Шлыков Е.Л. Иванов В.В.Автоматизация процессов купажа в ликёро-водочном производстве Введение Процесс купажа является одним из важнейших в ликёро-водочном производстве и заключается в получении однородной водно-спиртовой смеси с заданной крепостью - сортировки, а также – её последующей фильтрации (с целью удаления нежелательных примесей – альдегидов и т.п.) и подмешивании к этой смеси дополнительных ингредиентов. Физика процесса достаточно примитивна: по раздельным трубопроводам в отделение поступает питьевая вода и спирт-ректификат. Жидкости равномерно перемешиваются одним из общепринятых способов:в купажных емкостях при помощи механических мешалок или барботирования (т.е. пропускания через ёмкость пузырьков сжатого воздуха);посредством поточных смесителей, действующих по вихревому принципу. Технологический процесс купажа может быть как прерывистым, так и непрерывным. В первом случае процесс смешения выполняется в одной, а чаще - сразу нескольких купажных емкостях, заполняемых необходимыми ингредиентами в соответствии с заданием. Перемешивание выполняется при помощи механических мешалок либо барботажа сжатым воздухом. После достижения сортировкой требуемых крепости и объёма процесс прекращается. В зависимости от разновидности получаемой продукции в бак выливаются вкусовые добавки (сахарный сироп, экстракты, ароматизаторы и т.п.), раствор дополнительно перемешивается и откачивается из ёмкости на окончательную очистку в угольных или иных фильтрах. После чего продукт направляется (самотёком или насосами) в приёмную продуктовую ёмкость. Второй, непрерывный способ, подразумевает смешение ингредиентов, подаваемых под высоким давлением и со строго выверенной скоростью в специальный потоковый смеситель. Как явствует из названия, процесс смешения происходит безостановочно, вплоть до полного выполнения производственного задания по требуемому продукту. Прерывистый процесс (далее - ПП) используется на большинстве ликёро-водочных предприятий с классическим циклом производства и несложным технологическим оборудованием. Среди немногочисленных его достоинств следует отметить то, что: перемешивание может выполняться с произвольной скоростью в течение такого времени, какое потребно для практического достижения нужной однородности смеси; процесс не требует сложных мер по поддержанию в водной и спиртовой магистралях стабильной скорости потока; измерение плотности и температуры смеси, для последующего вычисления её крепости происходит не в режиме реального времени и при отказе АСУТП - может быть выполнено вручную. В то-же время, непрерывный процесс (далее - НП), внедряемый в настоящее время на большинстве современных производств, обладает рядом гораздо более существенных преимуществ. В частности, НП: является гораздо более производительным и менее инерционным; позволяет объединить в единый технологический процесс купажирование и фильтрацию с обеспечением высокой стабильности потока жидкости через фильтры, что значительно улучшает качество фильтрации и снижает расход фильтров; не требует наличия значительных по площади производственных помещений с купажными емкостями; существенно менее пожароопасен, поскольку перекачка спиртосодержащих жидкостей полностью происходит в герметичных и заполненных доверху трубопроводах; герметичность процесса позволяет снизить безвозвратные потери спирта; позволяет оперативно менять сортамент, затрачивая меньшее время на подготовку к новому производственному циклу; позволяет эксплуатировать запорное оборудование в щадящем режиме, без значительных ударных нагрузок. Тем не менее, следует учитывать, что качественное смешение жидкостей в потоке, с точностью, необходимой для соответствия продукции действующим стандартам, является довольно трудоёмкой задачей автоматического управления. Ввиду этого непременным условием проектирования установок, использующих НП, является наличие: эффективных смесителей; точной контрольной-измерительной аппаратуры, как то: измерителей массового расхода, плотности, температуры жидкостей; малоинерционного запорного оборудования; cовременной быстродействующей системы автоматического управления. Далее вкратце обрисованы 2 системы управления, спроектированные для автоматизации установок купажирования в чанах и при непрерывным способом.