Концепция разработки микропроцессорной систему для автоматизации участка пастеризации слабоалкогольного газированного вина Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

требления топлива и энергоносителей на предприятии / И.В. Долотовский, Е.А. Ларин, Н.В. Долотовская. 27.10.2012.

6. Эксергетические расчеты технических систем: справ. пособие / В.М. Бро-дянский, Г.П. Верхивкер, Я.Я. Карчев и др.: под ред. А.А. Долинского, В.М. Бродянского. -Киев: Наук. думка, 1991. - 360 с.

7. Коэффициент использования теплоты топлива / Н.Л. Астахов // Энергетик. - 2004. - №3. - С. 29-30.

8. РД 34.08.552-95 Методические указания по составлению отчета электро-станции и акционерного общества энергетики и электрификации о тепловой экономичности оборудования. - М.: СПО ОРГРЭС, 1995.

9. Программный модуль расчета состояний систем оборотного водоснабжения / И.В. Долотовский // Materialy VII Miçdzynaro-dowej naukowi-praktycznej konferencji «Perspektywiczne opracowania s^ nauk^ i technikami - 2011». -Volume 53. Nowoczesne informacyjne technologie. - Przemysl: Nauka i studia. -str. 32-36.

10. Холодогенерирующие установки в системах энергообеспечения предприятий газопереработки / И.В. Долотовский, Е.А. Ларин, Н.В. Долотовская // Евразийский союз ученых (ЕСУ). - 2015. - №4 (13). - С. 152-156.

11. Вторичные энергетические ресурсы промышленности СССР / С.П. Сушон, А.Г. Завалко, М.И. Минц. - М.: Энергия, 1978. - 320 с.

12. Основные методические положения по планированию использования вто-ричных энергетических ресурсов. -М.: Энергоатомиздат, 1987. - 59 с.

13. Система «Энергоресурс»: программа для ЭВМ № 2010615353 / Е.А. Ларин, И.В. Долотовский, Н.В. Долотовская. 20.08.2010.

Исследование выполнено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Фонда поддержки научно-проектной деятельности студентов, аспирантов и молодых ученых «Национальное интеллектуальное развитие» в рамках научного проекта № 16-31-00001 «мол_эв_а»

КОНЦЕПЦИЯ РАЗРАБОТКИ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМУ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ УЧАСТКА ПАСТЕРИЗАЦИИ СЛАБОАЛКОГОЛЬНОГО ГАЗИРОВАННОГО ВИНА

Калустьянц Сурен Артурович

Магистрант -2го года обучения ,ст гр. ПЭм14-,СКГМИ(ГТУ),г.Владикавказ

Хмара Валерий Васильевич.

Док. тех. наук, проф.кафедры промышленной электроники,СК ГМИ(ГТУ)

Тебиева Светлана Анатольевна

Канд. тех.наук, доцент кафедры промышленной электроники, СКГМИ(ГТУ)

АННОТАЦИЯ

В данной статье исследуется,что развитие средств телекоммуникаций позволяет объединить все технические средства в единые системы управления. Объектом научно-технического исследования является АСУ ТП производства слабоалкогольных газированных вин. Основной целью создания системы автоматизации является повышение технических показателей работы микропроцессорной установки.

ABSTRACT

This article is dealt with the development of telecommunication means which allows to unite all technical means in a single control system. The object of the scientific and technical research is the automatic control system of low-alcoholic wines productions. The primary purpose of the creation of the system of automation is the increase of technical indexes of work of the microprocessor setting

Ключевые слова: автоматизация, технологическое оборудование, теплообмен, вкусовые качества, энергоресурс. алгоритм

Keywords: automation, technological equipment, heat exchange, taste qualities, energy resourses, algorithm

В настоящее время даже в условиях жесткого ограничения в финансовых средствах возможно создание недорогих, простых во внедрении и обслуживании автоматических систем регулирования технологических процессов. Формирование современных систем автоматизации базируется на применении микропроцессорной техники. Развитие средств телекоммуникаций позволяет объединить все технические средства в единые системы управления. Наиболее эффективной считается система управления, основанная на единовременном использовании :и средств автоматизации.

Объектом научно-технического исследования является АСУ ТП производства слабоалкогольных газированных вин.

Основной целью создания системы автоматизации является повышение технических показателей работы всей установки:

- повышение и стабилизация качества целевых продуктов;

- обеспечение широких возможностей по модернизации и развитию системы управления;

- повышение уровня безопасности функционирования технологического оборудования;

- экономия сырья, топлива и энергоресурсов.

Кроме того, система должна отвечать всем заданным в техническом задании параметрам, обеспечивая достаточное быстродействие, а самое главное - точность регулирования.

Основным из важных этапов производства вина является этап пастеризации вина, в большей степени определяющий органолептические и вкусовые качества выпускаемой продукции. Задачей управления процессом теплообмена является поддержание температуры вина за счет изменения

подачи пара в рубашке теплообменника, с коррекцией по температуре вина на выходе.

