Автоматичне керування процесами перевантаження зерна на елеваторах: моделювання ПТЛ як об’єкта керування, формування керованої змінної, напівнатурне тестування САК

Abstract

Обґрунтовано основу концепції автоматичного керування завантажен- ням потоково-транспортних ліній (ПТЛ) елеваторів зерном як засобу вирі- шення взаємно суперечливих вимог максимізації енергоефективності та мі- німізації ймовірності виникнення аварійних ситуацій. Вона дозволила цілес- прямовано сформулювати вимоги до математичних моделей (ММ) ПТЛ як об'єктів керування, що й обумовило їхню новизну. Розроблено ММ динаміки процесів переміщення зерна норіями та скребковими конвеєрами як об'єктами керування зі структурою, що зміню- ється, та обмеженнями типу «аварійна ситуація». Розроблено ММ робочих характеристик приводних електродвигунів (ПЕД) конвеєрів ПТЛ та методику ідентифікації її параметрів за їхніми паспортними характеристиками. Моделі реалізовано у формі імітаційних моделей. Розроблено спосіб розрахунку сту- пеня завантаження конвеєрів СМ за результатами виміру повного струму, що споживається їхнім ПЕД, варіанти його доцільної реалізації та відповідне прикладне ПЗ контролера. Розроблено програмне середовище для компону- вання моделей та імітаційного моделювання процесів перевантаження зерна ПТЛ будь-якого складу. Розроблено програмно-технічний комплекс (ПТК), на якому реалізовано технологію напівнатурного моделювання САК, за до- помогою якого налагоджені всі компоненти прикладного ПЗ автоматизованої системи оптимізації завантаження (АСОЗ) ПТЛ. Ukraine has a developed and continuously growing system of enterprises for grain acceptance, storage, processing and shipment. A common and power consuming technological process (TP) for all such enterprises is the process of grain transportation by thread-transport lines (TTL), which includes groups of various types conveyors connected in series. In systems of automatic control (SAC) of TTL, either created utilizing the relay-contact technology in the last century or using most modern controllers at the present time, only the functions of interlocked starting and stopping of the conveyors, control of emergency situations (ES) and prevention of their escalation into accidents by emergency shutdown of the TTL were presented. The function of grain loading control for TTL always has been retained by the human operator due to the complexity of their properties as control objects (CO). This complexity is determined by presence of a set of specific features in the CO. The main ones are: – the TTL loading degree has limitations of the «emergency situation» type; – the values of the constraints are a-priori unknown and change together with a large number of factors; – the maximum energy-efficiency of the TTL is achieved at the loads that tend to the specified limits; – the properties of the CO through the control channels are essentially nonlinear and have large and varying transport delays; – a direct evaluation of the degree of conveyors load by their DEM load current is not so informative.