Қазіргі заманғы косметикалық өндіріс өнеркәсібі күрделі формулалармен сипатталады, көбінесе Ньютондық емес сұйықтықтардан тұрады. Бұл материалдардың реологиялық қасиеттері, мысалы, ығысу-жіңішкеру және тиксотропия, дәстүрлі өндіріс әдіснамаларына айтарлықтай қиындықтар туғызады, бұл партиядан партияға сәйкессіздікке, шикізаттың көп шығындалуына және айдау және араластыру сияқты маңызды процестердегі операциялық тиімсіздікке әкеледі. Реактивті, желіден тыс тұтқырлық өлшемдеріне негізделген дәстүрлі сапаны бақылау әдістері өндіріс жағдайында бұл сұйықтықтардың динамикалық мінез-құлқын анықтау үшін жеткіліксіз.
I. Косметикалық өндірістегі реология және сұйықтық динамикасы
Косметика өндірісі - сұйықтықтың физикалық қасиеттері ең маңызды болып табылатын нәзік процесс. Бұл қасиеттерді терең түсіну процесті оңтайландыру туралы кез келген мағыналы талқылаудың алғышарты болып табылады. Косметикалық өнімдердің сұйықтық динамикасы қарапайым қатынастармен реттелмейді, бұл оларды су сияқты Ньютон сұйықтықтарынан түбегейлі ерекшелендіреді.
1.1Тұтқырлық және реология
Тұтқырлық - сұйықтықтың қолданылатын кернеуге төзімділігінің өлшемі. Қарапайым Ньютон сұйықтықтары үшін бұл қасиет тұрақты және бір мәнмен сипатталуы мүмкін. Дегенмен, косметикалық құрамдар сирек жағдайда соншалықты қарапайым болады. Көптеген лосьондар, кремдер және сусабындар Ньютондық емес сұйықтықтар ретінде жіктеледі, олардың ағынға төзімділігі қолданылатын күш (ығысу) мөлшерімен өзгереді.
Реология - бұл сала үшін неғұрлым жан-жақты және маңызды пән. Бұл сұйықтықтардың, гельдердің және жартылай қатты заттардың ағыны мен деформациясын зерттейді. Өнімнің айдалу, араластыру және толтыру кезіндегі мінез-құлқын болжау үшін бір ғана деректер нүктесі жеткіліксіз. Өнімнің реологиялық сипаттамалары оның сенсорлық қасиеттеріне, қаптамадағы ұзақ мерзімді тұрақтылығына және функционалдық өнімділігіне тікелей әсер етеді. Мысалы, кремнің тұтқырлығы оның теріге жағылуын анықтайды, ал сусабынның консистенциясы тұтынушының бөтелкеден бөлетін мөлшеріне әсер етеді.
1.2Ньютондық емес сұйықтықтар және оларды өндірудегі қиындықтар
Косметикалық өндірістің күрделілігі қатысатын сұйықтықтардың әртүрлі реологиялық мінез-құлықтарынан туындайды. Бұл мінез-құлықтарды түсіну негізгі өндірістік қиындықтарды шешудің кілті болып табылады.
Псевдопластикалықтық (қырқу-жіңішкеру):Бұл уақытқа тәуелсіз қасиет, мұнда сұйықтықтың көрінетін тұтқырлығы ығысу жылдамдығы артқан сайын төмендейді. Көптеген косметикалық эмульсиялар мен лосьондар осындай мінез-құлықты көрсетеді, бұл тыныштықта қою болуы керек, бірақ қолданған кезде жағылатын немесе ағып кететін өнімдер үшін қажет.
Тиксотропия:Бұл уақытқа тәуелді ығысу арқылы сұйылтатын қасиет. Белгілі бір гельдер мен коллоидты суспензиялар сияқты тиксотропты сұйықтықтар уақыт өте келе араластырғанда немесе ығыстырғанда тұтқырлығы азаяды және кернеу жойылған кезде бастапқы, тұтқырлығы жоғары күйіне оралу үшін белгілі бір уақытты алады. Классикалық мысал - тамшыламайтын бояу, ол қылқаламның ығысуы кезінде сұйылтылады, бірақ салбырап кетпеу үшін тік бетінде тез қоюланады. Йогурт және кейбір сусабындар да бұл қасиетті көрсетеді.
