На базе температурных контроллеров Delta DTV можно создавать системы управления различным термооборудованием с запорно-регулирующей арматурой (клапаны, задвижки) в их составе
Чтобы обеспечить длительную сохранность молочных продуктов, соков, напитков и некоторых других видов пищевой продукции они подвергаются стерилизации или пастеризации при определенной температуре в течение некоторого времени. Разнообразие (в зависимости от типа продукта) и строгость соблюдения технологических режимов этих процессов требует применения эффективных средств автоматизации, способных с высокой точностью управлять оборудованием для термообработки — стерилизаторами и пастеризаторами.
Качество работы этого оборудования и точность соблюдения режимов термообработки напрямую зависят от правильной работы регулятора температуры. В номенклатуре продукции компании Delta Electronics есть несколько серий температурных контроллеров, на базе которых можно создавать системы управления различным термооборудованием. Одна из них — серия DTV, имеет также функции управления клапаном (задвижкой), что делает этот контроллер идеальным выбором для построения системы управления пастеризатором или стерилизатором.
Прежде чем перейти к описанию такой системы на базе Delta DTV, его возможностях и функциях, напомним немного об особенностях процессов стерилизации и пастеризации, поскольку это даст более глубокое понимание необходимости регулирования технологических режимов термообработки с высокой точностью.
Стерилизация представляет собой нагрев продукта до температуры 100°С и более, и выдерживание его в этом состоянии достаточно продолжительное время. В течение этого периода времени при высокой температуре погибает вся микрофлора — и патогенная и безобидная. Благодаря этому стерилизованную продукцию (консервацию) можно хранить очень долго — несколько лет, при соблюдении условий хранения.
При стерилизации продукт в значительной степени теряет также и содержащиеся в нем витамины и ферменты, а часть микроэлементов распадается. Чтобы максимально сохранить полезные свойства и одновременно увеличить срок хранения продукта (до нескольких недель и месяцев) он подвергается пастеризации. Свое название этот процесс получил по имени французского ученого Луи Пастера (1822—1892), которые первым применил такой метод для уничтожения микроорганизмов в вине и пиве.
В процессе пастеризации продукт нагревается до определенного технологическими требованиями значения и выдерживается при этой температуре короткое время. Затем продукт охлаждается до температуры хранения.
При пастеризации патогенная микрофлора погибает, однако полезные бактерии либо погибают частично, либо остаются в живом состоянии. При этом витамины, ферменты и микроэлементы сохраняются в гораздо большей степени, чем при стерилизации.
Конкретные режимы пастеризации зависят от вида продукта. Под режимами здесь подразумевается определенные значения времени выдержки при температуре пастеризации и непосредственно данная температура.
Например, один из режимов пастеризации молочных продуктов предусматривает их выдержку при температуре 137°С на протяжении всего 4 секунд. А при пастеризации сырья для йогурта его выдерживают 300 секунд при температуре 90-97°С. Для соков используются другие режимы. К примеру, яблочный сок пастеризуется при температуре 92°С в течение 30 секунд, а томатный — те же 30 секунд, но при температуре 115-122°С.
Отсюда видно, насколько важной является высокая точность управления процессами термообработки. И термоконтроллеры Delta отлично выполняют такую задачу.
Наша компания разработала несколько вариантов систем управления для одного и нескольких пастеризаторов на базе средств автоматизации компании Delta Electronics. Рассмотрим базовый вариант системы на базе двух температурных контроллеров Delta DTV. Один управляет клапаном подачи пара в пастеризатор, а второй — насосом откачки жидкости из нормализационной ванны.
Аналоговый сигнал 4-20 мА с выхода датчика температуры подается на вход температурного контроллера Delta DTV, который непосредственно регулирует степень открытия клапана подачи пара. При этом, чем меньше температура, тем больше должен быть открыт регулирующий клапан. Исходя из условий безопасности технологического процесса, система управления построена таким образом, что при пропадании сигнала с температурного датчика или питающего напряжения в шкафу управления клапан остается в открытом состоянии.
Отличительной особенностью терморегуляторов серии DTV является то, что они специально разработаны для управления заслонками, задвижками, дверями, жалюзи, клапанами и другой запорно-регулирующей арматурой. Контроллеры серии DTV имеют индикацию в реальном времени % открытия клапана и вход для подключения датчика (потенциометр, напряжение) обратной связи по положению исполнительного механизма. В наличии также интерфейс RS-485 с поддержкой Modbus для коммуникации с системой управления верхнего уровня и 2 аварийных дискретных выхода.
Благодаря наличию дискретных аварийных выходов тот же регулятор температуры управляет еще и трехходовым клапаном, который при достижении определенного уровня сигнала от датчика температуры (+95°С) переключает клапан в другое положение.
В шкафу управления пастеризатором установлен еще один температурный контроллер DTV, который через пускатель (возможно использование твердотельное реле Fotek) управляет включением и выключением насоса (5кВт,3 ф). Данный насос предназначен для откачки рабочей жидкости из нормализационной ванны при достижении определенного уровня в емкости. Сигнал об уровне в баке подается на термоконтроллер от датчика уровня с аналоговым токовым выходом (4-20 мА).
Контроллер DTV может управлять электромеханическим приводом запорно-регулирующих клапанов и задвижек как с учетом их положения, так и без. Управление степенью отпирания задвижек производится током или напряжением, но наиболее оптимальным способом является применение реле. В случае управления напряжением или токовым сигналом необходимо использовать термоконтроллер DTV с аналоговым выходом. Для управления с помощью реле в контроллере выбирается функция управления клапанами.
Имеющиеся в DTV два релейных выхода используются для реализации прямого и обратного вращения двигателя привода, открывающего или закрывающего клапан. Выход 1, управляющий отпиранием клапана и выход 2, управляющий запиранием клапана, обеспечивают регулирование положения клапана (задвижки).
Для контроля степени отпирания клапана (задвижки) регулятор DTV может использовать сигнал обратной связи по положению. Для этого выход обратной связи клапана (при наличии) связывается с соответствующим входом контроллера. Это дает возможность управления клапаном с высокой точностью.
Для контроля технологических процессов к регулятору DTV можно подключать термопары (поддерживается 11 типов — K, J, T, E, N, R, S, B, U, L, ТХК), 2 типа термосопротивлений (Pt100, JPt100) или датчики с унифицированным аналоговым выходом. Цикл измерения составляет 0,4 секунды при использовании термодатчика и 0,15 секунды при подключении аналогового датчика.
Контроллер DTV имеет также две группы выходов аварийной сигнализации, каждая из которых может быть запрограммирована на 17 типов реакции (сигнализации). Выходы активируются при отличии текущего значения температуры (PV) в большую или меньшую сторону от значения установки (SV).
