Спосіб автоматичного управління процесом пастеризації томатного соку

Реферат: UA 83881 U UA 83881 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки пастеризації фруктових та овочевих соків. Запропонований спосіб знайде використання в овочепереробній та консервній промисловості при переробці томатів на сік. Відомі різноманітні способи автоматичного керування процесом пастеризації томатного соку, які відрізняються технологічними схемами, кількістю регульованих параметрів та методами управління. Відомий спосіб автоматичного контролю процесу пастеризації томатного соку, який складається з датчика температури, аналого-цифрового перетворювача та блока порівняння, до одного із входів якого підключений датчик установленої величини критерію пастеризації, вихід блока порівняння через формувач сигналу зв'язаний з сигналізатором, що відображає закінчення процесу, тактовий генератор, що з'єднаний з аналоговим цифровим перетворювачем коду, відрізняється тим, що, з метою підвищення точності, він оснащений задатчиками коефіцієнтів сторичного фактору та енергії активації [Патент ФРГ №2456663, И.Д. Вдовин, А.А. Шульгин. Устройство для контроля процесса пастеризации МПК G01F15/46, Опубл. 1977 г.] Однак такий спосіб не забезпечує регулювання параметрів процесу. Також до запропонованого є спосіб автоматизації управління процесом пастеризації томатного соку з багатоступінчатим підігрівом, що складається з вимірювання і регулювання температури пастеризації томатного соку в обох нагрівачах, та вимірювання і регулювання температури охолоджування томатного соку в охолоджувачі [П.Н. Платонов; А.И. Павлов; Л.М. Сычук Автоматика и автоматизація консервного производства. - К.:Вища пік., 1981. - 193с]. Однак такий спосіб управління не можливо застосовувати для пастеризації томатного соку з однією секцією пастеризації. Недоліками даного способу є некомпенсованість фізично існуючих взаємних збурень при функціонуванні контурів автоматичного регулювання із впливом зовнішніх збурень, що постійно діють на об'єкт управління в реальних умовах експлуатації, відсутність гарантуючого управління, яке підтримує температуру томатного соку на вході у витримувач і температуру томатного соку на виході з пастеризатора. Результатом цього є низька динамічна точність системи управління, що призводить до зниження якості і збільшення собівартості готового продукту. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб "Спосіб автоматичного управління процесом пастеризації томатного соку" [Патент № 53054 Ю.М. Скаковський; М.М. Соколовський]. Однак в способі має місце високе запізнення в каналі регулювання. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення якості виробленого томатного соку шляхом компенсації запізнення в каналі регулювання. Поставлена задача вирішена в запропонованому способі автоматичного управління, що передбачає: - вимірювання і регулювання температури пастеризації томатного соку в секції пастеризації шляхом зміни положення регулюючого органу подачі пари; - вимірювання і регулювання температури охолоджування шляхом зміни положення регулюючого органу подачі крижаної води. Згідно з корисною моделлю компенсація запізнення в каналі регулювання з допомогою упереджував Сміта. - компенсацію впливу температури пастеризації в секції пастеризації на температуру соку в секції охолоджування шляхом корекції заданого значення температури в пастеризаторі за рахунок введення корегуючого зв'язку; - компенсацію впливу зміни температури пари на температуру пастеризації шляхом зміни положення регулюючого органу подачі пари за рахунок введення корегуючого зв'язку. На кресленні приведена блок-схема запропонованого способу автоматичного управління, який реалізується наступним чином: Поточну температуру томатного соку на вході у витримувач вимірюють за допомогою датчика температури 1. Вихідний сигнал датчика 1 віднімають в суматорі 2 від заданого допустимого значення Тс1 сигналу блока розрахунку 3, гарантуючого задане значення цієї температури. Отриманий сигнал розбалансу e1 направляють в блок розрахунку статичних оцінок 4, який виробляє сигнал температури томатного соку на вході у витримувач Тс1 та сигнал оцінки середньоквадратичного відхилення її похідної Тс1, та суматор 5. Сигнал Тс1 направляють в блок 3. Сигнал розбалансу е2 направляють в регулятор 6. На виході регулятора 6 формується управляюча дія уі, яка в суматорі 7 підсумовується з неконтрольованими збуреннями, діючими на зміну. Далі сигнал надходить на об'єкт: 8 - об'єкт по каналу впливу положення регулюючого органу подачі пари на температуру пастеризації в секції пастеризації і 9 - об'єкт по каналу впливу положення регулюючого органу подачі пари на температуру охолоджування в секції охолоджування. Сигнал з виходу об'єкту 8 надходить на вхід датчика 1, 1 UA 83881 U 5 10 15 20 25 де віднімається від діючих на зміну контрольованих збурень, а сигнал з виходу об'єкту 9 надходить на вхід суматора 10. У блоках 19, 20 здійснюється розрахунок скоректованих керуючих дій, які підвищують якість управління. У блоці 18 здійснюється передача сигналу поточної температури томатного соку на вході у витримувач у суматор. Поточну температуру томатного соку на виході з пастеризатора вимірюють за допомогою датчика температури 10. Вхідний сигнал датчика 10 віднімають в суматорі 11 від заданого допустимого значення Тс2 сигналу блока розрахунку 12, гарантуючого задане значення цієї температури. Отриманий сигнал розбалансу е3 направляють в блок розрахунку статичних оцінок 13, який виробляє сигнал оцінки середньоквадратичного відхилення температури томатного соку на виході з пастеризатора Тс2 та сигнал оцінки середньоквадратичного відхилення її похідної Тс2 направляють в блок 12, отримуючи сигнал Тс2. Сигнал розбалансу е3 направляють в суматор 14. Отриманий сигнал розбалансу е4 направляють в регулятор 15. На виході регулятора 15 формується управляюча дія у2, яка в суматорі 16 підсумовується з неконтрольованими збуреннями, діючими на змінну. Далі сигнал надходить на об'єкт 17 - об'єкт по каналу впливу положення регулюючого органу подачі крижаної води на температуру охолоджування в секції охолоджування. Сигнал з виходу об'єкту 17 надходить на вхід від датчика 10. Результати комп'ютерного моделювання підтвердили те, що розроблений спосіб автоматичного управління в умовах реально діючих внутрішніх та зовнішніх збурень за рахунок забезпечення інваріантності до контрольованих збурень забезпечує високу динамічну точність стабілізації параметрів технологічного процесу і таким чином підвищує якість томатного соку при мінімальній собівартості виробництва. В результаті використання даного способу підвищується динамічна точність управління, значно зменшується відхилення регульованих параметрів, що дозволяє зберегти в томатному соку високі вітамінні та смакові властивості. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 Спосіб автоматичного управління процесом пастеризації томатного соку, що включає в себе вимірювання і регулювання температури пастеризації томатного соку в секції пастеризації шляхом зміни положення регулюючого органа подачі пари, вимірювання і регулювання температури охолоджування томатного соку в секції охолоджування шляхом зміни положення регулюючого органа подачі крижаної води, компенсацію впливу температури пастеризації на температуру соку в секції охолоджування, компенсацію впливу зміни температури пари на температуру пастеризації, який відрізняється тим, що компенсують запізнення в каналі управління з допомогою упереджувача Сміта, компенсацію впливу температури пастеризації в секції пастеризації на температуру соку в секції охолоджування шляхом корекції заданого значення температури в пастеризаторі за рахунок введення корегуючого зв'язку; компенсацію впливу зміни температури пари на температуру пастеризації шляхом зміни положення регулюючого органу подачі пари за рахунок введення корегуючого зв'язку. 2 UA 83881 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3