Основными возмущающими воздействиями являются расход вина на входе в теплообменник и температура пара в паровой магистрали.

Регулирующим воздействием является расход Fк пара. Регулируемой величиной является температура вина на выходе из теплообменника.

В результате проведения научно-исследовательской работы и проектирования системы управления были получены следующие результаты.

При решении задачи идентификации динамического объекта мы определили неизвестные параметры модели по отклику объекта управления на известное входное воздействие.

d3 у d2 у dy а3—^ + а2—^ + а,— + у = 3 dt 2 dt2 1 dt

„ d2 x 1 dx 1 = b2—- + b — + b0 2 dt2 1 dt 0

W (p) =

b2 P + b P + b0

a3 p3 + a2 p2 + a1 p +1

h(t) =

y(t)

У((Х>)

2. вычислить площадь F1:

Tm

F1 = J (1 - h(t))dt

0 = -L = k^ = k-A0

Fi Fi

4. последовательно вычислить площади:

—max

F2i = Fi2 J (1 -h(—))(1 -в)d—

0

втах r\2

F31 = F12 J (1 - h(e))(1 - 2в + —)de

о 2 ,

втах F F в2 в3

F41 = F J (1 -h—)(F--^в + —--—)de

(7)

(8)

0

—max

,(9)

ц51 = ц2 [ (1 -к(в))(Ц-Ще-Ц1

51 1 0 Ц4 Ц3 Ц12 2! 3! 4!

(10)

Неизвестные коэффициенты а; и Ь мы определяем из системы уравнений:

а = Ц + ^ а2 = Ц21 + Ь2 + аз = Ц31 + Ь2 + Ь1Ц21; 0 = Ц41 + Ь2 Ц21 + №.

0 = Ц51 + Ь2 Ц31 + Ь1Ц41 - . (11)

Откуда для объекта управления внутреннего контура

а. = 3,379 а2 = 4,028 А = 0 по каналу управления: 1 ; 2 ; 1 ;

А = 0,963

4 .Так как значение коэффициента Ь1 =0, то рас-

четы упрощаются.

Адекватность математической модели определяем реакцией модели на входной сигнал. Вид входного сигнала модели должен быть аналогичным входному сигналу объекта при изменении ординат кривой разгона.

Точность модели определяется величиной:

F,,

(1)

В объект описывается линейным дифференциальным уравнением не выше третьего порядка вида: или передаточной функцией:

1 "2 У 1 1 " . (2)

Исходными данными для определения неизвестных параметров модели являются ординаты кривой разгона и интервалы между отсчетами.

Метод площадей позволяет оценить коэффициенты передаточной функции по следующему алгоритму:

1. приведение кривой разгона к безразмерному виду, поделив каждую ординату на установившееся значение у(да):

(3)

Aq = 1 -

0 . (4)

Интеграл здесь и ниже вычисляется по рекуррентной формуле метода трапеций:

\ = 1к-1 + 0,5 А* + ^^ (5)

где 1к - значение интеграла в момент времени кД^ ^ - значение подынтегральной функции в момент кД^ 3. вычислить нормированное время 9:

Ё(y - у) 2

Ё у

' г=1 , (12) где у;о - ординаты кривой разгона объекта;

у. - рассчитанные ординаты кривой разгона моде-

ли.

Точность считается удовлетворительной при Aq > 0,95. Для объекта управления внешнего контура по каналу управления:

а3 = 0. а2 = 3,712. а1 = 5,052. Ь1 = 0. Ад = 0,952

i=1

2

-30

-25-

-20

-15

-+0

-2

13

У(х) ООО

10

х, у^

Рисунок 1 - График кривой разгона по каналу управления.

Время запаздывания определим аналитически. Запаздывание по каналу регулирования:

- для внутреннего контура равно 0,7 (минут);

- для внешнего контура равно 1,5 (минут). Передаточная функция внутреннего контура по каналу

управления имеет вид:

5) =

1-е~

4,028 - 52 + 3,379 - 5 +1

Передаточная функция внешнего контура по каналу управления имеет вид:

^02(5) =

1-е~

5,052 - 52 + 3,712 - 5 +1

(14)

Графики кривых разгона приведены на рисунках 1, 2.

(13)

в

3

8

0

2

4

6

8

-30

-20

-45-

-40

-2

13

0

3

8

У(х) уу1;

ООО

0

0

2

4 6

х, Ч

Рисунок 2 - График кривой разгона по каналу возмущения

10

Исходя из полученных аналитическим путем параметров, выбираем каскадно-связанную автоматическую систему регулирования, так как она отвечает требованиям, предъявляемым к качеству регулирования, так как объект регулирования является непрерывным и необходимо добиться качественного регулирования как по расходу пара, так и по температуре вина на выходе из теплообменника.

