Идентификация процессов производства мармеладных масс с использованием методов имитационного моделирования Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

кондитерская индустрия

УДК 664.14

Назойкин Е.А., к. т. н., доцент Благовещенский И.Г., к. т. н., доцент Благовещенская М.М., д.т.н., профессор Наумов Р.Р., аспирант

Кафедра «Автоматизированные системы управления биотехнологическими процессами» ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»

идентификация процессов производства мармеладных масс с использованием

методов имитационного моделирования

Метод, позволяющий строить модели, описывающие процессы так, как они проходили бы в действительности называют имитационным моделированием. Данный метод исследования позволяет спроектировать модель изучаемой системы для проведения экспериментов с целью получения информации об этой системе, которая может быть использована для анализа и оценки функционирования объекта [1 - 4]. Для построения модели будет использована схема автоматизации процесса производства мармеладной массы.

Рис. 1 Схема автоматизации процесса производства мармеладной массы

40

www.Rosfood.info

№1 февраль 2019

Пищевая Индустрия

Схемой предусматривается: автоматизация подачи основных рецептурных компонентов в промежуточные сборники; автоматическое дозирование веществ в варочный котел; контроль основных параметров влияющих на ход технологического процесса, а так же их стабилизация; автоматическая защита, предохраняющая действующее оборудование от аварий и блокировка в случае необходимости работы этого оборудования.

Моделирование различных процессов производства можно осуществлять, используя программное обеспечение для имитационного моделирования AnyLogic [5 - 8]. Модель, представленная на рис. 2 составлена из объектов библиотеки моделирования потоков.

Первый объект Fluid Source (создает поток). Позволяет отследить количество используемого сырья за единицу времени. В модели процесса производства мармеладных конфет имеет следующие имена: Pectin, Water, Applesauce, Molasses, Sugar, Fluid1 (эмульсия из кислоты), Fluid2 (фруктовая эссенция), Fluid3 (краситель).

Объект Tank, накапливает вещество до уровня вместимости, опционально задерживает (к примеру, обрабатывает) его определенное время, после чего выпускает. В модели процесса производства мармеладных конфет играет роль рецептурного сборника сырья.

Объект Bulk Conveyor является имитацией конвейера для транспортировки веществ. В модели служит для транспортировки пектина и сахара-песка.

Mix Tank, создает смесь из веществ, поступающих из разных

источников, количеством до пяти штук, опционально задерживает (обрабатывает) полученную смесь в течение определенного времени, после чего выпускает. Пропорции веществ в смеси можно определить, указав объем каждого вещества, либо указав общий объем и доли компонентов. Скорость потока на входе не ограничена, скорость потока на выходе можно опционально ограничить. Новая смесь начнет накапливаться только после того, как предыдущая полностью покинула блок. Изначально резервуар пуст. В модели имеет следующие имена: mixComponents (пекти-норастворитель), Boiler (котел), mixMa rma lade (емкость для смешивания компонентов).

Блок Fluid To Agent преобразует партии жидкости или объемного вещества в агенты (дискретные элементы).

Fluid Dispose, принимает входящий поток и устраняет его (удаляет из системы). Является стандартным завершающим блоком в диаграмме процесса Библиотеки Моделирования Потоков. Принимает поток любой скорости.

myAgent - агент позволяющий регулировать время задержки в объекте Tank с помощью параметров Time, так же позволяет с использованием функции менять параметры скорости конвейеров (speedConveyor) в зависимости от заданных параметров длины конвейера (lengthConveyor).

Агент myAgent содержит переменные длины, времени и скорости, которые ссылаются на параметры агента верхнего уровня main и реализуются с помощью функции.

Рис. 2 Имитационная модель процесса производства мармеладных конфет

Для проигрывания модели была реализована визуализация процесса производства мармеладных конфет в разных форматах с отображением статистики.

Статистика отображает информацию о состоянии объектов mixComponents (пектино-растворитель), Boiler (котел), mixMarmalade (емкость для смешивания компонентов). Так же реализован график Control, который отображает затрачиваемое время на производство мармеладной массы (оранжевый цвет) и время затрачиваемое на формование (красный цвет).

Представленная в данной работе модель, позволяет воспроизвести процесс производства мармелада, а также детально рассмотреть изучаемый процесс и произвести оценку влияния различных факторов на качество функционирования используемой автоматизированной системы.

Литература

1. Благовещенская М.М., Наумов PR. Автоматизация технологического процесса приготовления мармеладной массы. Материалы II Международной научно-практической конференции «Автоматизация и управление технологическими и бизнес-процессами в пищевой промышленности» - М.: Издательский комплекс, 2016г., стр. 62.

2. Благовещенская М.М., Злобин Л.А. Информационные технологии систем управления технологическими процессами - М.: Высшая школа, 2010г. - 768 с .

3. Благовещенская М.М. Основы стабилизации процесса приготовления многокомпонентных масс: Монография. - М.: Франте-ра, 2009.- 281 с.

4. Благовещенская М.М., Макаров В.В. Идентификационный аспект в методологии создания систем управления технологическими объектами с нестационарными параметрами // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. №1 . 2014. - с. 85 - 90.

5. Балыхин М.Г., Борзов А.Б., Благовещенский И.Г. Методологические основы создания экспертных систем контроля и прогнозирования качества пищевой продукции с использованием интеллектуальных технологий /М.г. Балы-хин, А.Б. Борзов, И.Г. Благовещенский // Монография. - М.: Изд-во Франтера. 2017. - 395 с.

6. Благовещенский И.Г., Назойкин Е.А., Татари-нов А.В. Основы создания экспертных систем контроля качества пищевых продуктов с использованием интеллектуальных технологий / И.Г. Благовещенский, Е.А. Назойкин, А.В. Татаринов // Пищевая промышленность. 2017. - №4. - С. 60 - 63.

7. Благовещенский И.Г. Методологические основы создания экспертных систем контроля и прогнозирования качества пищевой продукции с использованием интеллектуальных технологий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора техн. наук. - М., 2018. - 46 с.

8. Благовещенская М.М. Основы стабилизации процесса приготовления многокомпонентных масс: Монография. - М.: Франтера, 2009.- 281 с.

9. Балыхин М.Г., Борзов А.Б., Благовещенский И.Г. Архитектура и основная концепция создания интеллектуальной экспертной системы контроля качества пищевой продукции / М.Г. Балыхин, А.Б. Борзов, И.Г. Благовещенский // Пищевая промышленность. 2017. -№11. - С.60 - 63.