UPRAVLJANJE TERMODIMNOM KOMOROM Stanko Stankov, Saša Arsić, Nikola Danković, Zoran Icić
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).
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.
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.
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
Upravljački ormar termodimne komore Konfiguracija: Instalirani kontroler Siemens S7 1200 Komunikacija: Serijska (RS-232 i RS-485) MODBUS (RS-485) USS protokol PROFINET Operatorski panel KTP 600 TIA portal (STEP 7 Basic, WINCC)
Interpretacija procesnih veličina Jedan operatorski ekran touch panela Dijagram temperature i vlažnosti termodimne komore u procesu sušenja mesa
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.
Hvala na pažnji!