^ Автоматизация установки прерывистого купажа В настоящее время, прерывистый купажный процесс используется на Московском ликёро-водочном заводе Кристалл. В купажном отделении (КО) спеццеха установлены 7 купажных емкостей, которые охвачены АСУ купажного отделения (АСУ КО). На рис. 1. представлена типовая схема установки прерывистого купажа. Рис.1. Обобщённая схема технологической установки прерывистого смешенияКаждый чан имеет ёмкость около 1500 дал. К верхним крышкам подведены трубопроводы для подачи воды, спирта-ректификата и сжатого воздуха. Спирт поступает самотёком из дозирующей ёмкости, которая заполняется каждый раз в соответствии с производственным заданием - из емкостей для промежуточного хранения. Откачка смеси из купажных емкостей производится через их нижнюю часть при помощи насосов. До внедрения описываемой АСУ процесс купажа выполнялся вручную. Эта процедура выглядит следующим образом: После получения задания и заполнения дозирующей ёмкости необходимым количеством спирта, оператор полностью открывает спиртовую задвижку и выполняет операцию грубого намешивания, полностью сливая спирт в требуемую ёмкость. Для сокращения времени заливки и при наличии у оператора должного навыка работы, одновременно со спиртовой задвижкой открывается водная, с таким расчётом, чтобы гарантированно не допустить снижения крепости смеси сверх допустимого. Поскольку спирт стекает в ёмкость «самотёком», то его напор уменьшается по экспоненте, а давление воды сохраняется приблизительно постоянным, однако его точное значение заранее не известно. Таким образом, при отсутствии на трубопроводах расходомерных приборов, оценка количества вылитой воды (а следовательно - прогнозируемой крепости) может быть определена лишь в конце выливки – по общему объёму жидкости в баке, либо при помощи приблизительного прогноза на основании предыдущих заданий. На следующем этапе происходит постепенное приведение крепости смеси в соответствие с заданием опытным путём последовательных измерений плотности и последующей доливки нужного количества воды. Этот этап называется точной доводкой. Перед каждым измерением оператор производит барботирование смеси путём открытия задвижки магистрали сжатого воздуха (ЗБ). Когда смесь становится достаточно однородной, оператор прекращает подачу воздуха и производит отбор пробы. Плотность смеси является сложной функцией её крепости и температуры:^ = F(vol%, ToC) (1) Для измерения крепости оператор измеряет плотность пробы ареометром, одновременно фиксируя температуру и вычисляя скорректированное значение крепости по номограммам или таблицам. У опытного сотрудника процесс взятия пробы и выполнения всех измерений занимает 2-3 минуты. Далее, производится приблизительная оценка необходимого объёма воды и её долив. После чего цикл повторяется. На начальном этапе доводки время барботирования выбирается с таким расчётом, чтобы достичь гомогенности раствора, достаточной для получения точности замера в 4-5%. Ход долива контролируется по мернику. Конечный этап подразумевает получение точности замеров в 0.1%, а доливаемые объёмы составляют единицы декалитров. Такие объёмы уже не могут быть отслежены при помощи механического мерника, поэтому расход контролируется «на глазок», по времени открытия задвижки водяной магистрали - на последней итерации – 3-4 секунды. В аварийных ситуациях (при переливах воды) допускается добавление спирта. Однако такие случаи не приветствуются и приводят к остановкам в работе и сбоям механизмов спиртового учёта. Квалифицированный оператор купажа может выполнить замеры и оценить требуемые объёмы достаточно точно, однако даже у него процесс доводки занимает 5-6 итераций, что приблизительно равно 20-30минутам. Как мы видим, при отсутствии автоматизации процесс выглядит весьма архаично и подвержен многим субъективным факторам. Причём, одновременная работы единственного человека с 2мя емкостями практически невозможна, или по крайней мере вероятность ошибок возрастает многократно. Вышесказанное обусловило необходимость внедрения на АСУ купажного отделения (АСУ КО). Что и было сделано в середине 2002г. Основными отличительными особенностями данной АСУ КО являются: методика увеличения точности расходомеров с использованием 2-мерной интерполяции по таблицам Менделеева; оригинальные конструкция и алгоритм управления системой промывки мерного тракта; алгоритмы оптимизации времени заполнения емкостей за счёт применения адаптивного алгоритма подачи жидкостей и барботирования; безударный способ отключения подачи жидкости при значительных скоростях потока.АСУ КО имеет 4-уровневую архитектуру и состоит: Контрольно-измерительных приборов купажных емкостей, системы измерения плотности, а также автоматики управления подачей жидкостей; Вычислительных средств нижнего уровня - программируемых контроллеров, реализующих алгоритмы управления процессами налива, измерения плотности, а также осуществляющих сбор и передачу данных на верхний уровень; Автоматизированного рабочего места (АРМ) технолога купажного отделения; Средств диспетчерского контроля.Все средства КИПиА, а также локальный операторский пульт установлены непосредственно в помещении купажных емкостей. Шкаф с вычислительными средствами нижнего уровня, сильноточной автоматикой и общей системой питания находится в купажном отделении, но за пределами пожароопасной зоны. АРМ технолога находится на значительном удалении от купажного отделения и связан с нижним уровнем низкоскоростным двухпроводным каналом на основе интерфейса RS485, а с верхним - внутризаводской сетью на основе Ethernet. Нижний уровень КИПиА представлен 7 приборами измерения уровня жидкости в баках, 1 расходомером, выполняющим функции измерения плотности и температуры, электропневматическими задвижками и пускателем насоса измерительного тракта. Для измерения уровня применяются поплавковые уровнемеры производства Endress Hauser. В зависимости от требований метрологической службы, уровень пересчитывается в объём при помощи коэффициента пересчёта - средствами самого уровнемера, либо таблично - внешним, по отношению к уровнемеру, контроллером системы, на основе данных, получаемых при поверке и программируемых во время наладки. Одновременно, эти же приборы служат для регистрации температуры в ёмкостях. Хотя информация от встроенных термопар для управления процессом не используется, но применяется в качестве справочной - для проверки работоспособности других приборов. Измерение крепости смеси осуществляется непрерывно, в потоке, при помощи прибора измерения массового расхода PROMASS-63 производства всё той-же компании Endress Hauser. Как во всех подобных системах, расходомер непосредственно измеряет лишь плотность и температуру. Крепость вычисляется программно. Хотя эта операция выполняется и самим прибором, но он делает это весьма приближённо – ввиду того, что крепость, температура и плотность смеси связаны достаточно сложной зависимостью. Поэтому, для вычисления крепости в реальном масштабе времени используются специальные таблицы. В описываемой АСУ КО, ввиду относительно низкой производительности вычислителя приборов учёта, этот алгоритм реализуется с привлечением программного обеспечения внешних контроллеров. Как уже было сказано, крепость, температура и плотность смеси связаны достаточно сложной зависимостью. Для вычисления крепости в реальном масштабе времени используются специальные таблицы (разработанные в своё время Менделеевым), которые дают значение плотности водно-спиртовой смеси, в зависимости от процента содержания алкоголя и температуры. Шаг таблиц, используемых в ликёро-водочном производстве – 1оС по шкале температуры и 1% по шкале крепости. В промежуточных точках решётки значение вычисляется при помощи двумерной линейной интерполяции:vol%[0T] = (vol%[0T1] – vol%[0T0]) * (T – T0) / 1oC (2)vol%[1T] = (vol%[1T1] – vol%[1T0]) * (T – T0) / 1oC (3)vol%[T] = (vol%[1T] – vol%[0T]) * (–0) / (1 – 0) (4) где:vol%[0T0], vol%[0T1], vol%[1T0], vol%[1T1] – значения крепостей в узлах решётки,T – значение измеренной температуры смеси, – значение «приборной» плотности