На базе полученных результатов исследования мы спроектировали микропроцессорную систему управления процессом пастеризации, определили количество входных информационных сигналов и соответственно необходимое количество сигналов на исполнительные механизмы. Предлагаемая структурная схема микропроцессорной системы управления представлена на рисунке 3.

Технические характеристики системы регулирования

Параметры исследуемой системы: тип системы - цифровая. рабочий диапазон температур, 0С +36... +41.

Показатели качества регулирования: • Регулирующим воздействием является расход Fк пара.

Регулируемой величиной является температура вина на выходе из теплообменника.

Основными возмущающими воздействиями являются расход вина на входе в теплообменник и температура пара в паровой магистрали.

Максимальная ошибка регулирования, %1; Время регулирования, с не более 2. Перерегулирование, %<30; Колебательность<3.

8

л

!3 а

(0 ^

о

И а

о та

^ е

с а

та

& о

К

13

л

с

^

л к

(и «

о

Датчики давления

Л

« и а ¡¡Т

и ат

ч а

т е

а в

Д а

е

т

Рисунок 3 - Структурная схема микропроцессорной системы автоматизации и управления пастеризацией вина

Список литературы 3. Р.Ц. Зайчик. Оборудование предприятий химической

1. Казаков А. В., Кулаков М. В., Мелюшев Ю. К. Основы промышленности. М.: Энергия, 1983. 324 с. автоматики и автоматизации химических производств. М.: 4. Морозов Э. В. Справочник электрика. 2-е изд., переМашиностроение, 2007. 376 с. раб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989 - 272 с: ил.

2. Клюев А. С., Глазов Б. В., Дубровский А. Х. Проекти- 5. Мелюшев Ю. К. Основы автоматизации химических рование систем автоматизации технологических процессов. производств и техника вычислений: учебник для техникуМ.: Энергия, 2001. 512 с. мов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1982, 360 с.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЯРКОГО СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОРГАНЫ ЗРЕНИЯ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ ОТ НЕГО

Кирикова Ольга Викторовна,

старший преподаватель МГТУ им. Н.Э. Баумана

Щербакова Ирина Сергеевна,

старший преподаватель МГТУ им. Н.Э. Баумана

Богачев Юрий Викторович,

доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана

Богачева Татьяна Михайловна доцент МГТУ им. Н.Э.Баумана THE IMPACT OF BRIGHT LIGHT ON THE EYES AND THE ANALYSIS OF

METHODS OF DEFENSE AGAINST IT

Kirikova O. V.,

senior lecturer of 'MSTU named. N. Uh. Bauman,

Shcherbakova Irina Sergeevna,

the senior lecturer of MSTU named after. N. Uh. Bauman

Bogachev Yurii Victorovich,

the associate Professor of the Bauman MSTU. N. Uh. Bauman

Bogacheva Tatyana Мikhaelovna,

the associate Professor of the Bauman MSTU. N. Uh.Bauman

АННОТАЦИЯ

В статье представлен обзор технических средств защиты органов зрения от мощных искусственных и природных источников светового излучения повышенной интенсивности. Приведен сравнительный анализ представленных средств защиты по оптическим, временным и технологическим их характеристикам. Отмечены перспективные тенденции изучения и совершенствования средств защиты.

ABSTRACT

The article presents an overview of the technical means of protection of organs of sight from a powerful natural and artificial sources of light radiation of high intensity. The comparative analysis of the presented remedies for the optical, temporal, and technological specifications. Projected development and advancement of protection devices are expressed.

Ключевые слова: лазерное излучение, световое излучение ядерного взрыва, световое излучение при сварке, защитные устройства, светофильтры, оптические затворы, оптические светофильтры, промежуточный слой.

Keywords: laser radiation, light radiation of nuclear explosion light radiation when welding, protective devices, optical filters, optical shutters, optical filters, an intermediate layer.

Широкое применение мощных искусственных и природных источников света в промышленности и военной технике привело к необходимости защиты органов зрения от поражающего действия яркого светового излучения (СИ).

Повышенные яркости на рабочих местах при ведении сварочных работ, при работе с квантовыми генераторами, мощными искусственными и природными источниками света, в том числе и в военной технике, привело к необходимости проведения научно исследовательских работ в этой области. Были разработаны правила ведения работ с яркими источниками светового излучения и требования к средствам индивидуальной защиты [1,2,]. Учитывая внедрение в

профессиональную деятельность большинства работников промышленности ПЭВМ, были разработаны гигиенические нормативы ограничения яркости экранов мониторов [3]. Сравнение энергетических и спектральных характеристик светового излучения ядерного взрыва (СИЯВ) и других высокоинтенсивных источников (оптических квантовых генераторов, излучения сварочной дуги, мощных осветительных прожекторов) позволило считать, что некоторые способы защиты органов зрения от СИЯВ могут быть использованы и от других источников СИ.

Физиологические последствия от воздействия светового излучения на органы зрения: