Адаптивний алгоритм та застосунок для керування зерносушильним комплексом аграрного підприємства

Abstract

Об’єкт дослідження – процеси керування, автоматизації та оптимізації технології сушіння зерна в зерносушильних комплексах аграрних підприємств. Мета кваліфікаційної роботи – розробка адаптивного алгоритму та програмного застосунку для автоматизованого керування зерносушильним комплексом, що забезпечує підвищення ефективності сушіння зерна, зменшення енергоспоживання та поліпшення якості готової продукції шляхом інтелектуального регулювання температури, вологості та режимів роботи обладнання. Методи дослідження – системний аналіз технологічних процесів, математичне моделювання тепломасообміну, алгоритмічне моделювання (PID, нечітка логіка, MRAC), методи ідентифікації динамічних систем, статистична обробка даних, моделювання у SCADA-середовищах, прототипування програмного забезпечення та тестування алгоритмів на цифровій моделі зерносушарки. Результати роботи можуть бути використані під час розробки та модернізації автоматизованих систем керування зерносушильними комплексами, у впровадженні SCADA/HMI-рішень для аграрних підприємств, при створенні IoT-платформ моніторингу та оптимізації технологічних процесів, у реальних системах сушіння зерна різних типів. Запропонована система дає змогу підвищити рівномірність сушіння, знизити ризик псування зерна, забезпечити стабільність температурних режимів, оптимізувати витрати газу/палива та зменшити вплив людського фактора. Розробка та оцінювання програмного забезпечення проводилися у середовищах PLC/HMI-симуляції, середовищах моделювання SCADA, з використанням сучасних інструментів розробки програмних модулів та тестування алгоритмів.Object of research – the processes of control, automation, and optimization of grain drying technologies in industrial grain drying complexes. Purpose of the qualification thesis – to develop an adaptive control algorithm and a software application for automated operation of a grain drying complex, aimed at increasing drying efficiency, reducing energy consumption, and improving the quality of the final grain product through intelligent regulation of temperature, moisture content, and equipment operating modes. Research methods – system analysis of technological processes, mathematical modeling of heat and mass transfer, algorithmic modeling (PID control, fuzzy logic, MRAC), methods of dynamic system identification, statistical data processing, SCADA-based simulation, prototyping of software modules, and testing the control algorithm on a digital model of a grain dryer. Research results can be applied in the development and modernization of automated control systems for grain drying complexes, the implementation of SCADA/HMI solutions for agricultural enterprises, the creation of IoT platforms for monitoring and optimization of technological processes, as well as in real drying systems of various types. The proposed adaptive system improves drying uniformity, reduces the risk of grain spoilage, stabilizes temperature regimes, optimizes fuel consumption, and minimizes the influence of the human factor. The software development and evaluation were carried out using PLC/HMI simulation tools, SCADA modeling environments, and modern development platforms for logic implementation and algorithm testing. The software application can be integrated into existing automation systems of agricultural enterprises.