Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обоснование необходимости разработки принципов управления и контроля параметров процесса электроактивированного обеззараживания семян
1.1. Потери зерновых ресурсов, в результате пагубного влияния патогенной микрофлоры и насекомых-вредителей 11
1.2. Методы и средства борьбы с вредителями семян и зерна, их возможности и недостатки 18
1.3. Электроактивирование, как перспективный метод борьбы с вредителями семян и зерна 24
1.4. Обоснование необходимости контроля и стабилизации концентрации озона в управлении процессом обеззараживания семян ЭАВ ..27
1.5. Концепция решения проблемы по разработке, созданию и исследованию системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян 35
1.6. Структурно-логическая схема управления процессом электроактивированного обеззараживания семян 42
Выводы по главе 44
Глава 2. Теоретические положения управления процессом электроактивированного обеззараживания семян
2.1. Определение передаточной функции озонатора как объекта управления... 45
2.2 Разработка алгоритма управления процессом электроактивированного обеззараживания семян 50
2.3 Общие вопросы проектирования, разработка структурной схемы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян .52
2.4 Научное обоснование и выбор системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян 59
2.4.1 Анализ основных типов современных микроконтроллеров 59
2.4.2 Разработка блок-схемы микроконтроллера 68
2.4.3 Теоретические основы построения временных диаграмм управляющих сигналов микроконтроллера 71
2.5 Разработка генератора электроактивированного воздуха 78
2.5.1 Научное обоснование, требование и обзор существующих типов генераторов ЭАВ „ 78
2.5.2 Составление принципиальной электрической схемы генератора электроактивированного воздуха 84
2.6 Научное обоснование, требования и обзор существующих типов контрольно-измерительных приборов (КИП), системы управления электроактивированного обеззараживания семян 87
2.7 Вспомогательные устройства, используемые в системе управления процессом электроактивированного обеззараживания семян 104
Выводы по главе 106
Глава 3. Экспериментальные исследования системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян
3.1. Устройство и работа системы управления электроактивированного обеззараживания семян 107
3.2 Задание пороговых значений параметров системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян 109
3.3. Программное средство - КОНФИГУРАТОР: заполнение и запись параметров системы 1II
3.4 Калибровка датчиков системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян 112
3.5. Экспериментальные исследование системы электроактивированного обеззараживания семян 117
3.5.1 Снятие характеристик по длительности управляющих импульсов в зависимости от концентрации озона в ЭАВ 117
Выводы по главе 124
Глава 4. Технико-экономическая оценка эффективности применения системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян .
4.1 Задачи экономического расчёта 125
4.2 Расчёт капитальных вложений на единицу производимой продукции 126
4.3 Расчёт затрат на эксплуатацию средств электрификации и автоматизации технологических процессов 127
4.4 Определение вероятного материального ущерба от аварийных отказов технических средств 132
4.5 Оценка эффективности применения системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян по некоторым
экономическим показателям 135
Выводы по главе 137
Общие выводы 138
Литература 140
Приложения 150
- Методы и средства борьбы с вредителями семян и зерна, их возможности и недостатки
- Разработка алгоритма управления процессом электроактивированного обеззараживания семян
- Задание пороговых значений параметров системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян
- Расчёт капитальных вложений на единицу производимой продукции
Введение к работе
Важнейшая задача развития современного агропромышленного комплекса России состоит в увеличении количества и качества продукции растениеводства.
Центральным звеном в решении вопроса обеспечения государства высококачественной продукцией растениеводства является эффективная работа семеноводства и зерновой отрасли в целом /44/. Эффективность производства семян и зерна неразрывно связана с их своевременной и качественной послеуборочной обработкой.
В комплексе мер по послеуборочной обработке семян и зерна особое значение имеет их обеззараживание от насекомых-вредителей, патогенной микрофлоры и грибов перед последующей закладкой продукции на длительное хранение.
