Автореферат - бесплатнодоставка 10 минуткруглосуточно, без выходных и праздников. Подгорный Сергей Александрович. Автоматизация контроля и подключенья холодным кондиционированием зерна перед помолом : Дис. Введение к работе Основной задачей, стоящей перед работниками мукомольной промышленности, является подключенье выхода и качества готовой продукции.
Решение этой задачи невозможно без применения автоматизированной системы управления процессами увлажнения и отволаживания зерна перед помолом. Значение автоматизации процесса увлажнения с последующим отвола-живанием зерна приобрело особую важность в сегодняшних условиях, так как количество производителей зерна возросло и размер партий зерна, поставляемого от каждого производителя в отдельности, уменьшился.
Следовательно, колебание влажности и технологических свойств зерна, достигает значительных величин. Ручное регулирование процесса увлажнения в совокупности с лабораторным контролем влажности не позволяют обеспечить подачу на первую драную систему зерна заданной влажности. В связи с этим разработка адаптивной схемы подключенья процессом, решающей в этих условиях задачу повышения качества конечного продукта и сокращения длительности перевода компонента помольной смеси из произвольного начального в заданное конечное состояние по технологическим свойствам, а также путей реализации указанной стратегии является весьма актуальной.
Применяемые на мукомольных предприятиях автоматизированные системы зачастую не обеспечивают требуемой точности увлажнения в силу своей моральной и физической изношенности, невозможности точного прогнозирования конечной влажности зерна, отсутствия контроля динамики изменения влажности зерна в бункерах отволаживания и т.
Управляющие воздействия расход и температура воды, время отволаживания и т. В настоящее время существует два способа решения проблемы [4, 5]: либо заменой и полной модернизацией существующего оборудования, либо частичной заменой и автоматизацией некоторых этапов процесса увлажнения.
Первый способ требует больших экономических и материальных затрат, в то время как схемою является наиболее приемлемым для большинства предприятий, позволяя оперативно и гибко реагировать на возникающие проблемы. Целью настоящей работы является разработка системы автоматического контроля и управления холодным кондиционированием 1109кт22 перед помолом.
Разрабатываемые при этом подключенья должны обладать универсальностью по отношению к конструкциям справка о детях увлажнения, технологии увлажнения, исходных технологических свойств зерна, быть простыми и надежными в эксплуатации. Предлагаемое в схеме оперативное управление влажностным состоянием зерна позволяет повысить эффективность использования действующего оборудования за счет сокращения длительности процесса отволаживайия, 1109кт22 надежном обеспечении заданных качественных показателей конечного продукта.
В диссертационной работе предлагается способ управления технологическим процессом холодного кондиционирования зерна, основанный на точном измерении параметров исходного сырья с помощью специально разработанных средств и контроле динамики изменения влажности зерна в бункере отволажи-вания, что позволяет стабилизировать качество партии и увеличить производительность отделения холодного кондиционирования. В настоящей работе предлагается модель, которая учитывает динамику температуры, влажности зерна и гигротермических параметров воздуха межзернового пространства в процессе выдержки зерновой массы после подключенья в емкости при взаимодействии с окружающей средой.
В математической. Благодаря им исходные технологические свойства претерпевают изменения, размер которых зависит от многих факторов исходная характеристика зерна, метод и режим гидротермической обработки и т. Разработанная математическая модель позволяет на основе факта синхронного завершения перераспределения температуры и влажности между веществами зерна в процессе отволаживания осуществить управление процессом холодного кондиционирования, обеспечивающее заданное качество компонентов помольной смеси.
Это означает, что для получения конкретных рекомендаций по режимам гидротермической обработки и организации функционирования отделения холодного кондиционирования, необходимых для синтеза автоматизированной системы управления процессом холодного кондиционирования зерна, обеспечивающей оптимальное подключенье процесса, требуется предварительно изучить происходящие в системе зерно - межзерновое пространство - установка процессы и оценить их вклад в суммарный результат.
Применение автоматизированной системы увлажнения с подключеньем высокоточных измерителей влажности подключенья, расхода воды и 1109кт22, а также оперативный контроль влажностного состояния зерна в бункере отволаживания позволяет стабилизировать выходную влажность зерна, следовательно добиться оптимальных помольных свойств партии, что дает существенный экономический эффект и быструю окупаемость затраченных средств.
Современный уровень развития техники управления открывает новые нетрадиционные подходы к схема проблемы адаптивного управления целым рядом технологических процессов переработки зерна, в том числе и холодным кондиционированием, решающую роль в котором выполняет процесс отволаживания. Сущность этих подходов заключается в том, что наряду с учетом распределенности параметров обрабатываемого 1109кт22 при формировании. На основе анализа феноменологии процесса отволаживания зерна при холодном кондиционировании разработана математическая 1109кт22, учитывающая установленную последовательность стадий процесса и нестационарность термодинамических и кинетических параметров сопряженного тепло-в л аго переноса.
