Тема дипломной работы: Автоматизация технологического процесса производства варено-копченых колбас

Ведомость дипломного проекта…………………………………………………….4

 

Введение......................................................................................................... 8

 

1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА..................................... 9

 

1.1 Описание номенклатуры мясной продукции............................................... 9

 

1.2 Сырье, применяемое при производстве колбас......................................... 10

 

1.2.1 Мясо.......................................................................................................... 10

 

1.2.2 Животные жиры....................................................................................... 12

 

1.2.3 Молоко и молочные продукты................................................................ 13

 

1.2.4 Яйца.......................................................................................................... 14

 

1.2.5 Сырье растительного происхождения.................................................... 14

 

1.2.6 Вспомогательные материалы.................................................................. 15

 

1.3 Основные стадии процесса изготовления варено-копченой колбасы....... 18

 

1.4 Описание технологического оборудования............................................... 20

 

1.5 Выбор и обоснование параметров контроля и управления...................... 25

 

1.5.1 Температура............................................................................................. 25

 

1.5.2 Влажность................................................................................................. 26

 

1.5.3 Расход....................................................................................................... 26

 

1.5.4 Наличие тележки и ее положение, положение крышки.......................... 27

 

1.5.5 Положение аппаратов «Работа» и «Выгрузка»..................................... 28

 

1.5.6 Масса сырья............................................................................................. 28

 

1.5.7 Скорость вращения.................................................................................. 28

 

2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА ВАРЕНО-КОПЧЕНОЙ КОЛБАСЫ.................................. 34

 

2.1 Функции системы управления процессом производства варено-копченой колбасы.............................................................................................................. 34

 

2.1.1 Информационная подсистема.................................................................. 34

 

2.1.2 Управляющая подсистема........................................................................ 36

 

2.1.3 Вспомогательная подсистема................................................................... 36

 

2.2 Выбор технических средств вычислительной техники.............................. 38

 

2.3 Выбор программного обеспечения для построения системы  управления............................................................................................................................ 43

 

2.4 Выбор и обоснование средств автоматизации нижнего уровня............... 44

 

2.5 Описание функциональной схемы.............................................................. 45

 

2.6 Описание схемы подключения средств автоматизации нижнего уровня.. 48

 

2.7 Разработка циклограммы работы шпигорезки......................................... 50

 

2.8 Разработка блок-схемы алгоритма работы шпигорезки.......................... 53

 

3 РАСЧЕТ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ В ВАРОЧНОМ ОТДЕЛЕНИИ................................. 59

 

3.1 Порядок проектирования автоматической системы регулирования температуры воды в варочном отделении....................................................... 59

 

3.2 Одноконтурная автоматическая система регулирования.......................... 65

 

3.3 Расчет настроек регулятора методом Циглера – Никольса и  построение переходных процессов регулирования............................................................ 67

 

3.4 Результаты моделирования АСР................................................................ 69

 

4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ............................................. 72

 

4.1 Безопасность жизнедеятельности на производстве.................................... 72

 

4.1.1 Классификация производства, помещений  и наружных установок...... 72

 

4.1.2 Анализ потенциальных опасных и вредных  производственных факторов............................................................................................................ 72

 

4.1.3 Мероприятия по созданию безопасных и здоровых  условий труда.... 76

 

4.2 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях.................. 88

 

4.2.1 Анализ возможных ЧС на территории предприятия............................. 88

 

4.2.2 Оперативная часть плана по локализации и ликвидации  аварийных ситуаций............................................................................................................. 94

 

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ВАРЕНО-КОПЧЕНОЙ КОЛБАСЫ................................................................................... 97

 

5.1 Экономическое обоснование разработки  системы автоматизации

 

процесса производства варено-копченой колбасы.......................................... 97

 

5.2 Расчет капитальных затрат на создание и внедрение системы автоматизациипроцесса производства варено-копченой колбасы.................. 98

 

5.3 Оценка  изменения текущих затрат, в результате внедрения  разработанной системы автоматизации......................................................... 101

 

5.4 Определение эффективности внедрениясистемы автоматизации производства варено-копченой колбасы........................................................ 104

 

Заключение............................................................................................... 106

 

Список литературы............................................................................... 107

 

Приложение А – Заказная спецификация................................. 109

1.1 Выбор и обоснование параметров контроля и управления

Требуемое качество готового продукта и высокая производительность производства зависит от правильности выбора точек контроля и управления.

На основании описания технологического процесса приготовления сырокопченых колбас и технологической схемы процесса, приведенной на функциональной схеме автоматизации, представленной на плакате 15.03.04.Д15.087-АТХ-031.

1.1.1 Температура

Температуру воздуха в камере выдержки необходимо контролировать и регулировать. При повышении температуры начинается процесс развития патогенных бактерий в мясе, протекания процесса разложения мяса, что приводит к ухудшению вкусовых качеств готового продукта или даже к выбраковке партии фарша. Понижение температуры больше заданного приводит к недостаточной просолки мяса, что также отрицательно влияет на вкус колбасы, и свидетельствует о повышенном расходе энергоносителей (холодного воздуха).

Температуру воды в варочном отделении необходимо контролировать и регулировать. При повышении температуры выше заданного значения будет происходить разрушение структуры мяса и всего батона, сто в первую очередь ухудшает внешний вид изделия и снижает органолептические свойства колбасы. Также повышение температуры свидетельствует о перерасходе теплоносителя (горячей воды). Понижение температуры сверх допустимого предела приведет к тому, что мясной фарш не проварится по всему объему батона, возможно, что сохранят свою жизнеспособность отдельные микроорганизмы, что приведет к быстрой порче готового продукта.

Температуру воды в охладительном отделении необходимо контролировать и регулировать. Повышение температуры приводит к тому, что батон долгое время находится при температуре, когда возможно осеменение и развитие микроорганизмов в колбасе, что приведет к ее порче. Понижение температуры ниже заданного значения приведет к ухудшению внешнего вида батонов колбасы, а также говорит о перерасходе хладогента (холодной воды).

Температуру в камере обжарки необходимо контролировать и регулировать. Повышение температуры приводит к тому, что фарш в батоне начинает терять влагу и снижаются органолептические свойства колбасы. Понижение температуры приводит к интенсивному развитию микроорганизмов и, соответственно, к ее отбраковке.

Температуру в коптильной камере необходимо контролировать и регулировать. Повышение температуры приводит к тому, что разрушается структура фарша и ухудшаются вкусовые свойства колбасы. Понижение температуры приводит к недостаточному протеканию процесса копчения, то есть проникновению веществ, содержащихся в дыме вглубь батона.

Температуру воздуха в осушительной камере необходимо контролировать и регулировать. При повышении температуры возможно развитие микроорганизмов в колбасе, что приведет к ее порче. Понижение температуры свидетельствует о повышенном расходе хладогента (холодного воздуха).

1.1.2 Влажность

Влажность в камерах выдержки, обжарки, коптильной камере и камере осушки необходимо контролировать и регулировать. Повышение влажности выше заданного значения приводит к образованию на поверхности колбасы конденсата, который может служить средой для развития бактерий, а также снижает интенсивность процессов обжарки и копчения, что негативно влияет на вкусовые качества колбасы. Снижение влажности приводит к потере влаги, содержащейся в колбасе, что портит ее внешний вид и вкусовые свойства.

1.1.3 Расход

Расход кондиционированного воздуха, подаваемого в камеру выдержки, необходимо контролировать. Значение расхода требуется для оценки затрат на производство колбасы, а также свидетельствует о правильной работе оборудования.

Расход горячей воды, подаваемой в варочное отделение, необходимо контролировать. Значение расхода говорит о выполнении требований к ходу технологического процесса – при снижении расхода возможно понижение температуры в варочном отделении, а повышение расхода может привести к повышению температуры  варки, а также используется для расчета технико-экономических показателей процесса.

