[畢業(yè)設(shè)計(jì)精品]啤酒生產(chǎn)線(xiàn)殺菌預(yù)熱區(qū)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-wenkub
2022-09-25 13:40:53 本頁(yè)面
【正文】 高、抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)快、動(dòng)態(tài)偏差小等優(yōu)點(diǎn)，常用于干擾強(qiáng) ,且溫度要求精確的生產(chǎn)過(guò)程 ,如化工生產(chǎn)中反應(yīng)器的溫度控制。通過(guò)調(diào)節(jié)電壓（或電流）的大小可改變供出的熱量。測(cè)量裝置的精度直接影響溫度控制系統(tǒng)的精度，因此在高精度溫度控制系統(tǒng)中必須采用高精度的溫度測(cè)量裝置。下圖為啤酒預(yù)熱區(qū)溫度控制系統(tǒng)原理圖： 圖 31 啤酒預(yù)熱區(qū)溫度控制系統(tǒng)原理圖 圖 32 溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 如上圖所示，溫度控制系統(tǒng)由被控對(duì)象、測(cè)量裝置、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分構(gòu)成。在化工、石油、冶金等生產(chǎn)過(guò)程的物理過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)中，溫度往往是一個(gè)很重要的參量，需要準(zhǔn)確地加以控制。 根據(jù)殺菌溫度，處理時(shí)間及玻璃瓶受熱沖擊和壓力變化的能力，瓶裝啤酒殺菌過(guò)程由三個(gè)溫區(qū)組成：預(yù)熱區(qū)，過(guò)熱及保溫區(qū)，冷卻區(qū)。但溫度太高，細(xì)菌就會(huì)死亡。目 前普遍采用的是巴氏殺菌法，它是一種利用較低的溫度既可殺死病菌又能保持物品中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)風(fēng)味不變的消毒法。 2 啤酒殺菌過(guò)程及方法簡(jiǎn)介 過(guò)去的 20 年是我國(guó)啤酒產(chǎn)銷(xiāo)量高速增長(zhǎng)的時(shí)期，從 2020 年起我國(guó)成為第一大啤酒生產(chǎn)和銷(xiāo)售國(guó)。 生產(chǎn)過(guò)程是由各個(gè)環(huán)節(jié)或工藝設(shè)備組 成的。 過(guò)程控制通常是指連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng) 控制，它是自動(dòng)化技術(shù)最重要的組成部分之一，自動(dòng)控制的主要任務(wù)是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制，使其保持恒定或按一定規(guī)律變化，在保持產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全的前提下，使連續(xù)型生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)的進(jìn)行下去?！?過(guò)程控制系統(tǒng) 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 啤酒生產(chǎn)線(xiàn)殺菌預(yù)熱區(qū)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1 概述 我國(guó)居民對(duì)物質(zhì)需求的不斷增長(zhǎng)，導(dǎo)致了我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展。人們要控制一個(gè)過(guò)程，必須了解過(guò)程的特性，過(guò)程特性的數(shù)學(xué)描述就稱(chēng)為過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。各個(gè)工藝設(shè)備之間必然存在著相互聯(lián)系和相互影響，因此，在設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)時(shí)必須要有正確的設(shè)計(jì)思想，要站在全局自動(dòng)化的立場(chǎng)上，從整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程過(guò)程出發(fā)來(lái)考慮問(wèn)題，從而做到既保證連續(xù)生產(chǎn)物料供求關(guān)系的協(xié)調(diào)，又保證產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量；既使生產(chǎn)過(guò)程能充分發(fā)揮設(shè)備的潛力，又保證生產(chǎn)過(guò)程的安全與可靠。隨之而來(lái)的是消費(fèi)者對(duì)啤酒口感的要求愈來(lái)愈高 ,啤酒的口感是啤酒質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)志性指標(biāo)，其影響因素很多，除原料、釀酒工藝、罐裝工藝以及各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的衛(wèi)生處理狀況外，殺菌工藝也是一個(gè)非常重要的因素。巴氏消毒法是法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德為葡萄酒消毒時(shí)發(fā)明，并以他的名字來(lái)命名的一種消毒方法。