АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА НЕЧІТКОГО КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСАМИ ВИРОБНИЦТВА ТА ЗАМОРОЖУВАННЯ РЕМІСНИЧОГО ХЛІБА
AUTOMATED SYSTEM OF FUZZY CONTROL OF PRODUCTION PROCESSES AND FREEZING OF CRAFT BREAD
Сторінки: 227-233. Номер: №1, 2021 (293) 
Автори:
В.П. ХОРОЛЬСЬКИЙ, Ю.М. КОРЕНЕЦЬ,
О.К. КОПАЙГОРА, Д.П. ЗАІКІНА, А.К. ЛИТВИНЕНКО
Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського, м. Кривий Ріг
V. P. KHOROLSKYI, YU. M. KORENETS, O. K. KOPAYHORA, D. P. ZAIKINA, А. К. LYTVYNENKO
Donetsk National University of Economics and Trade named after Mykhailo Tuhan-Baranovskyi
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2021-293-1-227-233
Рецензія/Peer review : 23.01.2021 р.
Надрукована/Printed : 10.03.2021 р.
Анотація мовою оригіналу
Розроблено інтелектуальну систему керування виробництвом ремісничого хліба за стадіями охолодження, попереднього заморожування, подальшого заморожування до -20оС, в якій реалізовані MES-, ERP- та SCADA-системи. Вона вміщує такі програми керування дільницями: підготовки сировини, виробництва опари, тіста, випікання, охолодження ремісничого хліба та його попереднього заморожування, заключного оптимального заморожування в конвеєрному морозильному апараті (КМА). Верхній рівень інтелектуального керування включає системи планування ресурсів та логістики хліба, який за допомогою інформаційної шини Profibus DP, SCADA-систем, алгоритмів нечіткого керування з автоматичною модифікацією системи продукційних правил корегує планові показники енергозатрат з врахуванням якісних показників борошна, опари, тіста.
Ключові слова: ремісничий хліб, керування інтелектуальне, керування нечітке, фазифікація, дефазифікація, алгоритм керування заморожуванням, моделювання системи
Розширена анотація англійською мовою
Abstract. An intelligent control system for the production of handicraft bread by stages of cooling, pre-freezing, subsequent freezing to -20oC has been developed, in which MES-, ERP- and SCADA-systems are implemented. It includes the following site management programs: preparation of raw materials, production of sourdough, dough, baking, cooling of artisanal bread and its pre-freezing, final optimal freezing in a conveyor freezer (KMA). The upper level of intelligent control includes resource planning systems and bread logistics, which with the help of Profibus DP information bus, SCADA-systems, fuzzy control algorithms with automatic modification of the system of production rules adjusts energy consumption targets taking into account the quality of flour and dough.
The principles of construction of the automated system of fuzzy control of optimization of energy of the refrigerant in the system of refrigeration of the conveyor freezer intended for freezing of artisanal bread and preservation of its quality at variation of parameters of raw materials based on data received in real time are offered. The novelty of the developed system of the automated process of freezing of artisanal bread is that it is built on the basis of a fuzzy regulator with linguistic feedback and automatic modification of the system of production rules. This system allows, compared to traditional PID-regulators, to reduce by 10-12% energy consumption for the production of 1 ton of bread by reducing the response time of the program to change energy consumption in production with specified performance and quality parameters, as well as freezing performance in the developed intellectual artisanal bread production management system,
Using a simulation model of bread freezing, it is proved that the automated system of artisanal bread production with fuzzy control and dynamic adjustment of the system of production rules allows to stabilize the set parameters of bread freezing with an error of ± 0.5oC, and its speed reduces product freezing time by 15-16%, why provides a higher level of digital control quality.
Key words: craft bread, intelligent control, fuzzy control, fassification, defasification, freeze control algorithm, system modeling
References
- Intelektualni systemy upravlinnia vyrobnytstvom khlibobulochnykh vyrobiv : monohrafiia / Khorolskyi V. P., Korenets Yu. M., Vozniak A. V. [ta in.] ; za redaktsiieiu V. P. Khorolskoho. – Kryvyi Rih : vydavets FOP Cherniavskyi D. O., 2019. – 204 s. – ISBN 978-617-7784-12-7.
- Khorolskyi Valentyn Petrovych. Tsyfrovi systemy intelektualnoho upravlinnia pidpryiemstvamy promyslovoho kompleksu rehionu : monohrafiia / V. P. Khorolskyi, O. V. Khorolska, I. P. Diianov ; za redaktsiieiu V. P. Khorolskoho ta O. B. Chernehy. – Kryvyi Rih : vydavets FOP Cherniavskyi D. O., 2020. – 564 s. – ISBN 978-617-7784-30-1.
- Honcharenko B. M. Avtomatyzatsiia vyrobnychykh protsesiv kharchovykh tekhnolohii : Pidruchnyk / B. M. Honcharenko, A. P. Ladaniuk. – K. : NUKhT, 2014. –530 s. – ISBN 978-966-612-163-2.
- Shved S. M. Systemnyi analiz tekhnolohichnoho protsesu vyrobnytstva khlibobulochnykh vyrobiv / S. M. Shved, I. V. Elperin // Skhidno-yevropeiskyi zhurnal peredovykh tekhnolohii. – 2012. – № 613(60) – S. 44-46.
- Sylchuk T. A. Doslidzhennia biotekhnolohichnykh vlastyvostei tistovykh napivfabrykativ / T. A. Sylchuk , V. I. Drobot // Naukovi pratsi Natsionalnoho universytetu kharchovykh tekhnolohii. – 2017. – T. 23, № 1. – S. 210-215.
- Yaksharov B. P. Spravochnik mehanika po holodilnym ustanovkam / B. P. Yaksharov, I. V. Smirnov. –L. : Agropromizdat. – 1989. – 312 s. – ISBN 5-10-001468-7.
- Bolshakov S. A. Holodilnaya tehnika i tehnologiya produktov pitaniya : Uchebnik / S. A. Bolshakov. – M. : Akademiya, 2003. – 304 s. – ISBN 5-7695-1229-6.
- Metody klassicheskoj i sovremennoj teorii avtomaticheskogo upravleniya : Uchebnik v 5-i tt. 2-e izd., pererab. i dop. T. 5. Metody sovremennoj teorii avtomaticheskogo upravleniya / Pod red. K. A. Pupkova, N. D. Egupova. – M. : Izdatelstvo MGTU im. E. Baumana, 2004. – 784 s. – ISBN: 5-7038-2193-2 (T.5).
- Shtovba Sergej Dmitrievich. Proektirovanie nechetkih sistem sredstvami MATLAV / C. D. Shtovba. – M.: Goryachaya liniya – Telekom, 2007. – 288 s. – ISBN: 5-93517-359-х.
- IEC 61131-7: 2000 Programmable Controllers – Part 7. Fuzzy control programming.
