Введение к работе
-і-
Актуальность темы. Большинство предприятий, перерабатывающих скоропортящуюся продукцию, ориентированы на технологические операции по приданию сырью определенных качественных характеристик. позволяющих увеличить время его хранения в виде продуктов первичной переработки. Оперативность технологических операций, необходимая для избежания потерь скоропортящегося сырья при первичной переработке, обуславливает лопічность применения для управления подобными процессами средств АСУ различной степени интеграции.
Бурное развитие вычислительной техники позволяет реализовать сложнейшие управляющие алгоритмы оптимального выбора направлений переработки и экономического прогнозирования производства в различных перерабатывающих областях. Однако эффективное использование подобных средств автоматизированного управления невозможно без оперативной и точной информации о качественных показателях сырья и продуктов переработки. До настоящего времени большинство качественных оценок проводится несовершенными лабораторными методами, обладающими Слабой оперативностью и не исключающими субъективных ошибок. Наблюдается дисбаланс в развитии "управляющих технических средств АСУ, и технических средств преобразования и передачи данных с уровня технологии в систему управления.
Цель исследования. Целью настоящей работы является синтез информационно-измерительной системы автоматизированного контроля сахаристости винограда и величины остаточного сахара при брожении виноматериала. -
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
разработка графовой информационной модели для- обоснования важнейших качественных показателей необходимых для управления процессом переработки виноградного сырья;
разработка методики декомпозиции функциональных элементов информационной структуры с целью минимизации информационных связей;
проведение экспериментальных исследований приемного отделения винзавода с целью оценки необходимой погрешности и быстро-
- 4 - t
действия контроля сахаристости винограда;
выбор и градуировка автоматического рефрактометра по виноградному суслу, а также оценка факторов влияющих на точность его работы;
разработка технических средств для реализации замера сахаристости винограда и преобразования этих данных к виду, удобному для использования в АСУ на базе вычислительной техники;
исследование процесса алкогольного брожения, с целью оценки значимости величины остаточного сахара при управлении бродильными аппаратами непрерывного действия;
разработка технических средств контроля величины остаточного сахара при брожении виноматериала.
Методы исследования. Поставленные в работе задачи решались с применением теории графов,.методов математической статистики, методов теории масссового обслуживания. Достоверность научных положений подтверждена результатами промышленных испытаний.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следую
щем: -
~ получена информационная графовая модель процесса переработки виноградного сырья, на основании которой выбран и обоснован наиболее информативный параметр, определяющий эффективность производства;
предложена методика упрощения информационной графовой модели процесса переработки винограда путем декомпозиции ее на отдельные функционально-связные подграфы с целью минимизации информационных связей;
проведено обоснование необходимости "повышения точности измерения сахаристости винограда, рассмотрены пути уменьшения погрешности измерений;
исследована пропускная способность приемного отделения винзавода при использовании различных методов оценки сахаристости винограда, на основании чего предложена методика рефрактометрического контроля .-сахаристости сусла в потоке и система автоматизированного контроля сахаристости для реализации различных задач управления;
на основании проведенных экспериментальных и теоретических
исследований получены градуировочные и метрологические характе- -
ристики используемых средств, контроля;
Практическая ценность работы заключается в следующем:
проведен анализ конструктивных особеностей различных рефрактометров с позиции применимости для решения задач виноделия, на основании которого, выбран и обоснован тип используемой приборной реализации;
на основании проведенных экспериментальных исследований в реальных условиях функционирования предприятия разработано устройство для контроля степени сбраживания виноматериала в бродильных батареях, характеризующееся существенной простотой и эффективностью действия. Наличие подобного устройства позволяет корректировать программу управления процессом брожения по основному качественному показателю, что позволяет существенно снизить потери по данной технологической операции.
Реализация работы. Результаты работы реализованы в системе автоматического контроля сахара в сусле и остаточного сахара в виноматериале прошедшей производственные испытания на винзаводе "Южный" п. Тамань, Краснодарского края.
На защиту выносится:
- информационная графовая модель переработки виноградного
сырья;
методика обоснования и выбора информативных параметров для эффективного контроля винодельческого производства;
методика определения сахаристости винограда измерением,оптической плотности сусла в потоке;
индикатор окончания процесса брожения.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на краевой научной конференции молодых ученых "Современные проблемы экологии" (Краснодар. 8-10 июня 1994 г.), на международной научно-технической конференции "Автоматизация биотехнических систем в условиях рыночной экономики и конверсии" (Москва, 3-7 октября 1994 г.), на международной конференции " Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности"
(Краснодар. 19-21 сентября 1994 г.). на научных семинарах и заседаниях кафедры автоматизации производственных процессов КубГТУ.
Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 6 печатных работ.
Структура*и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, содержащего 92 наименования, двух приложений, изложена на 120 страницах машинописного текста, включая 21 рисунок. 1 таблицу.