Архив / 1999 / №2(17) / Новые технологии

Алексей Хорошавцев: МПР51 – коптит колбасу, сушит древесину и даже высиживает птенцов

Домашнюю колбасу приготовить довольно просто: изготавливается мясной субстрат, добавляются специи по вкусу, все это набивается в оболочку, обрабатывается кипятком, а затем выдерживается на легком жару в печи. Несколько часов – и готова пряная, пахнущая чесночком колбаса. Делается все это – «на глазок», поэтому колбаса у каждой хозяйки получается оригинальная, каждый раз – другая. Однако промышленное производство одного из самых популярных в мире продуктов – сложный, требующий точных действий персонала, процесс. В отличие от домохозяек, имеющих маленькие печи, предприятия по производству колбасы оборудованы специальными климокамерами, варочными шкафами и множеством других приспособлений и устройств. Управлять всем этим вручную в соответствии со сложным, многоступенчатым технологическим процессом трудно: ошибся – и, либо качество колбасы стало хуже, либо она потеряла товарный вид или, того хуже, вся партия, загруженная в шкаф, ушла в брак. Убытки могут оказаться весьма значительными. Избежать технологических нарушений помогает многофункциональный, программируемый по времени прибор – МПР51. Представляет его начальник отдела новых разработок Производственного Объединения «Овен» Алексей ХОРОШАВЦЕВ.

– Для автоматизации процесса изготовления колбасы ведущими западными фирмами выпускаются специальные контроллеры. Например, среди наиболее богатых пищевиков и колбасников мира хорошо известны приборы фирмы «Jumo». В России нередко используют орловские Т419 или  другие аналогичные приборы. Однако, в этом случае для ведения процесса требуется постоянное присутствие оператора, так как после каждого этапа технологического процесса необходимо менять заданные параметры.

Перед разработкой нашего оригинального прибора мы тщательно проанализировали свои возможности и ре-шили, что можем сделать такое устройство, которое будет обладать всеми необходимыми функциями, удобством в использовании и доступной ценой. В результате кропотливой работы нам удалось создать МПР51.

На относительно небольшой (96х96 мм) передней панели прибора расположены четыре цифровых и семь светодиодных индикаторов, а также четыре кнопки управления. Его настройка прибора не вызывает проблем, т.к. для каждой группы специалистов в приборе имеется своя группа параметров, доступ к которым возможен только через пароль. Скажем, без ведома технолога никто не может изменить параметры процесса или без ведома наладчика «испортить» коэффициенты настройки ПИД-регуляторов. От обслуживающего персонала требуется только выбрать номер программы и нажать кнопку «пуск». Элементная база МПР51 – в основном импортная.

Возможности нового прибора очень велики. Он может измерять температуру при помощи трех стандартных датчиков типа ТСМ или ТСП, вычислять относительную влажность и разность температур. Благодаря ПИД-закону регулирования прибор с высокой точностью поддерживает температуру и влажность. Прибор может соблюдать заданную скорость изменения регулируемого параметра. Им могут выполняться до 60 технологических программ. Для сигнализации о выходе измеряемых параметров за пределы уставки имеется четыре компаратора.

Включение прибора МПР51 в контуры управления температурой и влажностью в климатической камере
Включение прибора МПР51 в контуры управления температурой и влажностью в климатической камере

В процессе выполнения длительных технологических циклов на предприятиях могут происходить неожиданные отключения электропитания. Поэтому в МПР51 были заложены возможности установки различных вариантов его поведения в таких ситуациях. Он может выдать сигнал об аварии или остановиться в ожидании вмешательства персонала, или, «изучив» ситуацию, сложившуюся за время отсутствия питания, продолжить выполнение программы.

Когда прибор был создан, мы обратились к специалистам предприятий «Антарес» и «Нива», чтобы провести там опытное внедрение и испытать его в работе.

Эти предприятия оборудованы климатическими камерами, где выдерживаются сырокопченые колбасы, а также варочными шкафами, в которых готовятся вареные колбасы и сосиски. В ходе эксперимента перед нами стояла задача настроить МПР51 таким образом, чтобы протекание всех технологических процессов проходило точно в соответствии с рецептурой изготовления определенных сортов колбас практически без участия человека.

Работы эти прошли успешно, и сегодня можно сказать, что наш инженерный поиск привел к довольнонеплохим результатам. Расскажу вкратце о некоторых проблемах, с которыми нам пришлось столкнуться.

Климатическая камера – это довольно вместительное помещение, в котором поддерживается определенный режим температуры и влажности. Этот режим в течение примерно месяца должен изменяться по определенным законам. Например, один из сортов сырокопченой колбасы должен выдерживаться четыре недели. Сначала температура здесь должна быть 7 градусов, а влажность 90-95 процентов. Затем температура постепенно повышается до 12 градусов, а влажность снижается до 75 процентов. Поддержание влажности осуществляется парогенератором. Температура в камере повышается с помощью электронагревателя, а понижается с помощью охладителя.

Несколько иначе проходит процесс термообработки продукта – варки, – который длится примерно четыре часа. Здесь охлаждение осуществляется естественным путем. Если рецептура продукта включает в себя специфические ароматы, то в камеру подается дым, содержащий их.

Использование МПР51 для варки колбас в камере типа КОН5
Использование МПР51 для варки колбас в камере типа КОН5

Для изготовления вареной, варено-копченой колбасы и сосисок, которое проходит в варочном шкафу или в термокамере, устанавливаются три датчика. Два из них измеряют температуру и влажность в камере, а третий – температуру внутри одного из батонов колбасы. Наш прибор принимает информацию с этих датчиков на свои входы и обрабатывает ее. После этого в соответствии с технологической программой подается сигнал на выходные реле, которые включают или выключают ТЭНы, открывают или закрывают задвижки в том случае, если температура или влажность не отвечают заданным параметрам. Причем регуляторы подводят температуру к заданной уставке плавно, при помощи импульсов, исключая перегрев продукта.

Это обеспечивается специальным алгоритмом управления, известным специалистам как ПИД-закон. Однако для людей, не имеющих специальных знаний, настройка ПИД-регуляторов сопряжена с определенными трудностями. Поэтому в прибор былавведена функция самонастройки. В этом режиме он очень осторожно посылает импульсы на исполнительные механизмы, изучая как они влияют на изменения температуры и влажности, а затем устанавливает необходимый режим.

Как я уже говорил, кроме обычных устройств поддержания температуры и влажности в варочном шкафу (ТЭНов, вентиляторов, парогенераторов), эти камеры имеют большое количество дополнительных устройств: например, нагреватель и вентилятор дымогенератора, вентилятор удаления дыма, насос подачи воздуха и другие. Эти устройства необходимо включать лишь на определенных стадиях процесса. Именно поэтому в прибор были включены восемь транзисторных ключей, каждый из которых может включать или выключать определенные устройства на любом этапе технологического процесса. Причем они могут быть использованы в импульсном режиме.

С каждым днем наш прибор находит новые области применения в различных отраслях. С его помощью можно выводить птенцов в инкубаторах, проводить термообработку бетона и сушку древесины.

Опыт показал, что предприятия получают от использования МПР51 реальную пользу. Это и повышение качества продукции, и увеличение производительности труда, и экономия фонда заработной платы, и укрепление реноме торговых марок, и общее улучшение имиджа фирмы. Надеюсь также, что МПР51 способствует увеличению их прибыли.