Автоматизация контроля и управления холодным кондиционированием зерна перед помолом

• Автор: Подгорный, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Анализ закономерностей стадии холодного кондиционирования

зерна перед помолом

1.1 Состояние техники и технологии стадии холодного кондиционирования зерна перед помолом
1.2 Анализ стадии холодного кондиционирования как объекта управления технологическими свойствами зерна
1.2.1 Анализ системы процессов изменения качества зерна при операциях увлажнениеотволаживание
1.2.2 Анализ методов математического моделирования процесса влагопереноса в зерне при кондиционировании
1.3 Анализ методов оптимизации функционирования подготовительного отделения мельзавода

1.4 Постановка цели и задач исследования

2 Математическое моделирование процесса холодного кондиционирования зерна

2.1 Анализ механизма тепло влагопереноса при холодном кондиционировании зерна
2.2 Описание теплофизических и массовлагообменных свойств зерна и воздуха, необходимых для моделирования
2.2.1 Свойства влажного воздуха
2.2.2 Свойства влажного зерна пшеницы
2.2.3 Свойства слоя зерна
2.2.4 Критерии и критериальные уравнения для расчета тепло и влагопереноса
2.3 Математическая макромодель изменения состояния зерна в бункере отволаживания
2.4 Математическая модель процесса отволаживания зерна при
холодном кондиционировании
2.5 Моделирование процесса отволаживания зерна
2.6 Описание подсистемы холодного кондиционирования зерна
пшеницы как СМО
3 Разработка стратегии управления технологическим процессом
увлажнения зерна
3.1 Формирование стратегии управления стадией холодного
кондиционирования зерна
3.2 Оптимизация функционирования отделения гидротермической
обработки зерна.
3.2.1 Постановка задачи и алгоритм оптимизации функционирования
отделения холодного кондиционирования
4 Формирование пространства результатов исходных измерений
4.1 Измерительный преобразователь расхода зерна
4.2 Измерительный преобразователь исходной влажности зерна
4.3 Измерительные преобразователи влажностного и температурного
состояния зерна в бункере отволаживания
4.4 Измерительные преобразователи расхода и температуры воды
5 Реализация автоматического контроля и управления
влажностным состоянием зерна
5.1 Структура и состав САУ
5.2 Алгоритм работы САУ
5.3 Формирование управляющих воздействий
Заключение
Список литературы


Вопросы увлажнения зерна имеют очень важное значения в процессе его подготовки к помолу. Несмотря на важность вопроса, многие предприятия мукомольной промышленности [, , , , ] страдают оттого, что линии но 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. Однако, основным является то, что в существующих системах холодного кондиционирования зерна погрешность процесса увлажнения соизмерима с требуемой величиной доувлажнения (разницей значений исходной влажности зерна и влажности зерна на 1-й драной системе), которая составляет 2-3% влажности. Увлажнение и отволаживание пшеницы с исходной влажностью менее % рекомендуется осуществлять последовательно в два этапа, при этом соотношение величины приращения влаги на первом и втором этапах ориентировочно должно составлять 3:1, что делает еще более неэффективным применение устаревших систем увлажнения. Влажность зерна существенно влияет на его структурно-механические свойства и в первую очередь на прочность, а значит, и на эффективность его измельчения [, , ]. Влияние влажности на структурно-механические свойства зерна и эффективность его измельчения исследовали многие отечественные ученые: В. Я. Гиршсон, Я. Н. Куприц, С. Д. Хусид, И. А. Наумов, Г. А. Егоров, А. Л. Шполянская и другие. 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 1. По нории зерно доставляется в цех увлажнения, попадает в шнек интенсивного увлажнения, в котором происходит увлажнение зерна. В шнеке влага равномерно распределяется по поверхности зерна благодаря высокой скорости вращения внутреннего вала. Далее увлажненное зерно распределяется по бункерам отволаживания, следует отметить, что количество и размеры бункеров различны. В бункерах зерно отволаживается в течение определенного времени (- часов). Время отволаживания определяется на предприятии путем лабораторных измерений стскловидности поступающего на переработку зерна [], не учитываются исходные гигротермические показатели зерна и окружающего воздуха. Рисунок 1. В настоящее время существует множество разработок по автоматизации процесса увлажнения отволаживания зерна перед помолом как отечественного, так и зарубежного производства [, , , , 8, 9]. Современные российские автоматизированные системы контроля увлажнения зерна: «Автоматическая система стабилизации увлажнения зерна» (АССУЗ) разработка компании «Текон» []; «Автоматическая система увлажнения зерна» разработка ассоциации «Хлебодар» []; «Мельник 0», «Мельник 0» разработки ЗАО Машиностроительный завод «Мельник» []; «Система управления потоками и увлажнением зерна» разработка ИВП «Инно-Винн» [] и т. Применение отечественных систем не требует полной замены или модернизации существующего на предприятии оборудования. В силу сложности технической реализации, а также контроля и управления, большинство зерноперерабатывающих предприятий, использующих сис-темы управления процессами подготовки зерна к помолу, избегают применения систем горячего и скоростного кондиционирования. Для южных регионов соотношение «цена/качество» оказывается не в пользу 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 [, , ]. 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.