Диссертация (1152160), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Результаты имитационного моделирования для скалярного управляющего воздействия (3.47), при k=1, приведены на рисунке 3.9.Рисунок 3.9. Стабилизация выхода объекта управления y(N) и прогнозирующей модели Y(N) с помощью управляющего воздействия u(N).159В этом случае, локально-оптимальное управляющее воздействие (uл) срегулятора на ТП должно находиться в следующих границахuiH ( N T ) u лj uiB ( N T ) , что позволяет сформулировать практические требования к выборуjрежимов управления производством ПГК.3.3. Структурно-параметрический анализ ТП производства пищевойпродукции3.3.1. Структурно-параметрический анализ ТП производства ПГКВ результате анализа приведенных в 1 главе исследований (п.1.2.3, рисунок 1.11), а также с учетом разработанной методики выбора количественного икачественного состава экспертов и принципа формирования рабочей группыэкспертов для проведение тестового опроса (п.3.1), был проведен опрос опытных специалистов – экспертов.
По итогам данного опроса были отобранынаиболее информативные параметры состояния ТП производства пищевой продукции и составлены матрицы взаимосвязей между ними для каждой стадииэтого производства.В таблицах 3.6 - 3.11 в виде матриц экспертных оценок представлены результаты опроса экспертов на информативность параметров, оказывающихнаибольшее влияние на показатели качества сырья, полуфабрикатов и готовойпродукции на всех стадиях ТП производства ПГК.
Символом () обозначеноналичие по мнению экспертов функциональной связи между входными и выходными переменными и параметрами состояния конкретного технологического процесса.Таблица 3.6Матрица экспертных оценок наличия связей между параметрамина стадии подготовки сырья к производству160Где: X1 ( f ) – влажность сахарного песка (с.п.) (13,5-14,5%)X2 ( t ) – температура сахарного песка (25-40°C)X3 (ГС) – гранулометрический состав с.п. (20-90 мк)X4 (υ ) – относительная влажность воздуха (20-90%)X5 ( P) – расход воздуха (при сепарировании с.п.) (1200-1500 м3/т)X6 (п) – частота колебаний сита при сепарировании с.п.
(2,5-5 об/мин)Y1псп (X7) – выходной параметр, характеризует качества основного сырья - сахарногопеска, поступающего на производство ПК: вкус - величина кристаллов сахара (от 80до 110 мкм).Y2псп (X8) – цвет сахарного песка.Таблица 3.7Матрица экспертных оценок связей между параметрамина стадии приготовления сахарного сиропагде: X9– угол естественного откоса (для определения гранулометрического составасахара – песка), град.
40 – 50;X10 – рН от 6,0 до 7,5;Х11 – концентрация сахара в сиропе, С 80 до 75%;X12 – влажность сахара – песка, W 0,14 – 0,15 %;Х13 – частота перемешивания, п 28 – 35 об/мин;Х14 – время перемешивания, τ 20 – 25 мин.;Х15 – температура сахарного сиропа, 90—95°С;Х16 – давление греющего пара в колонке, Р 0,34—0,4 Мпа;Y1сс (Х17 ) – цвет сахарного сиропа ;Y2сс (Х18 ) – качество готового сахарного сиропа (величина кристаллов сахара161в сахарном сиропе) (от 50 до 90 мкм);Y3сс (Х19 ) – массовая доля сухих веществ, W от 78 до 80 %.Таблица 3.8Матрица экспертных оценок связей между параметрамина стадии приготовления помадного сиропагде: Х20 – массовая доля сухих веществ, W от 78 до 80 %;Х21 – температура сахарного сиропа Т от 90—95°С;Х22 – массовая доля сухих веществ (контролируется рефрактометром) С от 74 до 80%;Х23 – вязкость сахарного сиропа,ϻ от 13 до 20 Пас;Х24 – давление греющего пара в рубашке помадоварочной станции Р1 от 392 до 499 кПа;Х25 – давление внутри помадоварочной станции Р2 от 98 до 105 кПа;Х26 – время уваривания, τ 30—40 мин.;Y2пс (Х27) – цвет помадного сиропа;Y1пс (Х28 ) – качество готового помадного сиропа: величина кристаллов сахара в помадномсиропе (от 40 до 80 мкм).Таблица 3.9Матрица экспертных оценок связей между параметрамина стадии сбивания помадной массыгде: X29 – температура помадного сиропа (п.с.), подаваемого на сбивание Тп.с.162от 105 до 109 °С;X30 – вязкость подаваемого на сбивание п.с., ɳ (от 9,0 Пас до 16 Пас);X31 – массовая доля влаги подаваемого на сбивание п.с.