Однако в настоящее время становится очевидным, что традиционные технологии обеззараживания семян и зерна дезинфицирующими и дезинсектирующими химическими препаратами стали очень дорогостоящими и низкоэкологичными мероприятиями. Анализируя общее положение, сложившееся на агропромышленных предприятиях России, занимающихся выращиванием семян и зерна нельзя не заметить, что многие сельхозпроизводители осуществляют обеззараживание зернопродукции не в полном объеме, с нарушением технологии обработки, а иногда для предотвращения развития вредителей ограничиваются лишь охлаждением зерна и семян активным вентилированием. Это может приводить к снижению качества продукции и ее потерям /36/.
Вместе с тем, в последнее время появилось достаточное количество публикаций, монографий и диссертационных работ /1, 2, 3, 4, 5/, в которых многочисленными исследованиями установлено, что эффективное обеззараживание семян и зерна в процессе их послеуборочной обработки можно осуществлять с использованием электроактивированного воздуха (ЭАВ). ЭАВ, получаемый с помощью высоковольтного электрического
5 разряда из кислорода воздуха содержит значительное количество отрицательных и положительных ионов (УҐ, О", ОН"), а также озон. Электроактивированный воздух, обладая значительным окислительным потенциалом, представляет собой, по мнению ученых, дешевый, легкодоступный, высоко экологичный и вместе с тем эффективный агент обеззараживания, который может успешно применяться в процессах послеуборочной обработки семян и зерна. В этом случае, закладываемая на хранение зернопродукция обрабатывается ЭАВ путем продувки ее в специальных камерах, где семена и зерно, перемещаясь, входят в активный контакт с этим агентом обеззараживания.
Однако при обеззараживании семян и зерна электроактивированным воздухом возникает необходимость в непрерывном качественном контроле различных параметров, влияющих на процесс дезинсекции и дезинфекции. Такими параметрами являются, например, температура агента обеззараживания и его относительная влажность, а также температура и относительная влажность материала семян и зерна. Вместе с тем, важнейшим параметром, определяющим эффективность, качество и безопасность дезинсекции и дезинфекции семян выступает концентрация озона, содержащегося в ЭАВ.
Достичь стабилизации концентрации озона в процессе обеззараживания семян электроактивированным воздухом в современных условиях возможно только путем использования технических средств автоматики (ТСА).
Основы автоматизации послеуборочной обработки семян и зерна в нашей стране были заложены И. А. Будзко, И.Ф. Бородиным, В.И. Тарушкиным и другими учеными. Отталкиваясь от их знаний и опыта, автор диссертационной работы на основе системного методологического подхода, положений теории автоматического управления (ТАУ), знаний электротехники, физической химии и биологии разработал, реализовал на практике и исследовал систему управления процессом электроактивированного обеззараживания семян.
Исследования автора проводилось в лаборатории отдела автоматизации технологических процессов (АТП) Федерального государственного унитарного предприятия Научно-исследовательский институт сельскохозяйственных приборов (НИИ «Агроприбор»). Тематика работы входит в перечень приоритетных критических проблем сельского хозяйства, определенных в апреле 2002 г Президентом России и проводилась в рамках выполнения государственных контрактов с Минсельхозом России.
Цель исследования. Целью работы является разработка, создание и исследование системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян, позволяющей добиться повышения их качества и сохранности, при одновременном обеспечении безопасности работы обслуживающего персонала с озоном, снижении энергетических затрат и повышении общей экологичности дезинфекции и дезинсекции зернопродукции.
Объект исследования - система управления и контроля процесса обеззараживания подвижного слоя семян электроактивированным воздухом на примере созданной лабораторной автоматизированной установки.
Предмет исследования - управляемые и контролируемые процессы обеззараживания семян электроактивированным воздухом.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
1. Разработан принцип, позволяющий в АПК России сконструировать, построить и исследовать систему управления оптимальными режимами электроактивированного обеззараживания семян;
2. Теоретически и экспериментально исследован процесс электроактивированного обеззараживания семян и установлена связь основных технологических параметров, характеризующих оптимальные
7 режимы процесса обеззараживания, определяющие качество и сохранность семян, исследована динамика, стабилизация и контроль основных режимов обработки.
