Введение к работе
L*. ' ...Wij
і ОТДЄЛ І;
І диссертаций f
"""" Актуальность темы. Технический прогресс в пищевой промышленности характеризуется все более возрастающим многообразием и сложностью технологических процессов производства продукции. Увеличение выпуска и улучшение качества продукции отрасли неразрывно связано с использованием методов математического моделирования, построением на основе соответствующего математического описания систем автоматического управления технологическими объектами управления (07).
Эффективность применения методов моделирования в значительной мере определяется использованием средств вычислительной техники, состоянием дел с разработкой алгоритмов и программ для построения, моделей технологических объектов и систем управления (СУ).
Проблемам разработки математического описания различных технологических процессов посвящены работы Э.Э.Афанасова, А.М.Браж-никова, А.Г.Бутковского, А.В.Горбатова, Б.А.Карпнчевэ, В.В.Кафа-рова, Ю.В.Космодемьянского, О.Левеншпиля, Н.Н.Мизерецкого, А.И.Пелвава и др.
Особенностями технологических процессов отрасли является наличие большого числа различного рода взаимосвязанных параметров, их распределенность в рабочем объеме целого ряда аппаратов, изменение вида математического описания при изменении режима работы оборудования. Характерным примером такого рода процессов является процесс термической обработки колбасных изделий.
_В настоящее время на большинстве предприятий отрасли термическая обработка ведется в комбинированных термокамерах периодического действия. Как показали исследования, температурное полб
данных аппаратов существенно неравномерно, что в значительной степени сказывается на качестве готовой продукции. Сложности в реализации распределенного управления приводят к тому, что управление термокамерой осуществляется как объектом, имеющим сосредоточенные параметры (СП). Решение задачи обеспечения необходимого температурного режима термической обработки колбасных изделий требует создания более совершенных СУ, разработанных на основе ориентированных на использование ЭВМ методов построения гиб-гих моделей, способных.в необходимой мере учитывать особенности технологических процессов.
Цель и задачи исследований. Целью исследований является разработка принципов построения гибких моделей технологических процессов и аппаратов отрасли, имеющих как сосредоточенные, так и распределенные параметры (РП), СУ этими объектами; реализация разработанных на основе данных принципов алгоритмов и программ на примере расчета СУ температурным полем термокамеры .для обработки колбасных изделий.
В соответствии с целью исследований в диссертации решались следующие задачи:
анализ методов математического описания технологических 07;
разработка единых принципов построения моделей технологических ОУ различных классов (как с СП, так и РП) и СУ данными объектами;
анализ существующего алгоритмического и программного обеспечения автоматизированного анализа и синтеза СУ;
разработка удобных для инкенерной практики универсальных алгоритмов анализа и синтеза СУ применительно к указанным классам объектов;
разработка по результатам экспериментально-статистического исследования температурного поля математической модели термокамеры применительно к задачам автоматического управления процессом термической обработки;
осуществление на основе предлагаемого программного обеспечения расчета иолуктуры СУ термической обработкой колбасных изделий, обеспечивающей равномерное температурное поле в рабочем объема термокамеры.
Научная новизна. Разработаны принципы построения математических моделей технологических ОУ как с СП, так и с РП.
Разработан алгоритм численного метода определения параметров моделей ОУ и СУ для объектов различного класса, основанный на размещении полюсов параметрически заданной матрицы модели системы.
Разработана математическая модель термокамеры, описывагацая температурное поле в рабочем объема термокамеры, предназначенная для использования в задачах автоматического управления процессом термической обработки колбасных изделий.
Практическая данность работы. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение автоматизированного анализа и синтеза СУ.
Осуществлен расчет структуры СУ процессом термической обработки колбасных изделий, обеспечивающей равномерное температурное поле в рабочем объеме термокамеры.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении госбюджетной НИР кафедры автоматизации биотехнических систем МИПБ в рамках целевой комплексной программы 0.80.02, утвержденной постановлением ГКНТ и Госплана СССР от 21.10.89, №343/228; включены в учебный процесс
кафедры в качестве методических указаний к проведению практических занятий по дисциплина "Теория автоматического управления"; использованы лабораторией ВНИКИМПа при выполнении НИР по созданию системы управления процессом термической обработки колбасных изделий Сб 0419773.047.87.)
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены на Всесоюзных научно-технических конференциях: "Автоматизация технологических процессов и производств в пищевой промышленности" (Москва, 1989), "Актуальные прс блемы машиностроения" (Павлодар, 1989), "Контроль, управление і автоматизация в современном производстве" (Минск, 1990), "Автомг тизация биотехнологических производств. Автоматизация-90" (Пущине 1990), на семинарах кафедры "АБТС" МИПБ (1989, 1990, 1991). Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 работ.
Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на НО страницах машинописна го текста, содержит 17 рисунков.