автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Совершенствование технических средств управления переработкой брикетированных фруктов и овощей на основе метода критических точек

ГОСШРС'ГБЕНгЗЙ ШНЕНЕРНЫй УНИВЕРСИТЕТ АРМЕНИИ

На. правах рукописи

Озкявэсозяч

ССЗг?ШЕ5СТВ0ЙАЕйВ ШВИЧВС2ШХ СР5НСЭ ЛРАВЛ28ИЯ ПЕРЕРАБОТКОЙ ШШЕТИРСВШЩ. ЗРЛхГСЗ И ШОШ НЛ ОСНОВЕ МЕТОДА ХРШИЧЕСШ ТОЧЕК

Со.13-.03 - Здемактк я устройства зкчислдтэльпой ТЗХЙ2Я2 3 систем уЕраЕЯеЭЗЯ

05.20.01 - Машгаошшя сельскохозяйственного цредавоясгва

Автореферат

ддсшщгтша ва сюасЕаааа ученой стелена кшшаат зэхз^тзския наук

ЕРЕВАН - 1892

Работа выполнена на кафедре электрически: аппа^ш^-г ь средств автоматизации Государственного инженерного университета Армангк

Научный руководитель Официальные оппоненты:

Бед упал организация

доктор технических наук МКРТЩШ Б.С.

доктор технически;; наук, профессор' ГРИГОРЯН Ш.М.

квезкее? технических наук, доцент СИМОЕЯН С.О.

Наутао-проЕаводстзенкое объединение "Арагил"

Защита диссертаций состоится " т? " и ю л " 13Э2 г, в 14 часов на заседания Специализированного Совета Д 055.03.0: при Государственном инженерном университете Армения, 375009 Ерегав, ул. Теряна, 105.

С диссертацией монко ознакомиться б библиотеке Государственного инженерного университета Армения,

Автореферат разослан " 15 " и г н * 1992 г.

Учаяк£ секретарь сяециалггтпзованногс совата

Д 0G5.CJ3.QI кандидат технических наук,

доцент З.Х.Амвкяк

ОЕШАЯ ХАРАКТЕРИСТИК! РЛБЙК

Актуальность темы. В решении Продовольственной проблемы веяная роль отеодится сушке фруктов к овощей, которая откосится к семьи старыгл методам консервирования. Она основана на отграничения роста и развития микроорганизмов при кинжальном содержании в срж плодах влаги.

Фрукты и о воли имеют такое высокое содержание веды, что $63 искусственной стеки, бланкирования я других мер консервирования у микроорганизмов есть всэ возможности для развития е порта фруктов и обошей.

Искусственную сушку осукествлязт главным образом в тоннельных зли ленточных сушилках, в основе функционирования которых лехат процессы тепло- и массообмена. Конечная цель это:

гтопессов, гоойсходязЕх по закона},', материального и энергети-— > -

ческого баланса -'Екработка готовой продукции с одределенными потребительскими свойствами.

Искусственная еле комбинированная суака брикетгроваккнх, зе товарного вала фруктов н озозеЗ, давно известный, ко не-ггграведливо забытый способ консервирования, который позволяет гвеличгзать возможности хранения и транспортирования. ;

Реаиш сушки брикетир ованжх фруктов и оводей (БФО), вы-забатывались историческим опытом человечества в течении ве-хв 2 основаны на экспертных знаниях.

Основная цель искусственной сутки фруктов а овощей, кото-¡ая состоит в экономичном производстве суленных продуктов оп-1вДбленного качества при оптимальном использования сушльного борудования г учете свойств сырого материала, возможно осу-ествить только с помозью азтсматичзского управления режимами.

Далькейзее развитие средств автоматического управления вязано с использованием микропроцессоров е персональная икро-ЗШ, которые при относительно невысокой стоимости облз-агэт большими функциональными возможностями.

Сущее твутеие алгоритмы управления технологическими про-эссами переработок Б?0, залогаянне в коккретяне технические

устройства, до конца ж полно не обеспечивают эффективное определение технологически оптимальных рекимнкх параметров с учетом динамики переработка, дополнительного улучшения качества и снижения потерь конечного продукта.

Выполненная работа является инициативной.