W ( от 15% до 19%);X32 – плотность п.с. ρ (от 730 до 770 кг/ );X33 – давление пара перед началом сбивания Р (от 98 кПа до 117 кПа);X34 – время сбивания τ ( от 7 до 10 минут)X35 – температура процесса сбивания Тсб. от 90°С до 100 °С;X36 – температура воды в помадосбивальной машине Тх.в от 8°С до 12°С;X37 – частота вращения сбивальных лопастей п (от 0,35 1/с до 0,65 1/с);Y1сб ( X38) – влажность готовой помадной массы, W от 14 до 16 %; ;Y2сб ( X39) – температура на выходе помадной помады, Т от 90—95°С;Y3сб ( X40) – вязкость полученной помадной массы, ϻ от 12 до 16 Пас;Y4сб ( X41) – цвет помадной массы после сбиванияY5сб ( X42) – величина кристаллов сахара в помадной массе (от 30 до 70 мкм).Таблица 3.10Матрица экспертных оценок связей между параметрамина стадии приготовления конфетной массыгде: X43 - объем поступающей помадной массы 7,5-8 т/часХ44 - температура поступающей помадной массы 75-80 оСХ45 - количество оборотов мешалки в темперирующей машине 50-60 в минутуХ46 - температура воды в рубашке темперирующей машины 40-50 оСХ47 - влажность поступающей взбитой помады 60-70 %Y1км ( X48) – температура конфетной массы, Т от 90—95°С;Y2км ( X49) – доля сухих веществ в конфетной массе, 16 – 18 %;Y3км ( X50) – цвет помадной массы после сбивания;Y4км ( X51) – величина кристаллов сахара в помадной массе (от 30 до 70 мкм).Таблица 3.11Матрица экспертных оценок связей между параметрамина стадии формования помадных конфет163где:X52- скорость выхода массы из матричного отверстия, Vm (от 9 до 15 мм/с);X53–реологические свойства помадных масс, РСМ (от 4х10-2 Пас до 32х10-2Пас);X54–температура помадной массы, поступающей на формование, (от 32 С0до 42 С0);X55- скорость транспортерной ленты при проведении эксперимента эксперимент былапостоянной, Vтл - 22,7 мм/с, (может меняться от 20 до 24,5 мм/с).Yфм (X56)- высота конфетного жгута на выходе, h (от 0,8 до 1,2 мм);Y2фм (X57) – изменение размеров кристаллов сахара в конфетных массах, S от 30 до 70 мкм;Y1фм (X58 ) – цвет полученных конфет, М.После нахождения количественных сопоставимых характеристик связей,представленные в таблицах 3.5- 3.11 матрицы экспертных оценок наличия связей между параметрами на отдельных участках производства, ТП объединяются как диагональные миноры в структурно-параметрическую матричную модель всей технологической системы производства [81 - 83].Проведенные экспериментальные исследования и полученные на кондитерском предприятии «Рот Фронт» статистические данные, позволили выявить основные входные параметры, параметры состояния и возмущающие факторы,влияющие на ход исследуемых ТП производства и качество ПГК.3.3.2.
Структурно-параметрический анализ ТП производства мукиВ результате анализа исследований, приведенных в 1 главе (п.1.1 – 1.2,рисунок 1.12), а также по итогам опроса опытных специалистов – экспертовмелькомбинатов, были отобраны наиболее информативные параметры состояния ТП производства муки (см. таблицы 1.9 и 1.10) и составлены матрицы взаимосвязей между ними для каждой стадии этого производства.В таблицах 3.12 - 3.14 в виде матриц экспертных оценок представленырезультаты опроса экспертов на информативность параметров, оказывающихнаибольшее влияние на показатели качества сырья, полуфабрикатов и готовой164продукции на всех стадиях ТП производства муки. Символом () обозначеноналичие по мнению экспертов функциональной связи между входными и выходными переменными конкретного этапа ТП производства муки.Таблица 3.12Матрица экспертных оценок наличия связей между параметрамина стадии подготовки зерна к производствуX1X2X3X4X5X6X7X8X9X11X21X31X4X5X6X7X8X9111111Где: X1 ( w ) – влажность зерна (з.) (не более 19%)X2 ( t ) – температура хранения зерна (20-40°C)X3 (ГС) – гранулометрический состав (крупность) з.
(20-90 мк)X4 (υ ) – относительная влажность воздуха (20-90%)X5 ( рН) – стекловидность (не менее 60%)X6 (К) – массовая доля клейковины з. (32 – 36%)X7 (З) – засоренность (процент примесей) з. (не более 5%)Y1вз (X8) – выходной параметр, характеризует качества зерна, поступающего на производство ПЗ: вкус зерна (нормальный, свойственный здоровому зерну пшеницы).Y2цввз (X9) – цвет и внешний вид зерна (нормальный, свойственный здоровому зернуданного типа).Таблица 3.13Матрица экспертных оценок связей между параметрамина стадии зерноочисткиX10X11X12X13X14X15X16X17X18X19X101X111X121X131X141X15X161Где: X10 ( w) – влажность зерна (з.) ( не более 19%)1X17X1811X191165X11 ( t ) – температура воздуха (20-40°C)X12 (ГС) – гранулометрический состав (крупность) з.
(20-90 мк)X13 (υ ) – относительная влажность воздуха (20-90%)X14 ( n) – частота колебаний сита при сепарировании зерна (2,5-5 об/мин)X15 (Q) – расход воздуха (при сепарировании зерна) (4200-8500 м3/ч)X16 (до) – диаметр отверстий (отверстия круглые) сит 2,2 х 20 ммX17 (эо) – эффективность очистки зерна (75 – 80%)Y3пз (X18) – выходной параметр, характеризует качества зерна, поступающего на производство ПЗ: вкус зерна (нормальный, свойственный здоровому зерну пшеницы).Y4псп (X19) – цвет и внешний вид зерна (нормальный, свойственный здоровому зернуданного типа).Таблица 3.14Матрица экспертных оценок связей между параметрамина стадии размола зерна в мукуX201X211X22X231X24X25X26X27X28X29X30X20X21X221X23X241X251X261X271X281X291X301Где: X20 ( f ) – влажность муки (м.) ( не более 19%)X21 ( t ) – температура воздуха (25-40°C)X22 (ГС) – гранулометрический состав (крупность) муки (20-90 мк)X23 (υ ) – относительная влажность воздуха (20-90%)X24 (Б ) – белизна муки (не менее 60%)X25 (К) – кислотность муки.