Стресстік сұйықтықтарды беріңіз:Бұл материалдар тыныштықтағы қатты зат сияқты әрекет етеді және тек қолданылатын ығысу кернеуі ағып кету нүктесі немесе ағып кету кернеуі деп аталатын критикалық мәннен асып кеткеннен кейін ғана аға бастайды. Кетчуп - кең таралған мысал. Косметикада ағып кету нүктесі жоғары өнімдерді тұтынушылар «көлемі көбірек» және сапасы жоғары деп қабылдайды.
1.3 Процестің тиімділігіне тікелей әсер ету
Бұл сұйықтықтардың сызықтық емес мінез-құлқы стандартты өндірістік операцияларға терең және көбінесе зиянды әсер етеді.
1.3.1 Сорғы операциялары:
Өндірісте кең таралған центрифугалық сорғылардың өнімділігіне сұйықтықтың тұтқырлығы айтарлықтай әсер етеді. Сорғының қысымы мен көлемдік өнімділігі жоғары тұтқырлықты, Ньютондық емес сұйықтықтарды айдаған кезде айтарлықтай «төмендеуі» мүмкін. Зерттеулер қоспадағы қатты заттың мөлшерінің артуы концентрацияланған қоспалар үшін қысым мен тиімділіктің сәйкесінше 60% және 25%-ға дейін төмендеуіне әкелуі мүмкін екенін көрсетеді. Бұл төмендету статикалық емес; сорғы ішіндегі жоғары ығысу жылдамдығы сұйықтықтың көрінетін тұтқырлығын өзгертіп, сорғының болжанбайтын жұмысына және тұрақты ағынның болмауына әкелуі мүмкін. Тұтқыр сұйықтықтардың жоғары кедергісі мойынтіректерге үлкен радиалды жүктеме түсіреді және механикалық тығыздағыштармен проблемалар тудырады, бұл жабдықтың істен шығуы мен техникалық қызмет көрсету қаупін арттырады.
1.3.2 Араластыру және араластыру:
Араластыру ыдысында косметикалық сұйықтықтардың жоғары тұтқырлығы араластыру дөңгелегінен ағын ағынын қатты бәсеңдетіп, ығысу және араластыру әрекетін дөңгелек пышағын тікелей қоршаған шағын аймаққа шоғырландыруы мүмкін. Бұл айтарлықтай энергия шығынына әкеледі және бүкіл партияның біртектілікке жетуіне кедергі келтіреді. Жылжымалы сұйықтар үшін бұл әсер күшейеді, себебі дөңгелектен алыс сұйықтық төмен ығысу жылдамдығын сезінеді және жоғары тұтқырлықта қалады, бұл дұрыс гомогенделмеген «баяу араласатын аралдарды» немесе «жалған үңгірлерді» жасайды. Нәтижесінде компоненттердің біркелкі емес таралуы және сәйкес келмейтін соңғы өнім пайда болады.
Тұтқырлықты қолмен, желіден тыс өлшеудің дәстүрлі тәсілі бұл күрделіліктерді басқару үшін түбегейлі жеткіліксіз. Ньютондық емес сұйықтықтың тұтқырлығы бір мән емес, ығысу жылдамдығының және кейбір жағдайларда ығысу ұзақтығының функциясы болып табылады. Зертханалық үлгіні өлшеу шарттары (мысалы, стаканда белгілі бір шпиндель жылдамдығы мен температурасында) құбырдағы немесе араластыру багындағы динамикалық ығысу жағдайларын көрсетпейді. Демек, бекітілген ығысу жылдамдығы мен температурада алынған өлшеу динамикалық процесс кезіндегі сұйықтықтың мінез-құлқына қатысы жоқ болуы мүмкін. Өндіріс тобы екі сағаттық аралықтағы қолмен тексерулерге сүйенген кезде, олар нақты уақыт режиміндегі процестің ауытқуларына жауап беру үшін тым баяу ғана емес, сонымен қатар шешімдерін сұйықтықтың процестегі күйін дәл көрсетпеуі мүмкін мәнге негіздейді. Ақаулы, реактивті деректерге тәуелділік нашар бақылау мен жоғары операциялық өзгергіштіктің себептік циклін жасайды, оны жаңа, проактивті тәсілсіз бұзу мүмкін емес.
Косметикалық араластыру және араластыру
II. Қатал орталарда сенсорды таңдау және аппараттық құралдарды енгізу
Қолмен жасалатын әдістерден тысқары шығу үшін процестің ішінде үздіксіз, нақты уақыт режимінде деректерді бере алатын берік, сенімді онлайн вискозиметрлерді таңдау қажет.
2.1Онлайн вискометрия
Онлайн вискозиметрлер, тікелей технологиялық желіге (желілік) немесе айналма циклге орнатылғанына қарамастан, тәулік бойы нақты уақыт режимінде тұтқырлық өлшеулерін қамтамасыз етеді, бұл процесті үнемі бақылауға және басқаруға мүмкіндік береді. Бұл реактивті және тек дискретті аралықтарда процестің күйінің суретін бере алатын оффлайн зертханалық әдістерден мүлдем өзгеше. Өндіріс желісінен сенімді, үздіксіз деректерді алу мүмкіндігі автоматтандырылған, тұйық циклді басқару жүйесін енгізудің алғышарты болып табылады.
2.2 Вискозиметрге қойылатын негізгі талаптар
Косметикалық өндіріске арналған вискозиметрді таңдау саланың бірегей экологиялық және пайдалану шектеулерін басшылыққа алуы керек.
Қоршаған орта және беріктік шектеулері:
Жоғары температура және қысым:Косметикалық құрамдарды дұрыс араластыру және эмульсиялауды қамтамасыз ету үшін көбінесе белгілі бір температураға дейін қыздыру қажет. Таңдалған сенсор 300 °C дейінгі температурада және 500 барға дейінгі қысымда сенімді жұмыс істей алуы керек.
Коррозияға төзімділік:Беттік белсенді заттар мен әртүрлі қоспаларды қоса алғанда, көптеген косметикалық ингредиенттер уақыт өте келе коррозияға ұшырауы мүмкін. Сенсордың суланған бөліктері өте берік, коррозияға төзімді материалдардан жасалуы керек. 316L тот баспайтын болат мұндай ортадағы төзімділігі үшін стандартты таңдау болып табылады.
Дірілге төзімділік:Өндірістік орта механикалық тұрғыдан шулы, сорғылар, араластырғыштар және басқа да жабдықтар қоршаған ортаның айтарлықтай тербелістерін тудырады. Деректердің тұтастығын қамтамасыз ету үшін сенсордың өлшеу принципі осы тербелістерге төзімді болуы керек.
2.3 Процесс интеграциясы үшін вискозиметрлік технологияларды талдау
Сенімді онлайн интеграция үшін кейбір технологиялар басқаларына қарағанда қолайлырақ.
Дірілдеу/резонанстық вискозиметрлерБұл технология тұтқырлықты анықтау үшін шанышқы немесе резонатор сияқты дірілдейтін элементке сұйықтықтың демпферлік әсерін өлшеу арқылы жұмыс істейді. Бұл принцип косметикалық қолдану үшін бірнеше негізгі артықшылықтарды ұсынады. Бұл сенсорларда қозғалмалы бөлшектер жоқ, бұл техникалық қызмет көрсету қажеттілігін азайтады және жалпы пайдалану шығындарын азайтады. Теңгерімді коаксиалды резонатор сияқты жақсы жасалған дизайн реакция моменттерін белсенді түрде жояды және сондықтан орнату жағдайлары мен сыртқы дірілдерге мүлдем сезімтал емес. Қоршаған орта шуына бұл иммунитет турбулентті ағын кезінде немесе жоғары ығысу жағдайларында да тұрақты, қайталанатын және қайталанатын өлшеуді қамтамасыз етеді. Бұл сенсорлар сонымен қатар өте төмен тұтқырлықтан өте жоғары тұтқырлыққа дейінгі өте кең диапазондағы тұтқырлықты өлшей алады, бұл оларды әртүрлі өнім портфолиосы үшін өте әмбебап етеді.
Ротациялық және басқа технологиялар:Айналмалы вискозиметрлер зертханалық жағдайда толық ағын қисықтарын жасау үшін өте тиімді болғанымен, олардың күрделілігі және қозғалмалы бөлшектердің болуы оларды өнеркәсіптік қолданыста күтіп ұстауды қиындатуы мүмкін. Құлайтын элемент немесе капиллярлық түрі сияқты басқа түрлері белгілі бір қолданыстарға жарамды болуы мүмкін, бірақ көбінесе Ньютондық емес сұйықтықтарды өлшеуде шектеулерге тап болады немесе температура мен ағынның ауытқуларына сезімтал.
Автоматтандырылған басқару жүйесінің сенімділігі оның сенсорлық кірісінің сенімділігіне тікелей пропорционалды. Сондықтан, вискозиметрдің ұзақ мерзімді тұрақтылығы мен минималды калибрлеу талаптары тек ыңғайлылық сипаттамалары ғана емес; олар өміршең және аз күтімді қажет ететін басқару жүйесі үшін негізгі талаптар болып табылады. Сенсордың құнын тек бастапқы капиталдық шығындар ретінде ғана емес, сонымен қатар техникалық қызмет көрсету мен калибрлеуге байланысты еңбек пен тоқтап қалу уақытын қоса алғанда, оның жалпы меншік құны (TCO) ретінде қарастыру керек. Құралдардан алынған деректеркапиллярлық вискозиметрлердұрыс пайдалану және тазалау арқылы оларды калибрлеу он жыл немесе одан да көп уақыт бойы тұрақты болып қала алатынын көрсетеді, бұл ұзақ мерзімді тұрақтылықтың технологиялық құралдардың қол жеткізуге болатын және маңызды атрибуты екенін көрсетеді. Калибрлеуді ұзақ уақыт бойы сақтай алатын сенсор ықтимал процестің өзгеруінің негізгі көзін жою және жүйенің минималды адамның араласуымен автономды жұмыс істеуіне мүмкіндік беру арқылы автоматтандыру жобасының тәуекелін айтарлықтай азайтады.
| Технология | Жұмыс принципі | Ньютондық емес сұйықтықтарға жарамдылығы | Жоғары температура/қысым мүмкіндігі | Коррозияға төзімділік | Дірілге төзімділік | Техникалық қызмет көрсету/калибрлеу |
| Дірілдеу/Резонанс | Дірілдейтін элементтегі (шанышқы, резонатор) сұйықтықтың демпферленуін өлшейді. | Тамаша (жоғары ығысу, қайталанатын оқу). | Жоғары (300°C дейін, 500 бар). | Тамаша (барлық 316L SS суланған бөлшектер). | Тамаша (теңгерімді резонатор дизайны). | Төмен (қозғалатын бөлшектер жоқ, ластану минималды). |
| Айналмалы | Сұйықтықтағы шпиндельді айналдыру үшін қажетті момент күшін өлшейді. | Тамаша (зертханалық жағдайда толық ағын қисығын береді). | Орташадан жоғарыға дейін (үлгіге байланысты өзгереді). | Жақсы (арнайы шпиндель материалдарын қажет етеді). | Нашар (сыртқы дірілге өте сезімтал). | Жоғары (жиі тазалау, бөлшектерді жылжыту). |
| Капиллярлық/дифференциалды қысым | Тұрақты ағын жылдамдығында бекітілген түтіктегі қысымның төмендеуін өлшейді. | Шектеулі (бір орташа Ньютон тұтқырлығын береді). | Орташадан жоғарыға дейін (температура тұрақтылығын қажет етеді). | Жақсы (капилляр материалына байланысты). | Орташа (ағынға тәуелді, тұрақты ағынды қажет етеді). | Жоғары (тазалауды қажет етеді, бітелуге бейім). |
| Құлап бара жатқан элемент | Элементтің сұйықтық арқылы өту уақытын өлшейді. | Шектеулі (бір орташа Ньютон тұтқырлығын береді). | Орташадан жоғарыға дейін (материалдарға байланысты). | Жақсы (элементтің материалына байланысты). | Орташа (дірілдің әсеріне сезімтал). | Орташа (қозғалатын бөлшектер, қайта калибрлеуді қажет етеді). |