Нель исследодадия« Совершенствование технических средств управления переработкой брикетированных фруктов и овощей на основе метода критических точек путам коррекции технологических реаимннх параметров по изменению влагосодеряаная а температуры объекта обработка.

Задача исследования.

- исследование технологических процессов термической обработки брикетированных фруктов и овощей как объектов управления;

- исследование динамика многосвязных средств управления тепло- и массообменнкмн процессами в многомерном объекте переработка;

- теоретическое обоснование, практическая реализация и экспериментальная проверка метода управления переработкой по . критическим точкам;

- внедрение разработанных технических средств управления, оценка их эффективности н надежности.

Объект исследований. Исследования проводились в тоннельной установке тепловой переработки Марцсяого хозяйства Туманян-сксго района Республики Армения.

Метоника ^сслего-аяия. Исследование объекта проводилось аналитк-зскл-экспериментальшаи методами, исходя из физической сущности и технологических особенностей тепло- и массооб-мена. Синтез технических средств контроля и управления осуществлен методом критических точек. При проведении экспериментальных адвдадов&ний использовались методы пассивного эксперимента.

Научна.? новизна. Формализован • технологический процесс термической переработки брикетированных фруктоз и овоцей, на сснсзэ которого найяенн условия.автономноета в многомерном объекте управления и его динамические характеристики.

Об с-снован метод управления по критическим точкам кривой

переработки, на основе которого даны рекомендации по выбору стратегии, управления, обеспечивающей дополнительную экономию энергорвсурсов и матер гало з с учетом физического- состояния перерабатываемого сырья. - . •

Практическую ценность шест результаты исследований реализованные в ьвдз:

- технологий и требований к созданию технических средств контроля к управления термической пер-работкой НО в тоннельных сушилах;

- методики синтеза технических средств управления термической переработкой КО;

- рекомендаций по оценке эффективности л надежности разработанных технические средств в производственных условиях.

Реализация •результатов исследований. Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы при разработке и реализации:,

- технических средств управления термической переработкой брикетированных фруктов и овощей в Марцском хозяйстве Туыаяяк-ского района Республики Армения;

- устройства динамического контроля влааности объектов переработки при монтаяе пуско-наладочяых и приемочных испытаниях перерабатывающих объектов осуществляемых специализированным монтаяно-наладочным управлением НПО "Пицепромавтоматнка" (г.Одесса),

Реализация результатов исследований подтверждена соответствующими документами»

Научно обоснованные технические и технологические разработки автора обеспечивают реиёниэ еееной прикладной задача обеспечение высококачественного консервирования скоропортящихся фруктов и овощей с минимальными энергозатратами и материальными потеряли.

Основные полакенкя, еыноскмко на защиту.

I. Методология формализации объекта давления и синтеза технических средств автоматизации технологических процессов термической переработки брикетированных фруктов и овощей» позволяющая дополнительно сэкономить анергорестрск, повысить качество в снизить материальные потеря конечного продукта.

2. Синтезированные микропроцессорные устройства контроля а управления оснащенные мокро ЗШ, иозволяшие осуществить управление с учетом динамика процесса переработки 2 состояния объекта переработки.

Апробация. Осноенза положения и результата исследований по теме диссертация долог-нк» обсуждены и одобрены на Республиканской конференции "Энэргосберенекпе з сельском хозяйстве* (Киев, 1990г.); па Научной конференции профессорско-преподавательского состава EpIEI '.Ереван, IS50-I991 г.г.); на техническом совете республиканского объединения Армшшепром (Ереван, I93C— -IS9I г.г.); на заседаниях кафедры "Электрические аппараты и средства автоматизации" ВрПИ (Ереван, I9S0-I992 г.г.).

Публикация результатов исследования« Основное содеркание диссертации опубликовано з семи печатных работах автора, в том числе в заявке на патент, в тезиса доклада и пяти научных статьях.

Сттт-т^-а :г объем д^сое?теш-". Диссертация состоит из введения, пяти глав, сбцих выводов, списка литературы, включающего 8S наименований и приложения. Диссертация излокена на 132 листах и содержит 119 страниц текста, 50 рисунков и 6 таб-

СО.ЙЕРЯАНИЕ РАБОТЫ

Во введения рассмотрена актуальность теш, выполненной з порядке личной ^"шизтизы, а такие излогаяы основные поло-гения, заносимое на защиту.

