Автоматизація процесу керування транспортуванням зерна через сепаратор КБС

Abstract

Об'єкт дослідження: система автоматизованого керування процесом транспортуванням зерна через сепаратор КБС. Предмет дослідження: методи, моделі та інформаційне забезпечення при керуванні транспортуванням зерна через сепаратор КБС. Мета: підвищення якості процесу керування транспортуванням зерна через сепаратор, шляхом дослідження моделі об’єкту керування системи автоматизованого керування на основі сучасної мікропроцесорної техніки та програмних засобів. Основними методами дослідження використаними для досягнення поставленої мети були: аналіз літературних джерел, декомпозиційне планування процесу очищення зерна, статистичний аналіз даних, імітаційне моделювання. В роботі проаналізована технологічний процес, структура об’єкта керування та вимоги до його функціонування. На підставі чого сформовані вимоги до апаратного забезпечення системи керування її функціонування та процедури дослідження об’єкта керування. Застосовуючи декомпозиційне планування розроблено структурну схему системи керування, обрані датчики та виконавчі пристрої системи керування з урахуванням вимог технологічного процесу. За результатами аналізу вимог до функціонування системи керування, датчиків та виконавчих пристроїв обрано пристрій керування VIPA 200V та його модулі. На підставі обраного апаратного забезпечення розроблено функціональну схему автоматизації системи керування та схему електричну принципову системи керування. В результаті аналізу літературних джерел виконано аналіз, декомпозицію об’єкта керування, створено перелік вхідних вихідних сигналів системи керування транспортуванням зерна через сепаратор. Аналіз літературних джерел дозволів визначитися з передавальною характеристикою, значенням коефіцієнтів сепаратора по каналу подача / витрата зерна (Qоп) на вході – ступень очищення / чистота зерна (Ψок) на виході. Використовуючи аналіз структури і функціонування об’єкта керування проведена структурна ідентифікація, результатом якої є запропонована модель об’єкта керування у вигляді передавальної функції відповідної аперіодичній ланці першого порядку з запізненням. За результатами параметричної ідентифікації це припущення підтверджено та визначено значення параметрів перехідного процесу моделі об’єкта керування. На підставі параметричної та структурної ідентифікації розроблено імітаційну неперервну модель об’єкта керування в графічному середовищі Simulink математичного пакету MATLAB. У подальшому розроблено цифрову модель об’єкту керування для розробки програмного забезпечення пристрою керування. Порівняння даних перехідного процесу неперервної моделі з даними цифрової моделі об’єкту керування показало їх відповідність. За допомогою метода нормованого середньоквадратичного відхилення розрахована адекватність отриманої цифрової моделі, що склала 99.74 %. Таким чином отримана цифрова модель може бути використана за для створення програмного забезпечення системи керування та перевірки його функціонування. Розроблена у кваліфікаційній роботі модель сепаратора системи автоматизованого керування транспортуванням зерна через сепаратор КБС на основі промислового контролера VIPA System 200V реалізує учбове функціональне завдання. Подальшим напрямком роботи може бути використання отриманої цифрової моделі об’єкту керування для дослідження системи керування з метою підвищення якості його функціонування. Розраховано витрати на придбання та експлуатацію системи автоматизації. Розглянуто комплекс питань що до охорони праці при роботі системи.