Решение задач на тему: Краткое описание технологии производства эритромицина. Цели, задачи и исходные данные для создания

Введение

Процессы биосинтеза (ферментации) занимают важное место в медицинской, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности.

Несмотря на их большое разнообразие, процессам периодической ферментации принадлежит ведущая роль как наиболее изученным и гибким с точки зрения получения промежуточных и конечных продуктов требуемого качества. Значительные капитальные и эксплуатационные вложения, которыми характеризуются системы ферментации, связанны с использованием дорогостоящего оборудования и значительными энергетическими затратами. Основное оборудование: биореакторы (ферментеры), емкостные аппараты, трубопроводы, запорно-регулирующая арматура, - необходимо изготавливать из высококачественной нержавеющей стали. Непрерывное обеспечение культуры в ферментере стерильным воздухом, поддержание стабильного теплового режима, большой расход пара во время стерилизации и т.д. требуют обеспечения высокой степени надежности оборудования, узлов и механизмов, систем управления точности их технологического проектирования.

К настоящему времени выполнено большое количество работ, посвящённых моделированию процессов ферментации и их оптимизации. В тоже время существенную часть времени ферментер работает в нестационарном режиме, который не является оптимальным (различные стадии подготовки, начала и завершения процесса ферментации). Одной из важнейших операций стадии подготовки является стерилизация оборудования и компонентов процесса, необходимая для обеспечения стерильных условий проведения процесса ферментации.

К сожалению, в АСУ ТП, как правило, отсутствуют функции управления подготовительными стадиями процесса ферментации, в том числе стадией стерилизации, того же уровня автоматизации, что и для стационарных режимов. Между тем проведение сверхнормативных стадий стерилизации (после остановок производства по аварийным, организационным или конъюнктурным причинам и т.п.) связано со значительными затратами, а производственные потери ценного сырья и энергоресурсов от них могут быть велики. Для крупнотоннажных производств эта обязательная подготовительная операция оказывает заметное влияние на многие стороны функционирования системы ферментации.

Низкий уровень автоматизации и неэффективная работа автоматики в период проведения подготовительных операций ведут к неоправданному износу технологического оборудования и нерациональному расходованию всех видов производственных ресурсов. Оказывают негативное психофизиологическое воздействие на обслуживающий персонал ввиду того, что основная нагрузка по принятию решений о переключениях регулирующих органов, исполнительных механизмов, контроля за средствами КИПиА падает на операторов, существенно превышая обычный уровень, что может привести к ошибкам операторов, привести к потери стерильности и выводу оборудования из строя. Вместе с тем стадия стерилизации имеет весьма существенный резерв для повышения эффективности ферментации за счет оптимизации управления этой стадией. Возникает задача оптимизации режимов проведения стерилизации по следующим критериям:

- минимизация времени проведения стадии;

- уменьшение износа технологического оборудования и снижение потерь прибыли, связанных с неоптимальностью работы системы ферментации во время стерилизации и при смене технологического режима;

- повышение качества (в данном случае качества стерилизации).

Отметим, что оптимальное управление стерилизацией и подготовительными стадиями вообще требует минимальных капиталовложений в материальное обеспечение, т.к. реализуется с использованием существующей системы управления.

Оглавление

- 1. введение 3

- Краткое описание технологии производства эритромицина

- Цели, задачи и исходные данные для создания системы автоматизированного управления стадии стерилизации биореактора

- Структура и функционирование программно-технического комплекса птк разрабатываемой сау в составе асутп биосинтеза эритромцина

- Анализ ферментера в качестве объекта управления сау стадии стерилизации биореактора

- Выбор средств программно-технического комплекса

- Программируемый логический контроллер ПЛК и сопутствующие технологии автоматизации

- Сетевой комплекс контроллеров

- Выбор контроллерных средств ПЛК

- Выбор средств программирования контроллеров

- Выбор программного обеспечения верхнего уровня. SCADA системы

- Разработка системы автоматизированного управления стадии стерилизации биореактора

- Автоматизированное рабочего место оператора. Интерфейс оператора

- Компьютерная модель стадии стерилизации биореактора

- Реализация программно-логического управления стадией стерилизации биореактора

- Разработка программы управления измерителем температуры регулирующим дана-терм итр 2529 в программной среде labview dsc. реализация функций opc сервера

- Описание программы управления измерителем температуры регулирующим Дана-Терм ИТР 2529

- Работа с программой управления 2529.exe

- Файл конфигурации

- Работа с программой просмотра log файлов регулятора температуры Дана-Терм ИТР 2529 Log_view.exe

- Внедрение программы управления измерителем температуры регулирующим Дана-Терм ИТР 2529

- Безопасность производства

- Спецификация кипиа

- Подсчет суммарной стоимости оборудования и программного обеспечения для создания сау процесса стерилизации биоректора

- 12. заключение 86

- 13. список литературы 87

- Приложения

Заключение

Данная работа была посвящена разработке системы автоматизированного управления (САУ) стадии стерилизации биореактора как составляющей АСУТП биосинтеза эритромицина.

В ходе разработки САУ стадии стерилизации выполнены следующие этапы разработки:

- определены исходные данные;

- произведено проектирование САУ;

- осуществлена реализация составляющих САУ;

- апробированы отдельные элементы САУ

В рамках проектирования, реализации и апробирования составляющих элементов системы автоматизированного управления получены следующие результаты:

- определена структура и функционирование программно-технического комплекса (ПТК) САУ;

- произведен анализ стадии стерилизации с позиции автоматизации технологических производств;

- осуществлен подбор компонентов ПТК для реализации САУ, включающий:

- выбор программируемого логического контроллера и средств программирования;

- выбор конфигурации и программного обеспечения автоматизированного рабочего места оператора;

- разработаны составляющие системы автоматизированного управления:

- диспетчерский уровень САУ, включающий интерфейс оператора и программную реализацию алгоритмической схемы переключений в процессе стерилизации биореактора;

- компьютерная модель стадии стерилизации биореактора с использованием технологии OPC;

- разработана программа управления измерителем температуры регулирующим "Дана-Терм" ИТР 2529 в программной среде LabVIEW DSC с функцией OPC сервера.

