Моделирование системы управления измельчителя плодовоовощной продукции

Актуальность. Статья посвящена цифровой адаптации техники для перерабатывающей промышленности путем разработки и обоснования имитационной модели автоматизированной системы управления технологическим процессом.

Материалы и методы исследований. Разработка и моделирования системы автоматизированного управления измельчителем производились в среде САПР «Proteus 8.15 ISIS», где осуществлялся подбор основных элементов системы управления и их подключение к микроконтроллеру. Построение программного кода проекта производилась в интегрированной среде разработки «Arduino IDE» на языке программирования «С++».

Результаты исследований и выводы. Разработана функциональная схема предлагаемой СУ измельчителя плодоововойщной продукции. Входы и выходы платы микроконтроллера представлены четырнадцатью сигналами и делятся по органам управления измельчителя плодоовощного сырья на три группы: органы управления ротором; дозатором; обеспечения автоматического режима работы. Информация о состоянии всех входных и выходных сигналов СУ визуализируется на ЖК-дисплей. Смоделирована на основе микроконтроллеров AVR / ARM Cortex М-архитектуры, с применением языка программирования «С++» система управления автоматизированным измельчителем плодоовощной продукции, произведена ее проверка на работоспособность в САПР «Proteus 8.15 ISIS», доказавшей ее работоспособность и эффективность. Для реализации численного моделирование процесса резания разработано специализированное программного обеспечения, исходный код которого составлен на языке программирования «Object Pascal» в IDE «Lazarus».

1. Общее собрание секции механизации, электрификации и автоматизации отделения сельскохозяйственных наук РАН. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. № 2. С. 4.

2. Зыков А. В., Юнин В. А., Захаров А. М. Использование робототехнических средств в АПК. Международный научно-исследовательский журнал. 2019. № 3 (81). С. 8-11.

3. Рунов Б. А. Применение робототехнических средств в АПК. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. № 2. С. 44-47.

4. Токарев К. Е., Руденко А. Ю., Кузьмин В. А., Чернявский А. Н. Теория и цифровые технологии интеллектуальной поддержки принятия решений для увеличения биопродуктивности агроэкосистем на основе нейросетевых моделей. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 4 (64). С. 421-440.

5. Lebed N. I., Antonov N. M., Rusakova G. G. Investigation of pro-cess of cutting fruit and vegetable raw materials into slices using rotary chopper. Lecture Notes in Mechanical Engineering: 5th International Conference on Industrial Engineering. 2019. Pp. 451-459.

6. Antonov N. M., Lebed N. I., Makarov A. M. Energetic calculation of an apple chopper with zigzagging knife in the cutting unit. Journal of Food Process Engineering. 2017. № 40 (2).

7. Хвостенко Т. М., Алексанов И. А. Внедрение и проблематика роботехнических средств в АПК. Вестник образовательного консорциума Среднерусский университет. Информационные технологии. 2022. № 2 (20). С. 4-9.

8. Лепешко Л. С. Обзор программных продуктов для автоматизации в АПК. Новости науки в АПК. 2019. № 3(12). С. 318-324.

9. Будников Д. А. Разработка SCADA-системы контроля лабораторного оборудования и параметров процесса сушки зерна. Инновации в сельском хозяйстве. 2019. № 2 (31). С. 230-237.

10. Лебедь Н. И., Гапич Д. С., Ханин Ю. И., Веселова Н. М., Фомин С. Д. Разработка и обоснование автоматизированной системы управления и программного обеспечения SCADA-системы процессом резания плодоовощных материалов ломтиковым измельчителем. Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. ВолГАУ. 2022. № 2 (66). С. 364-372.

11. Тюрин С. Ф., Ковыляев Д. А., Данилова Е. Ю., Городилов А. Ю. Изучение программирования микроконтроллеров в САПР Proteus. Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика. 2021. № 2 (53). С. 69-74.

12. Лебедь Н. И., Антонов Н.М., Искуснов Ю.В. Результаты экспериментальных исследований по определению усилий резания плодов и корнеплодов. Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. ВолГАУ. 2012. № 2 (26). С. 137-141.

13. Заплетников И. Н., Шеина А. В., Гордиенко А. В. Экспериментальные исследования процесса резания растительных материалов. Актуальные вопросы современной науки. 2014. № 33. С. 52-61.

14. Чечуга А. О. Влияние скорости резания на составляющие усилия резания. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 3. С. 289-292.

15. Антонов Н. М., Лебедь Н. И. Определение некоторых энергетических параметров статического резания плодов яблок. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2014. № 2 (34). С. 143-148.