Система автоматического управления процессом стерилизации консервов в автоклаве

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН фу Ф 3 ОПИСАНН АВТОРСЙОМУ ИЗОБРЕТЕНИ. ":,8 ИДЕТЕЛЬСТВУГ(46) 23.07.85. Вюл. ов давления СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ В 27 (72) А.О. Эрлих(56) Авторское свидетельство СССР У 539575, кл. А 23 Ь 3/00, 1976,Авторское свидетельство СССР 9 974995, кл. А 23 Ь 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 801168184 регулятора температуры, второи 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 регулятори 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.Изобретение относится к консервной, пищевой и рыбной промьппленности, а именно к системам автоматического управления процессом стерилизации консервов в .автоклаве. 5Цель 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.З 1 схема 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 регулятора 6 температуры, второй выход соединен с регулятором 9 давления, а 35 третий - подключен к входу блока 2 самоконтроля. Выходы регуляторов 9 и 6 давления и температуры соединены соответственно с исполнительными механизмами - мембранными кла 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 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 1 очник стабилизированного напряжения через резисторы 40 и 41 шиной 42. Выход операционного усилителя 36 через резистор 43 подключен на инвертирующий вход, 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 ф 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 55- 63 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 появля.ЗО ется напряжение, определяемое отношением сопротивлений резисторов 3и 46 при открытом в нулевом положении транзисторного ключа 55. В связи с тем,.что величина сопротивлений резисторов 46. - 54 возрастаетлинейно, так же линейно нарастаеттемпература нагрева. Последняяизмеряется датчиком 4 температуры.Задание по времени и температуревыдает блок 1 задания программы всоответствии с формулой стерилизации, заданной программой,Регулятор 6 температуры сравнивает температуру нагрева с заданием и в зависимости от величиныи знака рассогласования вьдаетсигнал на мембранные клапаны 11 и12 через аналоговые электропневмопреобразователи 15 и 16. С помощью Юпоследних реализуется пропорционально-интегральный закон регулирования,Регулятор 6 температуры имеетустройство, преобразующее сигналдатчика 4 температуры в напряжение, соответствующее температурев автоклаве 68, Давление в последнем, измеряемое датчиком 8 давления, преобразуется в напряжение.Напряжение, поступающее от регулятора 6 температуры, соответствующее температуре в автоклаве 68, поступает на вход регулятора 9 через линию задержки и сравнивается с напря- Зжением,поступающим от датчика 8 давления.В зависимости от величины и знакарассогласования регулятор 9 давления вырабатывает сигнал, управляющий 40мембранными клапанами 13 и 14 черезэлектропневмопреобразователи 17 и 18.При достижении в автоклаве 68температуры стерилизации счетчиквремени блока 1 задания программы 45отсчитывает время, необходимоедля стерилизации данного продукта,Во время стерилизации при уменьшении температуры ниже заданнойна 1 С, блок 2 самоконтроля запрещает отсчет времени стерилизации.При восстановлении регулятором 6 температуры необходимой температуры отсчетвремени продолжается, По окончаниивремени стерилизации блок 1 задания 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 величине 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 во-. семью 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 1электропневмопреобразователи 73 - 76, с помощью которых реализуется Л-закон регулирования. При срабатывании одного из электропневмопреобразователей 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.2 необходимую температуру в автоклаве 68. Аналогично описанному вышеработает контур регулирования давления. Работа устройства в процессе стерилизации фиксируется самопишущим прибором 7 и самопишущим манометром 10./4 Тираж 596 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Иосква, Ж, Рауш