Введение к работе
Актуальность тема. Дозирование сыпучих продуктов - одна из основных операций технологических процессов в пищевой промышленности. Тем не менее в отечественной кондитерской промышленности процессу дозирования уделялось мало внимания. Подавляющее большинство кондитерских изделий выпускается в нерасфасованном виде, поставляется в магазины насыпью в картонных коробах. Это приводит к огромным затратам ручного труда на предприятиях торговли, а покупатель вынужден мириться со значительным недовесом при приобретении продукта.
В готовой продукции кондитерского производства преобладают сыпучие кусковые продукты. Дозирование кусковых продуктов мелкими порциями осложняется тем, что масса куска продукта ощутима в массе готовой дозы. Ни счетный метод дозирования, ни весовой метод с поштучной добавкой кусков продукта не позволяет дозировать многие кусковые продукты кондитерского производства в рамках существующих стандартов. Б последнее время в развитых странах нашел применение принципиально новый метод весового дозирования- комбинационный. Сущность метода заключается в образовании некоторого числа порций дозируемого материала по массе в несколько раз меньших, чем номинальная масса готовой дозы (частичных доз), и затем в выгрузке комбинации частичных доз, суммарная масса материала в которой близка к номинальной массе дозы.
Одним из сдерживающих факторов производства отечественных комбинационных дозаторов является отсутствие теоретических работ по анализу и построению систем управления процессом комбинационного дозирования. В этой свлзи оптимизация системы
правления процессом комбинационного дозирования является ктуальной задачей.
Целью предлагаемой диссертационной работы является повыше-ие эффективности работы комбинационного, дозатора (точности, роизводительности), для чего решается задача построевая опти-альной системы управления процессом комбинационного дозирова-ия.
Метод исследования основан на анализе процесса комбинаци-інного дозирования с использованием аппарата теории Еэроятнос-'ей (схемы независимых испытаний Бернулли, теории регрессий для гормального распределения, теории случайных блужданий), а также іетодами статистических испытаний (методами Монте-Яарло) на яециально разработанной имитационной программе процесса комби-іационного дозирования. При синтезе системы управления процесам комбинационного дозирования использованы методы теории оп-имальных статистических решений.
Научная новизна. Разработана математическая модель вероят-юстного процесса комбинационного подбора массы дозы, позволяющая дать качественную картину работы дозатора и найти сптималь-ше параметры для дисперсии и математического ожидания формиру-гмых масс частичных доз. Аналитические исследования на математической модели позволили доказать ряд важных утверждений, ис-юльзованных далее при синтезе оптимальной системы управления іроцессом комбинационного дозирования. Разработана шатационная «одель процесса комбинационного дозирования, позволявдая полу-шть все количественные характеристики процесса и рассчитать это точность и производительность. Сформулирована и решена задача оптимального управления процессом комбинационного дозиро-зания, в состав которой .входят решение задач: оптимального уп-
равления формированием частичных доз; расчета требуемого числа взвешивающих бункеров; построения оптимального алгоритма выбора выгружаемой коибинации; выбора номинального значения массы дозы в зависимости от фракционного состава материала.
Практическая ценность. Разработанные в диссертационной работе пакет программ по имитационному моделированию процесса комбинационного дозирования и методика расчета параметров настройки системы управления дозатором позволяют по требуемым значениям для точности и производительности процесса дозирования выбрать число взвешивающих бункеров дозатора и определить оптимальные параметры настройки системы управления, к числу которых относятся: задания для дисперсии и математического ожидания масс формируемых частичных доз; параметры системы компенсации изменения среднего значения масс частичных доз; параметры алгоритма выбора.выгружаемой комбинации.
Внедрение результатов. Разработанный в диссертационной работе пакет программ передан в промышленную эксплуатацию в АООТ "Упаковочные машины" и применен при разработке комбинационного дозатора марки А5-АДА. Имеется соответствующий акт о внедрении.
Апробация-работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научной конференции молодых ученых и специалистов 9-И июня 1992 года в Московской Сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева и на ежегодных семинарах по автоматизации технологических процессов Московской Государственной академии пищевых производств.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 5 работах.
Структурз и объем работе. Основной текст диссертационной работы излоаен на 127 страницах машинописного текста, содержит
15 иллюстраций и состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы из 96 наименований. Имеется 3 приложения.