Расход холодной воды, подаваемой в охладительное отделение, необходимо контролировать. При снижении расхода возможно понижение температуры в охладительном отделении и, следовательно, к недостаточному охлаждению, а повышение расхода приведет к перерасходу холодной воды, что снижает технико-экономические показатели производства.

Расход горячего воздуха, подаваемого в камеру обжарки, необходимо контролировать. При снижении расхода обжарка колбас будет проходить не в полной мере и, таким образом, снизятся органолептические свойства колбасы. Повышение расхода приведет к увеличению температуры в камере и, как следствие, значительной потери влаги в колбасе. Кроме того, данный параметр учитывается при расчете себестоимости производства колбасы.

Расход дыма, подаваемого в коптильную камеру, необходимо контролировать. При снижении расхода дым на проникнет на всю глубину колбас. Повышение расхода приведет к увеличению удорожанию колбасы из-за перерасхода дымовоздушной смеси. И в одном и в другом случае значительно ухудшаются вкусовые качества колбасы.

Расход кондиционированного воздуха, подаваемого в осушительную камеру, необходимо контролировать. При изменении расхода изменяется температура в камере, что может повлиять на качество готового продукта. Значение расхода требуется для оценки затрат на производство колбасы, а также свидетельствует о правильной работе оборудования.

1.1.4 Наличие тележки и ее положение, положение крышки

Наличие тележки у блокорезки мяса, шпигорезки, фаршемешалки, агрегата измельчения и посола, шприца необходимо контролировать, так как этот параметр свидетельствует о правильной работе оборудования и предотвращает аварийные ситуации (срыв тележки при неправильной установке на подъемник).

Положение взвешивания тележки на подъемных механизмах блокорезки мяса, шпигорезки, фаршемешалки, агрегата измельчения и посола, шприца необходимо контролировать, так как этот параметр свидетельствует о правильной работе оборудования и обеспечивает точное взвешивание.

Достижение верхнего положения тележки в блокорезке мяса, шпигорезке, фаршемешалке, агрегате измельчения и посола, шприце необходимо контролировать, так как этот параметр свидетельствует о правильной работе оборудования – пока тележка на подъемнике не достигнет крайнего положении, не произойдет перемещение сырья в аппарат.

Положение крышки в блокорезке мяса, шпигорезке, фаршемешалке, агрегате измельчения и посола, шприце необходимо контролировать, так как этот параметр свидетельствует о правильной работе оборудования. Если крышка открыта во врем работы аппарата, то имеется потенциальная возможность попадания в рабочую зону части человеческого тела обслуживающего персонала, что приведет к серьезной травме или даже к смерти. Если крышка закрыта во время перехода тележки в крайнее верхнее положение, то не произойдет выгрузки – перемещения сырья в рабочую зону аппарата.

1.1.5 Положение аппаратов «Работа» и «Выгрузка»

Положение блокорезки мяса, шпигорезки, фаршемешалки, агрегата измельчения и посола необходимо контролировать, так как этот параметр свидетельствует о правильной работе оборудования. Если аппараты не перейдут в положение «Выгрузка», то переместить продукт из аппаратов в тележки для дальнейшего транспортирования невозможно.

Если аппараты не находятся в положении «Работа», то работа их основных механизмов может представлять опасность для обслуживающего персонала, а также привести к поломке самого аппарата и несанкционированному удалению продукта из аппарата.

1.1.6 Масса сырья

Масса сырья измеряется вместе с тележкой на весах, установленных на подъемном механизме. Массу необходимо контролировать. Это позволит определить, насколько полно загружены аппараты и не происходит ли воровства мясных продуктов в процессе производства.

1.1.7 Скорость вращения

Скорость вращения привода блокорезки мяса, шпигорезки, фаршемешалки, агрегата измельчения и посола, шприца необходимо контролировать. Уменьшение оборотов двигателя свидетельствует о его значительной перегрузке, что приведет к перегреву двигателя и его выходу из строя. Количество оборотов близкое к количеству оборотов «холостого» хода , говорит о том, что аппарат работает без нагрузки, а значит длительная работа в таком режиме приводит к перерасходу электроэнергии и выработки ресурса двигателя.