Разработана конструктивная система технических мер по обеспечению безопасности работы обслуживающего персонала с озоном.
Сделано технико-экономическое обоснование и экологическая оценка реализации системы управления электроактивированного обеззараживания семян.
Определены возможности организации управления промышленными образцами установок электроактивированного обеззараживания семян.
Методология исследования. С позиций общей закономерности биологических процессов, протекающих в семенах, инновационного развития агротехники и экономики, разработан принцип управления процессом электроактивированного обеззараживания семян, использующий фундаментальные знания теории автоматического управления, электротехники, физической химии и биологии, медицины и охраны труда, направленные на повышение качества, сохранности и конкурентоспособности семенного материала, повышение экологичности его обеззараживания, снижение энергозатрат при минимальных отрицательных воздействиях на человека и биосферу в целом.
Разработанная диссертантом система управления процессом электроактивированного обеззараживания семян различных сельскохозяйственных культур использует современные газоанализаторы озона, датчики температуры, влажности и расхода воздуха, устройства управления, различные технические средства автоматики, а также компьютерную технику. Используемый для управления обеззараживанием семян микроконтроллер через интерфейс RS-232 имеет связь с персональным компьютером, позволяющим задавать оптимальные режимы процесса обеззараживания, а также регистрировать и отображать
8 в табличном виде контролируемые параметры и графически представлять динамику автоматической стабилизации концентрации озона в ЭАВ. Новизна исследований состоит в следующем:
Разработан принцип, позволяющий сконструировать, построить и исследовать систему управления оптимальными режимами электроактивированного обеззараживания семян,
Теоретически и экспериментально исследован процесс электроактивированного обеззараживания семян и установлена связь основных технологических параметров, характеризующих оптимальные режимы процесса обеззараживания, определяющие качество и сохранность семян.
Исследована динамика, стабилизация и контроль основных режимов обработки; разработана конструктивная система технических мер по обеспечению безопасности работы обслуживающего персонала с озоном.
Сделано технико-экономическое обоснование и экологическая оценка реализации системы управления электроактивированного обеззараживания семян, показаны пути, по которым на основании разработанного автором механизма электроактивированного обеззараживания семян возможна автоматизация промышленных образцов данного оборудования.
Достоверность теоретических положений подтверждена экспериментальной проверкой в лабораторных условиях НИИ «Агроприбор», а также исследованиями, проведенными в МГАУ им. В.П. Горячкина.
Практическая ценность исследований заключается: 1. В разработке конструктивного принципа построения системы управления и контроля процесса электроактивированного обеззараживания семян.
В создании лабораторной установки, реализующей обоснованный и разработанный алгоритм управления процессом электроактивированного обеззараживания семян.
В использовании современных средств автоматики, микроэлектроники и компьютерной техники, позволяющих при относительно небольших капиталовложениях обеспечить качество, экологичность, безопасность и производительность труда обслуживающего персонала при электроактивированном обеззараживании семян.
4. В определении общих принципов и подходов к дальнейшей работе по управлению промышленными образцами установок электроактивированного обеззараживания семян.
На защиту выносится:
1. Исследование системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян.
2. Теоретические и экспериментальные положения, раскрывающие принцип управления процессом электроактивированного обеззараживания семян.
Управляемая система защиты обслуживающего персонала от утечек озона в случае возникновения аварийных ситуаций.
Подход к автоматизации новых конкурентоспособных промышленных образцов установок электроактивированного обеззараживания семян.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований обсуждены и одобрены на Международном научно-техническом семинаре «Проблемы разработки автоматизированных технологий и систем автоматического управления сельскохозяйственного производства» (г. Углич, 2002 г.), а также на XI Международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК России - проблемы развития машинных технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции» (г.
10 Москва, 9-10 октября 2002 г,) и на расширенных заседаниях Ученого Совета НИИ «Агроприбор», а также подана заявка на изобретение № 2003124151/20 от 05.08.2003 г. «Устройство для обеззараживания зерна».
