Спосіб автоматичного інтелектуального керування процесом пастеризації молока

Реферат: Спосіб автоматичного інтелектуального керування процесом пастеризації молока включає вимір тиску молока на вході в секцію пастеризації, витрати молока, що надходить на пастеризацію, і температури пастеризації. Додатково вимірюють жирність молока і вхідну інформацію про технологічні параметри перетворюють у нечіткі значення шляхом фазифікації, після чого нечіткими їх значеннями на основі нечітких лінгвістичних моделей здійснюють оптимізацію енерговитрат та забезпечують логічне виведення нечіткого значення гріючої пари, яке після дефазифікації реалізується виконавчим механізмом подачі гріючої пари в пастеризатор. UA 112808 U (12) UA 112808 U UA 112808 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів автоматичного керування процесом пастеризації молока в потоці для підвищення точності підтримання технологічного режиму і зниження енерговитрат. Як найближчий аналог вибраний спосіб автоматичного керування процесом пастеризації молока [Спосіб автоматичного керування процесом пастеризації молока / Одеська національна академія харчових технологій. О.О. Баландін. Патент України № 53636, 11.10.2010, Бюл. № 19, 2010 p.], згідно з яким вимірюють тиск молока на вході в секцію пастеризації, витрату молока, температуру пастеризації, поточні значення яких надходять на регулятор температури пастеризації молока, що діє на виконавчий механізм подачі пари в пастеризатор. Недоліком такого способу є те, що не враховуються зміни теплофізичних властивостей молока, пов'язані із жирністю. Крім того, для даного об'єкта властивий високий ступінь невизначеності в оцінці параметрів молока та факторів пастеризації, що приводить до зниження ефективності керування. В основу корисної моделі поставлена задача зменшення енерговитрат на процес пастеризації і підвищення точності керування. Поставлена задача вирішується наступним чином. Спосіб автоматичного інтелектуального керування процесом пастеризації молока включає вимір тиску молока на вході в секцію пастеризації та витрату молока в секції пастеризації. Згідно з корисною моделлю додатково вимірюють жирність молока і вхідну інформацію про технологічні параметри перетворюють у нечіткі значення шляхом фазифікації, після чого нечіткими їх значеннями на основі нечітких лінгвістичних моделей здійснюють оптимізацію енерговитрат та забезпечують логічне виведення нечіткого значення гріючої пари, яке після дефазифікації реалізується виконавчим механізмом подачі гріючої пари в пастеризатор. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими технічними ознаками та очікуваним технічним результатом полягає в наступному. Інформація про температуру пастеризації молока від датчика температури пастеризації молока, про тиск молока на вході в секцію пастеризації від датчика тиску молока на вході в секцію пастеризації, про витрату молока від датчика витрати молока, про жирність молока від датчика жирності молока надходить на фазифікатор, де чіткі значення параметрів перетворюються в нечіткі їх значення на основі експертновизначених функцій належності ("норма", "низька", "оптимальна"). Інформація про нечіткі значення параметрів від фазифікатора надходить на блок нечіткого логічного виведення та до блока оптимізації енерговитрат на пастеризацію. Оптимізація енерговитрат здійснюється на основі нечітких моделей, що зв'язують технологічні параметри пастеризації із нормативними показниками енерговитрат в залежності від продукції, на виготовлення якої надходить пастеризоване молоко. Блок нечіткого логічного виведення на основі бази знань у вигляді лінгвістичних правил "ЯКЩО…, ТОДІ…" згідно із правилами Мамдані та розв'язків задачі оптимізації у блоці оптимізації енерговитрат на пастеризацію формує нечіткі значення керувальної дії - витрати пари на пастеризацію, які після дефазифікації у вигляді чітких значень положення виконавчого механізму надходять до виконавчого механізму подачі гріючої пари на пастеризатор. Схема автоматичного інтелектуального керування процесом пастеризації молока наведена на кресленні. Спосіб здійснюється наступним чином. Інформація про температуру пастеризації молока від датчика температури пастеризації молока 1, про тиск молока на вході в секцію пастеризації від датчика тиску молока на вході в секцію пастеризації 2, про витрату молока від датчика витрати молока 3, про жирність молока від датчика жирності молока 4 надходить на фазифікатор 5, де чіткі значення параметрів перетворюються в нечіткі їх значенняна основі експертно-визначених функцій належності ("норма", "низька", "оптимальна"). Інформація про нечіткі значення параметрів від фазифікатора 5 надходить на блок нечіткого логічного виведення 8 та до блока оптимізації енерговитрат на пастеризацію 6. Блок нечіткого логічного виведення 8 на основі бази знань у вигляді лінгвістичних правил "ЯКЩО…, ТОДІ…" згідно із правилами Мамдані та розв'язків задачі оптимізації у блоці оптимізації енерговитрат на пастеризацію 6 формує нечіткі значення керувальної дії витрати пари на пастеризацію, які після дефазифікатора 9 у вигляді чітких значень витрати пари надходять до виконавчого механізму подачі гріючої пари 10. Технічний результат запропонованого способу полягає у зменшенні енерговитрат на пастеризацію молочної продукції та підвищення точності керування в умовах нестаціонарності об'єкта. 1 UA 112808 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб автоматичного інтелектуального керування процесом пастеризації молока, що включає вимір тиску молока на вході в секцію пастеризації, витрати молока, що надходить на пастеризацію, і температури пастеризації, який відрізняється тим, що додатково вимірюють жирність молока і вхідну інформацію про технологічні параметри перетворюють у нечіткі значення шляхом фазифікації, після чого нечіткими їх значеннями на основі нечітких лінгвістичних моделей здійснюють оптимізацію енерговитрат та забезпечують логічне виведення нечіткого значення гріючої пари, яке після дефазифікації реалізується виконавчим механізмом подачі гріючої пари в пастеризатор. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2