UPRAVLJANJE TERMODIMNOM KOMOROM

Transcription

1 UPRAVLJANJE TERMODIMNOM KOMOROM Stanko Stankov, Saša Arsić, Nikola Danković, Zoran Icić

2 Uvod U radu se razmatra automatsko upravljanje termodimnom komorom, koja je namenjena za termičku obradu (sušenje, kuvanje, prženje, pečenje) i dimljenje mesa, mesnih proizvoda, ribe, sira itd. Komora poseduje električne grejače za sušenje i grejače za generisanje pare, ventilator s frekvencijskom regulacijom za cirkulaciju vazduha, integrisane sisteme za generisanje dima i eliminaciju otpadnog dima, elektromagnetne ventile za pranje i klapne za regulaciju otvora dimovodnog kanala. Upravljačka logika je na bazi PLC a. Prikazivanje i zadavanje karakterističnih veličina i parametara temperatura, vlažnost vazduha) vrši se preko operatorskog panela. Procedura upravljanja komorom odvija se aktiviranjem odgovarajućih receptura (kreirane na osnovu iskustava i zahteva tehnologa).

3 Termodimna komora proizvod firme SZP Zavarivač Vranje Temperaturni opseg: 40⁰C 200⁰C Vlažnost vazduha 0 92% Ambijent sušenja u komori je vazduh, sušenje s dimljenjem se odvija pod uticajem hladnog ili vrućeg dima. Kuvanje se vrši pod dejstvom vodene pare, a pečenje vrše električni grejači. kompletna komora komora bez plašta dimogenerator Temperatura u komori se reguliše na osnovu merenja s dva Pt100 senzora (T1, T2), a temperatura unutar proizvoda se meri pomoću ubodne Pt100 sonde (Tp). Vlažnost se kontroliše na osnovu podataka sa senzora vlage (H1). U komori je ugrađen sistem automatskog pranja vodom preko elektromagnetnih ventila s diznama.

4 Opis procedure rada termodimne komore U termodimnoj komori se proces sušenja odvija na principu konvekcije, pri čemu se određeni procenat toplote s radnog fluida prenosi na proizvod koji se suši. Radni fluid sušare je vlažan nezasićen vazduh zagrevan pomoću instaliranih električnih grejača. Za cirkulaciju fluida koristi se ventilator s frekvencijskom regulacijom. Ovaj fluid prihvata i odvodi deo vlage koja se oslobađa u procesu sušenja. Ovlaživanjem vodom se postiže 92% relativne vlažnosti. Voda se raspršuje na grejne površine komore pomoću elektromagnetnih ventila s diznama, kada nastaje pretvaranje vode u paru. Ventilacija komore se vrši dovodom svežeg vazduha preko klapni u trajanju od 5 do 10 min i u tom periodu se isključuju grejači. Komora po zatvaranju vrata postaje hermetički zatvoren sistem. Proizvodi koji se tretiraju postavljaju se u kolica sa stalcima i ubacuju unutar komore. Program pečenja se izvodi pomoću električnih grejača pri čemu su zatvorene klapne za dim i vazduh. Zadata vlažnost se postiže u roku od 10 do 15 min (u zavisnosti od polazne temperature i vlažnosti). U frikcionom dimogeneratoru čiji rad kontroliše upravljačka logika komore postoji mehanizam koji pritiska komad drveta na valjak za trenje, pri čemu se generiše dim koji se uvodi preko kanala u unutrašnjost komore. Ravnomernu raspodelu dima, temperature i vlažnosti, u svim delovima komore, omogućava ventilator s frekventno regulisanim brojem obrtaja. Sistem za provetravanje komore se sastoji od klapne za zatvaranje, dimnjačkog ventilatora i dimnjaka. Ugrađene klapne omogućavaju jednaku promenu količine vazduha koji struji s jedne na drugu stranu komore.

5 d1 d 2 SCADA RACUNAR IZLAZI DIGITALNI DO 1 DO 2 DO 3 DO 4 ANALOGNI IZLAZI DO 6 GENERATOR DIMA EL. MAG. VENT. SVEŽEG VAZDUH. EL. MAG. VENT. ZA PRANJE EL. MOTORNI POGON KLAPNI FREKV. REGUL. + VENTILATOR AO 0 AO 1 y d3 y d4 EL. MOTORNI POGON KLAPNI GRANICNI TERMOSTAT SEKCIJE 1, TGS1 GRANICNI TERMOSTAT SEKCIJE 2, TGS2 GRANICNI TERMOSTAT PAROGENERATORA, TGp VRATA KOMORE ZATVORENA TEMPERATURA T1 U KOMORI TEMPERATURA T2 U KOMORI TEMPERATUR. PROIZVODA Tp y a1 y a2 y a3 y a4 Multivarijabilni sistem: rt = [TGSZ1, TGSZ2, TPGZ, T1Z, T2Z, TPZ, TDZ, H1Z] vektor ulaza zadatih vrednosti, TGSZ1 temp. u grejnoj sekciji 1, TPZ temp. proizvoda y a5 y a6 ALARM SA FREKV. REGULATORA DIGITALNI ULAZI Blok šema upravljačko-nadzornog sistema termodimne komore y d2 GREJNE SEKCIJE E1, E 2, E 3, E 4 DO 5 ANALOG NI ULAZI ZADATE VREDNOSTI ALGORITMI PARAMETRI PODACI PROGRAMIRANJE PLC-a SWITCH PROGRAMABILNI LOGICKI KONTROLER ZADAVANJE I PREGLED PARAMETARA PRACENJE PROCES. VELICINA TOUCH SCREEN dp y d1 GREJACI PARO GENERATORA T E R M O D I M N A K O M OR A DO 0 et= [dtgs1, dtgs2, dtpg, ±dt1, ±dt2, ±dtp, ±dtd, ±dh1] vektor odstupanja (greški) B1 B2 B3 yt = [yd1, yd2, yd3, yd4, ya1, ya2, ya3, ya4, ya5,, ya5] vektor izlaza S1 Pt 100 ut = [DO1, DO2, DO3, DO4, DO5, DO6, AO1, AO2] vektor upravljanja Pt 100 Pt 100 TEMPERATURA DIMA Td Pt 100 VLAŽNOST H1 H1 30th International Congress on Process Industry Procesing, Belgrade, 1st and 2nd June 2017

6 Upravljački ormar termodimne komore Konfiguracija: Instalirani kontroler Siemens S Komunikacija: Serijska (RS-232 i RS-485) MODBUS (RS-485) USS protokol PROFINET Operatorski panel KTP 600 TIA portal (STEP 7 Basic, WINCC)

7 Interpretacija procesnih veličina Jedan operatorski ekran touch panela Dijagram temperature i vlažnosti termodimne komore u procesu sušenja mesa

8 Zaključak Opisana termodimna komora s integrisanim upravljačko-nadzornim sistemom omogućava: održavanje procesnih veličina na zadatim vrednostima cirkulacija vazduha u komori ostvaruje se pomoću ventilatora s frekventnom regulacijom, što doprinosi smanjenju potrošnje električne energije, produžava se vek elektromotora i smanjuju električni udari u mreži grafički prikaz procesnih promenljivih prikaz alarma arhiviranje podataka i generisanje izveštaja. povezivanje PLC-a i komandnog touch panela s računarom i štampačem preko Ethernet mreže kao i većeg broja termodimnih komora na centralni sistem nadzora i upravljanja.

9 Hvala na pažnji!