смеси,vol%[T] – значение крепости, соответствующее «приборной» плотности при заданной ТЭтого упрощённого метода вполне достаточно для достижения нужной точности (0.1%). Одновременно, на основании значения "вычисленной" крепости формируется некоторый поправочный коэффициент, который записывается в прибор и корректирует индицируемое им значение крепости "приборной". Для подключения расходомера к технологическому оборудованию используется измерительный тракт оригинальной конструкции (см. рис.1). Кориолисов расходомер является дорогим и достаточно сложным в настройке и обслуживании оборудованием, поэтому с целью уменьшения стоимости КИПиА, а также для упрощения эксплуатации АСУ - при разработке было принято решение об использовании такой измерительной схемы, при которой единственный прибор разделяется несколькими КЕ. Подобный подход является вполне допустимым, поскольку ситуация при которой в одно и тоже время в разных емкостях выполняется этап точной доводки крепости (требующий постоянных измерений) - практически исключён. Нижний уровень АСУ КО представлен сетью из 2х PC-совместимых контроллеров ADAM5510 и пультом оператора купажа. Для связи приборов с контроллерами используется типовая шина для оборудования Endress Hauser - Rackbus. Тем не менее, система спроектирована таким образом, что легко допускает использование второй приборной шины с иным протоколом. Это было сделано для постепенного перехода на более дешёвые модели отечественного производства. Межмодульные взаимодействия обеспечиваются посредством интерфейса RS485 и оригинального протокола, также полностью совместимого с шиной Rackbus. 1й контроллер (условное название - "Плотномер") является ведомым и выполняет функции управления измерительным трактом, производит обработку данных от расходомера, обеспечивает операторский интерфейс (будучи соединён с пультом оператора), а также служит мостом Rackbus/Rackbus для межконтроллерной и приборной шин. 2й контроллер ("Миксер") является ведущим устройством межконтроллерной шины и полностью реализует управление процессом налива, получая от 1го контроллера данные о крепости. Информация об уровне смеси в тех емкостях, которые укомплектованы уровнемерами Endress Hauser, также считывается через межконтроллерную шину. В фоновом режиме контроллер обменивается данными со средствами верхнего уровня (всё по тому же протоколу Rackbus) либо отладочной консолью (в режиме текстового терминала). ПЛК "Миксер" может обеспечивать 3 технологических режима намешивания:Ручной. В этом режиме происходит открытие водных, спиртовых и воздушных задвижек - после чего, оператор продолжает управлять ими вручную.Полуавтоматический - обеспечивает налив требуемых объёмов жидкостей, а затем происходит переключение в ручной режим; Автоматический - полностью отрабатывает оба этапа процесса - "грубое намешивание" и "точную доводку" - с использованием данных о крепости продукта. В ПЛК "Миксер" также применён специально разработанный компанией "Консул СКМ" адаптивный алгоритм "точной доводки", который позволяет оптимизировать этот процесс по скорости или точности. В настоящее время система эксплуатируется таким образом, что одна (любая) ёмкость может заполняться в автоматическом режиме, а прочие – в ручном или полуавтоматическом, под контролем оператора. Необходимо отметить, что система коммерческого спиртоучёта, контролирующая соответствие реального количества спирта заданию - не связана напрямую с установкой - соответствующие расходомеры установлены в спиртохранилище. Описываемая АСУ КО осуществляет лишь функции технического учёта для нужд предприятия и не требует отдельной сертификации.^ Автоматизация непрерывного процесса купажа Как уже было сказано выше, в условиях современного уровня автоматизации, купажирование в ёмкостях является малоэффективным. При наличии малейших возможностей, предприятия стараются как можно шире использовать непрерывную технологию, как более эффективную экономически. Примером успешного использования установки непрерывного купажа может служить сравнительно недавно созданное ликёро-водочное производство Новомосковского спиртового завода (водка «Русский Рецепт и Ко»). Н Рис. 2. Установка непрерывного смешивания производства фирмы Disselа указанном предприятии для этих целей применяется технологическая установка производства немецкой фирмы Dissel (см. рис. 2). Как такового, купажного отделения на предприятии не существует, установка смонтирована в ректификационном цехе, в помещении со спиртовыми емкостями и занимает не более 2 кв.м. Через специальные мерники спирт отпускается в приемные емкости водочного производства объемом по 1000 д. л. каждая, после чего подается в автоматическую установку смешивания. Сюда же подводится осмотическая вода из отделения водоподготовки. Установка оборудована измерителями массового расхода, которые, как и в установке прерывистого действия измеряют температуру жидкости, ее плотность, а следовательно – крепость. Смешивание в установке происходит под давлением порядка семи атмосфер. С помощью специальных профилей, размещенных в поточном смесителе под определенным углом в трубе, создаются турбулентные завихрения, за счет которых вода и спирт в нужных пропорциях перемешиваются быстро и эффективно. Помимо упомянутой выше установки Dissel, мировая промышленность производит ряд аналогичных по назначению устройств. Тем не менее, необходимость разработки оригинальной купажной установки была вызвана следующими причинами: Чрезмерно высокой для небольших производств ценой импортных установок, что по мнению разработчиков, особенно значимо в российских условиях. Желанием создать в едином конструктиве функционально завершённый комплекс, включающий в себя собственно купажную установку, оригинальное компактное фильтрующее устройство, механизм дозирования добавок и систему управления Стремлением достичь высоких органо-лептических показателей за счет оригинального гомогенного смесителя, новых спасобов фильтрации и обработки сортировок При этом, упомянутый комплекс должен поставляться заказчику как конечный продукт, который может быть установлен и привёдён в рабочее состояние в кратчайшие сроки при минимуме монтажных и пуско-налодочных работ. Следует выделить ряд значимых проблем, с которыми сталкиваются технологи и разработчики систем управления технологическим процессом купажирования: прецизионный и быстрый расчёт реальной крепости спирта на основании показаний массового расходомера о его плотности и температуре; важность минимизация суммарной ошибки и времени переходного процесса при регулровании потоков спирта и воды на основании вычисленной крепости спирта – что играет особенно значительную роль при больших скоростях потоков; пересчёт объёмных расходов водно-спиртовой смеси, которые как известно, уменьшаются по сравнению с суммарными расходами воды и спирта необходимость минимизации объёмов жидкостей, требуемых для заполнения мерного тракта и возможность прогнозирования нестабильности потоков с целью уменьшения ошибок дозирования при небольших объёмах задания.На рис. 3. представлена обобщённая схема вновь спроектированной установки непрерывного действия "Ручей".Рис.3. Обобщённая схема технологической установки "Ручей" Разработанная нами технология "DIRECT FLOW CONTROL" позволяет регулировать производительность установки "Ручей", в достаточно широких пределах, при полном контроле харектеристик потока. Данная установка позволяет производить собственно приготовление сортировки, обработку сортировки активированным углем, фильтрацию, введение ингредиентов и электромагнитную обработку водки. При этом технология "DIRECT FLOW CONTROL" позволяет осуществлять сквозной контроль и регулирование крепости сортировки, скорости фильтрации, температуры на входе в фильтр. Таким образом, "Ручей" является не просто установкой смещения сортировки, а комплексной технологической линией производства водки. При этом она имеет модульный принцип построения, малые габариты и стоимость. Гибкость производства водки по технологии "DIRECT FLOW CONTROL" позволяет подобрать состав установки исходя из конкретных требований заказчика. Каждый этап производства водки по данной технологии имеет существенные особенности и нововведения. Первый модуль предназначен для