Внедрение разработанной системы автоматизированного управления позволит:

- использовать для управления информацию, по объему значительно превосходящую знания отдельного оператора;

- оперативно и точно изменять программу управления в соответствии с изменениями технологии;

- повысить производительность оборудования за счет исключения операций ручного управления;

- осуществлять логико-программное управление процессами, которыми человек управлять точно и своевременно не может из-за относительно медленной реакции на изменение хода процесса;

- резко сократить количество ошибок оперативного персонала и аварий по причине персонала.

Список литературы

1. Навашин С. М., Бринберг С. Л. и др. Производство антибиотиков - Издательство "Медицина". Москва 1970. - 368 с.

2. Дытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М; "Химия", 1991г.

3. Бирюков В. В., Кантере В. М. "Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза". М.:Наука, 1985г.

4. Вальков В. М. АСУ ТП в производстве изделий электронной техники. М., "Сов. радио", 1974, 72-с.

5. Кафаров В.В., Винаров А.Ю., Гордеев Л.С. "Моделирование и системный анализ биохимических производств". М.:Лесная Промышленость, 1985г.

6. Под общей редакцией проф. Егорова Н.С. "Промышленная микробиология". М.:Высшая школа, 1989г.

7. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности, В.А.Голубятеиков, В.В.Шувалов, М."Химия", 1985г.

8. Проектирование систем автоматизации технологических процессов (справочное пособие), А.С.Клюев, Б.В.Глазов, А.Х.Дубровский, А.А.Клюев, М. "Энергоатомиздат", 1990г.

9. Дудников Е. Г. Автоматическое управление в химической промышленности. - М; "Химия", 1987г.

10. Емельянов А. И., Капник У. В. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие. - М; "Энергоатомиздат", 1983г.

11. Кафаров В. В., Глебов М. П. Математическое моделирование основных процессов химических производств. - М; Высшая школа, 1991г.

12. Клюев А. С. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля. - М; "Энергоатомиздат", 1991г.

13. Клюев А. С. Монтаж средств измерения и автоматизации.- М; "Энергоатомиздат", 1988г.

14. Ремизевич Т.В. Современные программируемые логические контроллеры. Приводная техника, 1999, 1-2, с. 8-20.

15. Ремизевич Т.В. Современные программируемые логические контроллеры. Приводная техника, 1999, 3-4, с. 6-17. 3. Митин Г.П. Программа поддержки принятия решения. Автоматизация и управление в машиностроении, 1999, 10.

16. Экономика предприятия: Учебник для вузов/Л. Я. Аврашков, В. В. Адамчук, О. В. Антонова и др. Под ред. Проф. В. Я. Горфинкеля, проф. В. А. Швандера. - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998. - 742 с.

17. PROFIBUS - открытая шина для открытых технологий

Любашин А.Н., ЗАО "РТСофт", Москва, "PCWeek", N 8, 1998.

18. National Instruments. Измерения и автоматизация. Каталог 2003.

19. Журнал: "Мир компьютерной автоматизации", статья: "LabVIEW SCADA,или просто BridgeVIEW" А. Балакин (ООО "ВиТэк", Санкт-Петербург).

20. Статья: "OPC: Интеграция интеллектуальных приборов измерения расхода

энергоносителей на основе пакета BridgeVIEW" В.Е. Здановский /И.В.Ц. Мосэнерго/

21. LabVIEW для всех / Джеффри Тревис : Пер. с англ. Клушин Н.А. - М.: ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2004. - 544 с. : ил.

22. Пейч Л. И., Точилин Д. А., Поллак Б. П. LabVIEW для новичков и специалистов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2004. - 384 с.: ил.

23. Березин Б. И., Березин С. Б. Начальный курс С и С++. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1998. - 288 с.э

24. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности (НПБ 105-95). -М., ГУГПС МВД России, 1995г.

25. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ. изд.: в 2 книгах. А. Н. Баратов, А. Я. Корольченко, Г. Н. Кравчук и др. - М.: Химия, 1990г.

26. Полтев М. К. Охрана труда в машиностроении.: Учебник. -М.: Высш. школа, 1980г.

27. Попова Г. Н., Алексеев С. Ю. Машиностроительное черчение: Справочник. - Л: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986г.

28. Правила устройства электротехнических установок (ПУЭ-76).: Атомиздат, 1980; Разд. 1-6,7.

29. В.Маршалл. Основные опасности химических производств. М., Мир, 1989.

30. ПУЭ. -Главгосэнергонадзор М. 1998. Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IР), ГОСТ 14254-96

31. Обеспечение безопасности нефтехимических производств(справочник), Г.Г.Смирнов, А.Р.Толчинский, Т.Ф.Кондратьева, Ленинград "Машиностроение", 1988г.

32. Справочное пособие по технике безопасности в микробиологической промышленности, под ред. В.М.Цыгальницкого, "Лесная промышленность", Москва 1972г.

33. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий (СН 245-71). -М.: Стройиздат, 1972г.

34. Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.2.2.542-96. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996г.

35. Приборы. Справочный журнал. №7-8.1999г.

36. ГОСТ 21.404-85. Автоматизация технологических процессов. Обозначения приборов и средств автоматизации в схемах.

37. ГОСТ 34.201-89. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы.