Разработка автоматизированной системы упаковки рыбной продукции в ОРКЗ №55

- Требования к алгоритмическому обеспечениюК алгоритмическому обеспечению относятся алгоритмы и модели объектов (алгоритмы управления, алгоритмы решения обычных задач).1)Начальная обработка полученной информации, заключающаяся в масштабировании, фильтрации, контроле достоверности параметров;2)Контролирование параметров технологического процесса и расчет показателей, являющихся косвенными, архивация данных технологических параметров;3)Контроль достоверности параметров;4)Расчет косвенных параметров;5)Архивация данных технологических параметров и формирование отчётов;6)Просматривание информации и просматривание состояния оборудования;7)Принятие с дальнейшим подтверждением сигналов несущих информацию об аварийных ситуациях;- Требования к программному обеспечению1)Независимость ПС от того, какие средства вычислительной техники, и какая операционная среда используется;2)Возможность расширения и изменения поставляемого программного обеспечения;3)Сохранность информации в системе при аварии (создание архивов, отчетов, журналов и т.д.); устройство сбора и передачи данных системы обязано гарантировать сохранность собранной информации, а также ПС и бесперебойную работу часового механизма даже при отключенном сетевом питании на срок до 1 года, а кроме того возврат в рабочий режим после того, как питание восстановлено.4)Защита информации на несанкционированный доступ к рабочим данным; парольную защиту при конфигурации ПО; защиту учетных данных в базе данных с помощью кодирования; фиксирование служебных событий в АСУ и действий оперативного персонала; фиксирование факта и места обнаружения дефектных данных.5)Обеспечение развития системы или ее модернизации;6)ПО должно позволять выполнять коррекцию параметров настройки системы и отдельных программ без прерывания выполнения основных задач, при этом, изменения должны регистрироваться;7)Надежность программных средств должна быть не ниже надежности КТС системы. Должна быть исключена возможность "зависания" программ при нарушениях в работе отдельных аппаратных средств.8)Форматы и протоколы передачи данных определяются на этапе проектирования и не должны искажать первичную информацию.- Требования к метрологическому обеспечению1)Метрологическое обеспечение системы должно осуществляться в соответствии с ГОСТ 8.437-81.2)Определение метрологических характеристик системы должно гарантироваться теми приборами и оборудованием. Которые выпускаются серийно.3)Периодичность и методика поверок технических средств системы должна определяться инструкциями по эксплуатации этих средств. Порядок проведения поверки должен выполняться в соответствии с утвержденными организационными мероприятиями Заказчика- Требования к информационной подсистеме АСУ ТП1)Возможность связи по различным сетям, в том числе поддержка современных сетевых технологий быстрой передачи информации;2)Информационный обмен внутри системы;3)Информационная совместимость к внешним системам; АСУ должна функционировать непрерывно. При плановых или аварийных перерывах в работе, информация должна сохраняться в памяти устройств каждого уровня системы.Система должна иметь технические и программные средства диагностики, обеспечивающие своевременное обнаружение неисправности технических средств и каналов передачи информации.-Требования к надежности системыВ соответствии с терминологией надежность системы есть свойство, обусловленное ее безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью и обеспечивающее нормальное выполнение заданных функций.1)Среднее время наработки до отказа не менее 35 000 часов2)Среднее время восстановления после отказа не более 1 часа3)Средний срок службы не менее 20 летЗначения данных показателей относятся к УСПД, являющихся составной частью КТС АСУ и позволяющих на локальном уровне полностью выполнять задачи системы. Значения показателей надежности других компонентов КТС АСУ должны быть не ниже стандартных. Все компоненты системы должны обеспечивать непрерывный режим работы с неограниченной продолжительностью.