жетекшінің пікірі мен рецензиясы бар дипломдық жұмыстың соңғы нұсқасын әкелу
27.05.2022.

9
Дипломдық жұмысты қорғау
11.06.2022
МАК кестесіне сәйкес

Тапсырманың берілген уақыты __ ___________ 20__ ж.
Ғылыми жетекші:
Тасанбаев С.Е.
Тапсырманы
орындаған студент:

Женысханқызы Г.

Қысқартылған сөздер

УЖТ - ультражоғарғы температура;
ОБ қоспасы - этилен тотығы мен бромды метилдің қоспасы;
ДНҚ - дезоксирибонуклеин қышқылы;
ЖЭО - жылу-энерго орталық;
АТП - автоматтандырылған технологиялық процесс;
ЭЕМ - электронды есептеу машина;
рН - водород көрсеткіші;
ТЭ - техника экономикалық;
РО - реттеу орган;
ТБО - технологиялық басқару объект;
АТ - алғашқы түрлендіргіш;
ЕТ - екінші түрлендіргіш;
ТҚ - тіркеу құрал;
ОБҚ - объектімен байланысу құрал;
БЕК - басқару есептеу кешені;
БШ - баспаға шығару;
КҚ - көрсеткіш құралдар;
ОБП - операторлық басқару пульт;
ОМ - орындаушы механизм;
ТПАБЖ - технологиялық процесті автоматтандырылған басқару жүйесі;
АРЖ - автоматты реттеу жүйесі;

Мазмұны

Қысқартылған сөздер
Кіріспе
7
1 Теориялық бөлім
9
1.1 Басқару объекті сипаттау
9
1.2 Технологиялық басқару объектін жұмыс істеу принципі
10
1.3 Технологиялық басқару объектін қазіргі кездегі басқару жүйесі
11
2 Аналитикалық бөлім
13
2.1 Құру мақсаты, басқару критериі және автоматтандыру жүйенің талаптары
13
2.2 Басқару жүйенің басқарылатын функцияларын таңдауды негіздеу
14
2.3 Бактегі бульонды автоматты реттеу
16
2.4 Басқару жүйенің аппараттық функцияларын таңдауын негіздеу
17
2.5 Басқару жүйенің ақпараттық функциялары
17
2.6 Басқару жүйесінің аппаратура-техникалық синтезі
20
2.7 Желатинизаторды автоматтандыру
26
2.8 Дифференциалды теңдеу түрінде жылу алмастырғыштың математикалық моделін жасау
27
3 Бағдарламалық бөлімі
31
3.1 Күй кеңістігінің айнымалылары түрінде математикалық модель алу
31
3.2 Объектінің дискретті математикалық моделін алу
33
3.3 Объектінің өтпелі функциясын беріліс функциялары арқылы алу
36
3.4 Берілген динамикалық каналдар бойынша беріліс функциясының коэффициенттерін аудандар әдісімен анықтау
37
3.5 System Identification Toolbox көмегімен динамикалық каналдың моделін идентификациялау
40
3.6 Жылу алмастырғышты модельдеу
44
Қорытынды
49
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
50

