Моделирование, управление и информационно-измерительное обеспечение автоматизированной системы управления сушкой зерна

• Автор: Щеголеватых, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 172 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СУШКОЙ ЗЕРНА
1.1. Анализ объекта исследования
1.2. Обзор современных систем автоматизации управления технологическим процессом сушки зерна
1.3. Обзор существующих датчиков для измерения параметров технологического процесса сушки зерна
1.4. Постановка задачи и цель диссертационных исследований
Выводы по главе I
И. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И АГРЕГАТОВ СУШИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
2.1. Описание функционирования зерносушижи и обоснование структурной схемы АСУТП
2.2. Математическая модель зерна как объекта сушки
2.3. Математическая модель процесса горения топлива
2.4. Математическая модель производства агента сушки
2.5. Математическая модель отлежки зерна в надсушильном бункере
2.6. Математическая модель сушки зерна в камере нагрева
Выводы по главе II
Ш. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ
ПОДСИСТЕМЫ АСУТП СУШКИ ЗЕРНА
3.1. Математическая модель первичного преобразователя
3.2. Расчет параметров модели первичного преобразователя
3.3. Математическая модель импульсного датчика
3.4. Математическая модель расчета параметров электронной
части импульсного датчика
Выводы по главе III

IV. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМ УПРАВЛЕ-
НИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ СУШКИ ЗЕРНА
4.1. Обобщенный алгоритм АСУТП сушки зерна
4.2. Оптимальное модальное управление процессом сушки
зерна
4.3. Выбор основных параметров измерительной информационной подсистемы АСУТП сушки зерна
4.4. Сходимость алгоритма АСУТП сушки зерна
4.5. Программное обеспечение АСУТП сушки зерна
Выводы по главе IV
V. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
АСУТП СУШКИ ЗЕРНА
5.1. Экспериментальное определение оптимальных параметров АСУТП сушки зерна
5.2. Экспериментальные исследования модели импульсного датчика на негатроне
5.3. Исследование импульсных преобразователей на негатронах
5.4. Внедрение результатов диссертационной работы
Выводы по главе V
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Обеспечение продоводьсвием является для человечества древнейшей и самой насущной проблемой. С развитием человеческого общества изменялось оборудование, совершенствовались технологические процессы перераьотки сельскохозяйственной продукции. Сохранность выращенного зерна обеспечивается главным образом путём сушки. Этот технологический процесс обеспечивает защиту от гниения, размножения вредителей, самовозгорания выращенного зерна. Процесс сушки достаточно сложный и энергоёмкий. Высушенный продукт не должен потерять своих вкусовых и биологических качеств (всхожести, энергии прорастания, содержания клейковины и др.). Существенно возросшие в новых экономических условиях требования к повышению качества сельхозпродуктов и снижению удельных энергозатрат невозможно удовлетворить без внедрения современной технологической и информационно-измерительной базы, которую представляют автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП).
Однако сложность математического моделирования процесса сушки зерна, его недостаточенная изученность, влияние большого числа возмущающих факторов, а также недостаточное обеспечение измерительноинформационной аппаратурой сдерживает развитие АСУТП сушки зерна.
Данная работа выполнялась в соответствии с координационным планом научно-технических работ Академии наук СССР на 1986-90 гт. по проблеме: “Разработать и внедрить в эксплуатацию автоматизированную систему управления технологическим процессом элеватора комбикормового на базе микропроцессорной техники - АСУТП “Элеватор комбикормовый”, также по проблеме: “Обнаружение и подавление очагов самосогревания и горения”, а также в рамках отраслевых планов Министерства хлебопродуктов Российской федерации на 1991-1995 гг.

факторов: создания адекватных математических моделей различных стадий технологического процесса сушки зерна; возмоясности проверки этих моделей в рабочем реясиме АСУТП и внесения текущих изменений в имеющиеся математические модели; устойчивости функционирования микропроцессора при искажениях информации и отказах в аппаратных и программных средствах средствах за счет алгоритмических решений по приему и обработке информации, введению программной и временной избыточности, использования сходящихся алгоритмов численных расчетов; использование механизмов адаптации математических моделей технологического процесса сушки зерна в реальном времени.
Точность и устойчивость функционирования АСУТП сушки зерна зависит в большой степени от выбранной структуры и параметров измерительной информационной подсистемы. Важное место в измерительной информационной подсистеме принадлеясит техническому оснащению в виде измерительных датчиков, непосредственно преобразующих параметры технологического процесса в электрические сигналы. Точность преобразования, временная стабильность, быстродействие и надёжность измерительных датчиков непосредственно влияют на аналогичные параметры АСУТП сушки зерна. Поэтому от их выбора в значительной степени определяются технико-экономические показатели АСУТП сушки зерна. Наиболее перспективными среди датчиков технологических параметров выглядят импульсные датчики на основе негатронов типа 8 [20]. Они базируются на приборах современной электронной полупроводниковой технологии, имеют широкие возможности для использования в самых различных условиях, встречающихся на практике. Однако, являясь элементом АСУТП, для них необходимы адекватные математические модели и инженерные методы расчета, позволяющие синтезировать приборы с заданными параметрами. Реш ение этих вопросов в диссертации дает возможность существенно повысить технико-экономические показатели создаваемых АСУТП сушки зерна.