Оптимизация интегрированной системы управления глюкозо-паточным комбинатом
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?изация глюкозы
Основной операцией производства ГФС является изомеризация глюкозы во фруктозу, которую проводят с использованием ферментных препаратов глюкоизомеразы, закрепленных (иммобилизованных) на твердой основе, например оксид титана - 30%, ДЭАЭ-целлюлоза - 30%, полистирол - 40%. Оптимальными условиями для изомеризации являются: 55-57С, рН = 7,57,8. Ингибиторами глюкоизомеразы являются кислород, ионы кальция, меди, никеля, цинка и некоторые другие примеси. Для стабилизации фермента добавляют соли магния и гидросульфит натрия. Обычно на изомеризацию подается сироп концентрацией 40-45% СВ.
Продолжительность контактирования сиропа с ферментом составляет 20-24 ч, расход фермента - 0,07-0,1 масс. % от массы СВ. Для активации фермента перед изомеризацией в сироп добавляют MgSO4 (0,025-0,015 моль/л) или CoSO4 (0,0003-0,003 моль/л), а для подавления микрофлоры - бисульфит натрия или калия (0,008-0,016 масс. % от массы СВ).
Вследствие обратимости реакции равновесие устанавливается при эквимолярном соотношении глюкозы и фруктозы; на практике реакцию прекращают по достижении концентрации фруктозы, равной 40-42% от массы СВ. Глюкоизомеразу используют в течение 28-30 сут., после чего она теряет свою активность, и ее выводят из производства. После изомеризации сироп очищают ионитами (катионит анионит) от солей жесткости и обесцвечивают активным углем; затем раствор фильтруют, концентрируют до 70-74% СВ под вакуумом и охлаждают до 25-30С.
Применение ГФС-42 в некоторых случаях затрудняется образованием осадка глюкозы. Для предотвращения кристаллизации глюкозы сироп обогащают фруктозной фракцией и получают ГФС-55. По сладости ГФС-55 несколько превышает сахарозу, и образования осадка глюкозы в нем в период хранения при обычных условиях не происходит.
1.3 Получение фруктозы
Хроматографическое разделение глюкозы и фруктозы проводится в колонне, заполненной смолой с размерами частиц 0,3-0,35 мм. В верхнюю часть колонны вводится ГФС-42, который вытесняется водой. Для разделения используют сульфополистирольную смолу, для сшивки которой используют 4-6% дивинилбензола. Сульфокислотные группы содержат ионы кальция. Фруктоза, образуя комплексы с ионами кальция, медленнее проходит через слой сорбента, чем глюкоза. Поэтому глюкоза вымывается первой из колонны и направляется на изомеризацию; затем выводится фракция, обогащенная фруктозой. Разделение проводят при 60С, концентрация сиропа 40-60%. Фруктозная фракция с содержанием фруктозы около 90% (ГФС-90) добавляется к ГФС-42 с получением ГФС-55. Обогащенный фруктозой сироп дополнительно очищается на ионитах и активным углем, концентрируется до 75-77% СВ и в виде продукта ГФС-55 отправляется потребителям. ГФС-42 называют сиропами 1-го поколения, ГФС-55 - сиропами 2-го поколения.
2. Технические и программные средства управления технологическим процессом
Система управления перемещением Siemens SIMOTION. Система управления перемещением Siemens SIMOTION - это инновационная платформа для простого и гибкого решения разнообразных задач, в которых требуется управление движением.
Отличительной особенностью платформы Siemens SIMOTION является слияние функций Motion Control с функциями управления, которые можно найти в большинстве промышленных установок: технологического регулирования и программно-логического управления. SIMOTION включает в себя три аппаратные платформы: на базе ПЛК; на базе ПК; и на базе привода.
.1 Аппаратные платформы
К машинам разного типа предъявляются разные технологически и конструктивные требования. Каждая из предлагаемых аппаратных платформ Siemens SIMOTION имеет свои преимущества для конкретной области применения. Эти платформы могут легко комбинироваться и взаимодействовать друг с другом, что особенно выигрышно при использовании модульной концепции машин. Все платформы имеют одинаковые системные свойства, т.е. функциональность и программирование всегда идентичны и унифицированы в независимости от выбранной Вами платформы.
? Siemens SIMOTION D - аппаратная платформа базе привода.
? Siemens SIMOTION C - аппаратная платформа на основе ПЛК.
? Siemens SIMOTION P - аппаратная платформа на основе ПК.
2.2 Технологическое программное обеспечение
увеличением гибкости и вычислительной мощности систем управления увеличиваются и требования к простоте пользования ими, поэтому при разработке инжиниринговой системы Siemens SIMOTION SCOUT особое внимание было уделено именно аспектам дружественности пользователю. Конфигурирование, программирование, диагностика и другие задачи решаются в основном графически. В дополнении, SCOUT содержит интеллектуальную систему подсказок, контекстно-зависимое меню и автоматическую систему проверки проекта на консистентность. С Siemens SIMOTION задачи управления движением для разного рода машин решаются просто и унифицировано. Для достижения этого была разработана специальная многоуровневая архитектура runtime системы. Базовая функциональность в виде ПЛК функциональности с набором команд в соответствии с IEC 61131-3 и cam контроллер доступны для всех устройств SIMOTION. Эта функциональность может расширяться за счет технологических программных пакетов и функциональных библиотек. Они представлены пакетами:
? Runtime (программное обеспечение);
? технологическими программными пакетами;
? функциональной библиотекой Siemens SIMOTION.
.3 Инженерное программное обеспечение Siemens SCOUT
Инженерное программное обеспечение Siemens SCOUT поддерж?/p>