Автоматизация молочного производства

Компания ПРОЕКТ-П совместно с ООО «Мелиус комплект» (г. Вологда) с целью увеличения эффективности производства и снижения эксплуатационных расходов разработали систему управления двух резервуаров и моечной станции на молочном комбинате «Каргопольский» (г. Каргополь, Архангельская обл.).

Молочный комбинат «Каргополь­ский» специализируется на перера­ботке молока и выпуске широкого спектра молочных продуктов – сме­таны, кефира, творога, сливочного и топленого масла. В настоящее время комбинат перерабатывает до 30 тонн молока в сутки.

Производство молока начинается с пастеризации – термической обра­ботки, деаэрации, сепарации и гомо­генизации. Далее оно поступает в накопительные емкости на хранение и розлив. Несмотря на кажущуюся про­стоту, хранение – ответственный этап в производственном процессе. Сохра­нять определенный запас молока необ­ходимо, поскольку его поступление на комбинат сильно зависит от времени года, а объемы продаж меняются от дня недели. Кроме того, производитель­ность пастеризационных установок от­личается от производительности линий розлива, и чтобы смежные участки не простаивали, требуется некоторый за­пас молока.

В последнее время на предприятии заметно выросли объемы выпуска про­дукции, что потребовало модерниза­ции оборудования некоторых участков. В частности, была произведена замена существующих емкостей хранения на две новые емкости большего объема, оснащенные моечной станцией.

Хранение молока осуществляется в специальных емкостях – термосах, где молоко длительное время сохра­няет свою начальную температуру, а также периодически перемешивается с целью равномерного распределения жира по объему. В задачи компании ПРОЕКТ-П входила разработка и со­здание АСУ ТП для двух емкостей хра­нения молока и моечной станции.

Основные требования к автомати­зированной системе управления:

• индикация температуры, объема и уровня молока в емкостях;
• управление освещением в емкостях;
• управление насосами-мешалками в ручном и автоматическом режимах;
• управление моечной станцией с контролем линий подачи моющих растворов. 

Выбор средств автоматизации

Вопрос цены-качества остается насущным для большинства пред­приятий. В этом плане наиболее при­влекательна продукция российских производителей. Цены на их изделия ниже, чем у мировых производите­лей, а наличие сервиса и технической поддержки ставит российские изде­лия вне конкуренции. Исходя из этих предпосылок и имеющегося опыта применения, предпочтение было отда­но автоматике ОВЕН – программируе­мому контроллеру с встроенным дисплеем ПЛК73. Кроме ПЛК73, в АСУ ТП применяется и другое оборудование ОВЕН: блок питания БП60Б-Д4, блок согласования кондуктометрических датчиков БКК1, датчики температуры ДТС(100М) и кондуктометрические датчики уровня ДС.1.

Технология процесса

Молоко после пастеризации пос­тупает в одну из емкостей хранения (рис. 1), сразу же на дисплее контрол­лера ПЛК73 отображается температу­ра и объем поступившего продукта. Сигналы датчиков уровней подаются на БКК1 и отображаются на экране ПЛК73. Светодиодные индикаторы, расположенные на лицевой стороне пульта управления, показывают ниж­ний и верхний предельные уровни. Если при наполнении емкости будет превышен верхний уровень, то вклю­чится звуковая сигнализация, ин­формирующая оператора о том, что емкость полностью заполнена. При опорожнении емкости, когда уровень молока опустится ниже допустимого, также включится звуковая сигнализа­ция. Для оператора это служит сигна­лом, что продукт в емкости хранения заканчивается.

После заполнения емкости опера­тор на ПЛК73 выбирает опцию «ХРА­НЕНИЕ» и запускает насос-мешалку в ручном или автоматическом режимах. В автоматическом режиме происходит периодическое включение насосов, если же уровень продукта ниже ми­нимально допустимого – насосы не запускаются. Время работы и время простоя мешалки задаются в конфигурационных параметрах ПЛК73.

Моечная станция

После розлива молока и освобож­дения емкости ее необходимо про­мыть. Для этих целей используется моечная станция. Мойка производится моющими головками, расположенны­ми в верхней части емкостей хранения (рис. 1), при этом моющий раствор циркулирует по замкнутому контуру.

Меню управления моечной стан­ции имеет три режима мойки: щело­чью, кислотой или водой. Сначала оператор ручными задвижками вы­ставляет линию, соответствующую выбранной емкости и моющему рас­твору. Затем на ПЛК73 выбирается опция «МОЙКА» и запускается не­обходимый режим. Если линия по­дачи моющих растворов выставлена неверно, то включится звуковая сиг­нализация, а на экране контроллера появится надпись «АВАРИЯ ЛИНИИ ПОДАЧИ МОЮЩИХ РАСТВОРОВ». Контроль положения задвижки, оп­ределяющей линию подачи моющих растворов, осуществляется датчика­ми положения ручных задвижек. На каждый резервуар растворов (щело­чи, кислоты, воды) приходится по две задвижки – на вход и выход.

Индуктивные датчики положения задвижек на один резервуар моющих растворов соединены последователь­но, поэтому на ПЛК73 поступает три сигнала. Контроль линии подачи мою­щих растворов исключает смешивание моющих растворов.

После начала мойки начинается отсчет времени, по окончании процес­са включается звуковая сигнализация. Время для каждого режима задается в конфигурационных параметрах ПЛК73. Во время мойки ведется контроль ра­боты насоса подачи моющих раство­ров. При отсутствии обратной связи процесс останавливается, включается сигнализация, и на экране ПЛК73 появляется надпись «АВАРИЯ НАСОСА ПОДАЧИ МОЮЩИХ РАСТВОРОВ».

Результат внедрения системы

Внедрение автоматизированной системы управления на молочном ком­бинате «Каргопольский» позволило решить производственные задачи хра­нения молока и мойки резервуаров. Новая система способствует росту эффективности, увеличению объемов производства, а также снижению экс­плуатационных издержек.

Сергей Шугаев, главный инженер ПРОЕКТ-П, г. Вологда