- Требования к вопросам эксплуатации и технического обслуживания, а также к ремонту и тому как компоненты системы хранятся;1)Технические средства системы должны быть помещены в местах, которые допускают обслуживание в соответствии с требованиями инструкций относительно эксплуатации подобных средств; 2)Электропитание комплекса технических средств АСУ должно обеспечиваться:3) Основное происходит от сети переменного тока с величиной напряжения 220 в + 10.15% и с частотой, величина которой 50 + 1Гц;3) Резервное происходит от бесперебойного питания 220В +10%.При эксплуатации системы необходимо руководствоваться следующими директивными документами:- "Правила эксплуатации электроустановок потребителей";- "Правила техники безопасности и пожарной безопасности";- "Правила устройства электроустановок"Эксплуатация системы должна проводиться строго в соответствии с теми требованиями, которые изложены в документации на АСУ и инструкций по эксплуатации отдельных компонентов системы.Разрабатываемая система должна удовлетворять такое требование, как требование «минимального обслуживания».Техническое обслуживание средств системы должно обеспечивать бесперебойную эксплуатацию и состоять из:1) проведения профилактических работ;2) ремонта и наладки технических средств.Регламент профилактических работ должен быть соответствующим требованиям эксплуатационной документации на упомянутую систему.- Требования к автоматизированному рабочему месту оператора-технологаНаличие персонального компьютера в специальном исполнении1)Наличие необходимых устройств печати2)Наличие необходимого сенсорного экрана или функциональных клавишОтображение информации о технологическом процессе на экране монитора в виде графических видеограмм.Таким образом, требований к системам АСУТП – огромное количество. В случае же АСУ ТП изучаемого объекта можно сказать, что требования сводятся к следующим базовым:- поддержку параметров в заданных пределах в соответствии с нормативным документом;- надежность;- качество регулирования;- безопасность;- работоспособность.Также важным требованием будет упрощение обслуживания оборудования, повышение точности.3.3 Разработка структуры автоматизации процесса упаковки предприятия ОЗРК №55Для построения функциональной структуры автоматизированной системы упаковки на предприятии ОРКЗ №55 в соответствии с приведенными в предыдущем разделе требованиями, проанализируем ее элементы. А именно, главный ее составнойэлемент – контроллер.Анализ технических данных контроллеров промышленных предприятийпоказал, что Кросс 500 является не самым лучшим решением.Так, в таблице 3.1 приведено сравнение Кросс 500 и SimaticS7-300.Таблица 3.1 Сравнение контроллеров SimaticS7-300 (Германия) и Кросс-500 (Россия)НаименованиеSimatic S7-300КРОСС-5001. Общие данные1.1 Мах.габариты конструктиваш,в,г,мм400x125x127,5Размеры модулей - высота 130 мм, длина 100 мм, ширина (30, 45, 60) мм в зависимости от типа модуля.1.2 Температура окружающейсреды, °С0…600...501.3 * Процессор (серия процессоров)CPU312; CPU313; CPU314; CPU31580 С 386Ех1.4 Емкость ЗУ48 КбайтDRAM-1,5 Мбайт,SRAM-256 Кбайт,Flash 1 Мбайт1.5 Напряжение питания24VDC/230 VАС24 VDC/220 VАС1.6 Максимальное количество дискретных вх/вых или общее1024256(общее)1.7 Максимальное кол-во аналоговых вх/вых или общее128512(общее)1.8 Конструкция (сменный блок/моноблок)МОДУЛЬМОДУЛЬ1.9 Кол-во слотов основной корзины/корзины расширения8/3322. Параметры входов/выходов модулей2.1 Кол-во дискретных вх/вых модуля32/32В зависимости от модуля.2.2 Напряжение дискретных вх/вых; ток выходов24V DC;120;230V AC/ то же до 4 А24 V DC/220 V АС до 2 А2.3 Кол-во аналоговых вх/выхмодуля14В зависимости от модуля.2.4 Параметры аналоговых сигналов входных выходных±1В; ±10В; ±20mA; 4-20 mA/ то же0-5мА;0-20мА; 4-20 мА; 0..10В2.5 Подключение (ТС; ТП) термосигналовдада2.6 Разрядность АЦП аналоговыхмодулей14123. Подключение шин, интерфейсовPROFIBUS; RS 485; Ehtemet MPIRS 232C/485; SP1; Ethernet4. Скорость обработки0,3мс0,02 с (цикл)5. ПО/операционная средаS7 DOS - WindowsOS-96. Пакет программированияSTEP 7ISaGRAF7. Сетевой доступдадаКак видно, контроллер Кросс -500 уступает контроллеру Simatic S7-300 прежде всего за счет того, что SimaticS7-300 позволяет выбирать из нескольких типов центральных процессоров, имеет модульную конфигурацию, большее число входных и выходных сигналов, что предпочтительнее, если планируется вовлечение в систему автоматизации большего числа контроллируемых объектов.