приготовления сортировки заданной крепости. В качестве собственно смесителя применен оригинальный инжекторный аппарат. Особенностью данного аппарата является чрезвычайно высокая скорость истекания рабочей среды из сопла, что позволяет получить гомогенную смесь двух и более жидкостей, поскольку, как известно степень гомогенизации для данного типа смесителей зависит от квадрата скорости рабочей жидкости. Подученная на данном "гомогенизаторе" водка обладает исключительными органо-лептическими свойствами, которые невозможно получить на других, в том числе и на потоковых вихревых смесителях, как невозможно получить майонез простым перемешиванием. Следующим технологическим процессом в получении водки является обработка сортировки активированным углем и фильтрация. В настоящее время на большинстве ЛВЗ используется динамический способ обработки сортировок, заключающийся в пропускании сортировок через колонну, заполненную толстым неподвижным слоем зернистого активного угля.Данный способ имеет ряд известных недостатков: невысокая скорость обработки сортировки - 30-60 дал/час со снижением по мере приближения регенерации; большой расход угля; неравномерность обработки из-за высокой вероятности "каналообразования" и самосортировки угля; высокий механический износ (истирание) угля. Но самой главной и трудно решаемой проблемой является накопление альдегидов и брак при остановке работы колонны. Снижение же скорости подачи до 2-3 дал/час, используемое при перерывах в работе решает проблему лишь частично. Другой способ - обработка сортировки во взвешенном слое активного угля на установке типа "Полтовчанка" добавляет другие проблемы - чрезвычайно большое механическое истирание угля. Как следствие повышенные затраты на контрольную финишную фильтрацию, необходимость длительного отстаивания водки. Поэтому нами была применена новая технология обработки сортировок современными активированными углями с нанесенными на их поверхность слоя коллоидно-диспергированного серебра. Изготовленная нами фильтровальная установка представляет собой фильтродержатель на 24 элемента высотой 1000мм. В нее закрепляются картриджи производства НПП "Технофильтр" изготовленные по технологии "Серебряная фильтрация" с засыпкой примерно 1200г активированного угля на один элемент высотой 1000мм. Данная технология несколько лет испытывалась на заводе продтоваров "ВЕСНА" объединения "Туласпирт". Во всех случаях "Серебряная фильтрация" успешно решала задачу объемного структурирования сортировок, позволяя получать водку получавшую на слепых дегустациях оценки как правило выше, чем контрольные образцы. А главное, данный способ позволяет решить проблему накопления альдегидов. Ввиду того, что указанные фильтры обладают весьма незначительными габаритами, просты в обслуживании и неприхотливы (в сравнении с угольными колоннами) модуль обработки сортировки получился компактным и легко компонуется в моноблок с модулем смещения. Кроме блока обработки сортировки активированным углем модуль может содержать теплообменник для поддержания оптимальной температуры фильтрации и блок электромагнитной обработки сортировки, улучшающей органо-лептические показатели. Таким образом "DIRECT FLOW CONTROL" позволяет на данном этапе контролировать скорость и температуру потока при обработки сортировки. Установка "Ручей" может включать модуль ингредиентов для автоматического дозирования предусмотренных рецептурой водки добавок: сахарного или медового сиропа, углеводных модулей и т.д. При этом при проектировании установки заказчик может задать количество необходимых ингредиентов и место их введения: до фильтрации или после. На большинстве предприятий с низким уровнем автоматизации отфильтрованную водно-спиртовую смесь перекачивают в емкость для готовой водки и уже там вводят дополнительные ингредиенты. После перемешивания всех компонентов получают готовый продукт. Однако, при проведении заключительных анализов может оказаться, что крепость водки не соответствует заданной величине – по причине её изменения за счёт этих добавок. В таком случае, водка разбавляется водой или докрепляется спиртом. Такая методика