В первой главе отрааеко состояние вопроса, проанализированы особенности термической переработки брикетированных фруктов и овсцеЗ (550), современные методы и технические средства управления переработкой, Ескрнты их недостатки г достоинства. На основе анализа поставлена цель исследования и сформулированы задачи исследования.

Во второй главе на оснсвэ системного подхода к проблеме автоматизации термической переработкой брикетировании* Фруктов и оведел анализируется исходная, текущая и конечная информация о технологических процессах как объекта управления; рассматривается математическая модель тепло- и иассообмекных процессов, обосновывается схрукт^шэ и функциональна связи в системе убавления переработке^, определяются зкходнке пара-

мэтры системы,

В третьей главе проведены аналитические исследования много связных средстз управления тепло- и массообменнъми процессами в многомерном объекта переработки, позволяющие обеспечить автономность в зсевдом канале уяравлэния» а такае дано математическое описание средств управления» Приг-'аяяеглых при автоматизации, на основе которого, найдены аналитические вырагания •амплитуд автоколебаний регулируемых параметров, 3 завис злости параметров технических: средств и объекта управления. .

В четвертой глава приводятся тучные основ», алгоритмы и средства реализации разработанного метода управления переработкой Орикетированных фруктов и обощвй по критическим точка.',;, а такзе конструкция, структурные и принципиальные схемы микропроцессорных технических средств реализующих предлагаешй метод управления и результаты экспериментальной его проверки в лабораторных условиях.

В пятой главе отрвкенн результаты внедрения разработанных технических средств управления, а также оценки, их эффективности з надежности.

Анализ методов и технических средств управления переработкой брикетированных фруктов и овощзй

Изучение отечественного и зарубежного опыта автоматизации технологических процессов переработки фруктов и овощей показал, что в научной литературе почти отсутствуют сведения о методах а технических средствах управления переработкой брикетированных фруктов и овощей. 3 зависимости от характера изменения заданного значения регулируемого параметра (алгоритма управления) применяется в основном традиционные системы автоматической стабилизации и программного регулирования.

Существующие системы стабилизации предназначены для поддержания температуры агента сушки в сушилке на заданном уровне. Изменение заданного значения температуры агента сушки осуществляется оператором по некоторым органолепткческим признакам Зарабатываемого материала.

Благодаря исследованиям Мартыненко И.И., Григоряна Ш.М.,

Мкртчяна B.C., Хачикян ILE., Явруяка Б.H. и др. исследованы метод к е технические средства управления переработкой саль с нс-хозяйстввнноё продукции. При s том методы упоавления по изменении состояния перэрабатЕвавкого материала в динамике, ка основе применения вычислительной а шкрапроцессоркоё тsxhzse ис-сладоваш недостаточно.

Математическая кодэяь тепло- и ыаосообмкнных про-

псосов к выходные параметру системы управления

Эффективность управления переработкой брикэтироваяньк фруктов е овопей в конечном счете зависит от точности Еасхп>сл:; ведения основных технологическая процессов.

Для решения поставленной зедачи, провален анализ исходно*!, •?экуцз£ а конечной икформаааг о технологических процессах ка:. объекта управления. Установлено, что выходными координатам является - технологические параметры ерике тировал нкх фрук-лл-д овощей (температура и относительная влажность). Входит::: воздействиям® являются: при рвгулгровании температуры агенте обработки - мощность источника тесла; при регулировании относительной влажности агента обработки - влага ковдиднеиеъа или наружного воздуха; при регулировании скорости агента oopsöoa-ки - шгсаадь сечения падагатс воздуховодов.

Б рамках сформулированной цели: и псстааченнк;; запач в работе резаны вопросы идентификации процессов переработки ESO с исг-льзованием аналитического метода. Адекватность магоматЕ-чвеш'-к модели лрсвэрялась экспериментальном путем на дейетзуъ>-ших установках. Еолученк передаточные фикции, составляющие матачатическую модель тепло- к массооймзвшх пропассов переработки ESO по основйш B03M0SHUK Еряшм к перакрветша; каналам регулирования. Полученные зкраяения позволили реиить сиь-темуобссиз8вскыгд2ф^ерэя2гаяьаых уравнений, описывагзт; тепло- е массоооменкке процессы* происходите в технологических камерах для частного случая тепловоз переработки Е»0.

Еа основе результатов дслучекшгх: во второй главе догнано, что в течении всего процесса термической -пврар&Зсткк

ясяогглеснгэ процессы подвялдханзя, фиксации, досушки я увлая-чешгя; динамические свойства технологических процессов изменяются. что обусдовлэно спешкт '¿ческами особенностями, тяшю- и мвссосоменных превращений, их • исходящих в Б50 я окруха&щам пространстве.

Обобщенная лередаточнаг функция имеет вид (2),

ч-/дру-кс' (То* О (То Ч) ? №

где К - коэффициент передачи; -]•-'- постоянные времени;

г- - время чистого запаздывания. Еелачипы К ; Т : Т*'; з процесса термической переработка меняются, в результате чего объект управления, аппроксимируется инерционным званом 1-го порядка без запаздывания (процесс подзялаззния), инерционным звеном 1-го порядка с запаздыванием (процессы фиксации и досущки) а инерционным звеном 2-го порядна с запаздыванием (процесс уадщзхзаия)«

Аналитическое исследование многоттзнмх. средств управления

Показано, что технологические процессы термической переработки. 550 взаимосвязаны и составляют единое целое. Внутри каждого технологического процесса осуществляется регулирование процессов обработки. Хотя системы автоматического регулирования осуществляют раздельное регулирование, однако они эзаимосвязаны через объект регулирования - технологическую камору и составляют шесте многоовязные средства управления.

Сценка степени взаимосвязи осуществлена на основания построения расширенна агддлатудно-частотнкх и фазо-частотных характеристик стелени взаимосвязи СрисЛ;2)^

Доказано, что при подвяливанаи максимальный модуль коэффициента взаимосвязи незначительная величина, поэтому взаимосвязью можно пренебречь. Одновременно показано, что при фиксации, досупке л уа1а.2-:екк1 взаимосвязь между регулируемыми параметрами значительна и необходимо найти условия автономнос-

o-.

■30-

-60-

-SÔ-

-т-

Í5Q

fe£ Mdtiû-*

20]

46

il 05

a1« ß

SA "" 1 " I1 I ¡

\ на I ! " ■ !

i . î. i ' \

Л ÜJJ. i

( KL1Ï.

a2

aß ОЛ i.î là 2.0

Рис. I. Расширенная аишгатуяно-фааочастотная характеристика степенк взаимосвязи при подаяяивании

6-

-ЗУ

тй-

го

v> и i6 м

ai 06

air

¡V

Vi Kef

——b— N i V 1 i 1 !

AÍ? l4 ' ' /1 t X r/\i \ ¡ 1

it 1

// V1 ir-\ !

// I 4 V I

?

1— 1 f . i ^^ , r, i A « (7

Рад. С *60

рис;. 2. Рассйрйккгг» «¡шииудяо-фаяочаетотнме характеристики степени" ъъйтосъкза при фиксации (а) к npv. увл аянеьк

тя взаимосвязанных регулируемых величин от возмушаших воздействий.

Основываясь на известных работах Ю. А. Тимошенко и Б-С. Мкртчяна, впервые для термических процессов переработки БФО, получены условия обеспечив ашие автономность регулирования температуры агента обработки от относительной влажности (2) я наоборот - (3),

«Ш 88 р * О"1 ; (2)

, -(3)

где ; Мч>(р) - передаточша функции компенсирующих

перекрестных связей обеспечивавших автономность регулирования.

Удовлетворение условий (2) и (3) придает техническим средствам управления новые динамические свойства - независимость процессов регулирования по наздоиу сепаратному каналу три фиксации и досусте 3350.

Б работах Б.С.Мкртчяна д й.Е.£ачнкян предлагается методика синтеза коляхаундирущих перекрестных. связей при трахевяз--:ой задаче, частный случай которой мы получили при исследова-ши степени взаимосвязи при увлажнении переработанных 550. 1ами пох/чено условия инвариантности каждого параметра регулирования от возмущающего воздействия соседнего канала (4)

- a^2" — 0 (4)

■Дв ' ^зг

; 032 я а25 - коэффициенты дифференциальных уравнений описывающих процесс управления в каналах регули-ювания. Показано, что одновременная инвариантность несколь-шх регулируемых координат от одного или многих возмуааздих ¡оздойствий обеспечивает в технических средствах полиинвари-шткость.

