Алгоритмизация микропроцессорной обработки контрольно-измерительной информации при управлении пивоваренным производством

• Автор: Гершунина, Наталья Николаевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1 Системный анализ процедур контроля пивоваренного

производства.

1.1 Анализ основных технологических процессов пивоварения с точки зрения их автоматического контроля

1.2 Процедуры контроля параметров технологических процессов пивоварения по стадиям

1.2.1 Стадия производства солода

1.2.2 Получение пивного сусла

1.2.2.1 Расчет выхода экстракта в варнице

1.2.3 Стадия брожения.

1.2.4 Стадия дображивания.

1.2.5 Стадия фильтрации и розлива пива
1.3 Типовые функциональные зависимости, реализуемые при контроле производства пива.
1.3.1 Классификация методов контроля
1.3.2 Типовые функциональные преобразования контролируемых величин при производстве пива.
1.3.2.1 Вычисление средневзвешенной двух контролируемых величин
1.3.2.2 Пропорциональные преобразования
1.3.2.3 Преобразование величин путем извлечения квадратного корня
1.3.2.4 Реализация логарифмических преобразований
1.3.2.5 Экспоненциальное преобразование
1.3.2.6 Линеаризация статических характеристик первичных датчиков.
1.4 Выводы
2 Математические модели разностноитерационных алгоритмов.
2.1 Разностноитерационные алгоритмы
2.2 Структуры РИА.
2.3 Математические модели РИА.
2.4 Базовый разностноитерационный алгоритм.
2.4.1 Алгоритм Волдера.
2.4.2 Алгоритм Оранского и Рейхенберга.
2.5 Выводы
3 Проектирование целочисленных алгоритмов функционального преобразования и обработки информации.
3.1 Преобразования, задаваемые дробными функциями.
3.2 Базовый разностноитерационный алгоритм универсальная основа функционального преобразования
3.2.1 Функция задана аналитически
3.2.2 Решение системы уравнений
3.2.3 Функциональная зависимость задана таблично.
3.3 Примеры для расчета коэффициентов РИА для типовых функций контроля.
3.3.1 Пример 1функция квадратный корень
3.3.2 Пример 2 логарифмическая функция.
3.3.3 Некоторые соображения по расчету коэффициентов.
3.4 Выводы.
4 Разработка и исследование пакета программ типовых функциональных преобразований при экспресс контроле в пивоварении.
4.1 Преимущества программной реализации разностноитерационных алгоритмов.
4.2 Разработка блоксхемы машинной реализации базового РИА
4.2.1 Формат представления величин.
4.2.2 Переполнение разрядной сетки.
4.2.3 Арифметический сдвиг и округление.
4.2.4 Досрочное окончание итераций.
4.2.5 Суммирование конечных значений X и У
4.2.6 Формат массива констант.
4.2.7 Организация серии сдвигов.
4.3 Блоксхема базового РИА.
4.3.1 Стадия подготовки начальных значений итерируемых величин
4.3.2 Заключительная стадия.
4.3.3 Итерационная часть базового РИА.
4.4 Программа базового РИА на языке микроассемблера
4.5 Исследование базового РИА
4.5.1 Определение точностных характеристик.
4.5.2 Исследование скоростных характеристик.
4.5.3 Сравнение с альтернативными вариантами
4.6 О структуре пакета
4.7 Выводы.
5 Автоматизированный информационновычислительный пункт для пивоваренных и безалкогольных производств
5.1 Требования к контрольному пункту.
5.2 Классификация функций контрольного пункта
5.2.1 Контроль с расчетом средневзвешенного двух величин и пропорций.
5.2.2 Контроль с расчетом сложных аналитически заданных зависимостей
5.2.3 Контроль с расчетом нелинейных таблично заданных зависимостей
5.2.3.1 Массовая доля спирта.
5.2.3.2 Массовая доля экстракта.
5.3 Техническая реализация автоматизированного контрольного
пункта
5.3.1 Структурная схема АКТТ.
5.3.2 Конструктивное исполнение АКП
5.4 Исследование скоростных и точностных характеристик АКП.
5.4.1 Методика исследования
5.4.2 Точностные и скоростные характеристики
5.4.2.1 Экстрактивность ячменя.
5.4.2.2 Экстрактивность солода
5.4.2.3 Экстрактивность жженого карамельного солода.
5.4.2.4 Контроль глюкозы в сусле
5.4.2.5 Контроль массовой доли спирта в водноспиртовых
растворах
5.4.2.6 Контроль массовой доли экстракта.
5.5 О техникоэкономический эффективности АКП
5.6 Выводы.
Заключение.
Литература


