Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Система ресурсосберегающего управления процессом обжаривания рыбы

Диссертация: Система ресурсосберегающего управления процессом обжаривания рыбы
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Современное развитие промышленности идет по пути создания высокоэффективных технологий, обеспечивающих снижение затрат энергии, вспомогательных материалов. Указанные эффекты достигаются совершенствованием технологического процесса, алгоритмов управления, повышением уровня автоматизации, производительности и надежности технологического оборудования и средств автоматизации. Разработаны лабораторные… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Анализ технологического процесса производства консервов из обжаренной рыбы как объекта управления
    • 1. 1. Операторная и логико-динамическая модели линии производства консервов из обжаренной рыбы
    • 1. 2. Анализ взаимосвязей управляющих воздействий с основными показателями процесса производства консервов из обжаренной рыбы
    • 1. 3. Сравнительный анализ методов и установок для обжаривания рыбы
    • 1. 4. Выбор архитектуры системы управления
  • Цели и задачи исследования
  • 2. Моделирование процессов в рыбообжарочной печи
    • 2. 1. Анализ температурных полей и потерь энергии
    • 2. 2. Промышленные исследования процесса обжаривания
    • 2. 3. Моделирование динамики потери массы при обжаривании
    • 2. 4. Исследование механизмов повышения эффективности функционирования обжарочной печи
  • 3. Алгоритмизация управления процессом обжаривания
    • 3. 1. Особенности задачи управления рыбообжарочной печью
    • 3. 2. Математическая модель рыбообжарочной печи как объекта управления
    • 3. 3. Динамические характеристики системы* автоматического регулирования температуры масла
    • 3. 4. Адаптация режима обжаривания к свойствам сырья
  • 4. Построение системы управления процессом обжаривания рыбы
    • 4. 1. Технические предложения по совершенствованию автоматизированной рыбообжарочной печи
    • 4. 2. Алгоритм функционирования автоматизированной системы управления рыбообжарочной печи
    • 4. 3. Система автоматизации рыбообжарочной печи
    • 4. 4. Лабораторный измерительный комплекс
  • Результаты и
  • выводы

Система ресурсосберегающего управления процессом обжаривания рыбы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Современное развитие промышленности идет по пути создания высокоэффективных технологий, обеспечивающих снижение затрат энергии, вспомогательных материалов. Указанные эффекты достигаются совершенствованием технологического процесса, алгоритмов управления, повышением уровня автоматизации, производительности и надежности технологического оборудования и средств автоматизации.

Обжаривание рыбы в растительном масле является, по-прежнему, одним из основных видов тепловой обработки при выпуске консервов и кулинарных изделий.

Исследованию процесса обжаривания рыбы в масле и разработке технологического оборудования, оснащенного локальными средствами автоматизации, посвящены работы, выполненные Артюховой С. А., Барановым В. В., Бердышевым Д. О., Князевой Н. С., Шифом И. Г., Чупахиным В. М. и др.

Процесс обжаривания требует больших затрат энергии и масла. Совершенствование технологического оборудования и управления технологическим процессом обжаривания являются возможными направлениями снижения удельных затрат ресурсов и стабилизации качества продукта. Задачи по снижению затрат ресурсов на единицу массы обжаренной продукции и повышению ее качества, решаемые в данной работе, актуальны для рыбоконсервного производства.

В работе используются следующие основные направления по снижению технологической себестоимости производства обваренной рыбы: стабилизация процента ужаривания рыбы на рациональном уровне, уменьшение времени, затрачиваемого на подготовку печи к работе, локальных перегревов масла при запуске и в квазистационарном режиме работы печи. Решение вышеуказанных проблем наиболее эффективно при комплексном подходе, предусматривающем совершенствование систем управления и оборудования.

Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в обосновании принципов построения ресурсосберегающей автоматизированной системы управления процессом обжаривания рыбы, обеспечивающей выпуск высококачественной продукции в условиях нестабильности поступления сырья и его свойств. Цель достигается выбором рациональной схемы системы автоматического регулирования температуры масла, адаптацией режима обжаривания к свойствам сырья и модернизацией рыбообжарочной печи.

Основные задачи исследований. В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решаются следующие задачи:

— анализ температурных полей в рыбообжарочной печи как основы для организации ресурсосберегающего управления процессом обжаривания рыбы;

— разработка математической модели процесса обжаривания рыбы, выбор системы ограничений и критериев управления;

— синтез алгоритма управления обжарочной печью, позволяющего стабилизировать качество продукции, уменьшить неравномерность температурного поля масла (основы снижения интенсивности его окисления и энергетических потерь);

— разработка принципов построения ресурсосберегающей автоматизированной рыбообжарочной печи и технических предложений по ее реализации.

Методы и средства исследования. В работе используются методы теории автоматического управления, тепломассопереноса, математического и физического моделирования, планирования и обработки результатов экспериментов. Моделирование проводилось на персональном компьютере (ПК) Pentium- 4 с использованием пакетов прикладных программ VisSim, Maple, Mathcad, СИАМ, Классик и др.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие научные результаты:

Обоснована целесообразность управления процессом обжаривания рыбы на основе периодического измерения потери массы и разделения информативных переменных при выводе печи на рабочий режим, включая заполнение конвейера продуктом, и в квазистационарном режиме.

2. Получена математическая модель динамики потери массы рыбой, отвечающая основным концептуальным представлениям о механизме процесса и упрощающая выбор ресурсосберегающего режима обжаривания рыбы;

3. Разработаны алгоритм и структура ресурсосберегающей системы управления, обеспечивающей минимальное время выхода рыбообжарочной печи на рабочий режим при ограниченной неравномерности температуры масла и стабилизацию потери массы в условиях изменения свойств, расхода сырья и колебаний давления пара в подводящей магистрали;

4. Разработаны математические модели и исследованы температурные поля основных стадий процесса обжаривания рыбы как основы для совершенствования рыбообжарочных печей.

Практическая ценность работы. Разработаны технические предложения (свидетельство на полезную модель № 27 466) по модернизации автоматизированной рыбообжарочной печи конвейерного типа, позволяющие снизить затраты энергии и масла на единицу массы продукции.

Предложенный способ (патент на изобретение № 2 233 109), позволяет минимизировать время подготовки печи к работе при ограничениях по температуре активного слоя масла, а также обеспечить селективную инвариантность показателей качества к основным возмущениям. На основе предложенного способа разработана система управления, способствующая стабилизации технологического режима, улучшения показателей качества продукции и уменьшению сырьевых и энергетических затрат на единицу готовой продукции.

Эффективность использования предложенного принципа построения автоматизированной рыбообжарочной печи и другие технические решения обосновывались методами математического и физического моделирования.

Реализация и внедрение результатов исследований. Полученные результаты использовались ООО «Балтрыбпром» при совершенствовании системы управления рыбообжарочной печью. Результаты исследования использовались в учебном процессе и нашли отражение в виде моделей, алгоритмов, программ, научно-исследовательских отчетов КГТУ и госбюджетных НИР:

1. 63.51.100.2 «Совершенствование системы автоматизации технологических процессов переработки рыбы» (2000 г.).

2. 63.51.800.2 «Совершенствование средств и систем автоматизации технологических процессов пищевых производств» (2001;2004 г. г.).

Разработаны лабораторные установки по исследованию распределения температуры в теле рыбы, потери массы в процессе обжаривания и способа снижения конвекции в пассивном слое масла. Поставлены и используются в учебном процессе Калининградского государственного технического университета лабораторные работы по исследованию моделей и алгоритмов управления рыбообжарочной печью.

Результаты работы подтверждены актами внедрения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы на различных этапах выполнения докладывались и обсуждались на международных конференциях:

— Международная научно-техническая конференция, посвященная 70-летию основания Калининградского государственного технического университета (Калининград, 2000 г.);

— Международная научно-техническая конференция Балтгехмаш-2000. Прогрессивные технологии, машины и механизмы в машиностроении (Калининград, 2000 г.);

— Международная научная конференция «Математические методы в технике и технологиях» ММТТ-14 (Смоленск, 2001 г.);

— Четвертой международной научно-технической конференции «Пища. Экология. Человек» (Москва, 2001 г.).

— Международная научно-техническая конференция Балттехмаш-2002. Прогрессивные технологии, машины и механизмы в машиностроении (Калининград, 2002 г.).

— Международная научная конференция «Математические методы в технике и технологиях» ММТТ-16 (Ростов-на-Дону, 2003 г.).

— Международная научно-техническая конференция Балтгехмаш-2004.(Калининград, 2004 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 печатных работ, в том числе, свидетельство на полезную модель № 27 466 (2003 г.) и патент на изобретение № 2 233 109 (2004 г.).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав с выводами, общего заключения, списка использованной литературы, включающего 67 отечественных и зарубежных источников. Работа изложена на 127 страницах машинописного текста, включая 4 приложения на 10 страницах, и содержит 42 рисунка, 3 таблицы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Проведен анализ температурных полей в рыбообжарочной печи как основы для совершенствования технологии процесса.

2. Выбран принцип управления обжарочной печью, позволяющий стабилизировать качество продукции в условиях ресурсосберегающего режима работы.

3. Разработана математическая модель процесса обжаривания рыбы, выбраны критерий управления и система ограничений.

4. Разработаны алгоритмы управления, реализующие адаптацию параметров технологического процесса к свойствам сырья.

5. Изложены технические предложения по применению принципов построения печи и алгоритмов управления.

6. Предложены научно обоснованные технические разработки, позволяющие стабилизировать важнейший показатель качества обжаренной рыбы — процент ужаривания, увеличить срок службы масла, повысить производительность печи.

7. Практическое использование полученных научных результатов отражено в актах на внедрение системы управления рыбообжарочной печью в промышленность и лабораторной установки по исследованию температуры в теле рыбы, потери массы и способа снижения конвекции в учебный процесс.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.А. Технологические линии пищевых производств (теория технологического потока).-М.: Колос, 1993.-288с.:ил.
  2. В., Ратников В. Автоматизация консервного производства // Рыбное хозяйство, 1999 № 5, С.60−61
  3. К.В. Павлов Эффективность интенсификации производства в пищевой промышленности // Хранение и переработка сельхозсырья, 2003, № 8, с.35−40
  4. М.А. Щепоткин Общая методика комплексной оптимизации работы производственного предприятия по критерию получения максимальной прибыли // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2001, № 4, С.75−78
  5. Справочник технолога рыбной промышленности. T.IV. Под общей редакцией В. М. Новикова. Издание второе. М., 1972. 488 с.
  6. Справочник по производству консервов. Т. З, 1971. 656 с.
  7. В.М. Технологическое оборудование рыбообрабатывающих предприятий, М.: Пищевая промышленность, 1976.- 473 с.
  8. В.В., Вереин Е. Л. Технология рыбных продуктов и технологическое оборудование. М: Агропромиздат, 1990.-205 с.
  9. Р.И., Баль В. В. Расчет технологических процессов и определение экономической эффективности береговых рыбообрабатывающих предприятий .М.: Агропроиздат, 1985.-223 С.
  10. И.Н., Хвилевский А. Ю. Уровень автоматизации технологических процессов и его количественная оценка // Приборы и средства управления 1984, № 3,-С.1−6.
  11. Шиф И. Г. Механизированные рыбообжарочные печи и их автоматизация. М.: Пищевая промышленность, 1969. 115 с.
  12. С.П., Эйделыитейн И. Л., Якубович В. В. АСУТП рыбоконсервного производства// Пищевая промышленность, 1988,№ 1, С.47−48.
  13. Печь обжарочная Н10-ИЖР-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1982.
  14. М., Рядно А. А. Методы нестационарной теплопроводности: учеб. пособие для вузов.-М.:.Высшая школа, 1978.-328 е., ил.
  15. А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967.-592 с.
  16. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике. М.: «Машиностроение», 1975.-624 с.
  17. И.Б. Моик, Н. А. Рогов, А. В. Горбунов Термо- и влагометрия пищевых продуктов: Справочник. М.:Агропроиздат, 1988.-304 с.:ил.
  18. Н.С. Будченко, С. П. Сердобинцев Моделирование температурных полей в рыбообжарочной печи // Сборник научных статей научно-технической конференции «Балттехмаш-2004», Калининград: КГТУ, 2004. С. 102−103.
  19. Н.Н. и др. О перегреве масла в обжарочных печах // Рыбное хозяйство, 1971, № 2, С.62−65
  20. В.В. и др. Динамика обезвоживания кусков и филе рыбы при обжаривании в растительном масле//Труды КТИРПХ. Вып. 75 «Технология водного сырья Атл. океана». 1988. С.43−49.
  21. П.Н. Платонов, Г. И. Русланов Влияние режимов обжарки рыбы на продуктовые потери // Известия вузов. Пищевая технология, № 1, 1989, С.70−72.
  22. Д.О. Бердышев К оценке температурного режима обжаривания рыбы// Рыбное хозяйство, № 8. 1979. С.58−60
  23. Д.О. Бердышев Оптимальный температурный режим обжаривания рыбы в масле при производстве консервов // Рыбное хозяйство, 1985, № 10,С.63−64
  24. Г. Н. Кушталов, А. И. Кириллова Некоторые исследования изменений содержания влаги и жира в рыбе при обжаривании в масле // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология., № 3, 1963 С.96−100.
  25. Н.С. Князева Изучение жирообмена в процессе обжаривания основных промысловых рыб Атлантики. Труды Атлант НИРО, вып.70, 1970, с.111−115.
  26. Г. С. Сушка и тепловая обработка древесины. М.:Лесн. пром-сть, 1990. 336 с.
  27. Н.С., Сердобинцев С. П. Алгоритм управления процессом обжаривания рыбы, с. 13−20/ Автоматизация технологических процессов. Сборник научных трудов, Калининград, 2002 г.
  28. С.П., Будченко Н. С. Совершенствование процесса обжаривания рыбы //Известия ВУЗов. Серия: Пищевая технология, Краснодар, № 1, 2003, С.46−50.
  29. Измерения в промышленности. Справочное пособие под ред. Проф. Докт. П. П. Профоса. М., Металлургия, 1980.
