Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБРАБОТКИ ПИЩИ

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу управления процессом, при этом данный процесс осуществляется в установке или устройстве, которое содержит замкнутые трубопроводы, наполненные жидкостью, технологическое оборудование, наполненное жидкостью, управляющее оборудование, а также по меньшей мере измеритель потока.

Уровень техники

Различные процессы для обработки пищи, такие как на молочных заводах или заводах для производства соков, обычно управляются с помощью, так называемого, последовательного управления. Процессы могут, например, состоять из процесса промывки, процесса пастеризации или процесса постоянного смешивания.

Под последовательным управлением подразумевается, что различные этапы в последовательности связаны с активациями или действиями. Каждый последовательный этап является условно зависимым так, что, например, определенная температура должна достигаться перед тем, как выполняется активация или действие, и перед следующим этапом в последовательности. При осуществлении такого последовательного управления одновременно выполняются попытки предугадать события, которые предположительно могут произойти, и также необходимо учитывать текущую точку, в которой происходит процесс по его полному циклу. Например, обычный процесс промывания может состоять приблизительно из 30-40 последовательных этапов, иногда с параллельными подпоследовательностями. Это представляет сложный и требующий больших затрат по времени способ осуществления управления процессом.

Последовательное управление является относительно жестким способом управления процессом и изменяется в процессе, в сущности, обычно требуя основное повторное выполнение последовательностей. Чем более сложный процесс, который должен управляться, тем больше требуется последовательных этапов. Например, в процессе промывания имеет место множество различных программ промывания или комбинаций последовательностей программ промывания, при этом многие из них являются специальными вспомогательными программами. Для каждого такого процесса промывания, требуется соответствующее последовательное управление.

Обычное последовательное управление является относительно сложным для пересмотра и отклонения в процессе, будь они преднамеренными или непреднамеренными, являются сложными в управлении. Отклонения трудно предугадать и комбинации отклонений могут привести к процессу и последовательности программ, становящимися несинхронизованными. Последовательное управление не всегда является точным и, например, управление малыми объемами является сложным для выполнения при использовании этого способа.

Сущность изобретения

Одна задача настоящего изобретения состоит в осуществлении способа управления процессом, который является более простым для программирования.

Другая задача настоящего изобретения состоит в осуществлении способа управления процессом, который является более точным, чем обычные способы предшествующего уровня техники, и который также дает возможность управления малыми объемами в процессе.

Другая задача настоящего изобретения заключается в том, что данный способ дает возможность отображения точного текущего положения в процессе во время выполнения процесса.

Решение

Эти и другие задачи достигнуты согласно настоящему изобретению, в котором устройство такого типа, которое описано посредством вводной части, задано отличительными признаками, в котором измеритель потока испускает импульсы на регистр, который размещен в оборудовании под единым управлением, и что регистр пошагово смещается вперед посредством импульсов таким образом, чтобы регистр вместе с управляющим оборудованием испускал сигналы для выполнения действий процесса, необходимых для цикла процесса.

Кроме того, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения определены отличительными признаками, как описывается в зависимых пунктах приложенной формулы изобретения.

Краткое описание сопроводительного чертежа

Теперь будет описан более подробно один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения здесь и далее со ссылкой на сопроводительный чертеж. В сопроводительном чертеже:

Фиг.1 представляет собой структурную схему способа согласно настоящему изобретению.

Описание предпочтительного варианта осуществления

Далее описан способ в соответствии с настоящим изобретением посредством примеров на основании процесса промывания в пищевой промышленности, но также может быть применен к другим процессам, таким как, например, процесс, который имеет место в пастеризаторе, от уравнительного резервуара до пастеризатора, с соответствующим оборудованием, обеспечивающим однородность, и удерживающим элементом, и, кроме того, при хранении в буферном резервуаре. Другим примером является процесс для непрерывного перемешивания.

Способ согласно настоящему изобретению схематично иллюстрирован на фиг.1. Блок 1, например, состоит из промывающего устройства, т.е. устройства, которое разделяет на порции и рециркулирует промывные жидкости в соответствии с заданным набором команд или циклом событий.

Из блока 1 выходит напорный трубопровод 2, состоящий из труб и изогнутых частей. Кроме того, обратный трубопровод 3 входит в блок 1, причем этот обратный трубопровод также состоит из труб и изогнутых частей. Между напорным трубопроводом 2 и обратным трубопроводом 3 имеется некоторая конструкция технологического оборудования, которая, в иллюстративном примере, состоит из объекта 4 промывки.