На основе полученных результатов произведен анализ дина-;ики многосвязных технических средств управления тепло- и ассообмекными процессами в многомерном объекте автономно,

по каядому каналу в отдельности.

Исследование переходных процессов в основном канале регулирования - температура агента обработки, позволило получить аналитические выражения амплитуд автоколебаний при каждом технологической процессе в зависимости от параметров объекта управления и технических средств входящих в систему управления (5...?)

+4Я~'а1Кс.о2,соС»(Т* Ъ.)(А?г ; ¿5)

; (е)

<7>

* (С- С, w5) cos J ' }

где Q, Ь - параметры исполнительных элементов;

Тд - постоянная- времени датчика;

J(co) - частотный параш тр;

а; - частота автоколебаний;

- амплитуда автоколебаний температуры при под-вяяивавнЕ, фиксации е досушке;

AiV- - амплитуда автоколебание при скорости агента обработки;

Д,и - амплитуда автоколебаний температуры при увлал-*

нении.

Для остальных каналов регулировался полученные результаты (5...7) аналогичны.

• Б результате проведенного исследования динамики в автономных каналах средств регулирования температуры, относительной влажности в скорости агента обработки - воздуха в технолс гичзскоё камере, было установлено, что_ снижение акялмуда автоколебаний возмокно за счет уменьшения коэффициента передачи. в величины зоны неоднозначности исполнительных устройстг в увеличении постоянной времени камеры при одновременном повышении частой» автоколебаний. Снижение амплитуды за счет изменения других -нгфа^ззроэ системы управления практически orpi

ничено.

Метод управления по критическим точкам и его

техническая реализация

При постоянных параметрах агента обработки - воздуха, изменение содержания влаги в перерабатываемо.',: материале в зависимости от продолхительности обработки изображается с помощью кривой обработки (рис.3).

Процесс переработки характеризуется также изменением температуры обрабатываемого материала (рис.3). Обе зтк кривые характеризуют скорость тепловой обработки в зависимости от содержания влаги (или изменение влажности материала в единицу времени) (рис.4).

Б известных работах В.С.Мкртчяна предлагается метод управления процессами переработки различию; калиллярно-порнссж коллоидных материалов, в частности брикетированных фруктов и овошей. Предлагается корректировать технологические реггдмы переработки по изменению состояния перерабатываемого материала. Причем корректировка производится по изменен!® влагосо-деркания и начинается после перехода постоянной скорости сушки в падащую (точка К, на рис.3). Наши исследования показали, что такой метод управления, после полного испарения капиллярной влаги и начала испарения жидкости, клешей физико-химическую связь с материалом сушки, приводит к значительным потерям и некоторому перерасходу.

Исходя кз поставленной цели автором настоящей работы обоснован такой способ управления процессом переработай брикетированных фруктов и овощей, при которой, в четвертый, самый энергоемкий этап, не вводится корректировка рэгимных параметров переработки.

Суиество предлагаемого метода следующее (см.рис.З и рис. 4). Предлагается корректировка режимных параметров производить мевду двумя критическими точками (третий участок), а вне критических точек (участки 1.2 и 4) управление црошссом переработки осуществлять по программным значения.! режимных параметров. Хотя продолжительность четвертого участка составляет

-¿■■■i t ' ■ ■ -

т<

Ряс. 3. Изменение влагосодер*внчя и температуря брикетировяннмх (фруктов и овощей зо время термической переработки

сушки 2"

Рис. 4. Кривая тепловой переработки брикетированных гтруктов и онодай

10...12% обшей продолжительности процесса переработки, но высокие температуры (70...75°С) я низкие относительные влажности (20...25%) требуйт значительных энергетических затрат. Поэтому кавзшй процент экономии на этом участке на'.яого ценее и весомее.