2.4 Дәл деректер үшін сенсордың оңтайлы орналасуы
Вискозиметрдің физикалық орналасуы технологияның өзі сияқты маңызды. Дұрыс орналастыру жиналған деректердің процестің күйін көрсететініне кепілдік береді. Ең жақсы тәжірибелер сенсорды сұйықтық біртекті болатын және сенсорлық элемент әрқашан толығымен суға батырылатын жерге орналастыруды талап етеді. Құбырдағы ауа көпіршіктері жиналуы мүмкін биік нүктелерден аулақ болу керек, себебі ішке кіретін ауа өлшеулерді бұзуы мүмкін, әсіресе...діріл вискозиметрлеріСол сияқты, сенсорда материал шөгінділерінің пайда болуына жол бермеу үшін сұйықтық тұрақты қозғалыста болмайтын «тоқырау аймақтарына» орнатудан аулақ болу керек. Басқару жүйесі үшін ең сенімді деректерді қамтамасыз ету үшін сенсорды ағын тұрақты және біркелкі болатын құбыр бөлігіне, мысалы, тік көтергішке немесе ағын жылдамдығы біркелкі аймаққа орналастыру жақсы стратегия болып табылады.
III.RS485 арқылы PLC/DCS үздіксіз интеграциясы
сәтті орналастыруонлайн вискозиметрқолданыстағы зауытты басқару инфрақұрылымына үздіксіз интеграциялануға сүйенеді. Байланыс хаттамасын және физикалық деңгейді таңдау сенімділікті, құнын және ескі жүйелермен үйлесімділікті теңестіретін стратегиялық шешім болып табылады.
3.1 Жүйе архитектурасына шолу
Бұл қолданба үшін стандартты өнеркәсіптік басқару архитектурасы - басшы-құл қатынасы. Зауыттың орталық PLC немесе DCS «басты» рөлін атқарады, «құл» құрылғысы ретінде жұмыс істейтін вискозиметрмен байланысты бастайды. Бағынышты құрылғы басшы сұрағанша «тыныш» күйде қалады, сол кезде ол сұралған деректермен жауап береді. Бұл бір-көп байланыс моделі деректердің соқтығысуын болдырмайды және желіні басқаруды жеңілдетеді.
3.2 RS485 байланыс интерфейсі
RS485 байланыс интерфейсі өнеркәсіптік автоматтандыру үшін, әсіресе ұзақ қашықтықтағы, көп нүктелі байланысты қажет ететін қолданбалар үшін сенімді және кеңінен қабылданған стандарт болып табылады.
Техникалық артықшылықтары:
Ұзақ қашықтыққа және көп реттік түсіруRS485 2000 метрге дейінгі қашықтыққа деректерді беруді қолдайды, бұл оны кең ауқымды өнеркәсіптік нысандар үшін өте қолайлы етеді. Бір шина 30 құрылғыға дейін қоса алады, бұл санды қайталағыштарды пайдалану арқылы тәулік бойы кеңейтуге болады, бұл кабельдік инфрақұрылымның құны мен күрделілігін айтарлықтай төмендетеді.
Шуға төзімділік:RS485 бұралған жұп кабель арқылы теңдестірілген, дифференциалды сигнал беру тәсілін қолданады. Бұл дизайн электромагниттік кедергілерге (ЭМИ) және басқа да электрлік шуылдарға ерекше иммунитетті қамтамасыз етеді, бұл үлкен қозғалтқыштар мен жетектері бар зауыттық ортада жиі кездесетін мәселе.
3.3 PLC/DCS алшақтығын жою
RS485 тек техникалық артықшылық емес; бұл процестерді автоматтандыруға кіру кедергісін айтарлықтай төмендететін стратегиялық бизнес шешімі. Оның ұзақ қашықтыққа жету және шуылға қарсы тұру қабілеті оны бұл факторлар шикі байланыс жылдамдығынан маңыздырақ болатын өнеркәсіптік орталарға өте қолайлы етеді.
