Design of automatic control system of the technological process of grain drying

Abstract

Процес сушіння зернових культур є складним нелінійним тепломасообмінним об’єктом, що характеризується інерційністю, взаємозалежністю параметрів та високою чутливістю до зовнішніх збурень. Ефективна реалізація цього процесу потребує безперервного контролю та автоматичного регулювання технологічних параметрів, оскільки їх відхилення можуть призвести до зниження якості зерна або нераціонального використання енергетичних ресурсів.

У роботі розглянуто розробку системи автоматичного управління сушінням зернових культур з використанням інтелектуального модуля керування. Запропонований підхід передбачає застосування адаптивного ПІД-регулятора, алгоритмів нечіткої логіки, методів машинного навчання або гібридних моделей, параметри яких визначаються на основі математичного моделювання процесу сушіння, реалізованого у середовищі Python. Це забезпечує підвищення адаптивності системи до змінних умов сушіння та фізико-механічних властивостей зернової маси.

Функціональна схема автоматизації відображає взаємозв’язок між сенсорними засобами, регулятором та виконавчими механізмами, визначаючи логіку передавання інформації та реалізацію зворотних зв’язків. Структурна схема системи автоматичного управління дозволяє чітко розподілити функції між компонентами, визначити потоки даних і сигналів керування, а також інтегрувати інтелектуальний модуль для підвищення ефективності процесу. Для формалізації архітектури програмного забезпечення побудовано UML-діаграми, які описують взаємодію оператора з системою, внутрішню структуру модулів та обмін даними між ними. Інтеграція технологій IoT забезпечує збір, обробку й аналіз технологічних параметрів у режимі реального часу, що підвищує надійність та енергоефективність процесу сушіння зернових культур.

Впровадження запропонованої системи забезпечує підтримання оптимальних режимів сушіння зернових культур, зменшення енерговитрат і втрат зерна, що є важливим чинником розвитку точного землеробства та інтелектуальних аграрних технологій і сприяє підвищенню загальної ефективності виробничих процесів.