Для реализации предлагаемого метода управления нами разработано и реализовано устройство (рис.5,6), которая дополняет известную микропроцессорную систему управления предложенную Мкртчяном B.C., внедренную на установке переработки фруктов с овогеей, ;

Нами в первичном преобразователе применен цилиндрический проточный преобразователь без центрального внутреннего электрода, в основе которого лежит принцип действия ячейки рассеянного поля.

Конструктивно первичный преобразователь представляет собой (рис.5) систему из кольцених электродов, разделенных диэлектрическими кольцами, помещенных в цилиндрический корпус н соединенных с измерительной схемой, причем диаметр колец выбран таким, чтобы: охватить контрольной бр;п:зт с Б50, spo.vs того электроды соединяется через однк.

Для псклвчбния влияния изменения плотности на результаты измерения нал?«* применен оригинальный способ измерения. Отличие используемого нгии способа измерения влажности состоит в тем, что маваший фактор (в назем случае изменение плотности SSO в объеме пергичного преобразователя) учитывается перед началом процесса переработки я начиная с этого момента, когда плотность материала достигла известного (заданного) значения, яячикаат измерения. Чтобы исключать з$|екг зысуггпвакпя в поле первичного преобразователя осуществляем аегоход от непрерывного измерения злпкностя к шлгудьспад периодическим измерениям без изменения плотности контрольного брикета- Для получения' требуемого эффекта в нишей части корпуса I цилиндрического первичного преобразователя рассеянного поля, вслед за электро-да-,ш 2 к поверхности брикета установлена выступашая в рабочее пространство первичного преобразователя гибкая твпзометркчзс-кая пластика 4» вклэтенная в плечо тв&зомэтрггческого моста 6» Выход моста через последовательно соединений!! усилитель 7е компаратор 8, ееедоквн о гакератвльяой схемой 9. Кольпезне

^гтгтгяз-;-

,----

£

Рис. 5. Устрс^стэо динамического контроле и управления

переработкой £50 в камере периодического действия

,_, ! I

'-ГЛ-ГН— г»

С А У

;!с. 6. Структурная гхема автоматное, кого блока измерения влажности контольного бр'лккга

электроды ппяикдркчэ ского преобразователя таете подключены к измерительной схеме.

При изменении плотности материала (изменение происходит при смене партий БФО), новой партией изменяется угол отклонения выступали ей части тензометрической пластины, следовательно, нарушается баланс тензометрическогс .оста и на компаратор через усилитель поступают изменяются электрический сигнал.

При величине электрического сигнал«*, состветствущэго строго определенной плотности исследуемого материала в контрольном орикегв, компаратор срабатывает и выдает на измерительную схему разрешавший импульс на производство замера вдежнос-ти српнзта.

Структурная схема автоматического блока измерения влажности орикега показана на рис.6,

Первичный преобразователь влажности I, в котором находится контрольный брикет, включен в плечо емкостного делителя 2, снабженного блоком температурной компенсации - 6. Напряжение питания с частотой 25 Г.0"1д подлетел на делитель от БЧ генератора - 3. Разность напряжений измерительной к эталонной иелэ2 делителя, соответствующая влажности брикета, через клвчевой блок - 4 поступает на схему запоминалия - 5. Управление ключевым блоком осуществляется по дели, реагирующей на изменение плотности брикета в обьзме первичного преобразователя - I (см. рис.5).

Б момент равенстза сигналов на обоих входах компаратора выдается импульс, открывающий ключевой блок для прохождения сигнала от делителя на схему запоминания. Через н¿которое время, оазное длительности импульса компаратора, клвчевой блок закрывается к в схеме запоминания остается сигнал, соответствующий влажности брикета в этот момент времени. Оч измеряется индикатором II, отградуированного в лродентах влажности. Между индикатором и схемой запоминания стоит аналсго-цпй?оэо2 преобразователь 13. Процесс измерения периодически повторяется, на выходе схемы запоминания получается ступегчатый сигнал. С помоль» фильтра низкой частоты - 12 выделяется сгибакщая ступенчатого сигнала, которая подается непосредственно в блок автоматического управления процессом термической переработки

БФО.