Кіріспе

Дипломдық жұмыстың өзектілігі. Желатин өндірісінің автоматты басқару жүйесін жобалау жобаның өзектілігі. Медицинада соңғы жылдары желатинді капсулалардағы дәрілік препараттарды қолдануға көп мән аударылып отыр. Кейбір капиталистік елдерде дәрінің бұл түрі таблеткалардан кейін екінші орын алады.
Капсулаларға көп назар аударылуының себебі: желатин қабықша дәрілік заттардың сыртқы әсерлерден қорғайды, дәрінің исі мен дәмін бүркейді. Капсулалардың биологиялық тиімділігі жоғары - олар тез ісініп, асқазан-ішек жолдарында дәрілік затты тез босатып ериді.
Желатинді капсулаларда жеке дәрілік заттарды оларды ылғалды түйіршіктеуге, қыздыруға, қысымға ұшыратпай босатуға болады. Сондықтан да желатинді капсулаларда көптеген антибиотиктер жіберіледі.
Ғылыми жаңалық дәрежесі және практикалық маңыздылығы. Қазіргі кезде медициналық капсулалар ретінде заводтық өндіріс өнімінің екі түрін түсінеді: 1) дайын дозаланған дәрі түрі - сұйық, паста тәріздес, ұнтақ тәріздес, түйіршіктелген заттармен толтырылған желатинді капсулалар Сарsиlае medicinalis герlеtае 2) Белгілі көлемді желатин немесе крахмал негізінде дайындалған сыйымды құты - Сарsulae gеlаtіnоsае, Capsulae amylaeceae seu oblate оларды дәріхана жағдайларында қажет болған кезде дәрілік заттармен толтырады.
Шешілетін ғылыми мәселенің зерттелуін және қазіргі жай-күйін бағалау. Желатинді капсулалар желатинді қабықшадардың құрамындағы пластификаторлардың мөлшеріне байланысты жұмсақ - Сарsиlае mоllеs және катты - Capsula gelatiosae durae больш тәріздес немесе сопақша келген, майлы сұйықтыктармен тпьілуға арналган. сьшымдьцгыгы 0,1-0,2 мл жұмсақ желатинді капсулалар інжу моншақтар немесе перлалар - Регlае gеlаtinosае деп аталады.
Дипломдық жұмыстың мақсаты:Желатин өндірісінің автоматты басқару жүйесін жобалау
Міндеттері:
- басқару объекті сипаттау;
- технологиялық басқару объектін қазіргі кездегі басқару жүйесін құру
- құру мақсаты, басқару критериі және автоматтандыру жүйенің талаптарын анықтау
- басқару жүйенің басқарылатын функцияларын таңдау
- бактегі бульонды автоматты реттеу
- басқару жүйенің ақпараттық функцияларын таңдау
- басқару жүйесінің аппаратура-техникалық синтезін жасау
- желатинизаторды автоматтандыру
-дифференциалды теңдеу түрінде жылу алмастырғыштың математикалық моделін жасау
- күй кеңістігінің айнымалылары түрінде математикалық модель алу
- берілген динамикалық каналдар бойынша беріліс функциясының коэффициенттерін аудандар әдісімен анықтау
- System Identification Toolbox көмегімен динамикалық каналдың моделін идентификациялау
- жылу алмастырғышты модельдеу
Жаңа үрдістін сапалы көрсеткіштерін жақсарту үшін (энергоресурстарды тиімді пайдалану және бу өнімділікті арту) микропроцессорлық техника және бағдарламалық қамтамасыздануын енгізу. Желатинтың құрамындағы коректік заттарды тиімді пайдалану, белгілі бір уақыт аралығында оның құрамындағы белоктарды сақтап қалу, қосымша өнімдер шығару жолдары, өндірістің және сүт өнімнің өзгергіштік мөлшерінің жыл мезгілдеріне тәуелдік мәселелері бір бірімен байланысты.
Дипломдық зерттеудің объектісі: Желатин алу үрдісінің автоматты басқару жүйесін бақылау, өлшеу, реттеу және басқару функциялары, олардың негізінде техника - экономикалық маңызды көрсеткіштерін жақсарту және қондырғының сенімділігін жұмыс істеу мерзімін өнімділігін жоғарлату.
Теориялық және методологиялық негізі: Желатин өндірісінің технологиясы, Matlab бағдарламалық кешен, автоматтандырудың заманауи сезгіш құралдары, сапалы түрлендіргіштер, көрнекі көрсеткіш құралдар, реттеу заңдары, басқару принциптері.
Дипломдық жұмысты жазудың практикалық базасы - Kaz Net Group

1 Теориялық бөлім
1.1 Басқару объекті сипаттау

Желатина, желатин (лат. gelatus - тоңған, қатып қалған) -- сарғыш түсті қоймалжың зат, коллагенді (біріктіруші тіндердің белогы) денатураттану өнімі. Тері, сүйек, шеміршек, сіңірлерді сілтімен айнату арқылы алынады[1-2].
Крахмалды капсулалар дайындаудың өндірістік процесі 3 операциядан құралады:
-крахмалды қоспаны дайындау
-қабықтарды қалыптау
-қабықтарды кесу.
Желатинді капсулалар [3].
Қазіргі кезде шығарылатын желатинді капсулалар келесі түрлерге белінеді: I) жұмсақ желатинді капсулалар, 2) қатты желатинді капсулалар.
Жұмсақ желатинді капсулалар технологиялық линиясы 1.1 суретте ұсынылған.

Сурет 1 Жұмсақ желатинді капсулаларжың технологиялық линиясы.

Қатты желатинді капсулалар алмалы-салмалы капсулалар үш көлемде шығарылады; диаметрі 3-9,6 мм ұзындығы 12-24 мм дейін, қабырғаларының қалындығы 0,07-0,16 мм-ге дейін [3,4].
1. Желатинді массаны дайындау. Желатинді массаның құрамына желатин, глицерин, консерваттар және су кіреді. Массаның кұрамында бояғыш және ароматты заттар кіруі де мүмкін.
Капсуланың түріне байланысты массаның құрамы өзгеріп кетеді. Қатты капсулалар алуға арналған желатинді массаның құрамында глиперин болмауы мүмкін немесе өте аз мөлшерде кіруі мүмкін (0,3%-ке дейін), жұмсақ капсулаларда глицериннің мөлшері 20-30%-ке дейін көтеріледі. Қатты алмалы-салмалы капсулалар жасауға арналған массажелатинді бөлме температурасында глицерин қосылған жаңадан қайнатылған дистиляцияланған суда алдын-ала ісіндіру арқылы дайындалады. Желатинді еріту қоспаны 45-50°С температураға дейін қыздыру және әлсін-әлсін араластыру арқылы жүргізіледі.
Жұмсақ капсулалар алуға арналған масса желатинді су мен глицеринде оны ісіндірмей еріту арқылы дайындалады. Желатин 80- 84[о]С температурада су мен глицерин қоспасында ерітіледі. Еріту кезінде араластыру өте ұқыпты жүргізілуі керек себебі, капсулалар қабырғасында ауа көпіршіктері пайда болады және олардың беріктігі төмендеп кетеді. Өндірісте желатинді масса былай дайындалады: Су көйлегімен, температураны автоматты якорлы және қалақшалы араластырғыштармен жабдықталған жабық реакторға су және глицерин құяды. Қоспаны 70-75°С температураға дейін қыздырады да, консерванттар қосып ерітеді. Сонан соң температураны 80-84°С-қа дейін көтеріп, желатин косып, желатин толық еріп кеткенге дейін араластырады. Массаны осындай жағдайда 2 сағатка қалдырады.
Сонан соң реакторға вакуум-насосты қосып одан ауаны сорып алады. Ауаны сору 15-30 миігут бойына жургізіледі. Дайын масса арнайы термостатқа ауыстырып құйып, 45°С температурада, 24 сағатқа қалдырады (термостаттайды).
2. Капсулаларды қалыптау. Желатинді масса термостаттан батыруға арналған ваннаға беріледі Ванна электрмен кызатын су көйлегімен жабдықталған, онда 38~47°С температура бір ұсталып тұрады.
Қалыптар сопақша келген формалы, дюралюминийден жасалынған, олар рамкаға 28 данадан бекітілген [5].