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 5 опубликованных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание диссертации изложено на 150 страницах машинописного текста, включает 44 рисунка, 5 таблиц, 7 приложений и список литературы из 124 названий, в том числе 10 на иностранных языках.
Методы и средства борьбы с вредителями семян и зерна, их возможности и недостатки
Сейчас широко известен целый набор методов, позволяющих защитить семена от вредителей и болезней (Рис. 1.2). Известны термические способы дезинфекции и дезинсекции семян, химические методы обеззараживания семян, а также электрофизические методы, способствующие эффективной защите от патогенной микрофлоры и вредителей /37/.
Термические способы обеззараживания зерна и семян известны с самых давних времен. Многочисленными исследованиями отмечено /38, 46, 50/, что использование высоких температур позволяет эффективно бороться с зараженностью зерна и семян патогенной микрофлорой и вредителями.
Существующим требованиям термообработки в наибольшей степени отвечает установка для сушки в псевдосжиженном слое, поскольку процесс дезинсекции зерна на этой установке предполагает высокую скорость передачи тепла и постоянный тщательный контроль за температурным режимом.
За рубежом нашли применение автоматизированные установки термического обеззараживания зерна, в которых температура воздуха на входе, скорость воздушного и зернового потоков, высота зернового слоя во время обработки могут быть изменены, что дает возможность регулировать дозу поступающего тепла с помощью модулирующего регулятора.
Исследованиями установлено, что для полной дезинсекции зерна необходимо, чтобы оно находилось в течение 4 минут при температуре 80 С в установке с непрерывной рециркуляцией воздуха. Если сравнивать полученный результат со стоимостью дезинсекции зерна путем фумигации его бромистым метилом, то окажется, что такая обработка обычно не превышает стоимость химической.
Однако тепловая обработка не приемлема для семенного зерна, в котором нагрев выше 40-45С приводит к существенной потере посевных качеств.
Давно замечено, что размножение зерновых вредителей сокращается при понижении температуры зерна до 15С путем активного вентилирования УЗ9/. Низкие температуры, испытанные на насекомых могут повлиять на выживаемость амбарных и рисовых долгоносиков. Вместе с тем низкие температуры действуют ослабляюще только на незрелые стадии данных насекомых и не способны избавлять зерно от взрослых вредителей. Однако охлаждение как вид температурной обработки для семенного зерна более приемлем. Процесс обеззараживания зерна и семян при пониженных температурах сводится к дистанционному пуску и управлению электроприводами бункера активного вентилирования, их автоматической защите, а также дистанционному контролю температуры зерновой массы в различных точках бункера.
Кроме протравливателя ПС-10А в сельскохозяйственном производстве находят применение и другие машины. Это протравливатели марок ПСШ-5, ПС-10, ПС-30 и их модификации. Следует отметить, что их устройство и принцип действия практически аналогичны устройству и работе протравливателя ПС-10А.
Анализируя технические средства автоматики, которые используются в современных протравливателях семян можно сказать, что они обеспечивают контроль и управление электроприводами насоса-дозатора суспензии ядохимиката, диска, регулирующего подачу семян, устройства передвижения самой машины, а также контроль уровня семян в бункере и протравителя в баке. Процесс протравливания в различных типах подобных машин прекращается при отсутствии поступления суспензии в бункер с семенами (например, когда она заканчивается), а также когда бункер опорожняется. Протравители семян не используют в своих системах автоматики, датчиков контроля концентрации определенных ядохимикатов в суспензии. Такие системы не могут обеспечивать контроля качества протекающего технологического процесса обеззараживания.
Фумигация зерна и семян в горизонтальных хранилищах и буртах также не лишена присущих химическим методам обеззараживания недостатков. Она осуществляется обычно перед закладкой семян на хранение.
