Схема автоматизации линии производства варено-копченых колбас

5 Схема автоматизации линии производства варёно-копчёных колбас

Автоматизация технологического процесса – это внедрение технических средств, позволяющих управлять процессами без непосредственного участия в управлении.
Мясная промышленность является одной из важнейших отраслей народного хозяйства. Предприятия этой отрасли перерабатывают миллионы тонн мяса в год. Однако проблему обеспечения населения мясной продукцией еще нельзя считать решенной. За последние годы созданы необходимые предпосылки для автоматизации производственных процессов, внедрены высокопроизводительные поточно-механизированные линии, быстродействующие агрегаты, осуществлена комплексная механизация отдельных участков и цехов, разработаны специальные технические средства автоматизации. Автоматизация производственных процессов позволяет поддерживать необходимые технологические параметры на заданном уровне, улучшить качество продукции, повысить производительность труда, сократить расход всех видов энергии на единицу выпускаемой продукции, способствует экономии сырья и материалов.
В настоящее время в мясной отрасли применяется частичная и комплексная автоматизация производственных процессов. Частичная автоматизация – это автоматизация отдельных производственных операций. Она осуществляется в тех случаях, когда непосредственное управление сложными процессами становится практически невозможным для человека.
При комплексной автоматизации производственного процесса участок, цех или завод работает как единое целое, единый взаимосвязанный автоматический комплекс.




5.1 Технологический процесс производства варёно-копчёных колбас

Колбасу вырабатывают по определенной рецептуре, т. е. перечню основного сырья, а также пряностей и вспомогательных материалов. Процесс производства различных видов колбасных изделий имеет много общего. Он в основном складывается из следующих групп операций: подготовка сырья, посол мяса, приготовление фарша, формовка изделий, термическая обработка, упаковка и хранение изделий.
Говядина и свинина в полутушах поступают на обвалку и жиловку. Об-валка туш - отделение мягких тканей (мышечной, соединительной, жировой) от костей.
Жилованные говядину и свинину солят в кусках или в виде шрота, добавляя на каждые 100 кг сырья 3 кг поваренной соли и 10 г нитрита натрия в виде 2,5%-ного раствора. Нитрит натрия разрешается добавлять при составлении фарша. Посоленное сырье в кусках выдерживают при 2...4 оС в течение 2...4 суток, сырье в виде шрота 1...2 суток.
Выдержанные в посоле говядину, и свинину измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2...3 мм. Грудинку и шпик измельчают на шпигорезке различных конструкций, в куттере или другом оборудовании на кусочки определенного размера, предусмотренного для каждого наименования колбасы.
Приготовление фарша осуществляют на куттерах. Измельченные на волчке говядина и свинина, куттеруют 1...2 минуты. Затем добавляют шпик, грудинку или бараний жир-сырец и измельчают еще 1...2 минуты. Общая продолжительность измельчения 2,5...5 минут в зависимости от наименования колбасы, количества ножей и конструкции куттера.
Окончание процесса куттерования определяют по рисунку фарша; в нем сравнительно однородные по величине кусочки шпика, грудинки, свинины и шпика должны быть равномерно распределены. Коэффициент загрузки куттера 0,4 ... 0,5.
Готовый фарш подается в шприц для наполнения оболочек. Наполнение оболочек фаршем проводят гидравлическими шприцами. Рекомендуется применять цевки диаметром на 10 мм меньше диаметра оболочки. Оболочку наполняют плотно, особо уплотняя фарш при завязывании свободного конца оболочки. Варено-копченые колбасы шприцуют - под давлением (4,5...5,5)•105 Па.
После накопления колбасные батоны подаются в клипсатор, который производит заделку концов батонов и разрезает перемычки между ними. Под одну клипсу батона колбасы заделывается петля, для возможной фиксации батона на раме.
Перевязанные батоны навешивают на палки или рамы и подвергают осадке в течение 1...2 суток при 4...8 оС. Батоны не должны соприкасаться друг с другом во избежание слипов.
После осадки колбасу направляют на термообработку. Батоны варят паром в пароварочных камерах при 73...75 оС в течение 45...90 минут. Варить колбасу при более высокой температуре не следует во избежание получения рыхлой консистенции. Готовность колбасы определяют по достижении температуры в центре батона 69...71 оС.
После варки колбасу охлаждают в течение 2...3 ч при температуре не выше 20 оС. Затем колбасу коптят в течение 48 ч при 40...50 оС и сушат в течение 2...3 суток при 9...11 оС и относительной влажности воздуха 74...78 % до приобретения плотной консистенции и стандартной массовой доли влаги.

