Система керування фільтром знесолення води для потреб пивоварні
Автор: Сікач Василь Ігорович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У вступі розкрито актуальність автоматизації процесу знесолення води, яка є невід’ємною складовою стабільного функціонування пивоварні. Зазначено мету роботи – створення надійної та ефективної автоматизованої системи керування фільтром. Окреслено основні завдання, серед яких аналіз існуючих рішень, розробка алгоритмів та програмного забезпечення, а також впровадження візуалізації для зручності роботи оператора. Перший розділ містить аналіз методів знесолення води, серед яких іонообмін, мембранні технології, дистиляція та електродіаліз. Особливу увагу приділено іонообмінним технологіям як найбільш поширеним у пивоварній промисловості. Розглянуто основні вимоги до якості води, необхідної для забезпечення стабільності смаку пива та відповідності технологічним стандартам. Також описано вплив хімічного складу води на якість кінцевого продукту. У другому розділі описано технологічну схему системи знесолення води. Наведено структурну організацію установки, яка включає два іонообмінні фільтри, резервуари для розчину солей, насосне обладнання та трубопроводи. Розглянуто процес роботи установки, що включає цикли фільтрації, регенерації та приготування розчину для регенерації. Показано взаємозв’язок між компонентами системи та їх функціональне призначення. Третій розділ присвячено огляду обладнання, яке може бути використане для автоматизації. Розглянуто програмовані логічні контролери Siemens, зокрема модель CPU 1215C DC/DC/DC, модулі розширення, давачі рівня, витрати та тиску, а також виконавчі механізми. Четвертий розділ містить детальний опис процесу розробки програмного забезпечення для ПЛК та створення графічного інтерфейсу для візуалізації. Розглянуто структуру програми в середовищі TIA Portal, створення користувацьких типів даних, розробку алгоритмів роботи фільтра, регенерації та приготування розчину. Візуалізацію створено на платформі Simatic WinCC, яка забезпечує операторам інтуїтивно зрозуміле керування установкою та можливість відстежувати її стан у реальному часі. У висновках підсумовано основні результати роботи. Розроблена система дозволяє автоматизувати ключові етапи роботи фільтра знесолення води, підвищуючи ефективність процесу та знижуючи витрати на ручне керування. Система забезпечує стабільну якість води, що позитивно впливає на виробничий процес пивоварні. Проведена робота відкриває можливості для подальшого вдосконалення та масштабування системи. Об’єкт дослідження – фільтр знесолення води для потреб пивоварного виробництва, зокрема автоматизація роботи іонообмінних фільтрів. Предмет дослідження – система автоматизації керування фільтрами знесолення води, що включає програмне забезпечення для ПЛК, алгоритми роботи та візуалізацію процесу. Мета роботи – розробка автоматизованої системи керування фільтрами знесолення води, яка забезпечить стабільну якість води, необхідну для виробництва пива. Ключові слова: автоматизація, фільтр знесолення води, іонообмін, програмований логічний контролер, TIA Portal, WinCC, пивоварне виробництво. Перелік використаних літературних джерел: 1. Фізико-хімічні методи очищення води. Керування водними ресурсами. Під ред. Астреліна І., Ратнавіри Х. Water Harmony Project, 2015. 578 с. ISBN 978 82-999978-3-6. 2. Мінаєва В.О. Іонний обмін та іонообмінна хроматографія / В. О. Мінаєва // – Черкаси: Вид. від. ЧНУ імені Богдана Хмельницького, 2015. –128 с. 3. І.М. Макаренко, канд. техн. наук, ст. нучн. співроб., І.М. Трус, магістр, В.М. Грабітченко, магістр. Іоннообмінне знесолення та пом’якшення вод із підвищеними рівнями мінералізації та жорсткості / І. .М. Макаренко, І. М. Трус, В.М. Грабітченко, // Праці Одеського політехнічного університету.- 2014. - Нац. техн. ун-т України “КПІ”. – Київ, 2014. Вип. 1(43). С. 235-241. 4. Стенцель Й.І., Поркуян О.В. Автоматизація технологічних процесів хімічних виробництв. Підручник. - Луганськ.: Вид-во Східноукр. нац. ун-ту, 2010. - 302 с. 5. Лукінюк М.В. Автоматизація типових технологічних процесів: технологічні об’єкти керування та схеми автоматизації: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл., які навчаються за напрямом "Автоматизація і комп’ютерно-інтегровані технології". – К.: НТУУ "КПІ", 2008. – 236 с. 6. Інструкція з програмування для S7-1200/1500 – Режим доступу: https://cache.industry.siemens.com/dl/files/040/90885040/att_970576/v1/81318674_Programming_guideline_DOC_v16_en.pdf 7. SIMATIC HMI WinCC V7.3 – Робота з WinCC – Режим доступу: https://cache.industry.siemens.com/dl/files/925/102754925/att_62020/v1/WinCC_Working_with_WinCC_en-US_en-US.pdf