Современные системы управления теплообменных установок

Согласно ГОСТ 12027-93 конструкция теплообменных установок должна обеспечивать автоматизацию контроля, записи и регулирования температурного режима.

На большинстве молочных заводов сегодня эксплуатируются теплообменные установки с системой управления на базе электромеханических приборов, в частности серии «Диск 250». Основным их недостатком является необходимость ежедневного обслуживания. Из-за наличия большого количества механических элементов в цепях управления надежность системы неудовлетворительна и не исключены ошибки контроля и регистрации процесса.

Опыт изготовления новой техники и разработки АСУТП в «ОКБ ОСКОН» позволил создать и отработать систему управления пастеризационно-охладительной установкой (ПОУ) на базе промышленного компьютера. Система осуществляет управление технологическим процессом, визуализацию его протекания, протоколирование и архивацию заданных и фактических параметров процесса в средствах автоматизации и исполнительных механизмах (рис. 1).

Изготовление и эксплуатация ПОУ с системой управления на базе промышленного компьютера позволили классифицировать системы управления установок, разработанных «ОКБ ОСКОН». Различают базовый вариант и вариант для универсальных ПОУ. Базовый вариант (при аналогичной стоимости) является альтернативой находящимся в эксплуатации установкам с системой управления, использующим электромеханические приборы (рис. 2). Необходимо отметить, что в настоящее время предприятие полностью перешло на изготовление ПОУ с управлением на базе промышленного компьютера.

Поскольку при небольших объемах и большом ассортименте продукции использование нескольких специализированных установок экономически нецелесообразно, возникла необходимость в быстропереналаживаемом универсальном



Рис. 2. Общий вид пульта управления ПОУ:
а - на базе электромеханического прибора; б - базового варианта с монтажом панели управления

Рис. 3. Дисплей пульта управления ПОУ:
а - экран взаимодействий; б - экран регистрации работы исполнительных механизмов


оборудовании. Универсальные ПОУ используют в основном на средних и небольших предприятиях с объемом перерабатываемого молока до 150 т/сут. Особенностью универсальных установок является гидравлическая схема использования блока подготовки теплоносителя для нагрева нескольких секций теплообменника, позволяющая менять заданные температурные параметры как в секции пастеризации, так и в выходной секции установки. Трубчатый выдерживатель тоже имеет несколько секций с различной продолжительностью выдержки. Поэтому система управления содержит более сложное программное обеспечение. Предусмотрено также управление сопутствующим оборудованием - сепаратором, гомогенизатором. В настоящее время полная версия программного обеспечения универсальной ПОУ практически представляет собой локальную АСУТП установки.

Дальнейшая модернизация локальных систем управления ПОУ, емкостных аппаратов, установок приемки и циркуляционной мойки, выпускаемых


«ОКБ ОСКОН», позволила создать АСУТП всего производства продукта с директивным графиком работы и взаимодействием операторов со всеми участками (рис. 3). Для повышения качества выпускаемого оборудования применяются специальные программы теплогидравлических расчетов пластинчатых теплообменных аппаратов. Тестирование и корректировка полученных данных по характеристикам Заказчика проводятся с помощью запатентованной математической модели. Кроме повышения качества проектирования это снижает затраты на испытания и пусконаладочные работы, особенно в случае расхождения заданных и фактических характеристик сервисных сред и сырья Заказчика.

В результате применения автоматизированного проектирования появляется возможность моделирования и изготовления установок не только отработанного на опыте типового ряда, но и с любой другой производительностью и температурно-временными регламентами.

В настоящее время специалистами «ОКБ ОСКОН» ведется разработка установки ультравысокотемпературной обработки молока в потоке (UHT-обработка). Задана температура термической обработки 135-150 °С с выдержкой несколько секунд. Срок хранения продукции при соответствующей системе упаковки до 6 мес. позволит использовать установку при производстве детского питания и продуктов длительного срока хранения.



В.М. Русских, к.т.н.,
главный конструктор «ОКБ ОСКОН»,
А.С. Филинков, к.т.н.,
инженер по новой технике




Рис. 1. Протокол технологического процесса



рекламный модуль к статье _ Современные системы управления теплообменных установок _