Система автоматического управления процессом стерилизации консервов в автоклаве

 

1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СТЕРИЛИЗАЦИИ КОНСЕРВОВ В АВТОКЛАВЕ, содержащая блок задания программы, датчики температуры и давления, связанные с регуляторами и исполнительными механизмами, установленными соответственно на линиях подачи пара, воды воздуха и слива, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат, брака продукхщи и повышения надежности в работе, она снабжена блоком самоконтроля, а блок задания программы выполнен в виде цифрологического устройства с цифроаналоговым преобразователем напряжения с переменным резистором на входе, при этом первый выход блока задания программы соединен с входом регулятора температуры, второй выход соединен с регулятором давления, а третий - подключен к входу блока самоконтроля, причем выходы регуляторов давления и температуры соединены с исполнительными механизмами через электропневмопреобразователи, а вход блока самоконтроля соединен с выходами регуляторов температуры и давления и блока задания программы , а его выход связан с входами регуляторов температуры и давления и блока задания программы. 2.Система поп.1, отличающаяся тем, что, исполнительные механизмы снабжены датчиками отрицательной обратной связи, подключен (Л ными к входам регуляторов давления и температуры. 3.Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что регулятор давления снабжен операционным усилителем и компаратором, один из входов последнего подключен к блоку задания программы, другой - к входу регуля00 тора давления, а выход через транзисторные ключи - к входу операцион00 ного усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ1168184 (51) 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЫИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф,, 7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3629699/28-13 (22) 29. 07. 83 (46) 23.07.85. Вюл. № 27 (72) А.О. Эрлих (53) 637.133.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 539575, кл. А 23 L 3/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 974995, кл. А 23 L 3/02, 1981. (54)(57) 1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СТЕРИЛИЗАЦИИ

КОНСЕРВОВ В АВТОКЛАВЕ, содержащая блок задания программы, датчики температуры и давления, связанные с регуляторами и исполнительными механизмами, установленными соответственно на линиях подачи пара, воды, воздуха и слива, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, брака продукции и повышения надежности в работе, она снабжена блоком самоконтроля, а блок задания программы выполнен в виде цифрологического устройства с цифроаналоговым преобразователем напряжения с переменным резистором на входе, при этом первый выход блока задания программы соединен с входом регулятора температуры, второй выход соединен с регулятором давления, а третий — подключен к входу блока самоконтроля, причем выходы регуляторов давления и температуры соединены с исполнительными механизмами через электропневмопреобразователи, а вход блока самоконтроля соединен с выходами регуляторов температуры и давления и блока задания программы, а его выход связан с входами регуляторов температуры и давления и блока задания программы.

2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, исполнительные механизмы снабжены датчиками отрицательной обратной связи, подключенными к входам регуляторов давления и температуры.

3. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что регулятор давления снабжен операционным усилителем и компаратором, один из входов последнего подключен к блоку задания программы, другой — к входу регулятора давления, а выход через транзисторные ключи — к входу операционного усилителя.

1168184 2

Изобретение относится к консервной, пищевой и рыбной промьппленности, а именно к системам автоматического управления процессом стерилизации консервов в автоклаве. 5

Цель изобретения — снижение энергозатрат, брака продукции и повышение надежности системы в работе.На фиг. 1 .изображена функциональная схема предлагаемой системы; на фиг 2 — схема включения компаратора в регулятор давления; на фиг.31схема цифроаналогового преобразователя, на фиг. 4 — функциональная схема системы при отсутствии очищенного воздуха.

Система автоматического управления процессом стерилизации содержит блок 1 задания программы, блок 2 самоконтроля и технические средства автоматизации. Блок 1 задания программы выполнен в виде цифрологического устройства с цифроаналоговым преобразователем напряжения с переменным резистором 3 на входе.

Технические средства автоматизации системы содержит датчики 4 и 5 температуры, связанные соответственно с регулятором 6 температуры и самопишущим прибором 7, датчик 8. 30 давления и самопишущий манометр 10.

Первый выход блока 1 задания программы соединен с входом регуля- . тора 6 температуры, второй выход соединен с регулятором 9 давления, а З5 третий — подключен к входу блока 2 самоконтроля. Выходы регуляторов

9 и 6 давления и температуры соединены соответственно с исполнительными механизмами — мембранными кла- 40 панами 11 — 14 через электропневмопреобразователи 15 — 18. Мембранные клапаны 11 — 14 установлены на линиях подачи пара, воды, воздуха и слива.

Выходы и входы блока 2 самоконтроля 45 соединены, соответственно, .с входами и выходами регуляторов 6 и 9 температуры и давления и блока 1 задания программы.

Регулятрр 9 давления снабжен 50 компаратором 19. Первый вход последнего подключен к блоку 1 задания программы шиной 20 через резистор 21, а к шине "Общая точка" — через резистор 22. Второй вход компаратора под- 55 ключен к входу операционного усилителя 23 регулятора 9 давления через линию задержки, которая образована резисторами 24 и 25 и конденсатором

26. Последний через переменный резистор 27 шиной 28 подключен к регулятору 6 температуры. Выход компаратора 19 через транзисторный ключ 29 и резистор 30 подключен к входу транзистора 31, к конденсатору 32 и резистору 33. Затворы транзисторного ключа 34 подключены к блоку 1 задания программы шиной 35. Вход операционного усилителя 36 через резистор 37 подключен к шине 38 и датчику 8 давления. Выход операционного усилителя 23 через резистор 39 подключен к входу операционного усилителя 36.

На вход последнего подключен ис гоч1 ник стабилизированного напряжения через резисторы 40 и 41 шиной 42.