1.2 Технологиялық басқару объектін жұмыс істеу принципі

Желатин капсулаларын өндіру
Капсулалар өндірісі бірнеше сатыдан тұрады: желатин массасын дайындау қабықша лау- капсула қалыптау, капсулаларды толытру, капсуланы қаптамамен толтыру, 1.2 сурет [1].
Желатин массасын дайындау
Цилиндрлік металл қалыптары автоматты құрылғының көмегімен желатинді массаға батырылады, содан кейін массаны біркелкі жағу үшін өз осінің айналасында айналады. Кептіруден кейін капсулалар айналмалы пышақпен автоматты түрде кесіледі, механикалық табандар арқылы қалыптан шығарылады және корпус пен қақпақ автоматты түрде қосылатын байланыстырушы блокқа беріледі.

Жаңа цикл үшін қалыптар тазартылады, өсімдік майымен майланады, содан кейін келесі циклге батырылады. Кептірумен бірге бүкіл цикл 45 минутты алады. Алынған қатты желатинді капсулалар дәрілік заттармен толтыру үшін дәріханаларға барады немесе ірі фармацевтикалық өнеркәсіптерде әртүрлі препараттармен толтырылады.

Сурет 2 Технологиялық сұлба.

Технологиялық ержелері:
- Бағытталу.
- Капсулаларды дайындау.
- Бракераж.
- Ашылмаған капсылаларды алып тастау.
- Капсулаларды толтыру.
- Капсулаларды жабу.
- Вакуммен бракқа шығару.
- Жалтырату.
- Дәнекерлеу.
- Кептіру.
- Капсуланы қапшықтау.

1.3 Технологиялық басқару объектін қазіргі кездегі басқару жүйесі

Кәсіпорында желатин алу үрдісінің автоматтандыру жүйесі жалпы орташа деңгейде орналасқан болатын. Бірақ осымен орай микропроцессорлық техниканың екпіндерімен биік дамуы бар автоматтандыру жүйесін ескіртеді. Қолданылған кәсіпорында автоматтандыру құралдардың жүйесі ескірді, себебі олардың жасау жылдары өткен ғасырдың 70-80 жылдарына келеді, және замандас құралдардың фонында және автоматтандыру құралдарының кешенінде ескі болып келеді.
Бар автоматтандыру жүйелерінің негізгі реттеу контурларына келесі жабдықтар болып табылады. Тап осы нұсқалар реттеу контурға қажетті болып саналады (1.3 сурет), бірақ жеткіліксіз..
LabView бағдарламалық қамтамасыз етуі және микропроцессорлық техника желатин алу үрдісін автоматтандыру және ақпараттандыру жүйесінде әзірлеу кеңейтілген реттеу контурлар саны оттын оптималды жануын қамтамасыз ететді және әр буландырғыш аппараттардың жұмысын компьютермен басқаруға мүмкіндік береді және бүтінде барлық жүйенің. Бу аппаратды басқару пунктісі әкімшіліктер ғимарат цехінда орналасқан.

Сурет 3 Өлшеу кешені.

Ескірген жабдықтауда жұмыс істеу замандас даму тенденцияларында басқару жүйелердің талаптарына жауап бермейді, атап айтқанда, микропроцессорлық техника басқарумен автоматтандыру жүйесіне өту экономикалық нәтижелерді жоғарылатады, қолдық еңбек қолдану деңгейі төмендеуді және атмосфераға зиянды алып тастаулардың азаюына соғады. Бар басқару жүйенің контурлық реттеу жүйесінде өзгертулерді енгузу қабілеттігі төмен болғандықтан, жалпы желатин алу үрдісін автоматтандыру жүйесі тиімсіз жұмыс істейді. Дистанциялық басқару жүйесі жоқ болуы бар автоматтандыру жүйесіне басқару жұмыстын ыңғайлығын азайтады.

