Комплексна автоматизація технологічного процесу сушіння сировини в конвективних камерних сушарках

Анотація

Розглянуто питання автоматизації технологічного процесу (ТП) сушіння сировини в конвективних камерних сушарках. Запропоновано модель комплексної системи автоматизації таких сушарок, яка поєднує підсистеми керування температурою повітря в камері сушарки, циркуляцією сушильного агента, вологовидаленням із камери сушарки та програмного керування ТП. Технологічна програма сушіння сировини складається із семи кроків, у кожному з яких задаються час переходу від попереднього кроку та остаточні задані значення температури та абсолютної вологості повітря в камері сушарки. Для відпрацювання температурного завдання використовується дворежимне керування температурою повітря в камері сушарки з нейромережевим визначенням моменту перемикання режимів та ініціалізацією ПІД-регулятора. У режимі інтенсивної зміни температури на нагрівач подається максимальний керівний вплив, що забезпечує швидке наближення температури повітря в камері до заданого значення. Перемикання до режиму стабілізації температури повітря виконується з урахуванням інерційного вибігу температури, після чого підтримання заданого значення температури здійснюється ПІД-регулятором. Такий підхід до керування сушаркою забезпечує швидкий перехід між температурними режимами, високу якість стабілізації температури та зменшення або усунення перерегулювання. Для формування завдання швидкості обертання лопатей основного вентилятора застосовано нечітку логіку, що враховує температуру в камері, відносну масу завантаженої сировини від початку процесу її сушіння та завантаженість сушарки відносно номінального значення. Керування витяжним вентилятором здійснюється за допомогою ПІ-регулятора за абсолютною вологістю повітря в камері. Окремо реалізовано механізм технологічних рецептів, автоматичні блокування та сигналізацію. Наявність рецептів і людино-машинного інтерфейсу спрощує налаштування режимів сушіння, зменшує навантаження на оператора та підвищує повторюваність виконання технологічного режиму. Дослідження виконано на побудованій експериментальній конвективній камерній сушарці з мультисенсорною системою вимірювань технологічних параметрів процесу сушіння. Експериментальні дослідження із застосуванням запропонованої комплексної системи автоматизації ТП показали скорочення тривалості сушіння сировини та витрат електроенергії, що свідчить про доцільність її практичного використання для автоматизації процесу сушіння сировини в конвективних камерних сушарках.