5.2 Выбор параметров контроля и управления процессом

При построении автоматических систем регулирования, прежде всего, необходимо определить величины, подлежащие контролю и регулированию, а также выявить точки приложения управляющих воздействий и каналы их рас-пространения по объекту управления. Управляющее воздействие вносят с помощью исполнительных устройств, которые изменяют материальные или тепловые потоки, параметры тока или теплового воздействия. Результаты выбора параметров контроля и управления процессом производства сосисок приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1–Контролируемые, сигнализируемые и регулируемые параметры
Парметры
технологическо
го процесса Пределы отклонений параметров Оптима
льное значение
парамет
ра Допускаемая
погрешность
контроля Условие эксплуатации Количество данных точек Примечание

 Возмож-
ных с учетом аварийных ситуаций Допусти-
мых по
технологии
 
 абсолютная относительная 
 
 

1  2 3  4 5 6 7 8 
1 Температура осадки ,°С 0-10 4-8 6 0,1 1,7 Обычные 1 КР
2 Температура варки, °С 0-90 73-75 74 2 2,24 Обычные 1 КР
4 Температура охлаждения, °С 0-30 18-22 20 0,075 1,5 Обычные 1 КР
5 Температура в сушильной камере , °С 0-15 10-12 11 0,165 1,5 Обычные 1 КР
6 Температура батона при ох-лаждении, °С 0-20 1-20 8 0,12 1,5 Обычные 1 КС

Продолжение таблицы 5.1
7 Расход дыма, м3/ч 0-10 7-8,1 8 0,1 1,25 Обычные 1 КР
8 Расход воды, м3/ч 0-0,2 0,1-0,18 0,125 0,1 1,25 Обычные 1 КР
9 Масса фаша,
кг. 0-200 100-180 150 0,1 1,25 Обычные 1 К
10 Масса жило-ванного мяса, кг. 0-200 100-180 150 0,1 1,25 Обычные 1 К
11 Влажность в камере охлаж-дения, % 90-100 95-96 95,5 0,5 0,52 Обычные 1 К

12 Влажность в камере сушки, % 

70-80


 74-78 76 1,5 1,96 Обычные 1 К
13 Температура мяса в волчке, 0С 0-20 8-12 10 0,5 2,5 Обычные 1 К
14 Уровень фарша, мм 200-500 250-480 400 1 1,4 Обычные 1 К
15 Давление в ножевой голов-ке волчка, МПа 0-3 0,8-1 0,9 0,01 1 Обычные 1 К


5.3 Выбор приборов контроля, регулирования и средств автоматизации

При выборе измерительных преобразователей и измерительных уст-ройств в первую очередь принимают такие факторы, как агрессивность и ток-сичность среды, пожаро- и взрывоопасность, а также другие физико-химические свойства веществ. По классу точности и чувствительности измерительные приборы должны отвечать технологическим требованиям. При выборе первичных преобразователей, регуляторов, вторичных приборов, исполнительных механизмов следует преимущественно использовать систему ГСП. Все автоматические устройства, представленные на функциональной схеме автоматизации, приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 – Спецификация приборов и средств автоматизиции
По-
зи-
ция Наименование и техниче-ская характеристика Тип, марка, обозначение документа Завод-
изгото-
витель Еди-
ница
изме-
рения Ко-
ли-
чест-
во Мас-
са
еди-
ницы При-
ме-
ча-
ние
1 2 3 4 5 6 7 8
1а,
2а Термопара игольчатая, предназначена для измере-ния температуры продукта. Предел измерения 10-100 оС ТХК-0033 «Теп-
лопри-
бор» г.Че-лябинск 
шт. 
2 
– 
–
1б,
2б Потенциометр стационар-ный, показывающий и ре-гистрирующий. Предел измерения 0-200 оС КСП3-П-1300
ГОСТ 7164-71 «Теп-
лопри-
бор» г.Че-лябинск 
шт. 
2 
– 
–
3б,
4б,
6б Вторичный, показываю-щий и регистрирующий прибор Диск-250 с встро-енным преобразователем входящих сигналов в вы-ходной сигнал 0..5 мА или 4..20 мА пропорционально-интегральным регулятором с токовым
выходным сигналом
 Диск-250 ТУ25-05.21.104-85
 ПГ
«Мет-
ран»
г.Че-лябинск 
шт. 
3 
13 
–