Напорный трубопровод 2 имеет заданный объем наполнения, объем А. Обратный трубопровод 3 имеет заданный объем наполнения, объем В. Подобным образом, объект 4 промывки имеет объем наполнения, объем С. Объемы А, В и С определяются при вводе в действие завода или фабрики по производству пищевых продуктов, и предполагаются постоянными величинами. Управление согласно настоящему изобретению предполагает, что объемы А, В и С наполняются в течение процесса.

Управляющее устройство (не показано) также связано с пищевым оборудованием, состоящим из замкнутых трубопроводов 2, 3 и обрабатывающего устройства. Управляющее устройство состоит из регистра для обработки и управления данными и представляет собой тип устройства, который называется регистром FIFO (по принципу первым пришел - первым ушел), который согласно настоящему изобретению формирует картину процесса в реальном времени, например различные типы промывочной жидкости и где они размещены в процессе. Если управляющее устройство не включает в себя регистр FIFO, управляющее оборудование должно быть усовершенствовано с помощью такого регистра для того, чтобы осуществить способ согласно настоящему изобретению.

Точка 5 представляет собой начало напорного трубопровода 2 и является той точкой, в которой данные поступают на регистр. Данные, например, могут содержать информацию о том, какие промывочные жидкости отводятся в напорный трубопровод и что может происходить с ними, когда они достигают конца обратного трубопровода 3. Для осуществления данного способа, в точке 5 предпочтительно размещен измеритель потока.

В точке 6 считывается информация о действиях после обратного трубопровода 3. Возможно, в точке 6 может быть размещен дополнительный измеритель потока или другое измерительное устройство, что, однако, не является непременным условием для осуществления способа согласно настоящему изобретению. Дополнительный измеритель потока необходим в тех случаях, когда изменяется объем объекта 4 промывки, или когда некоторое количество жидкости утеряно в объекте 4 промывки. В таком случае регистр разделяется между обоими из измерителей потока.

Точка 7 может использоваться в качестве опорной функции для наполнения контура при смене промывочной жидкости. Если регистр считывается в точке 7, можно узнать, когда следующий этап промывки достигнет объект 4 промывки. В таком случае, например, давление промывки может выдерживаться таким образом, чтобы объект 4 промывки, при необходимости, мог быть полностью осушен.

Точка 8 может использоваться в качестве опорной функции для слежения за остаточным продуктом от объекта 4 промывки в начале этапа предварительного полоскания. Если данные вводятся в точке 8, в течение периода, который соответствует объему С объекта промывки, или данные от другого измерительного оборудования, можно сортировать остаточный продукт в точке 6, например, в зависимости от типа продукта или проводимости.

Измерители потока или другое измерительное оборудование также может быть размещено в других местах, как на напорном трубопроводе 2, так и обратном трубопроводе 3. Другое измерительное оборудование, например, может содержать датчики температуры. Однако для осуществления способа согласно настоящему изобретению необходимо только обеспечить измеритель потока, который в таком случае помещается предпочтительно в точке 5.

Точки 5, 6, 7 и 8 являются примером взаимодействующих точек, ответные части которых должны обеспечиваться в регистре, и в которых возможно считывание и/или запись данных в соответствии с нуждами процесса. Таким образом, во взаимодействующей точке по выбору, возможно введение данных, предназначенных для случаев/действий, которые должны быть выполнены в одной или более взаимодействующих точках, расположенных ниже по потоку, и/или возможно считывание данных для выполнения случаев/действий на основе данных от одной или более взаимодействующих точек, расположенных выше по потоку. Дополнительное число взаимодействующих точек может быть размещено в трубопроводе 2, 3 или в технологическом оборудовании, которое, например, содержит объект 4 промывки.

Измеритель потока испускает импульсы на управляющее оборудование для пошагового смещения вперед (заполнения) регистра, т.е. все данные в регистре одновременно пошагово смещаются вперед на один шаг за импульс. В этом типе процесса, который описывает пример, один импульс обычно соответствует одному литру, что дает более чем достаточную точность. В регистре каждый шаг представляет один и тот же объем, например один литр на шаг. Скорость, при которой регистр пошагово смещается вперед, следует и изменяется со скоростью потока, указанного посредством измерителя потока. Для больших потоков, или если объемы А и В в трубопроводах 2 и 3 большие, т.е. трубопроводы являются очень длинными, можно обосновать необходимость использования нескольких литров на шаг. Объем памяти регистра также может ограничивать минимальный объем шагов. В этом случае объем памяти должен быть распределен между шагами с тем, чтобы достигался наименьший возможный объем шага. При такой подстройке объема шага осуществляется соответствующая калибровка импульсов от измерителя потока, т.е. литр/импульс соответствует литр/шаг.