Разработка алгоритма управления процессом электроактивированного обеззараживания семян
В главе сформулирован механизм управления оптимальными режимами электроактивированного обеззараживания семян, а также составлен алгоритм его функционирования. Даны принципы контроля основных параметров и автоматической стабилизации концентрации озона на входе в барабанную камеру с семенами, а также автоматическое прекращение работы всей электроустановки в случае возникновения аварийной ситуации.
Алгоритм функционирования механизма управления оптимальными режимами электроактивированного обеззараживания семян представлен на рисунке 2.2. Оператор с помощью компьютера осуществляет ввод заданных значений оптимального режима обработки семян ЭАВ. Включается компрессор подачи воздуха в озоногенератор, сам озоногенератор, микроконтроллер, газоанализаторы озона, датчики температуры, влажности и расхода воздуха. Включается таймер, идет набор необходимой концентрации озона в ЭАВ на входе в барабанную камеру и после наступления установившегося режима и осуществляется управление (автоматическая стабилизация) концентрации озона, идущего на обработку.
На дисплее микроконтроллера обозначаются все необходимые контролируемые параметры процесса обеззараживания, а компьютер записывает их в память. В случае разгерметизации барабанной камеры с семенами или утечки озоносодержащего ЭАВ в зону работы обслуживающего персонала возникновение аварийной ситуации будет незамедлительно зафиксировано датчиком (прибором) ПДК-концентрации озона, В случае превышения допустимых значений концентрации озона в окружающем обслуживающий персонал воздухе это устройство сигнализирует и оповещает персонал об аварийной ситуации и передает сигнал на микроконтроллер, который в свою очередь, обработав ее, автоматически отключает генератор ЭАВ.
Основываясь на требованиях, сформулированных в первой главе диссертации к управления процессом электроактивированного обеззараживания семян, должна быть разработана такая система, которая обеспечивает автоматическую стабилизацию концентрации озона на входе в барабанную камеру с семенами, а также автоматическое прекращение работы всей системы в случае возникновения аварийной ситуации.
Это позволит с одной стороны повысить качество обеззараживания семян за счет стабилизации дозы агента обеззараживания, воздействующего на семена при различных возможных колебаниях параметров окружающего воздуха. При этом исключается как не до обработка семян, так и их переобработка их обеззараживающим агентом, приводящая к поражению семян ЭАВ.
С другой стороны создаваемая система позволит предохранить оператора данной электроустановки от воздействия концентрации озона в зоне обслуживающего персонала, превышающих ПДК. Здесь система должна быть запрограммирована таким образом, чтобы в случае утечки озона из разгерметизированной барабанной камеры информация об аварийной ситуации была оперативно воспринята датчиком ПДК-концентрации озона, который передаст ее для приведения в действие аварийной сигнализации и аварийного отключения работы генератора ЭАВ.
Таким образом, создаваемая система должна включать датчик рабочей концентрации озона в ЭАВ, поступающего в барабанную камеру, датчик ПДК озона в зоне работы обслуживающего персонала и программируемый микроконтроллер для обеспечения стабилизации концентрации озона на входе в барабанную камеру.
Учитывая то, что на производительность генератора ЭАВ по озону оказывают влияния температура и влажность окружающего воздуха разрабатываемая система должна также включать соответствующие датчики определение этих параметров, связанные с микроконтроллером.
Информация о расходе воздуха, поступающего в генератор ЭАВ должна определяться с помощью ротаметра, а сам окружающий воздух перед поступлением в разряженную камеру генератора ЭАВ должен проходить осушку наполненном селикагелем пенале.
На выходе из барабанной камеры отработанный агент обеззараживания должен разлагаться на кислород в специальном нейтрализаторе озона в целях безопасности для обслуживающего персонала и соблюдения экологических норм.
Разрабатываемая система управления процессом электроактивированного обеззараживания семян представляет в целом набор различных устройств установленном на едином стенде и работающих от сети переменного тока напряжением 220 вольт промышленной частоты.