2 Аналитикалық бөлім
2.1 Құру мақсаты, басқару критериі және автоматтандыру жүйенің талаптары

Автоматтандыру жүйеінің жасау мақсаты мен функционалды жұмыс жасауы дегеніміз аппарат шығысындағы будың температурасын тұрақты ұстау. Автоматтандыру жүйелерін жасаған кезде будың температурасын тұрақты мағынасында ұстаудан басқа аппаратның жанармай шығының мағынасын-да оптималды мәнде және түтіндіктер газдарда оттек пайызды-да тиімді тұрақты ұстау. Жоғарыда көрсетілген көрсеткіштер басқа аппарат арқылы өтетін будың шығының-да тұрақты мағынада қажеттілігінде мұқтаж болады. Буландыру аппараты басқару критерий ретінде өнделетін өнімнің өзіндік құны болып келеді [6,11].
Step-7 бағдарламалық қамтамасыз етуі және микропроцессорлық техника ЖЭО бу-су трактісінің автоматтандыру және ақпараттандыру жүйесінде әзірлеу жобаны өндірісте енгізуімен біз келесі қысқартуларды аламыз: жанармай шығындары, еңбек ақы төлеу шығындары, өнімнің өзіндік құны азаяды, электроэнергия шығындары. Агрегаттың декомпозициясы қажеті жоқ, себебі бұл қондырғы негізгі болып табылады, шекаралар және өзара байланыстары функционалдық схемасымен анықталады.
АТП жүйесінің функциялар көрсеткіштеріне төменде келтірілген талаптар қойылады және тап осы тағайындалған жүйе рамкаларында көрсетілген, олар тиісті талапқа сай болу қажет.
Дисплей функцияның монитор экранында хабар елестетуді қамсыздандырады. Сонымен қоса монитор экранында хабар шапшаң елестетуге мүмкіншілік бар және хабар қажеттілік кезде жедел оператормен шақырылады.
Интегралдаудың функцияның қолдануы белгілі уақыт аралықта айқын шарушылық есептер параметрлердің қосу мүмкіншілігін тиісті қамсыздандырады. Қорлану функция уақыт бойынша ережелік параметрлердің тәртіп өзгертулерінің мүмкіндігін қаралуы тиісті және келесі қолдануға арналған әмбебапты есептеу матұз жадында хабар сақтауы қамтамасыз етеді. Функция сигналдау апат алдаға және апаттық параметрлердің күй-жағдай туралы көрермен және дыбыстық сигналдармен дисплей экранына хабарлаулардың тәртібін шығаруды қамтамасыз етеді.
Қорғау функция технологиялық процесте аппаратагрегатына жанармай берулерді және аппарат арқылы желілік сулардың қозғалысы, шаң сорғыштың және желдеткіштердің жұмысы толық біржола тоқтау кезінде қажетті. Тап осы әрекеттер апаттық жағдайларды жою қамтамасызетуіне бағытталған және осы процедураны реттейтін барлық нормалардың сақтауымен автоматты түрде орындалу тиісті.
Бөгеттеу функция сигнал ережелі болмаған жағдайда көрсеткіштен сигналды және оның негізінде реттеу қабылдап алмау қамтамасыздандыру тиісті. Бұл жағдай аппаратагрегат бір жанармаймен жұмыс істеген жағдайда көрінеді.
Техника-экономикалық көрсеткіштердің есеп-қисабы функция ақпараттық функция болып келеді және аппарат агрегаттын экономикалықтарды көрсеткіштерде туралы тиісті ақпараттармен қамсыздандыру қажет.
Тап осы функциялар операциялық жүйемен және ЭЕМ бағдарламаларымен орындалады.

2.2 Басқару жүйенің басқарылатын функцияларын таңдауды негіздеу

Желатинты алу үрдістерде фильтрлерді өлшенген бөлшектерден сұйықтарды тазалау үшін қолданылады. Конструкцияға байланысты фильтрлерді келесідей айырады. Мысал ретінде фильтрлерге түсетін өңделмеген бульонды мен қышқыл шығындары арасындағы материальдық сәйкестілікті анықтау және тазартылған бульонды концентрациясы үшін арналған жүйені қарастырамыз. Объектілік шығу концентрация шығындар байланысын көрсететін көрсеткіш қызметін атқарады. өңделмеген бульондыдің шығынын аз ғана жоғарлату нәтижесінде тазарту сапасы төмендейді, ол дегеніміз сапасыз тазарту деген сөз, демек магний және калций барлық катондары тұңбаға шөгеді [12].
Реттеу сапасы фильтрге тең мөлшерде өңделмеген бульондыді жіберумен анықталады.
Материальдық баланс

Gс.в. + Gкисл = Gоч.в. + Gо.с. (1)

мұнда : G е.в. - өңделмеген бульонды шығыны; Gкисл. - қышқыл шығыны; Gоч.в. - тазартылған бульонды шығыны; Gос. - тұңба шығыны.
Материальдық баланс бұзылса, технологиялық режимнің қалыпты күйін ұстауға мүмкіндік беретін таза бульонды сапасы нашарлайды. Бұл берілген сызбада реттеу құрылғысына түсетін өңделмеген бульонды мөлшеріне байланысты болады, 2.1 сурет.
Мұндай жүйе объектіге қышқылдың енуі ауытқуы кезінде фильтрге қышқылдың келуін ескермейді, үрдіс сапасы да төмендейді. Сондықтан, сапалы үрдісті қалыптастыру үшін реттеудің аралас әдісін қолданады. Бұл сызбада өңделмеген бульонды мен қышқыл шығындары арасындағы материалды балансты сақтауға мүмкіндік береді, ал фильтрдегі концентрат қатынас көрсеткіштері болып табылады.
Енді тазартылған су концентрациясы бульонды мен қышқылды шығындауға байланысты. Демек, рН өзгеруіне байланысты реттеуші орган құрылғыға келіп түсетін өңделмеген бульондыдің мөлшерін өсіріп немесе кемітіп отырады.