Применение МПС обусловлено их высокой эффективностью, в первую очередь, за счет возможности реализации на них разностноитерационных алгоритмов. Их модификация и адаптация к контролю техпроцессов в пивоварении также является одной из целей данной работы. Задачи исследования. В свете изложенного важными являются задачи системного анализа процедур контроля в. В качестве обработчиков преобразователей исходной информации микропроцессорных систем, оснащенных программным обеспечением на базе разностноитерационных алгоритмов как наиболее подходящих в виду их целочисленности, точности и быстродействия для таких систем. Одной из задач исследований является определение на базе созданных нами математических моделей РИЛ возможности реализации их достоинств для целей автоматизации контроля сложных технологических процессов пивоваренного производства. Научная новизна. С целью создания автоматизированной системы экспресс контроля пивоваренного производства осуществлена постановка и впервые решена проблема замены трудоемкого и не всегда успешного эвристического варианта разработки целочисленных алгоритмов для МПС, вариантом, основанном на базе модифицированных нами разностноитерационных процедур. Прикладная ценность полученных результатов состоит в создании прецедента разработки эффективных и оптимальных алгоритмов и программ для МПС в пищевой промышленности. При этом полностью учтены его отраслевые особенности с точки зрения эффективного контроля его параметров. Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций обусловлена всесторонним учетом особенностей технологии производства пива, корректным применением методов математического анализа, вычислительной математики, теории информации, теории принятия решений в рамках системного подхода к решаемым проблемам. Практическая ценность. Разработаны алгоритмы и микропроцессорная система экспрессконтроля параметров технологических процессов в пивоваренном производстве, а именно, определен набор основных контролируемых параметров, предложены в качестве алгоритмической базы модифицированные нами разностноитерационные алгоритмы, обоснованы их преимущества и методы реализации их на МП, встроенных в аппаратуру контроля. Создан, испытан и внедрен в производство автоматизированный контрольный пункт АКП параметров пивоваренного производства. Реализация результатов. Результаты работы внедрены в виде АКП. МПС функционального преобразования и обработки информации в НПО СПКБг Промавтоматика при разработке программного обеспечения МПС локальной автоматики. АКП параметров технологических процессов при производстве пива и безалкогольных напитков внедрен на филиале 1 ЗАС МПБК Очаково Приложение А и в винсовхозе ООО Горный пос. Школьный Крымского района. Результаты исследований используются в учебном процессе КубГТУ. Апробация. Основные этапы работы неоднократно докладывались на научных семинарах кафедры Автоматизированных систем управления и вычислительной техники. Тезисы этих докладов, а часто и сами доклады были опубликованы в печатных трудах этих конференций. Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ. Структура, и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения , пяти разделов, заключения, литературы и приложений, изложенных на 4 страницах. В приложениях приведены документы о внедрении, таблицы, программы и т. В зависимости от сорта изготавливаемого пива солод частично замачивают несоложенными материалами и сахаросодержащими продуктами. Для этой цели используют ячменную, и обезжиренную кукурузную муку, кукурузную крупку, рис, рисовую сечку, сахар и сахарозаменители , . Во всяком пиве содержится алкоголь от 2 до 7. Экстрактивные несброженные вещества пива состоят из сахаров, белков, аминокислот, минеральных, солей, органических веществ щ небольшого количества витаминов. Это делает напиток калорийным и питательным. Основу, технологических процессов1 производства солода и пива составляют биохимические превращения веществ в живом организме прорастающее зерно, размножающиеся дрожжи , происходящие под влиянием, ферментов и физикохимических процессов взаимодействия этих веществ и под воздействием внешней среды.