Анализ информационного обеспечения, применяемого на различных произодствах продуктов питания показал, что программное обеспечение фирмы Inovaнаилучшим образом подходят для решения задач автоматизации для производственных процессов мясной промышленности [9]. Основные и стандартные функцииInnova для обвалочного цеха призвано обеспечить поддержку представленных ниже основных потоков данных и процессов.Функции:-Приемка туш с регистрацией информации (например, о месте рождения и месте откорма), требуемой для эффективного управления партиями-Отправка сырья на обвалочные линии-Упаковка и маркировка продукции по всем видам переработки (основная и сопутствующая продукция)-Отгрузка и доставка-Управление соответствующими запасами, включая сырье, про-дуктына созревании и готовую продукциюШирокий диапазон стандартных отчетов по норме выхода, откло-нениям в весе, состоянию и сроку хранения, производительности и т. пВ связи с вышеприведенным, можно сделать вывод, что для применения в рыбной промышленности она тоже может найти хорошее применение, так как на рыбоперерабатывающем предприятии требуется проведение очень схожих операций, а именно:1)Приемка непотрашенной рыбы 2)Отправка сырья на разделочные линии3)Сортировка и Упаковка с маркировкой продукции по всем видам переработки (основная и сопутствующая продукция)4)Отгрузка и доставка5)Управление соответствующими запасами, включая сырье, про-дуктына созревании и готовую продукциюВ связи с этим, обоснованным было бы применить контроллер М6000, который поддерживает программное обеспечение Inova.На рис. 3.2 приведены технические характеристики этого контроллера, а его вид представлен на рис. 3.3Рис. 3.2 Технические характеристики контроллера М6000Рис. 3.3 Вид контроллера М6000.В качестве датчика для системы автоматического регулирования (рис.3.1) в нашей структуре будут использоваться весы-грейдеры А520.В виде исполнительного механизма – клапан регулировки давления воздуха в пневмошкаше системы весов-грейдеров А520 (рис. 3.4 и 3.5), где А- винт регулировки скорости «на ходу», В – винт регулировки амортизатора «на ходу», С – винт регулировки скорости «при остановке», D – винт регулировки амортизатора «при остановке», Е – длина поршня, регулировочный винт (шаровая цапфа на штоке поршня), F и G – болтовое соединение.Рис. 3.4 Пневмошкаф, регулятор давления воздуха.Рис. 3.5 ПневмоцилиндрНа рис. 3.7 приведена структура полученной автоматизированной системы упаковки.Рис. Структура полученной автоматизированной системы упаковки.3.4 Прграммное обеспечение разрабатываемой системы управления упаковкойПрограммное обеспечение является важным компонентом автоматизированных систем. Как было указано в предыдущем разделе, программным обеспечением автоматизированной системы упаковки предложено выбрать обеспечение Innova.Программное обеспечение Innova- это интеллектуальнаясистема управления производством, предназначенная для контроля имониторинга процесса обработки, начиная от получения сырья и кончаяотправкой готовой продукции.Приложение Innova позволяет руководителям усовершенствовать все важныекомпоненты производственного цикла обработки, такие как контроль качества,оперативный контроль, выход продукции, пропускная способность, отходы,логистика, производительность и надежность поставок.У приложения Innova модульная структура, отдельные программные модули,работая совместно, образуют единую систему обработки. Эти модули служатдля управления последовательными стадиями обработки, такими как обвалка,зачистка, сортировка, порционирование и контроль качества.При использовании приложения Innova гарантируется, что данные можно влюбой момент получить по сети для любой заданной точки производственногоцикла. На рис. 3.6 показан интерфейс этой программы.Безопасность некоторых компонентов программы обеспечивается защитой отчтения и/или записи. Чем выше у пользователя уровень доступа, тем кбольшему числу компонентов он может получить доступ. Компоненты,защищенные от чтения, отображаются только в том случае, если выбрандостаточно высокий уровень доступа. Компоненты, защищенные от записи,видны, но они или неактивны, или их нельзя изменить. Таблицы, защищенныеот записи, можно просматривать, но нельзя редактировать.