Для реализации метода управления по критическим точкам было разработано микропроцессорное устройство управления с программной реализацией, которое хотя по сравнение с аппаратур-цо реализованными устройствами управления и является менее бнс?роД'Зйетвуш;ш, но более универсальное, легко перестраиваемое и имеет лущцш масссгабаритные характаристаки. Б предлагаемом устройстве микропроцессор выполняет такаа а дополнительные функции элемента сравнения, пврекдачателя редаэдв обработки сырья, настройки (коррекции) рааимщас йардаетроз. Выполнение дополнитэльных функций осуществляется до дкформедги полученного от разработанного устройства (см« рис.6), Программирование .микропроцессора осуществлено на языке Ассемблера,

Лля создания необходимых условий термической переработай и исследования закономерностей процесса с целью автоматизации управления режимами, была разработала и изготовлена экспериментальная установка на основе существующей лабораторной установки для исследования процесса конвективной сушки.

Внедрение разработанных техняч^сюпс средств управления, опенка ях эффективности и кадеаности

Разработанные технические средства автоматизации били внедрены ка комплекса термической обработки фруктов и овощей в Марпсксм хозяйсхае Туманякского района Республики Армения. Основу комплекса составляет универсальная сушилка тоннельного типа с прямым Нйгревсм агента сушки - воздуха. Б ней главным образом обрабатывается брикетированные фрукты и овощи. Кроме ТОГО Кй&!йлзкс оборудован складскими помещениями, оборудовани-'¿и ¿ля мытья, очистки, снятия кожуры, брикетирования свеке-убрзянах фруктов и овощей.

Разработанные технические средства осуществляют программный способ реализации алгоритмов управления, что позволяет при его усложнении незначительно увеличивать объем оборудования и то за счет лчеек памяти. Кроме того путем изменения программы моано ка одном оборудовании (ППЭП.5 ЕС-1842) осуществлять автоматизации всех управляемых технологически процессов

термической переработки брикетов фруктов л овощей по критическим точкам.

Оценка надежности разработанных технических сродств проведена по известной методике предложенной Институтом проблем управления (г.Москза), а эффективность работы оценена по методике 3. С,Мкртчяна,

ВЫВОЗИ И ШЩЛОЗЗЖ

Совершенствование технических средств управления на. основе научно обоснованного метода критических точек обеспечило ;езение сбших научно-технических вопросов тепловой переработки лзльскохозяйстзенного сырья» так и конкретных прикладных задач геи создании средств автоматизации технологических процессов обработки брикетированных фруктов и овощей.

1. Автоматизацию технологических процессов тепловой переработки брикетированных фруктов и своцеЗ необходимо осуществить с учетом изменения Елагосодеряания и•температуры матвряа-ха переработки с коррекцией программных режимных параметров :е;лпературц, относительной влажности и скорости агента суплси.

2. Объект автоматизации - технологические процессы теплого й переработки КО в динамике меяязт свои динамические свой-!гва от .'шерцион.чсго звена первого порядка без запаздывания лодвяливанле), - с запаздыванием (фиксация, досушка), до лнер-даоиного звена второго пордпка с запаздыванием (увлажнение) а [.мают математическую модель (выражение I), описывающая про-:сходящяе в ооъзкте процессы по основным возможным прямым я ерекрестяым каналам управления.

3. Сродства управления взаимосвязаны через объект авто-атизации различим образом: слабая взаимосвязь при подвядлва-ик, прекебрегается; существенная - двусзязная при фиксации л осушке, учитывается, автономность обеспечивается синтезом ко.м-енсируюсих перекрестных связей по выражениям (2) а (3), скль-ая - трехснязкая при увлажнении, где обеспечивая автономность

каждом канале и имея одновременную инвариантность параметров эгулпрования о? внегших возмущений шжно добиться полинк- "

вариантности в каадом канале выполняя в нем условие ( то выражений 4)*.

4. По предварительно заданным значениям амплитуд автоколебаний температуры, относительной влажности и скорости агента сушки в соответствии с технологическими требованиями параметры технических средств соответствующих каналов управления режимами тепловой переработки БВО с достаточной для практики точностью могут быть определены с помошо полученных аналитических выражений <5); (6) и (7).

5. Обоснован метод управления технологических процессов тепловой переработкой БФО по изменению состояния объекта переработки, предусматриващий адаптацию,программных значений режимов мевду критическими точками, а вне критически точек осуществляется программное управление.