не является наилучшим выходом из положения, поскольку внесение в водку даже небольшого количества воды либо спирта, не прошедшей обработку активными углями вместе с сортировкой, вызывает увеличение количества вредных примесей и ухудшение вкусовых качеств. О Рис. 4. Кассетные фильтры для очистки водно-спиртовой смесиписанных проблем не возникает в том лишь случае, если АСУ купажного отделения интегрирована с автоматизированной системой введения добавок. В этом случае установка оборудуется специальным инжекционным устройством с рядом входов для различных ингредиентов и средствами их дозирования. Ингредиенты в зависимости от применяемой технологии дозируются в этот дополнительный инжектор, или в спиртовой тракт до основного инжектора, или в оба места сразу. Необходимые компоненты подготавливаются заранее и заливаются в накопительные емкости. Подающий тракт каждого ингредиента содержит расходомер и дозирующий клапан. В процессе отработки производственного задания система "DIRECT FLOW CONTROL" в определенный момент открывает клапан компонента №1 и добавка через инжектор вводится в продукт. Затем, через установку снова пускается чистая водно-спиртовая смесь, которая перемешиваясь с ингредиентом, попадает в приемную емкость. Далее открывается дозатор следующего ингредиента и процесс повторяется столько раз, сколько необходимо по рецептуре. После того, как процесс дозирования полностью закончен, вновь включается подача только водно-спиртовой смеси в постоянном режиме, система корректирует общую крепость с учетом введенных добавок, и далее производственное задание отрабатывается до конца. При этом алгоритм управления подачей воды и спирта в смеситель постоянно учитывает количество вводимых добавок и поддерживает крепость смеси несколько выше необходимой. ^ Техническая реализация Конструктивно, установка "Ручей" выполнена в виде единой технологической линии состоящей из функционально завершённых модулей. Купажный модуль состоит из собственно инжекторного "гомогенного" смесителя и 2х подающих магистралей – спиртовой и водной, каждая из которых включает в свою очередь: центробежный нагнетательный насос, предназначенный для создания постоянного и высокого давления жидкости на входе системы в спиртовой и водной магистралях; частотного преобразователя или инвертора управляющего производительностью насоса, грубо регулирующий скорость потока; расходометр – массовый для спиртовой магистрали и объёмный – для водной; систему дренирования для быстрого заполнения мерного тракта запорное оборудование - регулирующий шаровый клапан с V-образным вырезом, укомплектованный пневмоприводом и электропневмопозиционером, точно регулирующий скорость потока обратные клапаны, предназначенных для исключения противотока жидкости в системе из-за разности давлений в магистралях. Модуль обработки сортировки в свою очередь может включать: Пластинчатый теплообменник со всей необходимой измерительной и регулирующей аппаратурой для поддержания стабильной температуры; Фильтродержателя для 24 патронных элементов типа "Серебряная фильтрация"; Блока электромагнитной обработки сортировки Теплообменник и блок электромагнитной обработки являются опциональными элементами. Опциональный модуль ингредиентов состоит из: расходных емкостей; измерителей объёмного расхода; сопряжённых с ними дозирующих клапанов; инжектора с набором форсунок; Шкаф электротехнического силового оборудования; Шкаф системы управления с местным операторским пультом управления Рабочего места оператора технологической установкиРис. 5. Структурная схема АСУ "DIRECT FLOW CONTROL"Базовый вариант установки "Ручей" оснащен автоматизированной системой управления, которая может функционировать как автономно, под контролем местного оператора, так и быть подключена к заводской информационной системе. В базовой комплектации, автоматизированная система управления "DIRECT FLOW CONTROL" (АСУ, см. рис. 5) охватывает следующее низовое оборудование: 2х автономных системы мягкого пуска и управления производительностью насосных приводов на базе инверторов со встроенным ПИ регулятором ; Кориолисов измеритель массового расхода (контролирует собственно - расход, плотность, температуру и выполняет учёт количества) спирта на входе установки; Электромагнитный измеритель объёмного расхода воды на входе установки; 2 пропорциональных пневмо-электрических позиционера на спиртовой и водной линиях; 2 дренажных клапана (типа «открыт-закрыт») – там-же; 2 датчика заполнения водной и спиртовой магистралей; Датчик уровня продуктовой ёмкости.