Сурет 4 Фильтрлерді реттеудің бір контурлық сызбасы.

Фильтрге қоспасын енуін ескермейді, сондықтан объектіге түсуі ауытқығанда үрдіс сапасы нашарлайды. Сондықтан, сапалы үрдісті қамтамасыз ету үшін реттеудің аралас әдісі қолданылады [13,14], 5 сурет.

Сурет 5 Фильтрге қоспасының түсу сызбасы.

Фильтрге өңделмеген бульонды мен тұз қоспасының келуін реттеу осылай жүргізіледі, тек қана Gкисл. GМаСl ауыстырады.
Реттеу сапасы фильтрге өңделмеген бульондыді тең өлшеммен жеткізуіне байланысты. Материальд баланс:

Gc.в. + GMaCl = Gоч.в. + G o.c. (2)

Мұнда: Gc.в. - өңделмеген бульонды шығыны; GNaCl - тұз қоспасының шығыны;
Gоч.в. - тазартылған бульонды шығыны; Gо.с. - тұңба шығыны.
Сондықтан рН өзгеруіне байланысты реттеуші орган құралдарға келіп түсетін өңделмеген судың мөлшерін ұлғайтып не кемітіп отырады.

2.3 Бактегі бульонды автоматты реттеу

Бактағы бульонды деңгейінің декарбониттелген суға дейін өзгеруі келесі теңдік бойынша суреттеледі:

(3)

Мұнда S - аппараттың көлденең сечения аумағы; Gвх - аппаратқа енудегі сұйық шығыны; Gвых - аппараттан шығу кезіндегі сұйық шығыны; Gобр - аппаратта қалыптасатын уақыт бірлігіндегі сұйық көлемі.
Сұйық деңгейін қажетті мөлшерде ұстау үшін реттеудің бір контурлық сызбасын қолданамыз.
Берілген мөлшерден суды беру деңгейі ұлғайса, багқа судың баруы тоқтатылады.
Бактың материальдық балансы айтылуы бойынша келесідей жазылады:
сұйықтын толу жылдамдығы = келуі - кетуі,

dvdt=Gвых - Gвых, где V=L*S (4)

- бұл дифференциальдық теңдік, ол деңгейдің өзгеру динамикасын суреттейді. Беріліс функцияны табамыз.ол үшін Лаплас бойынша теңдік құрастырамыз.

(5)

(6)

(7)

- бұл беріліс функция. [8]

2.4 Басқару жүйенің аппараттық функцияларын таңдауын негіздеу

Кез келген құрылғы жұмысының, кез келген үрдістің өзгеруін көрсететін көрсеткіш экономикалық тиімділік. Сондықтан шаруашылық есебінің көрсеткіштерін бақылау маңызды [14].
Бақылауға ең алдымен жұмысын суреттейтін қысым, тазартылған су шығыны және концентрациясы жатады. Сонымен қатар, технологиылық үрдісті енгізу үшін маңызды көрсеткіштер бақыланады.
Технологиялық үрдістің бұзылуына немесе ақауына әкелетін барлық көрсеткіштер дабылға жатқызылады. Бұл көрсеткіштерге жататындар:
насостарының енгізуде және одан шығудағы қысымы;
эжектерленген судың енгізуде және одан шығудағы қысымы;
буферлік фильтрлердегі насос қопарылысындағы қысым;
тұз бен қышқылды араластырудағы насостардағы қысым.
Сонымен қатар, дабыл бактарда шамадан тыс сұйық құюды ескерту үшін қолданылады:
де карбонизирленген судың деңгейі;
бак-өлшеуіштердегі қышқыл мен тұз деңгейі;
буферлік фильтрлердегі қопарылыстардың бактағы деңгейі;
бактағы эжектирленген су деңгейі;
реагенттік сулардың бактағы деңігейі. [9,10]

2.5 Басқару жүйенің ақпараттық функциялары

Қондырғының жұмыс кезінде технологиялық процес параметрлерінің бақылауы қажетті роль ойнайды және экономикалық нәтижелілікте үрдістер өту үшін қажет. Өндірістің келесі шарушылық көрсеткіштерін бақылауға алу керек және тізімге тіркеу: газ шығыны, салқындатушы және жарамды су шығыны, сонымен қатар өндірілген бу көлемі. Бұл параметрлерді сонымен қатар интегралдау және реттеу қажетті. Қондырғының жұмыс нәтижелігі температураға байланыста, мысалы пеште және форсаж камерады температура мәні 12000С сай болуы қажетті. Осы температуралардың мәні 12000С асса, онда пештер, немесе күл тазалайтын матұзлар және арттыратын матұзлар күйіп кету мүмкін. Пештегі табиғи газ шығыны осы температураның өсуені немесе азаюына байланысты өзгереді. Бұл дегеніміз осы параметрді тіркеу қажеттіліг көрсетеді, яғни пештегі температура өзгергенде, онда жандырғыштарды өшіріп және бөгеттеу, салқындатушы су беруі қосылу қажет [15,19].
Өндіріс үрдістегі бу тұтынушыға ағысын да тіркеу және бақылау қажетті. Тұтынушыға жіберілген бу температуранысы 2500С тең болу керек, ал ол үшін аппаратдаға температура 3000С тиісті болу. Бұл параметрлердің арттырылуы жарамды су берілуін арттырады, ал апаттық жағдайлары жандырғыштарды сөндіреді.
Жану процестін нормалды ағысын пештегі тұрақты бөлінуі қаматамасыз етеді, қызған газдар түтіндік құбырға емес, ал пештің саңылауынан өтеді. Сол себептен өрт пайда болаалады, сондықтан бұл параметрлерді бақылау қажетті.
Бұдан басқа жандырғыштардың жалынның жануын бақылау , сигналдау және реттеу қажет. Барлық бақыланатын параметрлерді 1 кестеге жинақтаймыз.