6. Определение момента достижения процесса переработки критических точек осуществляется разработанным многоканальным устройством контроля и управления, позволяющего определить среднюю влажность материала, независимо от его плотности и по результату вводить поправки в резшмныэ параметры технологического процесса.

7. Синтезировано автоматическое устройство управления тепловой переработкой КО с адаптацией настроек на базе ПШШ ЕС-1842 на основе разработанных технических и программных средств с пользованием стандартных микропроцессорных устройств и серийно выпускаемых цифровых* измерителей "Дельта - I" и ПТИП с датчиками типа СТо-ГБ.

Практическая реализация синтезированных технических и программных средств в условиях Марцского хозяйства Тумйнанов-схого района Республики Армения и СГЛН7 НПО "Пищепромавтомати-ка",-Г.Одесса) подтвердили эффективность предлагаемых техни-чесглх и технологических решений.

8. Использование предлагаемых технических и технологических решений позволило обеспечить:

• • - на установке тепловой переработки Б50 рост эффективности соответственно на 6,32 единиц эффективности (е.э.) и 20*10"^ технических единиц эффективности (т.е.э.), при допол-. нительной экономии 20...25 £ эвергоресурсов, на 5.. ЛС$ повыпзэ-; ния качества конечной продукции и 15...20$ сокращения матери-

льных потерь. ■ *

- при монтаже, наладке и приемных испытания* систем управ-ения технологическима процессами переработки сальскохозяйствен-ого сырья, рост эффективности соответственно на 2,33 е.э. и

Т.З.Э., при сокращении î оемани приемочных испытаний на 8...21%'"и материальные затрата на ах проведение на 3...555. ■

- вероятность безотказной работы по отношению к внезапным ткаэам ^ = 0,9863 за расчетный отрезок времени = 2,4 ты-яч часов. Вероятность сохранения в заданных пределах переметов агента обработки на тот не отрезок времени %= 2,4 тысяч асов соответственно разна Ç^ =• 0,9281 (по температуре), и

0,9342 (по относительной влажности).

3 целом, сделанные в настоящей'диссертационной работе на-чно обоснованные технические и технологические разработки бесяечивант решение важнейшей прикладной задачи - консервиро-ание скоропортящихся фруктов и овощей.

Основное содержание диссертации опубликовано в следую-их работах:

1. К повышению эффективности систем управления процессами еплозой переработки сельскохозяйственного сырья. Сб. Энерго-береженш в сельском хозяйстве. Каев. 1990. С.38-39 (соавто-ы Мкртчян B.C., Силянкин C.B., Саркисян A.A.).

2. Od оценке надежности устройств автоматизации и систем ' правления тзоло- и- массообменккми процессами. Сб. Еопросы овьшения эффективности систем управления, Арм.ТЕГ. Ереван. 991. С.152-153.

3. Управление процессами сушки фруктов и овощей методом ритических точек. Агропром: наука -л производство, &I0, 1991.

4. Влагомер в системе управления обработкой фруктов ж вошзя. Сб. Вопросы ловшения эффективности систем управления. рм.ТНГ. 1^евал. 1991. C.I50-I5I.

5. Математические модели при исследовании и проектирова-ии систзм управления. Сб. Вопросы повышения эффективности истем управления. Арм.ТЕГ. Ереван. 1991. С.37-50. (соавторы пмошенко Ю.А., Мкртчян B.C.).

6. Способ автоматического управления тепло- и массооб-зккымк процессами переработки лицевого сырья.- Патентная

заявка (п.р. 4820002) 1,09.91. (соавторы Мкртчян B.C., Силян-кин C.B., Саркисян A.A., 'Оганесян A.A., Лалазаряк Г.Р., Якуб A.M., Хачатрян H.A.).

7. К вопросу исследования ашлитудно- фазачастоткж характеристик внешних воздущащюс факторов в сушилках. Сб. Вопросы повышения эффективности систем управления. Ары. ТЕГ. Ереван, 1991. С.170-173* '

Подпгоаио к печзтя 10.0$.1992 г. Формет 68x80 Я I/I6 Йбьек 1,6 уч.язд.Е. Тграк 100 эхе. Заказ £ 72 беоплвтко

Отпечатано з отдеяйккж опзрггжзвой полггрзфи Лрм.СХИ je. Таряве 74.