Диссертация (1152206), страница 17
Текст из файла (страница 17)
В конце начинается отключение устройства подачи (УПК), иувеличение массы продукта происходит за время отключения УПК и за счёт120количества находящегося в падении продукта МК. Т.к. время отключениянеодинаково и количество продукта МК, находящегося в падении, точноопределить невозможно возникает разброс объема дозы продукта МК.
Поэтомудляповышенияточностидозированияжелательноуменьшитьвремяотключения и правильно подобрать скорость подающих устройств [62].Изменение типа закона управления, изменения математического ожидания mi ,где учитываются физико-механических свойств МК, коэффициент истечения,контроль промежуточной координаты МК, режимов движения приводовустройства подачи и дозирования с учетом параметров настройки ПИрегуляторов являются основные шаги исследования функциональности модели[86, 118].При разработке модели ТП продуктов МК на стадии дозированиярассматриваются задачи моделирования, которые выполняются по созданнойметодике в (п.2.6.1).
В задачи исследования имитационной модели управленияпроцессом ДМК входят [61]:1. Экспериментальное исследование имитационной модели управленияпроцессомДМКвсоставевертикальныхфасовочныхмашин,гдеосуществляется стабилизацию промежуточной координаты МК с помощьюконтуров управления приводами УПК и УДК с законом регулирования ПИД –контроллера чтобы повысить однородность содержимого продуктов молотогокофе в упаковках за счет управления режимом движения.2. Определение статических характеристик бункера по каналам «уровеньпродукта – скорость привода дозатора» и «уровень продукта – скоростьпривода загрузочного конвейера» и влияние на уровень продуктов молотогокофе действие случайных параметров возмущений как со стороны измененияскорости приводов питателя и объемного дозатора, так и со стороны измененияфизико-механических свойств молотого кофе.Для решения задачи, принятые следующие допущения: модель молотогокофе, состоит из абсолютно твердых частиц, разных фракции и имеетнеправильную геометрическую форму, находящихся во взаимном контакте.121ДлямоделированияправильныхдискретныхчастицМКпринялиматематическую модель (формула 2.30) скорости истечения МК, гдеучитывается другие факторы возмущения как угол внешнего трение,коэффициент внутреннего трение и коэффициент сыпучести МК.
Результатымоделирования соответствуют моделью частиц МК (п. 2.5).В процессе движения частиц МК, плотность остается постоянной. Вначале движения молотого кофе из отверстия бункера, часть опоры внутрибункера теряется, следствием чего является изменение давления внутримолотого кофе. Насыпная плотность вследствие разрыхления уменьшается,приближаясь к минимальному значению. В процессе истечения молотого кофе,может или расширятся, или сжиматься в зависимости от начальной плотностиупаковки в соответствии с давлением, действующим на отдельные ее частицы.Если в процессе движения насыпная плотность молотого кофе остаетсяпостоянной, это равносильно не сжимаемости.При нормальном виде истечения молотого кофе вдоль стенок бункера СДобразует застойную зону.
В этой зоне частицы неподвижны до тех пор, покаворонка образованная на поверхности молотого кофе, не достигнет самогонижнего поперечного сечения БСД.Укрупненнаяблок-схемамоделирующегоалгоритмауправленияпроцессом дозированием показывается на рисунке 3.7. Данная блок-схемапоказывает алгоритм выполнения работы имитационного моделированиясубсистемы модели процесса управления дозирования молотого кофе, гдевводятся заданные значения входных параметров по законам распределенияпомехи как случайный сигнал с нормальным распределением и сигнал сравномерным распределением.
Использованные коэффициенты передаточныхфункции для приводов питателя и объемного дозатора, а также коэффициентынастройки ПИ контроллера, рассматривается в следующее главе.122НАЧАЛОЗАДАННЫЕ ЗНАЧЕНИЯпромежуточная координата h;скорость привода питателя w1;скорость привода дозатора w2;плотность p; коэффициентистечения Cd; объем порции q3СЛУЧАЙНЫЙ СИГНАЛ СНОРМАЛЬНЫМРАСПРЕДЕЛЕНИЕМДАMean - Среднее значение сигналаVariance- Дисперсия (среднеквадратическое отклонение).Initial seed – Начальное значениеНЕТСЛУЧАЙНЫЙ СИГНАЛ СРАВНОМЕРНЫМРАСПРЕДЕЛЕНИЕМДАMinimum – Минимальный уровень сигнала.Maximum – Максимальный уровень сигнала.Initial seed – Начальное значение.ВЛИЯЮЩИЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕКОЭФФИЦИЕНТЫ МКУПРАВЛЕНИЕСКОРОСТЬЮПРИВОДАПИТАТЕЛЯ w1ПЕРВОЕ НАЧАЛЬНОЕЗАПОЛНЕНИЕ БУНКЕРАКоэффициенты q1, h, w1РАСЧЕТКОЭФФИЦИЕНТА q2ДАПРОЦЕСС ИСТЕЧЕНИЯКоэффициенты q2, dhПРОЦЕСС ПРЕТЕКАЕТСТАБИЛЬНОНЕТНАСТРОЙКА ПИРЕГУЛЯТОРАСКОРОСТИПРИВОДОВКоэффициенты w2,h, w1ДАНЕТСтабилизация режима истечениямолотого кофе из бункерапосредством управленияпромежуточной координатойНАБОР ПОРЦИИКоэффициенты q3(формированиесигнала управлениярасчет mi)УПРАВЛЕНИЕСКОРОСТЬЮПРИВОДАДОЗАТОРА w2КОНЕЦРисунок 3.7.