Кесте 1
Бақылау жасалынатын параметрлер тізімі

Параметрдің өлшеу шегі
Импульс алу жері

Өлшеу
Тіркеу
Сигналдау
Қорғау
1
2
3
4
5
6
F=850м3ч
Бульонды құбыры
+
+
-
-
F=50м3ч
Суытатын су құбыры
+
+
-
-
F=10тч
Жарамды су құбыры
+
+
-
-
F=10тч
Бу құбыры
+
+
+
-
Р=3мПа
Бу құбыры
+
+
+
+
t=12500C
Стерилизатор
+
+
+
+
t=11500C
Жылуалмастырғыш
+
+
+
+
t=12500C
Г1 желатин құбыры
+
+
+
+
t=3000C
Аппарат-желатинизаторр
+
+
+
+
t=2500C
Бу құбыры
+
+
+
+
Q=10%O2
Г1
+
+
+
+
Q=40мгм3
Г4
+
+
+
+

АТПтің функционалдық құрылымы келесі кезеңдерден түзеледі:
1.Ақпарат жинауы;
2.Берілген мөлшердің параметрлердің ауытқуларың бақылау;
3.Есептелген параметрлерді бақылау;
5.Өндіріс есебі;
6.Оптималдау;
Ақпараттық жүйеге кіреді:
1. Аналогтық мөлшерлердің датчигі;
2. Объектімен байланысатын құрылғысы;
3.Оператормен байланысатын құрылғысы;
4.Есептеуіш кешен;
5. Басқару құрылғысы;
6.Орындаушы механизмдер.
Алгоритмдік құрылым алгоритмдардың өзара байланысына мінездемі береді, оның құрылымы келесі:
1.Ақпараттар жинау, алғашқы өңдеу және нықтықты бақылауы;
2. Анық емес ақпараттарды түзетуі;
3. өрсеткіштердің есеп-қисабы;
4. Технико-экономикалық көрсеткіштердің жедел және жедел емес есептер;
5. Өндіріс есебі;
6. Шарушылық есеп;
7. Үлгі бейімделуі;
8. Жағдай талдау;
9. Технологиялық шешімдердің тұрақтануы және кепілдемелер.
АТП жүйенің сенімді бағдарламалық қамтамасыздануы ақпарат негізінде реттеу объектісі күй-жағдайы туралы, басқарушы әсерлердің немесе кепілдіктері берулер өңдіруді қамсыздандырады. Бағдарламалық қамтамасыздану фирма - жасаушымен жеткізіліп тұрады және қандай сондай айырмалық ерекшеліктер болады:
- датчиктердің және қосалқы құрылғылардың өзіндікдиагностика және диагностика;
- ақпараттың биік анықтығы ;
- уақыттың реалды ережесінде жұмыс істеу.
Алгоритмдік қамтамасыз ету ұйымы кең функционал мүмкіншіліктерден жүзеге асырылады, олар әртүрлі математикалық операциялар, бөгеттің сүзу, аналитикалық градуировка, Технико-экономикалық көрсеткіштердің есеп-қисап, сигнал беруді, командаларды құру және шығатын құжаттарды жасау және видеокадр түзету.
ТПА функционалдық құрылымы келесі кезеңдерден тұрады:
ақпарат жинау;
берілген мөлшерден параметрлердің ауытқуларын бақылау;
есептелетін параметрлерді бақылау;
ТЭ көрсеткіштерді бақылау;
5. Өндіріс есебі;
6.Оптимизация;
7. Үлгі бейімделу;
8. Шешімдерді іске асыру.
РО - реттеу орган;
ТБО - технологиялық басқару объект;
АТ - алғашқы түрлендіргіш;
ЕТ - екінші түрлендіргіш;
ТҚ - тіркеу құрал;
ОБҚ - объектімен байланысу құрал;
БЕК - басқару есептеу кешені;
БШ - баспаға шығару;
КҚ - көрсеткіш құралдар;
ОБП - операторлық басқару пульт;
ОМ - орындаушы механизм.
Басқару объектін нормалы жұмыс жасалуы бір контурлы ортақталған ТПАБЖ арқылы қамтамасыз етіледі. Салыстырма кішкене өндірістегі бұл басқару құрылымның тиімді қолдануы дәлелденген - тұз өндірістегі шығындарды қайта өңдеу, бақылау және жергілікті дамыған жүйемен қамтамасыз етілген.