Регистр представляет собой информационную машину, она запоминает и вызывает повторно последовательность тех данных, которые вводились во взаимодействующих точках согласно заданному циклу событий или последовательности событий. В точке 5 такая цепь событий или последовательность событий, например, содержит набор команд для промывания или набор команд для смешивания. Такой набор команд для промывания, например, может состоять из предварительного полоскания, промывки щелочью, промежуточного полоскания, промывки кислотой, последующего полоскания и, наконец, осушения.

Начальная точка для регистра представлена посредством начала напорного трубопровода 2, т.е. точкой 5. Данные, которые вводятся на входе регистра, в примере процесса промывания, представляют, какой тип жидкости отводится в напорный трубопровод 2, требуемую функциональность при достижении жидкостью конца обратного трубопровода 3, а также уровень проводимости жидкости для того, чтобы можно было сортировать ее корректно.

Выходная точка для регистра представлена посредством концевой точки обратного трубопровода 3, т.е. точкой 6. Между напорным трубопроводом 2 и обратным трубопроводом 3 размещается объект 4 промывки.

Регистр пошагово смещается вперед с помощью импульсов (заполняется импульсами) от измерителя потока, который предпочтительно размещен в точке 5. Дополнительные измерители потока могут иметь место в трубопроводах 2 и 3 или в технологическом оборудовании. Регистр в таком случае разделяется между теми измерителями потока, которые встречаются.

Регистр функционирует как распределитель событий от стороны напорного трубопровода 2 до стороны обратного трубопровода 3, с таким запаздыванием по времени, которое собственно составляет процесс. Запаздывание по времени зависит от объема и потока, при этом объем начинается от фиксированного значения и поток представляет текущую величину. Объем С для технологического оборудования, например, объекта 4 промывки, для которого предназначен процесс, определяется при пуске технологического оборудования, а также объем А и В для напорного трубопровода 2 и обратного трубопровода 3, соответственно. Поток определяется благодаря измерителю потока или, в качестве альтернативы, измерителям потока.

В результате осуществления данного способа согласно настоящему изобретению, основные последовательные шаги, т.е. шаги процесса при последовательном управлении, должны состоять только из событий, которые должны быть выполнены в точке 5. События, которые должны быть выполнены в остальных частях напорного трубопровода 2, обратного трубопровода 3 и в объекте 4 промывки, не должны содержаться среди этих этапов. Число последовательных шагов в таком случае существенно уменьшено по сравнению с обычным последовательным управлением предшествующего уровня техники. Здесь останется только одна последовательность, которая непосредственно отражает цикл событий, который должен быть выполнен в соответствии с набором команд для промывания. Будет достигнуто более простое и более точное управление технологическим оборудованием, которое должно вводиться в действие в корректной точке на протяжении всего процесса. Для процесса промывания это, например, может привести к снижению по затратам, или меньшим потерям промывных жидкостей, поскольку способ согласно настоящему изобретению позволяет осуществлять управление относительно малыми объемами в процессе.

Регистр составляет, согласно настоящему изобретению, динамическую память продукта, что может повышать безопасность при ручном пошаговом продвижении процесса или при нарушениях процесса. Регистр отслеживает, в каком положении находится процесс, и это также обеспечивает возможность отображения процесса в виде графика. Способ, согласно настоящему изобретению, также предполагает, что вероятность ошибок при отладке программных кодов в управляющем оборудовании уменьшается, что может возникать при обычном последовательном управлении предшествующего уровня техники.

Как стало очевидным из вышеприведенного описания, настоящее изобретение осуществляет способ управления процессом, который дает общее упрощение работы по программированию. Способ согласно настоящему изобретению дополнительно обеспечивает простое и точное управление процессом. Кроме того, способ согласно настоящему изобретению облегчает приспособление к конкретным процессам, которые адаптируются к индивидуальному элементу технологического оборудования. Способ согласно настоящему изобретению дополнительно позволяет ручное управление малыми объемами в процессе, что может быть сложным в использовании с применением обычных способов управления процессами предшествующего уровня техники. В результате настоящего изобретения будет получена возможность постоянного графического детального отображения действительного последовательного положения в процессе во время его выполнения.