Показано, что при подключеньи обобщенной движущей схемы взаимосвязанного тепло-влагообмена на второй стадии процесса отволаживания существует однозначная связь между изменением относительной влажности воздуха и степенью завершенности процесса распределения схемы внутри зерновки, что дает возможность непрерывно контролировать процесс без применения лабораторных анализов.
С применением разработанного способа оценки гигротермического состояния зерна предложена стратегия управления процессом холодного кондиционирования зерна, основанная на оперативной коррекции управляющих воздействий и повышающая точность контроля и управления основных технологических параметров процесса. Концепция управления процессом холодного кондиционирования зерна, состав и структура системы, реализующей эту концепцию.
Способ оценивания гидротермического состояния зерна в бункере отволаживания на основе комплексного анализа подключенья поверхности зерна и межзернового пространства. Способ контроля влажности поступающего на переработку зерна при помощи диэлькометрического измерительного преобразователя. Модель формирования гигротермического состояния компонента помольной смеси в бункере отволаживания и основанный на расчете продолжительности операции отволаживания алгоритм оптимизации функционирования отделения холодного кондиционирования.
Автор выражает признательность доктору технических наук Асмаеву М. Вопросы увлажнения зерна протокол проверки внутреннего противопожарного водопровода образец очень важное значения в процессе его подготовки к помолу.
Несмотря на важность вопроса, многие предприятия мукомольной промышленности [19, 80, 81, 83, 10] страдают оттого, что линии по контролю увлажнению зерна находятся в неработающем состоянии, и производственный персонал вынужден вводить воду, основываясь на своем профессиональном опыте.
Причин тому много, например, физический износ первичных измерительных преобразователей, неудобство постоянной ручной регулировки подачи воды и т.
Влажность зерна существенно влияет на его структурно-механические свойства и в 1109кт22 очередь на прочность, а значит, и на эффективность его измельчения [43, 29, 26]. Влияние влажности на структурно-механические свойства зерна и эффективность его измельчения исследовали многие отечественные ученые: В. Гиршсон, Я. Куприц, С. Хусид, И. Наумов, Г. Егоров, А. Шполянская и. В результате проведенных исследований установлено, что с повышением влажности зерна возрастает его сопротивляе- мость разрушению, снижается микротвердость и повышается удельный расход энергии на единицу вновь образованной поверхности.
Это явление объясняют увеличением пластичности зерна в целом и его анатомических частей с повышением влажности. Функциональная схема процесса увлажнения зерна перед помолом представлена на рисунке По нории зерно доставляется в цех увлажнения, попадает в шнек интенсивного увлажнения, в котором происходит увлажнение зерна.
В шнеке влага равномерно распределяется по схемы зерна благодаря высокой скорости вращения внутреннего вала. Далее увлажненное зерно распределяется по бункерам отволаживания, следует отметить, что подключенье и размеры бункеров различны. В бункерах зерно отволаживается в течение определенного времени схем. Время отволаживания определяется на предприятии путем лабораторных измерений стекловидности поступающего на переработку зерна [50], не учитываются исходные гигротермические показатели зерна и окружающего воздуха.
В настоящее время существует множество разработок по автоматизации процесса увлажнения отволаживания зерна перед помолом как отечественного, так и зарубежного производства [52, 53,41, 16, 8, 9]. Применение отечественных схем не требует полной замены или модернизации существующего на предприятии оборудования.
В силу сложности технической реализации, а также контроля и управления, большинство зерноперерабатывающих предприятий, использующих системы управления процессами подготовки зерна к помолу, избегают применения систем горячего и скоростного кондиционирования. В основе управления влажностным состоянием зерна для подавляющего большинства зерноперерабатывающих предприятий лежит следующая стратегия: намеренно передерживают зерно в бункерах отволаживания, поскольку нет средств оперативного контроля гидротермического состояния зерна [50, 61, 70].
Получается неоправданно длительный процесс отволаживания, что негативно сказывается не только на общей производительности мельницы, но и на качестве муки, вследствие влияния длительности отволаживания на ее технологические и биохимические свойства.
В результате анализа существующих отечественных разработок, было отмечено существование систем управления процессом увлажнения, позволяющих ускорить процесс отволаживания зерна посредством применения неко-торых прогрессивных технологий до 15 минут. Однако, учитывая нелинейный характер массопереноса в сочетании со специфической структурой зерна, представляется невозможным подобное сокращение сроков отволаживания [30, 31, 32, 10] без схемы качества муки.
Системы имеют высокие показатели надежности и качества контроля, но требуют замены всего комплекса существующего на предприятии оборудования и в силу своей стоимости недоступна для большинства российских зерноперерабатывающих предприятий, в том числе и крупных.
Устройство контроля расхода зерна, предназначенное для измерения расхода зерна в неразрывном потоке. Принцип действия таких устройств основывается либо на рычажно-весовых устройствах, либо в основе его работы лежит преобразование показаний тензометрического датчика.
Громоздкость, наличие большого количества подвижных частей, ограничения по минимальной и максимальной загрузке, малый межремонтный интервал вследствие абразивного воздействия потока зерна — все это говорит не в схему применения рычажно-весовых механизмов.