IV. Модельге негізделген бейімделгіш басқарудың теориялық туындысы
Бұл бөлім косметикалық сұйықтықтардың күрделі, сызықты емес динамикасын өңдеуге қабілетті бақылау стратегиясы үшін қатаң интеллектуалды негізді қамтамасыз етеді.
4.1 Кеңейтілген бақылау қажеттілігі
Дәстүрлі пропорционалды-интегралды-туынды (PID) контроллерлері процестің сызықтық модельдеріне негізделген және Ньютондық емес сұйықтықтардың сызықтық емес, уақытқа тәуелді және айнымалы қасиеттерінің мінез-құлқын өңдеуге жеткіліксіз жабдықталған. PID контроллері реактивті; ол түзету шараларын қолдана бастамас бұрын белгіленген нүктеден ауытқудың орын алуын күтеді. Үлкен араластыру багы немесе қоюлатқыш сияқты ұзақ жауап динамикасы бар процесс үшін бұл қателерді баяу түзетуге, тербелістерге немесе мақсатты тұтқырлықтың шамадан тыс артуына әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, температураның ауытқуы немесе кіріс шикізат құрамының өзгеруі сияқты сыртқы бұзылулар PID контроллерін үнемі қолмен қайта реттеуді қажет етеді, бұл процестің тұрақсыздығы мен тиімсіздігіне әкеледі.
4.2 Бақылау үшін реологиялық модельдеу
Ньютондық емес сұйықтықтарды сәтті басқару стратегиясының негізі - олардың мінез-құлқының дәл және болжамды математикалық моделі.
4.2.1 Құрылымдық модельдеу (бірінші қағидалар):
Хершель-Булкли моделі - ағындылық кернеуін де, ығысу-жіңішкеру немесе ығысу-қалыңдату сипаттамаларын да көрсететін сұйықтықтардың реологиялық мінез-құлқын сипаттау үшін қолданылатын қуатты конститутивті теңдеу. Модель ығысу кернеуін (τ) ығысу жылдамдығымен (γ˙) үш негізгі параметрді қолдана отырып байланыстырады:
τ=τγ+K(γ˙)n
τγ (шығыс кернеуі): Сұйықтық ағып кетуі үшін асып кетуі тиіс ең аз ығысу кернеуі.
K (Консистенттілік индексі): сұйықтықтың ағынға төзімділігін білдіретін тұтқырлыққа ұқсас параметр.
n (Ағын мінез-құлық индексі): сұйықтықтың мінез-құлқын анықтайтын маңызды параметр: ығысу-жіңішкеру (псевдопластикалық) үшін n<1, ығысу-қоюлану (кеңейту) үшін n>1 және Бингем пластикасы үшін n=1.
Бұл модель контроллерге сұйықтықтың көрінетін тұтқырлығының сорғының төмен ығысу араластыру аймағынан жоғары ығысу ортасына дейін процестегі әртүрлі ығысу жылдамдықтарында қалай өзгеретінін болжауға мүмкіндік беретін математикалық негізді ұсынады.
4.2.2 Деректерге негізделген модельдеу:
Бірінші қағидаттар модельдерінен басқа, деректерге негізделген тәсілді онлайн вискозиметр ұсынған нақты уақыттағы деректерден үйренетін процесс моделін құру үшін пайдалануға болады. Бұл әсіресе дәл бірінші қағидаттар моделін алу қиын болатын күрделі формулалар үшін пайдалы. Деректерге негізделген модель май құрамының өзгеруі немесе температураның ауытқуы сияқты сыртқы факторларды ескеру үшін сенсор параметрлерін нақты уақыт режимінде бейімделгіш түрде реттей және оңтайландыра алады. Бұл тәсіл тұтқырлық өлшеулерінің орташа абсолютті қателігін тар диапазонда сәтті басқаратыны, тамаша өнімділік пен сенімділікті көрсететіні дәлелденген.