Выход операционного усилителя 36 через резистор 43 подключен на инвертирующий вхо@, а шиной 44 — к входу аналоговой части регулятора давления.

Регуляторы 9 и 6 давления и температуры имеют дискретные и аналоговые выходы, причем каждый иэ них может управлять двумя мембранными клапанами.

Цифроаналоговый преобразователь (фиг. 3) содержит переменный резистор 3, подключенный к его входу.

Переменный резистор 3 одним концом через шину 45 подключен к задатчику температуры, а другим - к резисторам

46 - 54. Выходы последних подключены к транзисторным ключам 5563 соответственно. Выходы этих ключей подключены к "Общей точке"— шине 64, а затворы — к дешифратору

65. Вход дешифратора через шину 66 подключен к блоку 1 задания программы. Выход цифроаналогового преобразователя шиной 67 через сглаживающий фильтр и ключи, находящиеся в блоке 1, подключен к регулятору 6 температуры.

Система работает следующим образом.

Перед началом процесса стерилизации по команде блока 1 задания программы вода в автоклаве 68 автоматически нагревается до начальной температуры, при достижении которой производят загрузку продукта, в автоклав.

Сигнал от задатчика температуры стерилизации подается на шину 45.

При этом на выходной шине 67 появля1168184 ется напряжение, определяемое отношением сопротивлений резисторов 3 и 46 при открытом в нулевом положении транзисторного ключа 55. В связи с тем,.что величина сопротивлений резисторов 46. — 54 возрастает линейно, так же линейно нарастает температура нагрева. Последняя измеряется датчиком 4 температуры.

Задание по времени и температуре выдает блок 1 задания программы в соответствии с формулой стерилизации, заданной программой.

Регулятор 6 температуры сравнивает температуру нагрева с заданием и в зависимости от величины и знака рассогласования вьдает сигнал на мембранные клапаны 11 и

12 через аналоговые электропневмопреобразователи 15 и 16. С помощью последних реализуется пропорционально-интегральный закон регулирования.

Регулятор 6 температуры имеет устройство, преобразующее сигнал датчика 4 температуры в напряжение, соответствующее температуре в автоклаве 68. Давление в последнем, измеряемое датчиком 8 давления, преобразуется в напряжение. ЗО

Напряжение, поступающее от регулятора 6 температуры, соответствующее температуре в автоклаве 68, поступает на вход регулятора 9 через линию задержки и сравнивается с напря- З жением,поступающим от датчика 8 давления.

В зависимости от величины и знака рассогласования регулятор 9 давления вырабатывает сигнал, управляющий 40 мембранными клапанами t3 и 14 через электропневмопреобразователи 17 и 18.

При достижении в автоклаве 68 температуры стерилизации счетчик времени блока 1 задания программы 45 отсчитывает время, необходимое для стерилизации данного продукта, Во время стерилизации при уменьшении температуры ниже заданной на 1 С, блок 2 самоконтроля запре- 50 щает отсчет времени стерилизации.

При восстановлении регулятором 6 температуры необходимой температуры отсчет времени продолжается. По окончании времени стерилизации блок 1 зада- 55 ния программы выдает команду на на.чало процесса охлаждения. До подачи этой команды ключ 29 закрыт, а ключ 34 и транзистор 31 — открыты.

Время задержки пропорционально ве личине сопротивления резистора 24, а температура, при которой давление в автоклаве 68 должно быть равно

"0", определяется сопротивлением резистора 40. При начале процесса охлаждения блок 1 задания программы подает на шину 35 сигнал, открывающий ключ 29 и закрывающий ключ

34. При этом время задержки будет определяться суммарным сопротивлением резисторов 24 и 25. После того как температура в агтоклаве 68 станет ниже температуры стерилизации и напряжение на втором входе компаратора 19 по абсолютной величине станет меньше напряжения на его первом входе, компаратор 19 через ключ 29 с вьдержкой времени закрывает транзистор 31, увеличивая постепенно сумму сопротивлений резисторов 40 и 41 и уменьшая этим температуру, при которой давление в автоклаве будет равно "0".

Мембранные клапаны 11 — 14 могут быть снабжены датчиками 69 — 72 отрицательной обратной связи и восемью дискретными электропневмопреобразователями 73 — 80 по два на каждый мембранный клапан. Датчики 69 — 72 отрицательной обратной связи подключены к входам регуляторов 9 и 6 давления и температуры.

Процесс стерилизации консервов в автоклаве происходит аналогично описанному выше.

При появлении рассогласования по температуре регулятор 6 температуры вьдает сигнал на мембранные клапаны 11 и 12, подключенные к его дискретным выходам через дискретные

I электропневмопреобразователи 73—

76, с помощью которых реализуется л-закон регулирования. При срабатывании одного из электропневмопреоб— разователей 73 или 74 в надмембранном пространстве изменяется давление воздуха. Это давление измеряется датчиком 69 отрицательной обратной связи. Сигнал от этого датчика поступает на регулятор 6 температуры, где сравнивается с его аналоговым сигналом, и в случае равенства электропневмопреобразователи 73 или 74 закрываются.

При этом мембранный клапан 11 занимает положение, обеспечивающее

1168184 необходимую температуру в автоклаве 68. Аналогично описанному выше работает контур регулирования давления.

Работа устройства в процессе стерилизации фиксируется самопишущим прибором 7 и самопишущим манометром 10.

1168184

Фиг. 7

Составитель В. Еремин

Техред С.Мигунова Корректор О. Тигор

Редактор Н. Тупица

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4529/4 Тираж 596 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5