Задание пороговых значений параметров системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян
В данном экране возможна установка даты и времени. При установке даты и времени микроконтроллер не выполняет функции управления. Кнопкой « » выбирается число, которое нужно изменить. Числа выбираются в следующем порядке - число - месяц - год - часы - минуты. Выбранное число «подсвечивается» мерцанием. Кнопкой « » устанавливается нужное значение, числа изменяются только в сторону увеличения (циклическое просматривание).
В первой графе «Название 1», выведенной таблицы, записывается название параметра, который измеряет датчик. Во второй графе «Название 2» записывается второе физическое буквенное обозначение измеряемого параметра, которое передается в микроконтроллер. Номер измеряемого параметра по порядку привязан к номеру аналогового входа на плате измерительных преобразователей. В третьей графе «др.» указывается количество знаков после точки, которые нужно учитывать при задании значений порогов. В следующих трех графах (ПОРІ, ПОР2 и ПОРЗ) указываются три пороговых значения для каждого датчика системы в общепринятых единицах измерения.
В графе «Фильтр» указывается числовой параметр - аналог постоянной времени интегрирующей RC цепочки. Чем больше значение параметра, тем больше интервал времени, в котором происходит усреднение измеряемой величины. В графе «Запрос» указывается кодированный запрос к АЦП, который не должен изменяться.
Калибровка датчиков системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян. Система управления процессом электроактивированного обеззараживания семян предусматривает возможность калибровки используемых ею датчиков. Для калибровки выбранного датчика нужно в строке датчика нажатием левой клавиши манипулятора «мышь» выделить любую ячейку, и нажать на клавишу «Калибровка». Появляется рабочее окно, показанный на рис. 3.11. Калибровка каждого датчика проводится по двум точкам, с использованием эталонного датчика. В графу «Эталон» заносится показание эталонного измерителя, а в графу «мВ» соответствующее показание сигнала в милливольтах на входе АЦП.
Сохранение коэффициентов калибровки В разделе Параметры, записываются оптимальные значения регулируемых параметров микроконтроллера. Эти значения размещаются в центральной таблице раздела «Параметры». Эту таблицу можно просмотреть, используя вертикальную полосу прокрутки.
Первая строка таблицы позволяет определить период записи в память в минутах - период с которым записываются во флэш-память контроллера измеряемые значения влажности, температуры и концентрации озона.
Задачами экспериментальных исследований системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян, поступающим в барабанную камеру с семенами являются: 1) Определение динамики влияния внешних возмущающих воздействий (колебание напряжения питания электродов озонатора, температуры окружающего воздуха, влажности воздуха и т.д.) на постоянство концентрации озона в ЭАВ на входе в барабанную камеру, а также, на производительность озонатора, 2) Определение настроек микроконтроллера (длительность управляющих импульсов) при задании той или иной концентрации озона в ЭАВ). 3) Изучение переходных процессов стабилизации концентрации озона в ЭАВ при возникновении внешних возмущений. 4) Проверка работоспособности системы в целом, а также безопасности обеззараживания семян ЭАВ. Многочисленными исследованиями установлено, что на концентрацию озона в электроактивированном воздухе могут оказывать существенное влияние различные внешние возмущающие факторы, Одним из них является колебание напряжения питания сети, приводящее к изменению прикладываемого к электродам озонатора напряжения. В свою очередь при постоянной подаче воздуха компрессором это сказывается на стабильности выхода ЭАВ и на его заданной концентрации.
Расчёт капитальных вложений на единицу производимой продукции
Для нового варианта цена системы будет складываться собственно из оптовой цены протравливателя ПС-10, цены генератора ЭАВ Цг=440 руб., цены технических средств автоматики (микроконтроллера, датчиков) #7гл=1560 руб. и цены вспомогательных устройств (компрессора, осушителя, деструктора озона, шлангов) Цвпу 270руб. (в ценах 1984 г.),
Для нового варианта, учитывая экономию электроэнергии (2,0 кВт) за счет отсутствия необходимости использования электропривода приготовления раствора ядохимиката и насоса его подачи, а также дополнительные затраты электроэнергии на работу генератора ЭАВ, компрессора, средств автоматики (1,2 кВт).