不同的細(xì)菌有不同的最適生長(zhǎng)溫度和耐熱、耐冷能力。加熱手段為熱蒸汽。除了這些部門(mén)之外，溫度控制系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用 于其他領(lǐng)域，例如啤酒的加工生產(chǎn)。被控對(duì)象是一個(gè)裝置或一個(gè)過(guò)程，它的溫度是被控制量。溫度控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)大多采用可控?zé)峤粨Q器。不 同的應(yīng)用部門(mén)對(duì)溫度控制系統(tǒng)品質(zhì)有不同的要求，并選用不同類(lèi)型的調(diào)節(jié)器。 多數(shù)溫度控制系統(tǒng)中被控對(duì)象在進(jìn)行熱交換時(shí)的溫度變化過(guò)程，它既是一個(gè)時(shí)間過(guò)程，也是沿空間的一個(gè)傳播過(guò)程，需要用偏微分方程來(lái)描述各點(diǎn)溫度變化的規(guī)律。時(shí)滯較大時(shí)采用時(shí)滯補(bǔ)償調(diào)節(jié)，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 4 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的兩個(gè)重要內(nèi)容：控制方案的設(shè)計(jì)、選擇檢測(cè)變送器、選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié) 閥、選擇調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)器整定參數(shù)值的確定等幾個(gè)部分。單回路控制系統(tǒng)包 含一個(gè)測(cè)量變送器，一個(gè)調(diào)節(jié)器，一個(gè)執(zhí)行器和對(duì)象，對(duì)對(duì)象的某一個(gè)被控制參數(shù)進(jìn)行閉環(huán)負(fù)反饋控制。 采用單回路控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)啤酒生產(chǎn)線(xiàn)殺菌預(yù)熱區(qū)溫度控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 41 單回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 調(diào)節(jié)器 —— PID 調(diào)節(jié)器 執(zhí) 行器 —— 氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行器 被控對(duì)象 —— 換能器 被控量 —— 啤酒溫度 檢測(cè)變送器 —— DDZⅢ型熱電阻溫度變送器 系統(tǒng)控制過(guò)程分析 溫度控制系統(tǒng)的控制階段主要分為：平衡階段和抗干擾調(diào)節(jié)階段。 系統(tǒng)抗干擾調(diào)節(jié)階段分析 該溫控系統(tǒng)干擾主要來(lái)自：啤酒流量的變化、啤酒溫度的變化、蒸汽源不夠穩(wěn)定、蒸汽溫度的變化、換能器環(huán)境溫度的變化。下面我將分 別對(duì)這兩種變換進(jìn)行分析： 1 溫度 T 上升： 當(dāng)外界干擾使出口溫度 T 上升時(shí)，溫度變送器的熱電阻阻值增加，電流值增大，使反饋測(cè)量值 Z 增大，偏差 E 因此減小，控制器發(fā)揮作用使氣動(dòng)執(zhí)行器的開(kāi)度減小，熱蒸汽流量減小，使出口溫度 T 下降。 串級(jí)控制系統(tǒng)的采用了兩個(gè)控制器，我們將溫度控制器稱(chēng)為主控制器，把流量控制器稱(chēng)為副控制器。 串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，改善了對(duì)象特征，起了超前控制的作用；改善了對(duì)象動(dòng)態(tài)特性，提高了工作頻率；提高了控制器總放大倍數(shù)，增強(qiáng)了抗干擾能力；具有一定的自適應(yīng)能力，適應(yīng)負(fù)荷和操作條件的變化。由于本次溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中啤酒溫度被作為被控量，故無(wú)需設(shè)置副被控量，因此無(wú)須采用串級(jí)控制回路，采用單回路控制系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)預(yù)熱區(qū)溫度的控制。若 Tm較大，則會(huì)使記錄曲線(xiàn)與實(shí)際參數(shù)之間產(chǎn)生較大的動(dòng)態(tài)誤差。對(duì)比可采取以下改善措施： ⑴ 若測(cè)量信號(hào)為電信號(hào)，可將轉(zhuǎn)換器安裝在儀表盤(pán)附近，以縮短氣壓信號(hào)的傳送距離 。檢測(cè)元件又稱(chēng)傳感器，其作用時(shí)將被控變量加以轉(zhuǎn)換，輸出一個(gè)與之成對(duì)應(yīng)比例關(guān)系的信號(hào)。而本次設(shè)計(jì)中預(yù)熱區(qū)溫度要求為 41177。 調(diào)節(jié)閥氣開(kāi)、氣關(guān)形式的選擇：主要以安全方面考慮。由于控制閥安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，長(zhǎng)年與生產(chǎn)介質(zhì)直接接觸。在自動(dòng)控制中用得很多。推桿的位移范圍就是執(zhí)行機(jī)
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1