Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом производства макаронных изделий

Содержание:

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.. 6

ВВЕДЕНИЕ. 8

Глава 1. Исследование теоретических аспектов построения
систем автоматизации технологических процессов в пищевой промышленности и
объекта автоматизации. 10

1.1 Общая характеристика современных систем автоматизации
технологических процессов в пищевой промышленности. 10

1.2 Методология построения систем автоматизации
технологических процессов  13

1.3 Исследование технических и программных средств,
необходимых для автоматизации технологических процессов. 15

1.4 Общая характеристика технологического процесса
производства макаронных изделий. 18

1.5 Анализ особенностей технологического оборудования
производства макаронных изделий и режимов его работы.. 24

1.6 Формирование требований к системе автоматизации. 29

Выводы по первой главе. 31

Глава 2. Разработка системы автоматизации производства
макаронных изделий  32

2.1 Разработка структуры системы автоматизации
производства макаронных изделий. 32

2.2 Обоснование и выбор необходимых технических средств
системы автоматизации. 45

2.2.1 Выбор оборудования системы автоматизации. 45

2.2.2 Аналитический расчет и моделирование работы системы
автоматизированного управления. 63

2.3 Разработка рекомендаций по внедрению и монтажу системы
автоматизации  81

2.4 Обеспечение безопасных условий труда при работе с
системой автоматизации. 84

2.5 Экономическое обоснование
разработанных решений. 94

2.5.1 Расчет капитальных вложений. 94

2.5.2 Расчет основных технико-экономических показателей
разработанной системы управления. 98

Выводы по второй главе. 100

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 102

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ   103

Введение:

Развитие пищевой
промышленности является одной из главных составляющих хозяйственной и
производственной программ государства, существенно влияющих на благосостояние
трудящихся, так как продукция пищевой промышленности характеризуется широким
ассортиментом и массовостью спроса. Поэтому реализация контроля и управления
технологическими процессами имеет большое значение при производстве
высококачественных и безопасных продуктов питания.

В настоящее время
автоматизация и энергосбережение стало приоритетным направлением технической
политики в мире. Это связано, во-первых, с дефицитом основных энергоресурсов,
во-вторых, с возрастающей стоимостью их добычи, в третьих, с глобальными
экологическими проблемами, обозначившимися в последнее время. Энергосбережение
в любой сфере сводится по существу к снижению потерь электрической энергии.

Автоматизация
производственных процессов – основное направление, по которому в настоящее
время продвигается производство во всем мире. Все, что раньше выполнялось самим
человеком, его функции, не только физические, но и интеллектуальные, постепенно
переходят к технике, которая сама выполняет технологические циклы и
осуществляет контроль за ними. Роль человека во многих отраслях уже сводится
лишь к контролеру за автоматическим контролером.

Современный уровень
развития электроники, микропроцессорных средств управления и контроля, средств
автоматического регулирования позволяет широко использовать технические
достижения для решения задач автоматизации и механизации. Применение
современных способов регулирования скорости технологических механизмов в сочетании
с широкими возможностями автоматизации может обеспечить оптимальное
использование энергетических и механических ресурсов.

Тема данной выпускной
квалификационной работы – «Разработка автоматизированной системы управления
технологическим процессом производства макаронных изделий».

Макаронное производство
идет по пути совершенствования технологии и оборудования. Разработка новых
ресурсосберегающих технологий приводит к созданию принципиально нового
оборудования. Решение этой задачи возможно лишь на основе знаний
закономерностей технологических процессов, существующего и конструируемого
оборудования.

Цель выпускной
квалификационной работы – разработка автоматизированной системы управления
технологическим процессом производства макаронных изделий.

 Исходя из темы и цели выпускной
квалификационной работы, в процессе ее выполнения необходимо решить следующие
задачи:

– произвести анализ
технологического процесса производства макаронных изделий;

– исследовать технические
характеристики и устройство технологической линии производства макаронных
изделий;

– разработать структуру
системы автоматизации технологической линии производства макаронных изделий; – произвести обоснование
и выбор необходимых технических средств системы.

Объекта исследования –
анализ оптимальных направлений в процессе разработки система управления
технологической линии производства макаронных изделий.  Предмет исследования – автоматизированная
система управления технологической линии производства макаронных изделий.

Методы исследования,
применяемые в процессе работы:

— метод сравнения;

— метод анализа;

— изучение теоретических
аспектов рассматриваемой тематики;

— разработка практических
рекомендаций.

Заключение:

В данной выпускной квалификационной
работе разработана система автоматизированного управления линии по производству
макаронных изделий.

По завершению выполнения выпускной
квалификационной работы получены следующие результаты:

– дана общая характеристика
современных систем автоматизации технологических процессов;

– исследована методология построения
систем автоматизации технологических процессов;

– исследованы технические и
программные средства, необходимые для автоматизации технологических процессов;

– дана общая характеристика
технологического процесса производства макаронных изделий;

– произведен анализ особенностей технологического
оборудования производства макаронных изделий;

– сформированы требования к системе
автоматизации;

– разработана структура системы
автоматизации технологического процесса производства макаронных изделий;

– произведен выбор необходимых
технических средств системы автоматизации;

– произведена разработка программной
части системы автоматизации;

– произведена разработка
рекомендаций по внедрению и монтажу системы автоматизации;

– исследован вопрос обеспечения
безопасных условий труда при работе с системой автоматизации.

Срок окупаемости проекта составил
2,7 года.

По завершению работы, можно
утверждать, что поставленная цель полностью достигнута, а задачи выполнены.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Исследование теоретических аспектов
построения систем автоматизации технологических процессов в пищевой
промышленности и объекта автоматизации 1.1 Общая характеристика современных систем
автоматизации технологических процессов в пищевой промышленности Под
автоматизацией производства понимают замену ручного труда машинным, будь то
роботы, автоматические приборы или программное обеспечение. Автоматизация
заключаются в том, что на линии производства рабочий процесс и некоторые его
компоненты (операции) выполняются не людьми, а спецтехникой или информационными
системами. Считавшееся новшеством XXI века, уже сегодня автоматизированное
производство может полностью заменить человека на многих видах работ.

Автоматизация
производства – один из важнейших факторов роста производительности труда и
повышения качества продукции. Непременным условием ускорения темпов роста
автоматизации является подготовка специалистов, владеющих знаниями современных
технических устройств автоматизации и способных обеспечить реализацию
современных автоматизированных систем управления технологическими процессами
любой сложности, их квалифицированную наладку и эффективную эксплуатацию в
процессе функционирования.

Автоматизация
операций может включать автоматизацию одной операции или автоматизацию всего
процесса производства. Автоматизированное оборудование может варьироваться от
простых датчиков до автономных роботов и другого сложного оборудования.

Повышение производительности и желание получить конкурентное
преимущество, как правило, является основной причиной для старта проекта по
автоматизации на многих предприятиях. Другие причины автоматизации могут быть
обусловлены не «надеждами на будущее», а наличием конкретных причин – например,
опасной рабочей средой или высокой стоимостью человеческого труда. Некоторые
предприятия автоматизируют процессы с целью сократить время производства,
увеличить гибкость производства, сократить затраты, устранить человеческие
ошибки или восполнить нехватку рабочей силы. Решения, связанные с
автоматизацией, обычно касаются некоторых или даже всех перечисленных
экономических и социальных факторов.

При этом можно выделить общую цель автоматизации производства:
заменить человеческий труд и оптимизировать работу. В более широком смысле к
целям автоматизации процессов условно относят:

1. Сокращение персонала, обслуживающего производство;

2. Увеличение выработки количества продукции;

3. Расширение ассортимента продукции;

4. Увеличение объемов производства в несколько раз;

5. Повышение безопасности производства.

Для владельцев бизнеса оценка плюсов и минусов автоматизации может
быть непростой задачей. Скорость, с которой внедряются технологии в сочетании с
естественным сопротивлением изменениям, заставляет владельца бизнеса
откладывать внедрение новых управленческих инструментов, хотя сами понимают,
что, откладывая внедрение новых и более эффективных технологий, они теряют
конкурентные преимущества.

В
последние годы в области производства используются следующие типы
автоматизации:

1. Информационные технологии (ИТ);

2. Автоматизированное производство (CAM);

3. Оборудование с числовым программным управлением (NC);

4. Роботы;

5. Гибкие производственные системы (FMS);

Информационные
технологии (ИТ) охватывают широкий спектр компьютерных технологий, используемых
для создания, хранения, извлечения и распространения информации. Именно за счет
информационных технологий в настоящее время осуществляется большая часть
автоматизаций, например, автоматизация производства на базе 1С.

Автоматизированное
производство (CAM) относится к использованию компьютеров в различных функциях
планирования производства и контроля. В производственном процессе используются
машины с числовым программным управлением, роботы и другие автоматизированные
системы.

Роботы –
этот тип автоматизированного оборудования может выполнять различные операции,
которые обычно обрабатываются человеком, выступающим в роли оператора.

Темпы,
которые набрала автоматизация различных сфер бизнеса за последние 20 лет, можно
назвать по-настоящему головокружительными. Вне зависимости от масштаба бизнеса
собственники ориентируются на автоматизацию, и современный рынок предлагает им
огромный выбор автоматизированных решений. В этих условиях ключом к успеху
становится тщательный анализ и реализация управленческих схем, а не быстрое и
необдуманное внедрение новых технологий. Автоматизация должна быть плановым,
стратегическим шагом, базирующимся на реальных потребностях производственного
предприятия, чтобы удовлетворить все нужды организации и принести максимальную
пользу.

Массовое
производство (mass production) – это производство продукции в огромных
количествах с использованием механизации и автоматизации производства. Такое
производство занято выпуском стандартной, однотипной продукции. При массовом
производстве ассортимент изделий месячной и годовой программы практически
совпадают. Для продукции, выпускаемой массово, свойственна очень высокая унификация
и стандартизация всех узлов. Этому производству характерна крайне высокая
комплексная автоматизация технологических процессов.

Автоматизация
в массовом производстве предполагает самое широкое применение комплексного
оборудования, которое сочетает как техпроцессы изготовления непосредственно
деталей, так и транспортные и складские операции.

Автоматизация
технологических операций на производствах серийного типа развивается путем
внедрения роботизированных линий. Что резко повышает качество продукции, и
производительность на фоне снижения ее себестоимости. И, что не менее важно,
благодаря АСУ ТП, такие производства могут быстро перепрофилироваться на выпуск
новых видов продукции.

Автоматизация
производственных процессов применяется не только в массовом и крупносерийном
производствах, но и в мелкосерийном и единичном. Автоматизация таких видов
производства позволяет обрабатывать детали сложной профилированной формы и
больших размеров. При единичном производстве программа фабрики или завода
состоит из большой номенклатуры продукции. Номенклатура в плане производства
крайне неустойчива. Выпуск оригинальных деталей в подавляющем количестве
превышает количество унифицированных деталей. На предприятиях, выпускающих
единичную продукцию, используется универсальное оборудование, и еще не редко,
ручной труд квалифицированных высокооплачиваемых рабочих. 1.2 Методология построения систем автоматизации