2.6 Басқару жүйесінің аппаратура-техникалық синтезі

Желатин өндірістегі шығындарды қайта өңдеу ұрдісін автоматтандыру үшін, тұрақты бақылауды және көп санды параметрлерді жөнге салуының талап ететін микропроцессорлық базада замандас техникалық құралдарды қолданылады , сонымен қатар жинау техникалық құралдарының жаңа өңдеулері, тапсырулар және айнымалы өңдеулері қажет. Келтірілген басқару құрылымдар негізінде тұз өндірісіндегі технологиялық үрдісінде, Mitsubishi Electric фирманың техникалық және бағдарламалық қамтамасыз дану алынған. Mitsubishi Electric фирманың құралдары дәлдік ең биік стандарттарымен сигналдарды өңдейді, тұрақты сенімділікпен және дәл осы және нақты басқару кіруін қамтамасыз етуіне арналған [20,22].
Басқару есептеуі кешенің таңдауы көрсеткіштермен оның сыйысушылық хабарларға, кіріс және шығыс каналдардың санына, дистанционды басқаруға негізделген. Сонымен қатара жеңіл және бағдарламалауы қарапайымын, үзілісіз ережеде жұмыс істейтін технологиялық процестін жұмыс сенімділігі ескерілу қажет.
Жоғарыда аталған, ескерген және ескермеген талаптарға және мақсаттарға микропроцессорлық бағдарламалық логикалық кешен FX1N-60MT-DSS, 12-24 В DC, 36 дискретт кірістегі (24 В DC), 24 транзисторлық шығыстағы (5-30 В DC) жауап береді Себебі оның ішіне жетілдірілген бағдарламалық тапсырмалар, бір құрылғыда жинақталған хронометр, өлшеу, қосу және қанағаттандыру ережелер, тапсырмаларды генерациялауы бірлеседі.
FX1N-60MT-DSS бағдарламалық логикалық кешеннің техникалық мінездемесі:
Программалар саны - 99; сигменттер - 99 (2000 max)
Аналогты кірістер - 12 төменгі деңгей; дискретті кірістері - 36
Аналогты шығыстар - 12 (4...20мА); дискретті шығыстар - 24 орындау
Қоректену көзі - 90...264 В; қателігі - 0,1% өлшейу диапазоннан.
Сканерлеу жылдамдығ 10 ретс; Басқару алгоритмы - ПИД лпидВ
Байланыс - грфикалық жылжымалы дисплей ST 221, RS485 ASCП.
FX1N-60MT-DSS қолданудағы басқарудың ерекшеліктері:
Басқару алгоритмдердің жасалуы бөлшектеніп және құжатталынып бір қадамда орындалады;
Тормен жұмыс істеу мүмкіншіліктер;
ST-221 графикалық жылжымалы дисплейде ақпараттарды көріп отыру;
Кеңейю карапайымдылығы;
LabVIEW бағдарламамамен жұмыс істейді.
FX1N-60MT-DSS программаторда кеңейтілген функционалдық жиінтіктін мүмкіншіліктері көп. Оның ішінде ұрдісті автоматты реттеуге арналған құралдармен жабдықталған, алгоритмдердің есептегіштері және кітаптар жиінтығы бар, және де басқа программаторларға қарағанда сатып алу бағасы төмен, сенімді және әмбебапты, сондықтан біз осы программаторды алдық.
Басқаратың және реттейтің құралдарды таңдау және негіздеу 6 сурет негізінде орындалады.
Клапандардың екі түрін ажыратып алады: нормалды ашықтар, яғни клапанға жабылуға сигнал беріп жатқанша, клапан ашық қалады; және нормалды жабық - жабық сигнал жоқ болуында қалады.

Сурет 6 Функционалды сызба.

