Исследование переходных процессов осциллирующего метода управления сушкой древесины для синтеза алгоритмов подстройки параметров резистивных датчиков влажности

Abstract

Актуальность. Применение резистивных датчиков влажности пиломатериала позволяет повысить уровень автоматизации. Однако достоверность показаний таких датчиков следует проверять, поскольку отказоустойчивость резистивных датчиков достаточно низкая. В работе рассматривается актуальная задача контроля работы, выявления отказов и настройки параметров датчиков влажности пиломатериала по переходным процессам осциллирующего метода сушки на основании показаний более надёжных и отказоустойчивых датчиков температуры. Данный метод сопровождается разнообразными переходными процессами, в которых может содержаться полезная информация, дающая возможность оценивать качество сушки и основные показатели технологического процесса. Цель: разработка алгоритма оценки влажности пиломатериала на основе анализа переходных процессов датчиков температуры для оценки корректности работы резистивных датчиков, настройки параметров тарирования. Методы: анализ переходных процессов из архивной базы о технологических процессах, полученных в течение полутора лет работы системы диспетчеризации основных параметров для 28 полных циклов сушки пиломатериала. Анализ основан на выявлении корреляции времени остывания и нагрева воздуха при открытии и закрытии заслонок. В условиях закрытых заслонок исследуется возможность определения влажности пиломатериала на основе аппроксимации зависимости от равновесной влажности. Результаты. Разработаны алгоритмы автоматизированной подстройки параметров тарирования резистивных датчиков на основе аппроксимации вычисления влажности пиломатериала по равновесной влажности воздуха, автоматического управления режимом сушки пиломатериалов в зависимости от показаний резистивных датчиков влажности. Выводы. Анализ зависимости времени переходного процесса остывания и нагрева влажного датчика имеет слабую корреляцию с влажностью пиломатериала и не может обеспечить адекватную оценку влажности. В условиях, когда заслонки закрыты в течение 30-40 минут можно наблюдать равновесную влажность пиломатериала с погрешностью до 2 %, что позволяет подстраивать резистивные датчики для непрерывного наблюдения за влажностью пиломатериала. Исследование может представить интерес для инженерно-технических работников лесной промышленности, занимающихся созданием современных систем автоматизации и улучшением существующих методов управления процессами сушки древесины. Работа может служить основой для разработки новых методов и алгоритмов управления технологическим процессом сушки на основе анализа переходных процессов и получения дополнительных параметров

Relevance. The use of resistive lumber humidity sensors allows increasing the level of automation. However, the reliability of readings of such sensors should be checked, since the fault tolerance of resistive sensors is quite low. The paper deals with the urgent task of monitoring the operation, response to failures and setting up the parameters of lumber moisture sensors for the transient process of the oscillatory drying method about the occurrence of events of more reliable and faulttolerant temperature sensors. This method generates a set of transient processes that may contain useful information, the analysis of which allows evaluating the quality of drying and the main indicators of the technological process. Aim. Development of an algorithm for assessing the moisture content of lumber based on the analysis of transient processes of temperature sensors to assess the correct operation of resistive sensors and adjust calibration parameters. Methods. Analysis of transient processes from the archive database of technological processes obtained during one and a half years of operation of the dispatching system of the main parameters for 28 complete cycles of drying of sawn timber. The analysis is based on identifying the correlation of the time of air cooling and heating when opening and closing the dampers. Under conditions of closed dampers, the possibility of determining the moisture content of sawn timber is studied based on the approximation of the dependence on the equilibrium moisture content. Results. The authors have developed the algorithms for automated adjustment of calibration parameters of resistive sensors relying on approximation of calculation of lumber moisture content derived from equilibrium air humidity, automatic control of lumber drying mode depending on readings of resistive humidity sensors. Conclusions. The analysis of the dependence of the transient cooling and heating time of the wet sensor has a weak correlation with the moisture content of the lumber and cannot provide an adequate assessment of the moisture content. Under conditions when the dampers are closed for 30-40 minutes, it is possible to observe the equilibrium moisture content of the lumber with an error of up to 2%, which allows adjusting the resistive sensors for continuous monitoring of the moisture content of the lumber. The study may be of interest to engineers and technical workers in the forestry industry involved in the creation of modern automation systems and the improvement of existing methods for controlling wood drying processes. The work can serve as a basis for developing new methods and algorithms for controlling the technological process using transient analysis to extract additional parameters