Автореферат (1152205)
Текст из файла
На правах рукописиСантос Куннихан Марио РохелиоМАТЕМАТИЧЕСКОЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМОБЪЕМНОГО ДОЗИРОВАНИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОТОГООБЖАРЕННОГО КОФЕСпециальности: 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическимипроцессами и производствами (промышленность)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 20172РаботавыполненавФедеральномгосударственномбюджетномобразовательномучреждениивысшегообразования(ФГБОУВО)Министерства образования и науки Российской Федерации «Московскийгосударственныйуниверситетпищевыхпроизводств»накафедре«Автоматизированные системы управления биотехнологическими процессами»Научный Руководитель:Маргарита Михайловна Благовещенскаядоктор технических наук, профессор,заслуженный деятель науки РФОфициальные оппоненты:Юрий Николаевич Матвеевдоктор технических наук, профессор, ФГБОУВО «Тверской государственный техническийуниверситет»Сергей Игоревич Апанасенкокандидат технических наук, ООО “ОмронЭлектроникс”Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетноеобразовательное учреждение высшегообразования «Калининградскийгосударственныйтехнический университет»Защита состоится 26 декабря 2017 года в 11 час, на заседаниидиссертационного Совета по защите докторских и кандидатских диссертацийД.212.148.02 при ФГБОУ ВО «Московский государственный университетпищевых производств» по адресу: 109316, г.
Москва, ул. Талалихина, д.33, 2ой этаж, конференц-зал.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО«Московский государственный университет пищевых производств»С авторефератом можно ознакомиться на сайтах ВАК РФ Министерстваобразования и науки РФ http://vak.ed.gov.ru и ФГБОУ ВО «Московскийгосударственный университет пищевых производств» http://mgupp.ru.Автореферат диссертации разослан «11» ноября 2017г.Ученый секретарьдиссертационного совета, д.т.н., проф.Митин В.В.3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы. В современных техногенных условиях жизни ипри больших эмоциональных и стрессовых нагрузках у населения РоссийскойФедерации возникает все большая потребность в качественных и полезных дляорганизма продуктах питания. Одной из важнейших технологических операцийв ходе приемки, хранения и переработки кофе при производствемолотого обжаренного кофе, является дозирование.Дозирование молотого кофе является важнейшей задачей в пищевойпромышленности.
Кроме того, в различных отраслях промышленности весьмаактуальной является проблема стабильной и корректной подачи продукта вдозирующий механизм. С помощью объемных дозаторов замеряют массудозируемого молотого кофе по его объему. Но при процессе дозированиявозникают проблемы со стабильностью подачи молотого кофе в дозирующиймеханизм и возможностью контроля образующихся при этом сводов.
В связи сэтим проблема традиционного объемного способа дозирования молотого кофезаключается в использовании устаревших методов и систем преобразованияуправляющих сигналов контроллеров в управляющие воздействия в видепеременного количества молотого кофе. Особая проблема возникает придозировании молотого кофе разных по частицам фракций. При заданнойплотности молотого кофе на этапе его автоматического дозирования в упаковкувозникают трудности равномерного распределения частиц по объему и формеупаковки, если кофе отличается разными размерами частиц фракций. Такженедостаточно теоретических и экспериментальных исследований по физикомеханическим свойствам молотого кофе, автоматизации контроля егопоказателей качества.Применение автоматических объемных роторных дозаторов в качествеобъектов автоматизации и создание на их основе - систем автоматическогорегулирования параметров технологических процессов производства молотогообжаренного кофе с использованием интеллектуальных технологий позволяетрешить данную проблему.
В этой связи представляется необходимымисследование и анализ объекта автоматизации, существующих и необходимыхметодов контроля показателей качества исследуемой продукции и разработкана основе полученных результатов системы управления процессам объемногодозирования молотого обжаренного кофе с учетом определения в потокефизико-механических свойств.Контроль процесса объемного дозирования производства кофе имеетбольшое значение, так как от него зависит стабильность качественных4характеристик продукта.
Поэтому тема настоящей диссертационной работы,направленной на решение этих вопросов, актуальна. Она позволяет решитьзадачи, связанные с решением проблемы создания автоматизированнойсистемы контроля в потоке основных показателей качества молотого кофе спомощью разработанных методов и математических моделей, адекватноотражающих, происходящие в аппаратах роторных дозаторов процессыдозирования сыпучих материалов.