Продолжение таблицы 5.2
1 2 3 4 5 6 7 8
 0..5 мА или пневмати чес-ким сигналом 0,2..1,0 кгс/см2.       
3а Измерительный преобразо-ватель температуры. Диа-пазон измерения 0..200 оС. Выходной сигнал 0..5 мА ТСПУ Мет-ран-276 ТУ 1150-51467515.005-01 ПГ
«Мет-
ран»
г.Че-лябинск 
шт. 
1 
– 
–
3в Клапан регулирующий с электроприводом МЭО-16110-0,25-93. Температура рабочей среды 15..220 оС. Диаметр условного про-хода 50мм. 

25 и 940 иж ТУ 26-07-296-82 ЗАО
«Арма-гус» г. Гусь-Хрус-
таль-
ный 
шт. 
1 
33 
–
4а Измерительный преобразо-ватель давления со встро-енным электронным преоб-разователем. Чувствитель-ный элемент – пластина монокристаллического сапфира с кремниевым пленочным тензорезис-торами. Выходной
сигнал 0..20 мА Метран-55-ДИ-515 ТУ 4212-009-12580824-98 ПГ
«Мет-
ран»
г.Че-лябинск 
шт.


 
1 
0,5

 
–
5а Диафрагма камерная. ДКС 0,6-100 ПГ
«Мет-
ран»
г.Че-лябинск 
шт. 
1 
– 
–
5б Датчик разности давления Метран-43 ДД. Выходной сигнал 4-20 мА. Метран-43-ДД-3494 МП1 ПГ
«Мет-
ран»
г.Че-лябинск 
шт. 
1 
– 
–
5в Измеритель-регулятор дав-ления ИРТ-5300 ИРТ-5301 ПГ
«Мет-
ран»
г.Че-лябинск 
шт. 
1 
– 
–

Продолжение таблицы 5.2
1 2 3 4 5 6 7 8
5г Преобразователь электрон-ный ЭП. Выходной пнев-матический аналоговый сигнал, кПа 20-100 ЭП-3311 ОАО «Саран-ский Приборо строи-тельный завод» 
шт. 
1 
– 
–
5д Регулирующий клапан (Н3) 25с92нж ООО «Строй-комп-лект» 
шт. 
1 
– 
–
6а Влагомер поточный СВЧ. Выходной сигнал 0..5 мА. Микрорадар-113 ООО «Мик-рорадар-Сервис»
г. Минск 
шт. 
1 
– 
–
6в Клапан электрический ре-гулируемый ЕСПА-02ПВ «Теп-
лопри-
бор» г.Че-лябинск 
шт. 
1 
– 
–
SA1
-
SA9 Переключатель электриче-ских цепей управления УП-5300 ОАО «Саран-ский при-бо-ростро-итель-ный за-вод» г. Саранск 
шт. 
9 
– 
–
SB1
-
SB5 Кнопки пускателя на шине КЕ-014 ОАО «Саран-ский при-бо-ростро-
итель- ный за-вод» г. Саранск 
шт.

 
5 
– 
–

Продолжение таблицы 5.2
1 2 3 4 5 6 7 8
КМ1
-
КМ6 Пускатель магнитный, катушка 220 В, откры-тый, для контактного управления ПМЕ-III «Тепло-автосис-тема» г. Москва 
шт.

 
6 
– 
–
HL1
-
HL6 Лампочка сигнальная. Напряжение 220 В, мощность 10 Вт Ц-220-10 ОАО «Саран-ский при-бо-ростро-итель-ный за-вод» г. Саранск 
шт.