Архитектура АСУ – 3хуровневая. Уровень КИПиА представлен инверторной автоматикой приводов насосов, пневмоэлектрическими позиционерами, и расходомерами. Уровень локального управления выполнен на базе i86-совместимого ПЛК I-7188EX и набора модулей ввода вывода серии I-7000. В качестве полевых шин нижнего уровня используются физические интерфейсы HART (для подключения расходомеров) и RS485, объединяющий модули ввода-вывода. Местный интерфейс оператора установки выполнен в виде 4-строчного цифро-символьного дисплея с набором функциональных клавиш, смонтированного на передней панели шкафа управления. Верхний уровень (удалённая АРМ оператора) реализован при помощи PC-совместимого компьютера и SCADA-системы Trace Mode v5. АРМ оператора обменивается данными со шкафом управления по сети TCP/IP по протоколу Modbus/TCP. В качестве физического канала связи может выступать заводская локальная вычислительная сеть Ethernet. Вся локальная автоматика АСУ, за исключением силовых компонентов, смонтирована в шкафу управления с классом защиты IP65 и располагается отдельно от модулей технологической установки в пожаробезопасном помещении и подключена к датчикам и исполнительным механизмам при помощи взрывозащищённых соединений.Процесс эксплуатации системы не требует от обслуживающего персонала специальных навыков и выглядит следующим образом: Получив информацию о планируемом производственном задании, оператор установки вводит в АСУ посредством местного пульта (либо АРМ диспетчера) 2 главных параметра: Крепости продукта в %; Объёме задания в декалитрах. Кроме того оператор может поменять скорость фильтрации и ряд других величин устанавливаемых по умолчанию.Перспективы Описанная в предыдущем разделе установка "Ручей" непрерывного производства водки - является весьма перспективной как в плане качественных, так и экономических показателей производства. Это обусловлено низкой стоимостью установки и уникальными техническими и эксплуатационными характеристиками . К настоящему моменту (август 2004г.) основные фрагменты установки уже испытаны. Выполняется сборка предсерийного образца и переработка макетного варианта АСУ в соответствии с результатами ОКР. К 1 октября 2004г. планируется установка серийного образца на тульском Ликерно-водочном заводе "Весна". Технические и производственные характеристики существующего образца установки выглядят следующим образом:Максимальная производительность 600 дал/ч Типовой объём задания по выходу 1500 далМинимальный объём задания по выходу 100 дал Время выхода на режим Точность удержания крепости Давление в водной магистрали 10 атм Давление в спиртовой магистрали 2 атм Потребная площадь для установки Нами достигнута договоренность с НИИПБТ о проведении работ по проведению сравнительных испытаний предлагаемой технологии "DIRECT FLOW CONTROL" в сравнении с классическими и включении данной технологии в типовой регламент производства водки при положительном исходе испытаний. Поскольку сам способ обработки сортировки уже несколько лет тестируется нами на заводе с положительными результатами, мы не сомневаемся что в скором времени в типовом регламенте появится новый способ производства водки на основе установки "Ручей"Постановка задачи и проектирование технологических компонентов установки непрерывного производства водки "Ручей" выполнено Ивановым Владимиром Викторовичем. Реализация метрологических задач и компоновка низовой автоматики проведена Пугачевским Сергеем Владимировичем. Архитектура вычислительной системы, алгоритмическая и программная части проекта разработаны Шлыковым Евгением Львовичем. На этапе отладки АСУ значительное содействие оказано технологами предприятия и сотрудниками цеха КИП.2>30>