Такие разработки повысят эффективностьработы аппарата, позволят разработать новые перспективные конструкцииэтих аппаратов, разработать системы мониторинга процессов дозированиясыпучих материалов с использованием современных интеллектуальныхтехнологий: искусственных нейронных сетей (ИНС) и систем компьютерногозрения (СКЗ). Создание такой системы позволит: непрерывно, в потокеконтролировать эффективность процесса дозирования молотого кофе, а такженепрерывно определять основные показатели его качества в течение всеготехнологического процесса; что обеспечит стабильность производства кофе;существенно уменьшит уровень брака, снизит потери рабочего времени, сырьяи энергии, повысит качество готовой продукции.Работа выполнена в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВО МГУПП понаправлению «Автоматизация и управление технологическими процессами ипроизводствами пищевой промышленности».Цель работы.Целью диссертационной работы является развитие и совершенствованиеметодов автоматизации и алгоритмов управления процессами дозированиямолотого кофе с учетом показателей их качества.Цель достигается за счет снижения разброса дисперсности частиц кофе поупаковкам в пределах одной партии кофе; за счет обеспечения временинахождения продукта в технологическом аппарате объемного роторногодозатора, что препятствует возникновению условий влагопоглощения,слеживаемости при образовании застойных зон в объемных дозаторахвысушенного, молотого, вакуумированного кофе.Основные задачи исследования.В качестве основных задач исследования выделены следующие задачи:1.
Анализ процесса дозирования молотого обжаренного кофе как объектауправления и существующих систем управления процессами дозированиямолотого кофе.2. Исследование показателей качества (дисперсности и формы частиц)молотого кофе сорта «Арабика», разработка и апробация методов и способовавтоматического контроля этих показателей с применением интеллектуальныхтехнологий.53. Проведение экспериментальных исследований и моделированиепроцесса истечения молотого кофе из бункера по методам дискретныхэлементов.4. Разработкаматематическоймоделиуправленияпроцессамдозирования молотого кофе сорта «Арабика» из бункера объемного дозатора сучетом присущих ему внутренних связей между параметрами технологическогорежима и внешними возмущающими факторами.5. Моделирование функционирования системы управления приводамиподачи и объемного дозатора при действии стохастических возмущений позагрузке дозатора и физико-механических свойств кофе.6.
Разработка алгоритмов управления процессом дозирования,предусматривающих учет корректирующего воздействия по промежуточнойкоординате - уровня молотого кофе в бункере на основе исследования режимовработы дозатора и проверки асимптотической устойчивости системыуправления производительностью дозатора при действии случайныхвозмущений и при отсутствии перерегулирования по уровню молотого кофе вбункере.7. Создание и апробация функциональной программы имитационногомоделирования системы управления процессам дозирования молотогообжаренного кофе сорта «Арабика».Объектом исследования является объемный стаканчиковый дозатор влинии по производству пищевых продуктов, анализа и обработкипакетированного продукта.Предметом исследования и разработок являются совокупностьтеоретических, методологических и практических задач, связанных с созданиемпрограммно-аппаратного комплекса автоматизированной системы дозированияпищевых продуктов, а также методы контроля показателей качества молотогообжаренного кофе в процессе дозирования.Общая методика исследований.
Работа основана на теоретических иэкспериментальных методах исследования. При разработке математическихмоделей использовались известные законы механики и динамики,описывающие поведение однородных частиц молотого кофе.Постановка исследований и производственных испытаний проводилась всоответствии с действующими ГОСТами, методиками планирования иобработки эксперимента. Численная и графическая обработка результатовисследований производилась с применением MatLab, LabVIEW, EDEM.Диссертация соответствует паспорту специальности 05.13.06 –«Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами(в пищевой промышленности)», а именно пунктам:62. Автоматизация контроля и испытаний;9.
Методы эффективной организации и ведения специализированногоинформационного и программного обеспечения АСУТП, АСУП и др., включаябазы и банки данных и методы их оптимизации;12.Методы контроля, обеспечениядостоверности, защиты ирезервирования информационного и программного обеспечения АСУТП,АСУП и другие;15.Теоретические основы, методы и алгоритмы интеллектуализациирешения прикладных задач при построении АСУ широкого назначения.Научная новизна1. Разработана математическая модель процесса истечения молотогокофе сорта «Арабика» из бункера роторного дозатора и методика определенияпараметров модели.2.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