Қарастырылатын жобадағы тұз өндірісіндегі технологиялық үрдісіні өртке қауіпті өндіріс болып саналады, сондықтан нормалды үлгілі жабық клапанды таңдаймыз. Сүйтіп біз тұз өндірісте апаттық жағдайларды жоямыз [23,25].
Ұсынылған 2000 сериядағы реттегіш клапан кең диапозонында және құбырлардың диаметрлерінде өзгеретін қысымдард қолданылады.
2000 сериялық реттеу клапанның ерекшелігінің бірі - шток үстіңгі жағынан ыңғайлы енгізіледі. . Модульдік конструкция DIN және ANSI талаптарына жауап береді.
2000 сериядағы клапанның техникалық негізгі сипаттамалары:
Түрі - тура жүріс
Өлшемі - ДУ = 15-300мм (от 1 до 12 дюйм)
Номиналдық қысым PN40ANSI300
Корпус материалы - тот баспайтын және өртте жанбайтын болат.
Қалпақтар - стандартты
Қорғаныш - PTFE (полимерфтоэтилен)
Жұп штоктардың материалы - ер - термоөнделген болат
Жұп штоктардың құрылым - ер - параболалық
Сипаттама - теңпайыздалғаня
Жетек - пневматикалық немесе электрлік
Пневматикалы атқару құрылғылардың таңдауы тұзлық өндіріс шығындарын өңдеу процесі өрт - жарылыс қаупі дәлелденеді.
2000 сериядағы пневматикалық реттеуші клапандарымен электрлік жабдықтарды байланыстыру үшін жобада ер 23000 сериядағы электропневматических позиционерлердің қолдануы алдын ала ескерілген.
ЕР 23000 позиционеры реттеуші электрондық құрылғы ретінде алынған. Оның пьезоэлектропневмати түрлендіргіш құрал (пьезотаблетки) арқылы кіріс сигналды 4-20 мА стандартты сигналға түрлендіреді. Қоректену қысым 6 бар дейін, ал реттеу қадам 0-120 мм.
Автоматтандыру жүйелердің ақпараттық функцияларын іске асыру.
Технологиялық объекті нормалы жұмыстары қамтамасыз ету үшін басқару объектісі туралы ағымдағыға хабар дәл білу қажетті. Ол ұшін өлшеу түрлендіргіштер техника негізіндегі ең жаңа техникалық құралдың өлшеу техникасын қолдану қажетті. Қызметі - автоматты және автоматтандырылған өлшеу жүйелерін құруына арналған, реттеуге, бақылауға, диагностика жасауға және технологиялық процесті басқаруға қажетті. Өлшеу түрлендіргіштер ретінде датчиктері, STT350 температура өлгшейтін, STR120 құлама қысымды анықтайтын, STF 128 [26,29] әртүрлы ортаның деңгейін анықтайтын, қолданылған,
Оларда жоғарғы сипаттамалық көрсеткіштер, күйге келтіру кең диапозоны бар, қоса салынған диагностикасымен және екі жақтық байланыстағы сандық оператор қамтамасыз етілген. Интелектуалды датчиктерді қолдануы құру және жіберу уақыттарын қысқартады, шығу сигналдардың биік дәлдігімен алуды қамсыздандырады.
I (платинородийплатина) түріндегі термоэлектрлік түрлендіргіш негізіндегі STT350 температура датчиге аппараттарда және құбырларда температураларын өлшеуге арналған. Датчиктерде бірыңғайлы стандартты шығатын сигнал 4-20 мА және өлшелінетін температураның шығу сигналдың сызқта ұзындық тәуелділі болады, бұлар өлшелінетін температуралардың кең диапозонында пайдалану үшін қолданылады. STT датчиктердің.
STT3000 интелектуалды датчиктердін сериясынан ST0140 түрдегі қысым датчектері жобада қысым өлшеу үшін қолданылады. Микропроцессорлық базада жасалған STD140 техникалық датчиктер қысымды тұзлық өндірістегі шығындардың қайта пайдалану ұрдісіндегі технологиялық аппараттарда және қондырғының құбырларында өлшейді және өлшелінетін мөлшерге пропорционалды шығатын сигнал береді немесе аналогтық сигнал түрінде (4-20мА), немесе сандық түрде,.
Құлама қысымдарды өлшеуге STR120 қысымның құлама датчиктері қолданылады, олар қолданылатын әртүрлі орталардың - судың, газдардың , булардың шығының өлшеуіне арналған, сонымен қоса құлама қысым ДКС стандартты камералық диафрагмамен өлшенеді, шартты қысымы 20 МПа, 2-орындалуы. ДКС дене материалы - ст20 болат, диск материалы, ст12х17. STR120 датчиктін шығыс сигналы - 4-20 мА..
STF 128 түрдегі 4 гидростатикалық үлгілі деңгей интелектуалды датчик сұйықтын деңгейін өлшеуге арналған. Шығу сигналы - стандартты аналогты сигнал 4-20 мА
Таңдалған көрсеткіштер LabView фирманың ST3000 сериядағы датчиктер ескірген дәстүрлі алдында қолданылған аналогтық көрсеткіштерге қарағанда артықшылықтары келесі болады, тұтастық сияқты контрукция, самодиагностика, әмбебаптық, сенімділік және сапалық. Олар бар қоректенуге арналған сигналдық сымдарды жіберуге және байланыстардың сигнал сымдарды қолданады. Байланыс бақылау, өлшеу құралдар арқылы - коммутатор, өнеркәсіптік компьютер, LabView фирманың станциялық операторы арқасында жүзеге асады, сүйтіп анамен еңмен еңбек сіңіргіштігі дистанциондық басқару мүмкіншілігі және өнімнің өзіндік құны төмендеу қамсыздандыра.
Ақпараттарды бейнелейтің құралдарды таңдау және негіздеу.
Микропроцессорлық техника негізінде жобада басқару технологиялық объектісін күй-жағдайы туралы дәл ақпараттарды елестетуге Versaprint VP131 көрсеткіш және тіркегіш құрал арналған. Versaprint VP131 көрсеткіш және тіркегіш құрал цифрлік дисплейде температураның алғашқы түрлендіргіш туралы, қысымдар, шығын және деңгей ақпаратарын бейнелейді және откалиброванды қағазға көрсетуді жазады. ТБО ағымдағы күй-жағдайы туралы жақсарған көрсетулердің дәл алуға, қарапайымын қызмет етуге және сыртқы қоршаған орта әсерлеріне биік беріктікті VP131 қамтамасыз етеді. Тіркеуші құралдардын тік бір үлгісін таңдалуы оператор қалқанында коммутацияны, қызмет ету және тап осы құрал монтажын жеңілдетуге ұмтылумен ескертілінген.
Дипломдық жобаның графикалық бөлімінде (Сурет 2.4) температураны бақылау және реттеу үлгісі келтірілген. Қоректену көздегі кернеу 110120В 50-60Гц жиіліктегі өлшенетін сигнал термоэлектр түрлендіргіштен (поз35б) сигнал мынау бірыңғайлы аналогтық сигналға 4-20 мА түрлендіріледі. Бұл сигнал қорғау - диодтық құрылғы В0100 (поз. 35б) арқылы өздігінен жазғыш ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.