Заработная плата обсл. персонала, тыс. руб.Амортизационные отчисления, тыс. руб.Затраты на ТР и ТОСтоимость потребляемой эл. энергии, тыс. руб.Стоимость ядохимикатов, тыс. руб.Прочие расходы, тыс. руб.Итого затрат, тыс руб.: 0,0429,8 6,20,0091000,88116,93 0,043 14,1 8,90,0080 1,65 24,7
В данном расчёте величина материального ущерба при неисправности технологического оборудования целиком определялась по параметру У2, а величина У, из расчётов исключалась. Как показывают производственные данные фирмы «Август» - лидера ло производству отечественных средств защиты растений, в случае выхода из строя протравителя семян ПС-10, время, требующееся на устранение возникшей неисправности в протравителе, всегда меньше времени, в течение которого в семенах могли бы развиться процессы самосогревания и размножения патогенной микрофлоры, приводящие к порче продукции.
Оценка эффективности применения системы управления процессом электроактивированного обеззараживания семян по некоторым экономическим показателям.
1) Установлено, что использование в послеуборочной и предпосевной обработке зерна и семян системы электроактивированного обеззараживания зернопродукции позволяет получить среднегодовой экономический эффект равный 956 руб./т.
2) Экономическое сравнение базового варианта и нового показало, что предлагаемые способы интенсификации обеззараживания зерна и семян ЭАВ имеют приведенные затраты в 3 раза меньшие, чем затраты на известный способ обеззараживания зернопродукции ядохимикатами. Поэтому предлагаемый вариант следует считать экономически выгодным.
3) Выявлено, что предлагаемый способ обеззараживания зернопродукции позволяет снизить энергоёмкость процесса с 0,05 кВт ч/т до 0,04 кВт ч/т.
1. Основываясь на окислительных особенностях электроактивированного воздуха, используя свойства замкнутой импульсной системы применяемой в микроконтроллере и биологических процессах протекающих в семенах, разработана и исследована система управления процессом электроактивированного обеззараживания семян, позволяющая повысить качество, сохранность и конкурентоспособность семенного материала, повысить экологичность, снизить энергозатраты при минимальных отрицательных воздействиях на человека.
2. Реализуя возможности широтно-импульсной модуляции, разработан принцип по стабилизации концентрации озона в электроактивированном воздухе. Данный принцип позволяет исследовать механизм управления оптимальным режимом электроактивированного обеззараживания семян, при наличии внешних возмущений; (колебания напряжения сети, температура и влажность окружающего воздуха).
3. Разработан алгоритм функционирования управления процессом электроактивированного обеззараживания семян, который включает в себя основные этапы процесса (ввод данных параметров обработки семян, запуск системы, мониторинг основных параметров), позволяющий установить оптимальный режим работы системы.
4. Разработана физическая модель, которая включает в себя современные технические средства и приборы (дискретные датчики влажности и температуры, оптический газоанализатор озона, высокочастотный озонатор, микроконтроллер, персональный компьютер), позволяющая дистанционно с помощью компьютера управлять процессом качественного обеззараживания семян.
5. Получены осциллографические характеристики, которые были использованы при разработке программного обеспечения для системы обеззараживания семян. Данные характеристики позволяют (установление дозы воздействия на семена) перепрограммировать систему под различные с./х культуры.
6. Разработана система безопасности эксплуатации оборудования. В случае разгерметизации барабанной камеры с семенами или утечки озоносодержащего ЭАВ, анализатор ПДК-концентрации оповещает персонал об аварийной ситуации и передаёт сигнал на микроконтроллер, который автоматически отключает генератор ЭАВ, при этом все данные о процессе обеззараживания остаются в энергонезависимой памяти контроллера.
7. Экономическое сравнение базового варианта и нового показало, что предлагаемые способы интенсификации обеззараживания зерна и семян ЭАВ имеют приведенные затраты в 3 раза меньшие, чем затраты на известный способ обеззараживания зернопродукции ядохимикатами. Поэтому предлагаемый вариант следует считать экономически выгодным.