На приведенном ниже рисунке показано сообщение об ошибке, котороеотображается, когда пользователь пытается открыть программу, на просмотркоторой он не имеет разрешения. Уровни доступа-Сотрудник - Пользователю разрешается просматривать свои персональные данные. Предназначается для тех, кому требуется просматривать и изменять свои персональные данные.-Наблюдатель - Пользователю разрешается просматривать общую информацию и отчеты. Предназначено для тех, кому требуются данные, содержащиеся в системе, но не нужно ни изменять содержимое базы данных, ни управлять процессом.Рис. 3.6 Интерфейс программы Innova-Оператор - Пользователю разрешается работать с системой, но ему нельзя изменять ни данные, ни таблицы. Это подходящий уровень доступа для операторов, ежедневно работающих с системой. Они могут просматривать и вносить изменения, касающиеся ежедневных операций, но не могут изменятьопределения этих операций.-Супервизор - Пользователю разрешается изменять данные и отобранные таблицы. Этот уровень подходит, например, когда супервизор вводит данные о новой программе или клиенте.-Администратор - Пользователю разрешается настраивать не относящиеся к технике параметры системы и изменять таблицы. Этот уровень предназначен для тех, кому требуется доступ ко всем частям системы, например для системного администратора.Выбранная программа обеспечивает гибкость, необходимую для серийного производства, когда необходимо работать с различными модификациями продукции по типоразмерам и способам укладки (возможность простой переналадки на новый вид упаковки или продукции), а также компактность размещения, что позволяет гораздо лучше использовать производственные площади.ЗаключениеВ данной работе были решены все поставленные изначально задачи:Проанализирована специфика технологического процесс на предприятии рыбной промышленности и понять специфику упаковочного этапа данного процесса;Проанализированы существующие отечественные и международные стандарты и требования к упаковке рыбной продукции;Проанализированы существующие упаковочные технологичии и оборудование предприятия Озерновский РКЗ №55Разработана система автоматичексого управления процессом упаковки заданного предприятияРазработана элементная база системы автоматизации процесса упаковки данного предприятияРазрfботанная автоматизированная система дает возможность получения эффективной работы на всех этапах разделочного процесса и в упаковочном процессе, в частности.Змена существовавшего контроллера на новый, а также применение совместимого с этим контроллером программного обеспечения дает возможность:-Быстрого и надежного сбора данных-Расширения возможности управления и контроля складских запасов-Повышенния нормы выхода благодаря усовершенствованной отчетности и расширенным функциям контроля-Полной интеграции с уже имеющимися весами от фирмы Marel, которые поддерживают среду Innova. Таким образом в единую автоматизированную систему объединились: контрольное взвешивание, сортировка, упаковка, нанесение этикеток, контроль качества, порционирование.Список использованных источниковHACCP [Электронный ресурс]http://www.xn----8sbahmcrsq1cbggh6eyc.xn--p1ai/haccp_haccp/ГОСТ 8777-80Межгосударственный стандарт бочки деревянные заливные и сухотарные, Технические условия[Электронный ресурс]http://docs.cntd.ru/document/1200011181ГОСТ 13356-84. Ящики деревянные для продукции рыбной промышленности. Технические условия (с Изменением N 1)[Электронный ресурс] http://docs.cntd.ru/document/gost-13356-84Перечень материалов, изделий и оборудования, допущенных для контакта с пищевыми продуктами. Часть 1 [Электронный ресурс]http://docs.cntd.ru/document/1200068428Россельхознадзор [Электронный ресурс]http://www.fsvps.ru/fsvps/print/news/23517.htmlГОСТ Р 55453-2013 Корма для непродуктивных животных[Электронный ресурс]http://docs.cntd.ru/document/1200107170Друзьякин И.Г. Технические средства автоматизации. Конспект лекций. - Учеб. Пособие /Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2011, 251с.Marel [Электронный ресурс]www.marel.comInova [Электронный ресурс] http://docplayer.ru/40664307-Insayt-pererabotka-myasa.htmlПриложенияПриложение 1Приложение 2Приложение 2Список причин попадания частей на выход транспортера (отбраковки)Приложение 2