4.3 Бейімделгіш бақылау заңының туындысы
Модельге негізделген бейімделгіш басқару жүйесінің негізгі мәні - оның өзгермелі процесс жағдайларына үздіксіз үйрену және бейімделу қабілеті. Контроллер бекітілген параметрлерге сүйенбейді, бірақ процестің ішкі моделін динамикалық түрде жаңартады.
Негізгі қағида:Бейімделгіш контроллер кіріс сенсорының деректеріне негізделген нақты уақыт режимінде өзінің ішкі моделінің параметрлерін үздіксіз бағалайды немесе жаңартады. Бұл контроллерге шикізаттың өзгеруінен, жабдықтың тозуынан немесе қоршаған ортаның өзгеруінен туындаған процестің ауытқуларын «үйренуге» және өтеуге мүмкіндік береді.
Бақылау туралы заңның тұжырымдамасы:
Модель параметрлерін бағалау: Көбінесе бейімделгіш ұмыту коэффициенті бар рекурсивті ең кіші квадраттар (RLS) алгоритміне негізделген параметр бағалаушысы нақты уақыт сенсорының деректерін (тұтқырлық, температура, ығысу жылдамдығы) пайдаланып, модель параметрлерін, мысалы, Хершель-Булкли моделінің K және n мәндерін үздіксіз реттейді. Бұл «бейімделгіш» компонент.
Болжамды басқару алгоритмі:Содан кейін жаңартылған процесс моделі сұйықтықтың болашақтағы мінез-құлқын болжау үшін қолданылады. Модельді болжамды басқару (MPC) алгоритмі бұл қолданба үшін өте қолайлы стратегия болып табылады. MPC бірнеше шығыс айнымалыларын (мысалы, тұтқырлық және температура) басқару үшін бір уақытта бірнеше манипуляцияланатын айнымалыларды (мысалы, қоюландырғышты қосу жылдамдығы және сорғы жылдамдығы) басқара алады. MPC болжамды сипаты ұзақ уақыт кідірістер болғанның өзінде процесті дұрыс жүргізу үшін қажетті дәл түзетулерді есептеуге мүмкіндік береді, бұл сұйықтықтың әрқашан оңтайлы реологиялық «терезесінде» болуын қамтамасыз етеді.
Қарапайым кері байланысты басқарудан модельге негізделген бейімделгіш басқаруға көшу реактивті процесті басқарудан проактивті басқаруға түбегейлі ауысуды білдіреді. Дәстүрлі PID контроллері іс-қимыл жасамас бұрын қатенің пайда болуын күтіп, реактивті болып табылады. Уақыттың айтарлықтай кідірістері бар процесс үшін бұл реакция көбінесе тым кеш болады, бұл асып кетулер мен тербелістерге әкеледі. Бейімделгіш контроллер процесс моделін үздіксіз үйрену арқылы ауытқу айтарлықтай болғанға дейін жоғары ағындағы өзгерістің - мысалы, шикізат құрамындағы өзгерістің - соңғы өнімнің тұтқырлығына қалай әсер ететінін болжай алады. Бұл жүйеге проактивті, есептелген түзетулер енгізуге мүмкіндік береді, бұл өнімнің спецификацияға сәйкес келуін қамтамасыз етеді және қалдықтар мен өзгергіштікті азайтады. Бұл сәтті енгізулерде құжатталған партиялық өзгергіштік пен материалдық қалдықтардың айтарлықтай азаюының негізгі қозғаушы күші.
V. Тәжірибелік енгізу, валидация және операциялық стратегиялар
Жобаның соңғы кезеңі - интеграцияланған жүйені сәтті орналастыру және ұзақ мерзімді басқару. Бұл мұқият жоспарлауды және операциялық озық тәжірибелерді сақтауды талап етеді.
5.1 Орналастырудың ең жақсы тәжірибелері
Онлайн вискозиметрия мен бейімделгіш басқаруды біріктіру - тәжірибелі жүйелік интеграторларға тапсырылуы тиіс күрделі міндет. Жақсы анықталған алдыңғы бөліктің дизайны өте маңызды, себебі жоба мәселелерінің 80%-ға дейіні осы кезеңге байланысты болуы мүмкін. Ескі басқару жүйелерін қайта жабдықтаған кезде білікті интегратор байланыс олқылықтарын жою және үздіксіз көшуді қамтамасыз ету үшін қажетті тәжірибені ұсына алады. Сонымен қатар, сенсорды дұрыс орналастыру өте маңызды. Вискозиметр ауа көпіршіктерінен, тоқырау аймақтарынан және өлшеулерге кедергі келтіруі мүмкін ірі бөлшектерден таза жерде орнатылуы керек.
