АВТОМАТИЗАЦІЯ РЕГУЛЮВАННЯ ВОЛОГОСТІ ПІД ЧАС ОСУШУВАННЯ УТФЕЛЮ

Автор(и)

  • Галина ГРИГОРЧУК Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу https://orcid.org/0000-0003-1674-9828
  • Любомир ГРИГОРЧУК Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу https://orcid.org/0000-0003-0924-5090
  • Вікторія БАНДУРА Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу https://orcid.org/0000-0003-3143-0946

DOI:

https://doi.org/10.32689/maup.it.2025.2.5

Анотація

У статті з'ясовано, що автоматизація процесу регулювання вологості утфелю є одним із найваж- ливіших завдань сучасної харчової промисловості, яке відкриває нові можливості для підвищення ефективності виробництва, недоступні для традиційних систем керування. Актуальність дослідження зумовлена швидким роз- витком технологій автоматизації сушіння, які мають потенціал для революційних змін у галузі переробки харчо- вих продуктів. Виявлено, що використання двоканальних систем керування значно підвищує ефективність процесів регулювання вологості, оптимізації енергоспоживання та стабілізації якості готового продукту, що є критично важливими умовами підвищення конкурентоспроможності підприємств.Мета роботи полягає в дослідженні ефективності застосування двоканальної системи автоматичного керу- вання з нелінійними функціями нормалізації помилки для регулювання вологості утфелю в барабанних сушильних установках, аналізі основних переваг такого підходу та розробці практичних рекомендацій для впровадження цих технологій у виробничі процеси харчової промисловості.Методологія. У статті проаналізовано ключові принципи автоматизованого керування процесами сушіння, включаючи пропорційно-інтегральне регулювання, нелінійні функції нормалізації помилки та адаптивний розпо- діл керуючого впливу між виконавчими механізмами. Здійснено математичне моделювання трьох типів нелінійних функцій: логістичної, гіперболічного тангенса та раціональної функції для оптимізації параметрів системи керу- вання. Виконано порівняльний аналіз ефективності запропонованої системи з традиційними PID-регуляторами та інтелектуальними алгоритмами керування. Використано методи системного аналізу для дослідження впливу коефіцієнта крутизни на динамічні характеристики системи та комп'ютерне моделювання для верифікації тео- ретичних результатів.Наукова новизна. Наукова новизна роботи полягає в розробці нового підходу до побудови системи автоматич- ного керування процесом сушіння утфелю, що поєднує простоту реалізації традиційних PID-регуляторів з адап- тивністю нелінійного розподілу керуючого впливу. Вперше запропоновано використання коефіцієнта крутизни нелінійної функції для адаптивного розподілу дії між механізмами з різною інерційністю. Удосконалено розуміння за- стосування двоканальних систем керування в технологічних процесах сушіння, що дозволяє ефективно компенсува- ти різницю в динамічних характеристиках виконавчих механізмів та оптимізувати енергоспоживання установки.Висновки. У результаті дослідження доведено, що запропонована двоканальна система керування має значний по- тенціал для підвищення ефективності регулювання вологості утфелю, забезпечуючи зниження енергоспоживання на 15–20 % та покращення стабільності процесу на 35 %. Експериментально підтверджено, що використання неліній- них функцій нормалізації помилки дозволяє оптимально розподіляти навантаження між швидким контуром регулю- вання потоку повітря та інерційним механізмом зміни кута нахилу барабана. Запропоновано практичні рекомендації щодо вибору коефіцієнта крутизни залежно від типу технологічного процесу та характеристик обладнання. Окресле- но перспективи подальших досліджень, що включають розробку адаптивних алгоритмів автоматичного налашту- вання параметрів системи та впровадження хмарних технологій для віддаленого моніторингу процесів сушіння.

Посилання

Åström K. J., Hägglund T. Advanced PID Control. Research Triangle Park : ISA – The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2006. 460 p.

Барабанна сушарка: пат. № 127513 С2 Україна, МПК F26B 11/04 (2006.01) / Григорчук Г. В., Олійник А. П., Григорчук Л. І.; заявник і патентовласник: Григорчук Г. В. № a202105416; заявл. 24.09.2021; опубл. 14.09.2023, Бюл. № 37.

Григорчук Г. В. Методи та засоби підвищення ефективності автоматизованого контролю технологічних процесів на протяглих квазіциліндричних обертових об'єктах : дис. … канд. техн. наук : 151. Івано-Франківськ, 2021. 162 с.

Григорчук Г. В., Григорчук Л. І., Чудик В. І. Дослідження роботи знакочутливого фільтра. Věda a perspektivy. 2024. № 6(37). С. 258–265.

Іванов А. О. Теорія автоматичного керування. Дніпро : Національний гірничий університет, 2003. 326 с.

Муляр Ю. І., Репінський С. В. Автоматизація виробництва в машинобудуванні. Вінниця : ВНТУ, 2019. 248 с.

Cai J., Chen X. D., Mujumdar A. S. Drying control and optimization using soft computing techniques. Drying Technology. 2001. Vol. 19. № 7. P. 1509–1528. DOI: 10.1081/DRT-100105299

Cooper D. J. Practical Process Control. 2020. URL: http://www.controlguru.com (дата звернення: 15.11.2024)

Grygorchuk G., Grygorchuk L., Bandura V., Tsareva O. Study of the efficiency of automatic control systems. Věda a perspektivy. 2024. № 6(37). С. 258–265. DOI: https://doi.org/10.52058/2695-1

Grygorchuk G., Oliynyk A., Grygorchuk L., Tyrlych V., Rys V. Estimation of the durability of technological rotating objects by data on the displacement of their surface points. ACIT'2020. Deggendorf : Deggendorf Institute of Technology, 2020. P. 245–250.

Mujumdar A. S. Handbook of Industrial Drying. 4th ed. Boca Raton : CRC Press, 2014. 1312 p.

Zhang Y., Tang J. Control strategies for microwave drying processes. Food Engineering Reviews. 2009. Vol. 1. № 2. P. 97–106. DOI: 10.1007/s12393-009-9003-x

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-09-23

Як цитувати

ГРИГОРЧУК, Г., ГРИГОРЧУК, Л., & БАНДУРА, В. (2025). АВТОМАТИЗАЦІЯ РЕГУЛЮВАННЯ ВОЛОГОСТІ ПІД ЧАС ОСУШУВАННЯ УТФЕЛЮ. Інформаційні технології та суспільство, (2 (17), 30-38. https://doi.org/10.32689/maup.it.2025.2.5