АВТОМАТИЗАЦІЯ КЕРУВАННЯ ТУНЕЛЬНИМИ ПЕЧАМИ В УМОВАХ НЕСТАБІЛЬНОСТІ ЕНЕРГОСИСТЕМИ
Ключові слова:
тунельна піч, енергоживлення, тепловий режим, математичне моделювання, оптимізація, мехатронний модуль, автоматизаціяАнотація
Мета. Метою роботи є розробка рішень для оптимізації теплових режимів тунельних печей в умовах обмежень постачання електрикою за допомогою мехатронних модулів живлення. Дана мета конкретизується у вирішенні завдань із забезпечення рівномірності температурного розподілу в пекарній камері, підвищенні загальної продуктивності печі та зменшенні загальних енерговитрат. Оптимізація теплових режимів тунельної печі також дозволить покращити якість продукції та збільшити ресурс обладнання, зменшивши при цьому експлуатаційні витрати.
Методи. Для реалізації мети, пов'язаної з оптимізацією теплових режимів тунельних печей за допомогою мехатронних модулів живлення, використано комплексний підхід із застосуванням сучасних методів дослідження: енергетичного аудиту поточного стану енергоспоживання печі з оцінкою витрат та потенціалу економії; розробки, оптимізації та впровадження алгоритмів для автоматичного регулювання теплових режимів на основі даних, отриманих з термодатчиків та оброблених за допомогою статистичних методів аналізу.
Результати. У статті висвітлюються перспективні результати, які можуть суттєво покращити технологічний процес виробництва борошняних виробів в конвеєрних печах тунельного типу. Одним із ключових досягнень є оптимізація теплових режимів тунельних печей за допомогою систем автоматизації, які базуються на алгоритмах нечіткої логіки (фаззі-логіки). Завдяки об’єктивному аналізу технологічного процесу в режимі реального часу ці системи забезпечують стабільне управління навіть в умовах нестабільного постачання електроенергії. Впровадження автоматизації дозволяє зменшити загальні енерговитрати за рахунок раціонального використання енергії, забезпечення рівномірного температурного розподілу в пекарній камері та зменшення теплових втрат. Це, у свою чергу, позитивно впливає на якість готової продукції, яка буде більш однорідною і відповідатиме високим стандартам якості. Крім того, покращення стабільності теплових режимів сприяєтиме збільшенню продуктивності тунельних печей, що є важливим для задоволення зростаючого попиту на хлібобулочні вироби. Важливо, що застосування мехатронних модулів живлення не лише підвищує енергетичну ефективність, а й дозволяє мінімізувати експлуатаційні витрати. Завдяки оптимізації роботи обладнання збільшується його ресурс, що знижує витрати на обслуговування і ремонт. Також проведення енергетичного аудиту і використання сучасних статистичних методів для аналізу даних створює можливості для розробки адаптивних рішень, які враховують специфіку конкретного виробничого процесу. Отримані результати відкривають перспективи масштабування запропонованих рішень для інших типів теплового обладнання, що може бути корисним для харчової промисловості в цілому. Таким чином, автоматизація тунельних печей є важливим кроком до підвищення технологічної, економічної та екологічної ефективності виробництва, сприяючи сталому розвитку промисловості навіть в умовах енергетичної нестабільності.
Завантаження
Посилання
Лорія М. Г., Поркуян О. В., Ананьєв М. В., Целіщев О. Б. Оптимальні настроювання регуляторів промислових систем управління технологічними об’єктами : монографія. Сєвєродонецьк : вид-во СНУ ім. В. Даля, 2019. 192 с.
Шаруда С. С., Кишенько В. Д. Інтелектуальна система сценарного управління хлібопекарським виробництвом. Східно-Європейський журнал передових технологій. 2010. № 5/3 (47). С. 66–70.
Шаруда С. С., Кишенько В. Д. Імітаційне дослідження системи управління технологічними процесами хлібозаводу. Вісник Вінницького політехнічного інституту. 2011, № 3. С. 14–16.
Швед С. М., Ельперін І. В. Системний аналіз технологічного процесу виробництва хлібобулочних виробів. Східно-Європейський журнал передових технологій. 2012. № 613(60). С. 44–46.
Ross, Timothy J. Fuzzy logic with engineering applications. England: John Wiley & Sons Ltd., 2004. 628 p.
Інтелектуальні системи управління виробництвом хлібобулочних виробів : монографія; за заг. ред. В. П. Хорольського. Кривий Ріг : Видавець ФО-П Чернявський Д. О. 2019. 203 с.
Хорольський В. П., Коренець Ю. М., Серебреников В. М. Автоматизовані системи керування виробництвом смарт-продуктів харчування : монографія. Кривий Ріг : Видавець Чернявський Д.О., 2021. 311 с.
Michael B. Histand, David G. Alciatore. Introduction to mechatronics and measurement systems. WCB/McGraw-Hill, 1999. 400 p.
Godfrey C. Onwubolu. Mechatronics: principles and applications. Elsevier Butterworth- Heinemann, 2005. 672 p.
Ладанюк А. П., Заєць Н. А., Власенко Л. О. Сучасні технології конструювання систем автоматизації складних об’єктів (мережеві структури, адаптація, діагностика та прогнозування) : монографія. Київ : Видавництво Ліра-К, 2016. 312 с.
Papasidero, Davide & Pierucci, Sauro & Manenti, Flavio. (2016). Energy optimization of bread baking process undergoing quality constraints. Energy. 116. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.06.046.
Paton, Joe & Khatir, Zinedine & Thompson, Harvey & Kapur, Nikil & Toropov, Vassili. Thermal energy management in the bread baking industry using a system modelling approach. Applied Thermal Engineering. 2013. 53. PP. 340–347. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2012.03.036.
Wilson, Patricia & Clark, Susan & Scott, Charles. Energy Efficiency Optimization In Mechanical Systems: Innovative Approaches In Industrial Applications. International Journal of Industrial Innovation and Mechanical Engineering. 2024. 1. PP. 28-32. https://doi.org/10.61132/ijiime.v1i2.61.
ISSN 