5.2 Деректерді тексеру және салыстыру
Басқару жүйесінің сенімді болуы үшін ол сүйенетін деректер тексеріліп, сәйкестендірілуі керек. Қатал ортадағы өнеркәсіптік сенсорлар шуылға, ауытқуларға және қателіктерге бейім. Шикі сенсор деректеріне соқыр сенім артатын басқару циклі сынғыш және қымбат қателіктер жіберуге бейім.
Деректерді тексеру:Бұл процесс мәндердің мағыналы және күтілетін диапазонда болуын қамтамасыз ету үшін шикі сенсор деректерін өңдеуді қамтиды. Қарапайым әдістерге ауытқуларды сүзу және шуды азайту үшін белгілі бір уақыт аралығында бірнеше өлшеулердің орташа мәнін алу жатады.
Жалпы қатені анықтау:Хи-квадрат сынағы сияқты статистикалық сынақтарды мақсатты функцияның мәнін маңызды мәнмен салыстыру арқылы маңызды қателіктерді немесе сенсордың істен шығуын анықтау үшін пайдалануға болады.
Деректерді салыстыру:Бұл статистикалық тұрғыдан тексерілген деректер жиынтығын алу үшін артық сенсор деректерін және процесс модельдерін (мысалы, массаны сақтау) пайдаланатын озық әдіс. Бұл процесс жүйеге сенімділікті арттырады және сенсордың кішігірім ауытқулары мен ақауларына төзімділіктің өзіндік деңгейін қамтамасыз етеді.
Деректерді тексеру деңгейін енгізу міндетті емес мүмкіндік емес; бұл нақты әлемдегі сәйкессіздіктерге қарамастан бүкіл басқару жүйесін берік және сенімді ететін қажетті интеллектуалды компонент. Бұл деңгей жүйені қарапайым автоматтандыру құралынан өнім сапасын үнемі адамның бақылауынсыз сақтай алатын шынымен ақылды, өзін-өзі бақылайтын нысанға айналдырады.
5.3 Ұзақ мерзімді техникалық қызмет көрсету және тұрақтылық
Онлайн вискозиметрия жүйесінің ұзақ мерзімді табысы нақты анықталған техникалық қызмет көрсету стратегиясына байланысты.
Сенсорға техникалық қызмет көрсету: 316L тот баспайтын болат сияқты қозғалмалы бөлшектері жоқ және коррозияға төзімді материалдары бар берік вискозиметрлік конструкцияларды пайдалану ластану қиындықтарын айтарлықтай жеңілдетіп, техникалық қызмет көрсету процедураларын жеңілдетеді.
Жүйені калибрлеу және валидациялау:Вискозиметрдің ұзақ мерзімді дәлдігін қамтамасыз ету үшін үнемі калибрлеу өте маңызды. Жоғары дәлдіктегі қолданбалар үшін сертификатталған тұтқырлық стандарттарымен калибрлеу жоспарлы түрде жүргізілуі керек, бірақ онша маңызды емес қолданбалар үшін жиілікті азайтуға болады. Ұзақ мерзімді тұрақтылық зерттеулері көрсеткендей, шыны капиллярлық немесе дірілдеу вискозиметрлері сияқты кейбір вискозиметр түрлері калибрлеуді жылдар бойы сақтай алады, бұл қымбат калибрлеу оқиғаларының жиілігін айтарлықтай азайтады.
AІс жүзінде қолданылатын шешім нақты пайда әкелуі мүмкін: партиядан партияға өзгергіштік пен материалдық қалдықтарды айтарлықтай азайту және толық автономды, ақылды өндіріске жол ашу.Стаrt your opТимизатионby контакt Лонnmeter.
Жарияланған уақыты: 09.09.2025 ж.