Блок-схема моделирующего алгоритма имитационноймодели управления процессом дозированием МК123Для решения этой задачи предложено включить контур управленияуровнем МК для компенсации данных возмущений в состав системыавтоматизации производства кофе на стадии дозирования, а также правильныхпараметров конструкции цилиндроконической бункера описанные в п. 2.4.Результатыимитационногомоделированияпроцессауправлениядозированием молотого кофе показали, что среди факторов, перечисленных впостановке задачи имитационного моделирования, можно выделить несколькофакторов, вариация которых однозначно сказывается на производительности иточности процесса дозирования молотого кофе.
К ним относятся: законформирования управляющего воздействия, компенсирующего изменениефизико-механических свойств молотого кофе, случайные возмущения как состороны изменения скорости приводов питателя и объемного дозатора СД.Такие факторы позволяют исследовать влияние на уровень молотого кофев бункере действие внешних возмущений.Имитационные эксперименты с различными законами распределенияобъема порции молотого кофе, загружаемых в мерных стаканах дозатора СД,продемонстрировалислабоерасхождениеполучаемыхрезультатовотэкспериментов с нормальным законом распределения загружаемых объемапродукта при таких же значениях математического ожидания и дисперсии этихпорции МК.
При применении ПИ регуляторов позволит обеспечить болееточную стабилизацию уровня молотого кофе, чем при использованиипозиционного закона управления в условиях колебаний свойств молотого кофе.Результатыдозированиемимитационногомолотогокофемоделированияполностьюпроцессаподтвердилиуправленияправильностьрассуждений аналитических данных в главе 2, критерий управления (п.3.1) ирезультатанализапроведенныхв(п.3.4).Использованияданныхимитационного моделирования управления процессом ДМК будет подробнорассмотрено в следующее главе и для разработки программного комплекса, гдебудет применяться разработанной модели для создания мнемосхемы иразработки программного аппаратного комплекса системы (SCADA) ДМК.1243. 7. Выводы по третий главы1.
Произведена математическая постановка задачи контроля величиныуровня молотого кофе в бункере для процесса управления дозированиеммолотого кофе, где предлагается введение контура уровня МК, направленнойна стабилизацию режима истечения молотого кофе из БСД посредствомуправления промежуточной координатой.2. Сложности настройки приводят к функциональным ограничениямпроцессаобъемногодозирования,обусловленнымиуменьшениемвозможностей стабильной работы дозатора в требуемом диапазоне параметровДМК.
Таким образом, применение методологии управления приводов дляпроцесса дозирования при использовании простых методов контроля илогического управления уровнем молотого кофе невозможно контролироватьобразование застойных зон в бункере дозатора и повысить однородностьсодержимого молотого кофе в упаковках за счет управления режимомдвижения.3. Нестационарный характер возмущений технологических факторовпроцесса производства молотого кофе осложняет управление процессомдозирования в целом. Обеспечение заданных условий истечения молотого кофереализуется посредством управления приводами параметрами электроприводасистемыобъемногоэлектромеханическихдозированияпараметровмолотогоэлектроприводакофе.Специфичностьпроцессаобъемногодозирования проявляется в том, что эти параметры зависят от физикомеханических характеристик дозируемого молотого кофе.4. Разработанная модель управления процессом дозирования молотогокофе, позволяет исследовать случайные возмущения как со стороны измененияскорости приводов питателя УПК и дозатора УДК, так и со стороны изменениясвойств МК.
Исследовано влияние на уровень действие внешних возмущений.В качестве критерия управления выбирается заданная производительность125технологической линии с наложенными на нее ограничениями на колебанияобъемная масса молотого кофе в упаковке.5. К разработанной модели управления процессом дозирования МК,предложена методика определения параметров модели при управленииуровнем молотого кофе в бункере дозатора, которая позволяет осуществитьпереход от применения простого, позиционного закона управления уровнеммолотого кофе в бункере дозатора к моделированию изменения уровня вспециализированном контроле управления дозатором непосредственно впроцессе функционирования.
Снижение вариаций уровня предоставляетвозможности контроля процесса образования застойных зон и обеспечиваетстабилизацию режима истечения молотого кофе из бункера объемногодозатора.6. Представлен алгоритм работы модуля контроля и регулированиявеличины уровня молотого кофе в процессе дозирования. Установлено, чтодостаточно сложно точно представить отображение скорости и вид истечениямолотогокофеспомощьюметодовматематическогомоделирования.Предлагается решить данную проблему с применением метода дискретныхэлементов (SCADA) и разработки программного комплекса, где будетприменяться разработанной модели.7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