  30. Н.В. Усиков Оценка требуемого числа измерений при испытаниях теплоэнергетического оборудования //Теплоэнергетика.№ 10.1993, С.72−76.
  31. А.В. Конвекция Рэлея-Бенара. Структуры и динамика.М.: Эдиториал УРСС, 1999.-248 с.
  32. Н.Н. Элементы теории оптимальных систем. -М.: Наука, 1975.-528 с.
  33. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления/Под ред. Н. Д. Егупова.-М.:Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баума, 2001.-744 е., ил.
  34. В. А. Автоматизация технологических процессов пищевой промышленности. М.:Агропроиздат, 1991.-445 с.:ил.
  35. Автоматизация технологических процессов пищевых производств/под ред. Е.Б. Карпина- 2-е изд., перераб. и доп.-М.:Агропроиздат, 1985. 536 с.
  36. Теория автоматического управления. Нелинейные системы упрвления при случайных воздействиях. Под ред. А. В. Нетушила.М.: Высш.шк., 1983.- 432 с.
  37. .Т. Новый метод типа стохастической аппроксимации //А и Т, 1990, № 7, С.98−107.
  38. И.И. Непосредственная адаптация и адаптация путем идентификации (сравнительный анализ). Предпринт. М.:Институт проблем управления, 1980. — 73 с.
  39. Ю.И. Методы оптимизации.-М.: Сов. Радио, 1980. 272 с.
  40. А.А. Курс теории автоматического управления: Уч. Пособие.-М.:Наука, 1986.-616 с.
  41. С.П. Адаптивное управление процессами термической обработки пищевых продуктов. Калининград.: КГТУ, 1998. — 182 с.
  42. B.C. Автоматизированные системы управления технологическими процессами обогатительных фабрик.-М.: Недра, 1987, с. 253.
  43. Ю.Н. Конденсатоотводчик // Промышленная энергетика, № 6, 2004 С.
  44. Энергосбережение в пароконденсатных системах // Энергосбережение, № 5.2003.С.44−45.
  45. С.А., Бобович J1.M., Д. Э. Попов Система управления лабораториями и качеством продукции предприятий Staj LIMS // Приборы и системы управления. 1997.№ 7, С.9−11.
  46. Чапликас JL, Е. В. Крюкова Контроль параметров качества производства с использованием статистических методов // Пищевая промышленность.№ 4, 2003, с.42−44.
  47. В.А., Пуряев А. С. Система статистического управления качеством продукции //Машиностроитель.2003.№ 10, с.30−37.
  48. Краткий каталог продукции Prosoft 9.0.2003, с. 55. Датчики уровня
  49. Руководство по эксплуатации СПГК. 5065.000 РЭ. Датчики давления МНТРАН 55. Г. Челябинск, 2004, 49 с.
  50. И. Управление на основе ПИД-регулирования // А и П. № 2. 2001. С.13−15
  51. В. Универсальный восьмиканальный измеритель-регулятор ТРМ-138// Автоматизация и производство, № 2, 2001, С.9−12.
  52. С.И. и др. Измерение массы, объема и плотности.-М.:Изд-во стандартов, 1982. 582 е., ил.
  53. А.П., Соколов П. А. Методики выполнения измерений для анализа продуктов // Пищевая промышленность.№ 2.2002, С.70−72.
  54. В.А., Тихонов А. И. Точность и экономическая эффективность регистрирующих приборов (систем) // Автоматизация и современные технологии.2002.№ 10, С.38−40
  55. К. И. Захаров А.Н. Приборы для контроля параметров технологических процессов //Пищевая промышленность.№ 2.2002, С.35−37.
  56. А.В., Бурыгина Я. С. Метод определения цветовых параметров продуктов питания // Хранение и переработка сельхозсырья, № 8.2003, С.82−83.
  57. .А., Пивен И. Д. Электротензометры сопротивления. Изд.2-е, перераб Д., «Энергия». 1972. с.88
  58. И. Практическое применение тензорезисторов. М., «Энергия», 1970.С.144.
  59. Э.М. Бромберг, К. Л. Куликовский Тестовые методы повышения точности измерений, М.:Энергия, 1978, 176 с.
  60. КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ236 000, г. Калининград, Советский пр. 1 КГТУ Телефон: <0112)216291 Факс: (112 191 6846 E-mail: [email protected] Интернет: http://www.ldgtu.ru
  61. Лабораторные установки по исследованию распределения температуры в теле рыбы, потери массы в процессе обжаривания и способа снижения конвекции в пассивном слое масла.
  62. Лабораторные работы по исследованию моделей и алгоритмов управления рыбообжарочной печью.
  63. УТВЕРЖДАЮ й проректор КГТУ ^^ Гудков А.Л.2004 г. 1. АКТна внедрение результатов диссертационной работы БУДЧЕНКО Н.С. в учебный процесс1. Декан ФАЛУ
  64. Начальник учебного управления1. Устич В. И. Крюков А.А.1. АКТо внедрении системы управления рыбообжарочной печью
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!