С. Г ВОРОБЬЕВ
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ВИНОДЕЛИЯ
Допущено Министерством пищевой промышленности СССР в качестве учебника для техникумов пищевой промышленности
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»
МОСКВА · 1972
Автоматизация производственных процессов виноделия. С. Г. Воробьев. М., 1972.
Книга предназначается для учащихся техникумов пищевой промышленности, изучающих курс «Автоматизация производственных процессов виноделия», и состоит из четырех разделов. В первом рассматриваются основы теории автоматического регулирования, во втором — современные средства автоматизации и вопросы передачи информации, в третьем — основы проектирования систем автоматизации, в четвертом — автоматизация винодельческих производств.
Учебник отражает отечественный опыт в области автоматического регулирования и может быть использован не только учащимися техникумов, но и специалистами винодельческой промышленности.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Книга написана в соответствии с учебными программами курсов «Автоматизация производственных процессов виноделия», «Основы автоматизации производства», «Основы автоматизации технологических процессов» для средних специальных учебных заведений. При написании учебника автор исходил из того, что учащиеся уже имеют необходимые знания по технологии производства, электротехнике, электронике, теплотехнике. Основные положения теории автоматического регулирования автор объясняет, учитывая пределы программы по математике для техникумов, без громоздкого математического аппарата.
Компоновка разделов, глав и параграфов позволяет вести изучение более сложных понятий и определений по мере усвоения менее сложных. Автор стремился сделать изложение материала наиболее доступным для читателя и одновременно максимально приблизить учебный материал к производству.
Автор выражает признательность рецензентам И. Т. Садовому, Г. А. Ждановичу, А. С. Данилевскому за ценные замечания, полученные в процессе подготовки рукописи к изданию.
Осветить большой круг вопросов по автоматизации производственных процессов — задача довольно трудная, и автор с благодарностью примет предложения, которые будут способствовать улучшению учебника.
ВВЕДЕНИЕ
Развитие современного производства характеризуется непрерывным увеличением мощности оборудования, сокращением продолжительности технологических процессов, повышением качества выпускаемой продукции, созданием комплекса оборудования, связанного в единое целое для выполнения производственных процессов от самой начальной стадии до получения готового изделия.
В этих условиях к человеку предъявляются требования, превышающие его физиологические возможности. Для преодоления этого противоречия применяется автоматизация производственных процессов.
Под автоматизацией понимается применение приборов, устройств и управляющих машин, которые осуществляют управление и регулирование производственными процессами по заранее заданной человеком программе, но без его непосредственного участия.
В капиталистическом обществе автоматизация производства является средством увеличения прибыли капиталистов и усиления эксплуатации трудящихся. Расширение автоматизации ведет к увеличению армии безработных.
В социалистическом обществе автоматизация производственных процессов является важнейшим направлением технического прогресса и имеет большое экономическое и социальное значение. Внедрение автоматизации коренным образом меняет характер труда, требует повышения культурно-технического уровня рабочих, создает условия для ликвидации различий между умственным и физическим трудом, повышает производительность труда, способствует созданию материально-технической базы коммунизма.
Процесс автоматизации любого производства в большинстве случаев проходит три следующие ступени:
частичная автоматизация — автоматизация, при которой автоматизированы один или несколько участков производства или отдельных производственных процессов без взаимной связи между собой;
комплексная автоматизация (цеха, агрегата и т. п.) — автоматизация всех основных производственных операций, а также контроля и транспортировки вырабатываемой продукции на протяжении всего технологического процесса с централизованным управлением объектом из одного пункта;
полная автоматизация — автоматизация всех основных и вспомогательных производственных процессов и операций, включая систему управления, которая осуществляется при помощи вычислительных машин или других автоматических устройств.
Для характеристики степени охвата автоматизацией линий, участков, цехов и предприятий приняты следующие понятия (классификация ЦСУ СССР):
автоматическая поточная линия — комплекс основного, вспомогательного, подъемно-транспортного технологического оборудования, машин и механизмов (состоит как минимум из двух единиц основного оборудования, осуществляющих различные операции), выполняющих без непосредственного участия человека в определенной технологической последовательности и с определенным ритмом операций часть производственного процесса выпуска продукции или полуфабриката. При этом имеются общее управление и автоматические транспортные устройства для перемещения продукции или полуфабриката от одного вида оборудования к другому. Человек осуществляет только наладку и наблюдение за управлением. В отдельных случаях допускается выполнение начальных загрузочных и конечных разгрузочных операций (или одной из них) вручную;
комплексная автоматическая линия — автоматическая поточная линия, в которой все операции производственного процесса выпуска продукции или полуфабриката осуществляются без непосредственного участия человека в определенной технологической последовательности и с определенным ритмом;
автоматизированный участок, цех, производство — объекты, в которых выполнение технологических процессов основного производства осуществляется при помощи автоматов, автоматических линий и других средств автоматизации производства, а вспомогательные работы (уборка отходов, погрузочно-разгрузочные, складские операции и др.)
