Розроблення експертної системи керування технологічними параметрами при виробництві цукру

Abstract

Актуальність теми. Сучасний стан цукрової промисловості України вимагає переходу до нових методів управління технологічними процесами, здатних забезпечити стабільність виробництва в умовах значної динамічної нестабільності. Багатокорпусні випарні установки (БВУ) є енергоємними вузлами, ефективність функціонування яких безпосередньо впливає на собівартість кінцевого продукту. Існуючі системи автоматизації часто не забезпечують належної адаптивності при зміні якісних та кількісних характеристик сировини, що зумовлює актуальність розробки інтелектуальних експертних систем, здатних підтримувати прийняття рішень оператором у реальному часі. Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано в межах науково-дослідницької діяльності кафедри автоматики та робототехнічних систем ім. акад. І.І. Мартиненка ННІ енергетики, автоматики і енергозбереження НУБіП України. Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення енергоефективності та стабільності роботи випарних установок цукрового виробництва шляхом розроблення експертної системи автоматичного керування технологічними параметрами. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: 1. Провести системний аналіз багатокорпусної випарної установки як об’єкта керування з визначенням основних збурень та взаємозв’язків. 2. Розробити математичну модель теплових процесів у випарному апараті для ідентифікації динамічних характеристик каналів регулювання. 3. Обґрунтувати та синтезувати алгоритм інтелектуального керування на основі нечіткої логіки (алгоритм Сугено). 4. Інтегрувати розроблене програмне ядро в діючу SCADA-систему для підтримки прийняття рішень персоналом. Об’єкт дослідження: технологічні процеси багатокорпусних випарних установок цукрового виробництва. Предмет дослідження: методи, алгоритми та програмні засоби експертної системи керування технологічними параметрами випарної станції. Наукова новизна одержаних результатів: - вперше розроблено архітектуру інтелектуального «цифрового радника» на базі нечіткої логіки, що адаптується до змінних навантажень БВУ; - вдосконалено алгоритм стабілізації теплових режимів завдяки інтеграції 45 продукційних правил, що мінімізує імовірність аварійних ситуацій. Практичне значення одержаних результатів: Практична реалізація системи в середовищі SCADA дозволяє знизити когнітивне навантаження на операторів, оптимізувати витрати енергоресурсів на випарювання соку та підвищити загальну продуктивність технологічної лінії. Розроблене програмне забезпечення може бути масштабоване для впровадження на підприємствах цукрової галузі України.