Автоматизация автоклавного комплекса консервного завода

Предприятие «Пищевик» (рис. 1) занимается переработкой и консервированием фруктов и овощей. Стерилизация консервированной продукции под давлением позволяет сохранять не только питательные вещества, но и витамины, жидкость и минеральные соли, которые, как правило, теряются при кипячении. Также за счет увеличенного давления в автоклавах обработка продукта занимает меньше времени. В консервной промышленности чаще всего используются вертикальные автоклавы, поскольку в них можно стерилизовать все виды консервов в жестяной и стеклянной таре.

Рис. 1. Автоклавный комплекс «Пищевик»

Получить готовую продукцию высокого качества возможно лишь в условиях бесперебойной и слаженной работы всех звеньев производства, которую обеспечивает автоматизация технологических процессов. Кроме того, качество консервированной продукции напрямую зависит от соблюдения условий стерилизации. Современное автоматическое оборудование делает эксплуатацию автоклавов безопасной, надежной и удобной.

При модернизации автоклавного корпуса на заводе «Пищевик» за основу были взяты средства автоматизации ОВЕН.

Программно-технические средства

Внедренная на заводе система контролирует все стадии процесса стерилизации: нагрев, выдержку, охлаждение. Перед началом работы оператор на панели вводит формулу стерилизации для каждого автоклава, задает необходимые параметры технологического процесса, а также при необходимости выполняет калибровку датчиков температуры и давления. На всех этапах обработки контролируется не только температура, но и давление в автоклаве. На случай возникновения нештатной ситуации на каждом автоклаве предусмотрена светозвуковая сигнализация.

Рис. 2. Функциональная схема системы управления четырьмя автоклавами

В качестве главного управляющего устройства используется программируемый контроллер ОВЕН ПЛК110-60. К нему для увеличения количества входов/выходов подключены модули ввода/вывода ОВЕН МВ110 и МУ110. Для отображения информации техпроцесса на пульте оператора установлена сенсорная панель оператора ОВЕН СП307. Функциональная схема контура управления четырех автоклавов приведена на рис. 2. Контроллер, модули расширения и панель объединены промышленным сетевым интерфейсом RS-485. Передача данных и управление с верхнего уровня ведется по Ethernet. Состояние всех автоклавов контролируется с помощью экранной формы MasterSCADA, установленной на ПК, которая служит для визуализации, архивирования и управления процессом (рис. 3, 4). АРМ оператора расположено в лаборатории, где ежедневно автоматически формируются отчеты технологических процессов.

Рис. 3. Основное окно управления

В каждом автоклаве ведется непрерывное измерение температуры посредством термопреобразователя сопротивления ОВЕН ДТС. Контроль давления в автоклаве и подающей магистрали производится преобразователем с выходным унифицированным сигналом 4–20 мA. Сигналы с датчиков поступают на входы модуля МВ110. Положение клапанов пара, воды, воздуха, слива определяется сигналами, поступающими с модулей МУ110. Один модуль рассчитан на два автоклава. В ручном режиме возможно дистанционное управление всеми клапанами. Чтобы преобразовать стандартный электрический сигнал (4–20 мA) в пневматический для управления мембранным клапаном (0,02–0,1 МПа), используются электропневматические преобразователи.

Рис. 4. Экранная форма контроля восьми автоклавов на рабочем месте оператора (АРМ)

Результат внедрения АСУ

Внедренная на предприятии автоматизированная система обеспечивает:

• централизованный сбор данных процесса стерилизации;
• отображение обобщенной информации (номер варки, ФИО оператора, давление и температура в автоклаве);
• отображение текущих данных варки (давления и температуры) в табличном или графическом виде;
• управление клапанами в автоматическом или ручном режимах;
• расчет функций для автоматического регулирования процесса стерилизации;
• формирование архива данных каждой варки;
• передачу данных из цеха на АРМ оператора;
• контроль хода технологического процесса с АРМ оператора.

В результате внедрения АСУ повысилась точность соблюдения технологического режима, увеличился ресурс установки и стабилизировалось качество производимой продукции (за счет постоянного поддержания температурного режима). АСУ позволяет экономить энергоресурсы — за счет оптимизации технологического процесса и строгого соблюдения алгоритмов управления — и обеспечивает безопасность работы установки. Также снизилась трудоемкость обслуживания.

Проект полностью отвечает требованиям по точности и надежности, предъявляемым к оборудованию для стерилизации консервов, и позволил обойтись минимальными расходами на оборудование и его установку, что делает его экономически целесообразным для массового внедрения на производстве.