выполняются работниками с помощью машин, механизмов, приборов, аппаратов и прочих средств механизации с элементами автоматизации отдельных работ. На отдельных операциях, процессах и в отдельных подразделениях допускается использование механизированного и ручного труда, автоматизация которого па данном этапе по технико-экономическим соображениям нецелесообразна;
комплексно-автоматизированный участок, цех, производство — объекты, в которых выполнение всех технологических процессов основного и вспомогательного производства осуществляется при помощи автоматического оборудования и устройств, а за работающими остаются только функции централизованного наблюдения, регулирования и управления ходом выполнения заданного технологического процесса. При этом на отдельных операциях допускается механизированный и ручной труд, автоматизация которого на данном этапе по технико-экономическим соображениям нецелесообразна.
Экономическая эффективность внедрения автоматизации на производстве огромна: во-первых, достигается значительная экономия сырья и топлива; во-вторых, увеличиваются производительность и срок службы технологического оборудования, снижаются затраты на его содержание; в-третьих, резко улучшаются условия труда, повышается производительность труда, сокращается численность обслуживающего персонала; в-четвертых, уменьшаются потери и улучшается качество продукции.
Важным показателем экономической эффективности автоматизации является быстрая окупаемость затрат, связанных с ее внедрением. Основными источниками экономии при автоматизации производственных процессов являются повышение производительности оборудования и увеличение выхода продукции высшего качества. Так, например, на Московском заводе шампанских вин производственные затраты в сумме 1680 тыс. руб. на внедрение автоматизированной спаренной установки для производства шампанского окупились за 1,3 года.
Практическое применение автоматизации началось еще в XVIII в. В 1766 г. наш соотечественник Π. П. Ползунов создал первый в мире автоматический регулятор уровня воды в паровом котле. Во второй половине XIX в. русский ученый И. А. Вышнеградский заложил теоретические основы и разработал методы инженерных решений задач автоматического регулирования. Над проблемами автоматического регулирования работали А. М. Ляпунов, Η. Е. Жуковский и др. В настоящее время в теории и практике автоматического регулирования ведущее место принадлежит советским ученым. Труды И. Н. Вознесенского, Н. Д. Папалекси, А. А. Андронова, Л. И. Мандельштама и других широко известны как в нашей стране, так и за рубежом.
Коммунистическая партия и правительство Советского Союза уделяют большое внимание внедрению автоматизации в народное хозяйство. В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971 — 1975 гг. поставлена задача «увеличить производство приборов в 2 раза. Завершить создание полного комплекса унифицированных устройств, входящих в государственную систему промышленных приборов, и освоение производства таких устройств. Освоить производство агрегатированных комплексов общепромышленных приборов и средств автоматизации с повышенными эксплуатационными показателями и повышенной надежности».
В винодельческой промышленности в настоящее время успешно решаются задачи по осуществлению автоматизации пунктов приемки винограда, дробильно-прессовых отделений, установок непрерывного брожения сусла, купажных емкостей, линий производства ординарной мадеры, непрерывно действующих установок для получения коньячного спирта, установок непрерывной шампанизации вина в потоке и т.д.
С развитием технического прогресса автоматизация производственных процессов виноделия будет развиваться по таким основным направлениям:
организация комплексно-автоматизированных участков по переработке винограда с бестарной перевозкой последнего;
улучшение качества и стойкости вин путем широкого применения при обработке вин холодом и теплом, а также при технологическом и микробиологическом контроле самых совершенных средств автоматизации;
внедрение автоматизированных непрерывных технологических процессов производства шампанского, хересного вина, мадеры и коньячного спирта;
применение комплексной автоматизации вспомогательных участков производства (котельных, кондиционеров, холодильных установок и др.);
создание комплексно-автоматизированных предприятий, цехов и участков по розливу вин.
Автоматизацией винодельческой промышленности занимаются многие научно-исследовательские и проектно-конструкторские институты: ГНИИавтоматпром (Гори), Гипроспиртвино (Москва), Пищепромавтоматика (Одесса), МНИИПП (Кишинев), СКБпродмаш (Тбилиси), Казгипропищепром (Алма-Ата). В винодельческой промышленности разрабатываются все более совершенные схемы автоматизации и устройства, позволяющие переходить к комплексной автоматизации производства, создаются показательные автоматизированные предприятия, служащие лабораториями для изучения основных проблем автоматизации производственных процессов виноделия.