 
6 
– 
–
HS Универсальный пере-ключатель  УП-5300 ПО «Элек-тропри-бор» г. Чебок-сары 
шт.

 
9 
– 
–

5.4 Описание схем контроля, регулирования, сигнализации и блокировки

Контуры 1 и 2 предназначены для контроля температуры сырья в волчке и куттере соответственно. Электрический сигнал с термопары ТХК-0033 (1а, 2а) поступает на стационарный, показывающий и регистрирующий потенциометр КСП3-П-1300, расположенный на щите (1б, 2б). Регистрация сигнала также может осуществляться посредством ЭВМ, при этом унифицированный электрический сигнал с вторичного прибора поступает в ЭВМ на АЦП, который преобразует электрический сигнал в цифровой код. Центральный процессор позволяет сохранить информацию о температуре на жестком магнитном диске НЖД и вывести эту информацию на дисплей или на печать (АЦПУ).
Контур 3 предназначен для контроля и регулирования температуры пара при термообработке. Электрический сигнал от измерительного преобразователя температуры ТСПУ Метран-267 (3а) поступает на вторичный показатель и регистрируется прибором Диск-250 со встроенным преобразователем (3б), который передаёт регулировочное воздействие на регулирующий клапан с электроприводом 25 и 940 иж (3в). Кроме того, регулирование осуществляется ЭВМ, при этом сигнал от вторичного показателя и регистрируется прибором Диск-250, поступает на АЦП, далее на процессор, дисплей, АЦПУ. Процессор вырабатывает регулирующее воздействие и передаёт его в ЦАП, далее на клапан регулирующий с электроприводом.
Контур 4 предназначен для контроля, регистрации и регулирования давления при шприцевании. При этом электрический сигнал от измерительного преобразователя давления со встроенным электронным преобразователем Метран-55-ДИ—515 (4а) передается на вторичный показатель и регистрируется прибором Диск-250 (4б), далее регулирующее воздействие (токовый сигнал) передается на магнитный пускатель через универсальный переключатель УП-5300. Выше описанный процесс так же может осуществляться при помощи ЭВМ. При этом сигнал от вторичного показателя регистрируется прибором Диск-250 и поступает на АЦП, далее на процессор, дисплей, АЦПУ. Процессор вырабатывает регулирующее воздействие и передает его на магнитный пускатель.
Контур 5 предназначен для контроля, регистрации и регулирования расхода раствора нитрита натрия. При этом пневматический сигнал от диафрагмы камерной ДКС 0,6-100 (5а) поступает на датчик разности давления Метран-43-ДД-3494 НП1 (5б), который преобразует входящий пневматический сигнал в выходящий электрический. Далее этот сигнал поступает на измеритель-регулятор давления ИРТ-5301 (5д). Управление так же может осуществляться при помощи ЭВМ. При этом сигнал от датчика разности давлений поступает на АЦП, далее на процессор, дисплей, АЦПУ. Процессор вырабатывает регулирующее воздействие и передает его измеритель-регулятор давления. Сигнал с магнитного пускателя (КМ1 – КМ6) поступает на универсальный переключатель УП-5300 (SA2 – SA5; SA9). Управление так же может осуществляться при помощи ЭВМ. При этом сигнал от универсального переключателя УП-5300 поступает на АЦП, процессорв, дисплей, АЦПУ. В контуре также возможно ручное управление при помощи кнопок пускателя КЕ-014.
Контур 6 предназначен для контроля и регулирования влажности при термообработке. Электрический сигнал с поточного влагомера Микрорадар-113 (6а) поступает на вторичный, показывающий и регистрирующий прибор со встроенным нормирующим преобразователем Диск-250 (6б), который также является пропорциональным регулятором, расположенный на щите, далее регулирующее воздействие передается на электрический клапан ЕСПА-02ПВ (6в). Регулирование так же может осуществляться посредством ЭВМ. При этом сигнал от ДИСК-250 поступает на процессор, НЖД, после чего информация выводится на дисплей или печать (АЦПУ). Процессор вырабатывает управляющее воздействие, которое передается на клапан ЕСПА-02ПВ.