Воронежский Государственный Университет Инженерных Технологий
Кафедра информационных и управляющих систем
Расчетно-практическая работа па дисциплине "Проектирование автоматизированных систем"
На тему "Разработка функциональных схем автоматизации"
Воронеж 2014
Тема. Автоматизация процесса выращивания товарных дрожжей.
Задание. Разработать ФСА дрожжерастительного аппарата в локальном режиме на базе электрической ветви ГСП и предусмотреть переход в режим НЦУ на базе промышленного контроллера. Реализовать верхний уровень управления с использованием рабочей станции. Система должна выполнять следующие функции.
Контролировать:
- уровень в аппарате;
- температуру в аппарате;
- расход всех питательных компонентов в течение всего цикла дрожжеращения.
Управлять:
- первоначальной подачей воды до уровня, обеспечивающего заданный объем;
- подачей питательных сред с помощью мерников М1-М3 путем закрытия, открытия запорных клапанов на подачу в мерники и откачку из них;
- подачей засевных дрожжей в аппарат до уровня, обеспечивающего заданное их количество.
Стабилизировать:
- рН среды в аппарате путем изменения подачи аммиачной воды.
Сигнализировать:
- занижение рН в аппарате ниже допустимого значения.
Блокировать:
- работу насоса Н2 в случае превышения необходимого уровня в аппарате.
Реализовать схему управления работой электродвигателей насосов Н1 и Н2.
Товарные дрожжи выращивают в дрожжерастительном аппарате ДА,вместимостью 190 м3. Процесс ведется периодически и протекает в течении 13,5 ч.
Первоначально в аппарат насосом Н2 заливается 82 м3воды, затем из мерников:
- М1 подается раствор мелассы в объеме 840 л с 46 %
мас. содержанием сахара;
- М2 раствор суперфосфатов в объеме 366 л;
- М3 раствор сульфата аммония в объеме 232 л.
После подачи питательных компонентов в аппарат насосом Н1 подаются засевные дрожжи в массовом количестве 3450 кг. После этого начинают слабую аэрацию среды воздухом в объеме 8000 м3/ч, обеспечивая дыхание клеток дрожжей кислородом.
По истечении первого часа дрожжи переходят в стадию почкования, в связи с чем, каждый последующий час добавляют в аппарат мелассу и питательные соли по заранее разработанной схеме. Этот процесс протекает в течение 13 ч, затем в течение получаса при слабой аэрации без добавления питательных сред дрожжи дозревают, после чего их подают насосом Н3 в сепаратор.
В течение всего процесса поддерживается определенная температура (в начале процесса 28 оС, в конце - 32-35 оС) и рН среды (вначале процесса 4,5 рН, в конце 5,0 рН). При снижении рН ниже 3,3 процесс размножения останавливается и дрожжи приобретают темный цвет.
Размножение дрожжей всегда сопровождается обильным выделением теплоты и пены, занимающей от 15 до 30 % вместимости аппарата. При повышении уровня пены выше определенной величины (95 % уровня аппарата) подается олеиновая кислота до тех пор, пока пена не опустится до определенного уровня