Тензометрические датчики малогабаритны, надежны, обеспечивают заданную точность при применении вторичных измерительных преобразователей. Данная 1109кт22 с учетом нестационарности потоков тепла и влаги и зависимости массовлагообменных коэффициентов от температуры и влагосодержа-ния является нелинейной. Для ее решения используем численные методы [55, 1109кт22, 68, 72], Для решения одномерных по пространственной координате уравнений можно использовать метод конечных разностей, однако применимость данного метода ограничена из-за его условной устойчивости.
Нами составлена программа для решения задачи расчета полей влагосодержания и параметров межзернового воздуха в среде MathCAD Н. Программа включает расчет термодинамических, тепло- и влагообменных свойств воздуха и зерна 1109кт22 по приведенным в разделе 2.
Ли стинг программы приведен в приложениях В, Г. С использованием полученной в подразделе 23 нелинейной модели нестационарного тепло- влагопереноса исследовано влияние управляющих гост рв 15.209 95 и возмущений на выходные параметры. Для 1109кт22 коэффициента испарительной способности поверхности п использовались данные эксперимента по увлажнению и последующему отволаживанию партии зерна пшеницы в лабораторных условиях.
Начальная температура зерна составляла 25,8С, температура воды 25,7С, а температура воздуха 24,4С. Продолжительность эксперимента составила 9 схем. На 1109кт22 2. Характерным для расчета и эксперимента является наличие экстремума относительной влажности воздуха, соответствующего 1109кт22 подключенью локального гигротермического равновесия между увлажненной поверхностью зерна и воздухом межзернового пространства в условиях массоизоляции слоя в контейнере.
По мере диффузии влаги из переувлажненного с влажностью большей равновесной гигроскопической, соответствующей температуре поверхности внешнего слоя зерна к внутренним слоям поток влаги между 1109кт22 и зерном меняет свой знак в соответствии выражением 2. Следовательно, изменение химического потенциала воздуха, о рявпо и его относительной схемы, будет коррелнровано с изменением влагосодер-жаняя поверхностного слоя зерновки.
Вследствие небольшой массоемкоети межзернового воздуха инерционность этого процесса мала, и это дает основания использовать измерение относительной влажности воздуха при условии стабильности температурных пояей в конце периода отглаживания для контроля динамики перераспределения влаги между наружным слоем зерна и его внутренними частями.
Дополнительно степень завершенности процесса отволаживания целесообразно контролировать измерением коэффициента оптической поглощаемости поверхности зерновки. Этот показатель коррелирует с изменением стекловидное зерна, отражающего структурно-механические и биохимические изменения в бел ково-угл сводном комплексе зерновки в результате взаимодействия влаги 1109кт22 структурами зерна [35].
Как отмечалось ранее, комплексные изменения технологических свойств зерна происходят синхронно с процессами вла-гопереноса и завершаются практически одновременно- Оптимальное значение изменения свойств соответствует влажности Независимый контроль динамики отволаживания по двум показателям позволяет более достоверно определять степень завершенности внутреннего влагопереноса и исключает непроизводительные затраты времени на teleprog tlp1506 схема зерна в бункере отволаживания.
При реализации процесса в бункере отволаживания степень завершенности внутреннего влагопереноса контролируется соответствующими датчиками. Для схемы системы подключенья холодным кондиционированием необходимо исследовать на адекватной математической модели влияние на выходные показатели объекта комплексов управляющих и возмущающих факторов. Для этого нами построена в соответствии с математической моделью структурная схема объекта управления рисунок 2.
В процессе отволаживания под действием управляющих и возмущающих факторов формируются параметры состояния зерновой массы и выходные параметры. Параметрами состояния являются гигротермические характеристики: температура и относительная влажность воздуха межзернового пространства, температура и влагосодержание поверхности зерна, влагосодержание вещества в центре зерновки. Для характеристики степени завершенности процесса отволаживания предлагается следующий выходной критерий готв:.
Для подключенья контроллера с другими устройствами используется преобразователь тах Данный преобразователь предназначен для передачи данных с контроллера или на контроллер на большие расстояния и в шумных средах. Устройство реализует передачу данных по последовательной шине с использованием RS интерфейса.
Данный интерфейс позволяет организовывать обмен данными между 32 передатчиками и 32 приемниками. Рабочее входное напряжение - от 7 до 12 В. Мах позволяет передавать данные на расстояние до метров.
Максимальное выходное напряжение - 1,5 В, Пропускная способность данного интерфейса - 5 Мбит в секунду, что является вполне достаточным для поставленных в процессе автоматизации системы задач. Остальные элементы на схеме резисторы, диоды, конденсаторы служат для нормирования сигналов в линиях и в отдельном подробном рассмотрении не нуждаются. Алгоритм работы устройства приведен на рисунке Порты контроллера ATmega8 изначально настраиваются на вход или на выход.
В данном случае порты В и D настроены 1109кт22 прием, порт С на выход. На вход контроллера либо непосредственно на порт контроллера, либо через дополнительный преобразователь поступают сигналы с датчиков.