Оптимизация управления процессом криогенного замораживания рыбных продуктов

• Автор: Румянцев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Методы и установки криогенного замораживания
1.2. Промышленный вариант судовой рассольной холодильной установки и ее модернизация
1.3. Методы и средства диагностирования технического состояния оборудования
1.4. Цели и задачи исследования
ГЛАВА 2.МАТЕМАШЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА
КРИОГЕННОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ
2.1. Теплофизические процессы, протекающие при замораживании рыбы
2.1.1. Анализ процесса замораживания
2.1.2. Расчет режимов замораживания тунца
2.1.2.1. Охлаждение с постоянной температурой хладагента
2.1.2.2. Охлаждение с постоянным отбором тепловой энергии
от хладагента
2.2. Параметрическая модель
2.3. Логико - динамическая модель
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА КРИОгеННОГО
ЗАМОРАЖИВАНИЯ
3.1. Особенности и критерии задач управления
3.2. Алгоритм управления
3.2.1. Форсированный режим замораживания
3.2.2. Экономичный режим замораживания
3.3. Алгоритм диагностирования технического состояния
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. МАКЕТИРОВАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Техническая структура системы управления
4.2. Разработка специализированных технических средств
4.3. Моделирование процесса замораживания
4.4. Макет системы управления с перечнем подпрограмм
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Современное развитие промышленности идет по пути создания высокоэффективных технологий. Растущие затраты на сырье, энергию и услуги заставляют повышать качество продукции, уровень автоматизации и надежность технологических процессов (ТП). Экономия энергии в тепловых ТП является одним из путей решения глобальной энергетической проблемы и возможна в трех направлениях [1]:
- термодинамическое совершенство ТП;
- оптимизация расходования энергоресурсов;
- повышение точности управления ТП.
Все холодильные технологии достаточно энергоемки, поэтому экономия энергоресурсов представляется актуальной задачей, особенно в судовых условиях. Энергопотребление холодильной техники существенно влияет на энергетический баланс судовой электро - энергетической установки. Одной из задач в этом направлении является равномерная ее загрузка и максимальное использование во время отключения других энергоемких производств.
Увеличение добычи рыбопродуктов (особенно во время «пиковых» уловов), а также удаленность рыбных промыслов от потребителя постоянно делают актуальной проблему совершенствования холодильной обработки продукции с целью обеспечения оптимальной скорости и производительности замораживания, а затем ее длительного хранения.
С одной стороны эта проблема решается путем наращивания холодильного оборудования, а с другой - путем оптимизации управления ТП, адаптации его к поступающему случайным образом сырью и его свойствам, применением технологий, базирующихся на современных методах замораживания с использованием микропроцессорных технических средств автоматизации.

Цель работы заключается в обосновании принципов построения автоматизированной системы криогенного замораживания рыбы, обеспечивающей повышение качества продукции и ресурсосберегающей технологии в постоянно меняющихся условиях, вызванных как нестабильностью поступления сырья и его свойств, так и постепенным износом оборудования, внезапными неисправностями и ошибками оператора.
Основные задачи исследования. В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решаются следующие задачи:
- выбор принципа построения рассольной судовой холодильной установки, позволяющего оптимизировать управление процессом криогенного замораживания рыбной продукции в условиях ресурсосберегающего режима работы;
- разработка математической модели процесса криогенного замораживания рыбных продуктов и выбор критериев управления;
- синтез алгоритмов управления, обеспечивающих адаптацию параметров ТП к свойствам сырья, и диагностирование технического состояния процесса криогенного замораживания;
- разработка технических предложений и структуры по реализации алгоритмов управления и диагностирования параметров ТП.
Методы исследований. В работе используются методы теории автоматического управления, системного анализа, вероятности, математического моделирования, экспериментально - статистические и экспериментально - аналитические подходы к исследованию технологических процессов. Моделирование проводилось на персональном компьютере (ПК) Репйит - 166 с использованием пакетов прикладных программ СИАМ, Классик и др.
Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие научные результаты:

некоторое множество возможных его значений, которое характеризуется той или иной «степенью уверенности» эксперта. Присутствие субъективного фактора в принятии диагноза часто можно рассматривать как недостаток такого метода.
Техническое состояние ТОУ определяется но совокупности оцениваемых показателей, анализ которых позволяет получить требуемую достоверность диагностирования. Показатели диагностирования, основные из которых строго определены в [51], оцениваются различными методами.
Применение конкретного метода зависит от специфики ТОУ, условий его эксплуатации, места проведения диагностирования, а при наличии встроенных или внешних технических средств диагностирования (ТСД) и от их технических возможностей.
По характеру взаимодействия ТОУ и ТСД различают методы функционального и тестового диагностирования. Методы функционального диагностирования основаны на анализе рабочих воздействий, поступающих на объект в соответствии с предусмотренным рабочим алгоритмом его функционирования, и оценке его состояния по диагностическим признакам. Характерной особенностью методов тестового диагностирования является подача на входы объекта специально организуемых, т.н. тестовых воздействий, причем некоторые из этих воздействий могут не встречаться в процессе функционирования ТОУ, и сравнения выходных реакций с известными (эталонными) [20,27].
Эти виды диагностирования используются для решения задач определения работоспособности, поиска неисправности (дефекта), прогнозирования изменения технического состояния объекта [27,52].
Различают три группы тестового диагностирования: структурное, поэлементное и смешанное [28].
После завершения процесса диагностирования объект признается годным, если выполняется условие: