Cukoripar, 1998 (51. évfolyam, 1-4. szám)
1998-01-01 / 1. szám
CUKORIPAR LI. évfolyam (1998) 1. szám mérhetjük, hogy az adott rendszer hogyan és milyen mértékben reagál erre a gyakran (és jelenleg műszaki becsléssel meghatározva) alkalmazott beavatkozásra. A program akkor jó, ha lehetőséget ad a gyakorlatban feltehető kérdések gyors megválaszolására és a válaszokat szemléletesen, a cukoripari szakember számára érthető és használható módon jeleníti meg. A cukoroldali sémaszámító program megfelel a fenti követelményeknek. Felhasználóbarát módon építhető fel egy tetszőleges cukoroldali rendszer, állíthatók be a technológiai adottságok, illetve a berendezések típusának, minőségének és az üzemeltetési paramétereknek megfelelő állandók. A program igen nagy előnye, hogy a független változók meghatározása nagyon rugalmas, a program kezelője tulajdonképpen nem is veszi észre, hogy ő, kérdéseinek megfelelően különözőképpen választotta meg a független változókat. A program lehetőséget biztosít egyes üzemállapotok szimulációjára, de nagy lehetősége, hogy sokféle sorozatvizsgálat elvégzésére alkalmas, ezzel a felépített rendszer sokoldalú vizsgálatát teszi lehetővé. A cukoroldal működési tartománya A cukoroldal működési tartományának elméletét, a működési tartomány gyakorlati jelentőségét több előadásban, cikkben ismertettük [1-11.], ezért itt erről csak egy rövid emlékeztetőt mutatunk be. A cukoroldali változók közül a rendszer független változói (bizonyos határok között) bármilyen értéket felvehetnek. Egy jól beállított (helyesen automatizált rendszer) esetében a független változók száma kevés (bár ezt a gyakorlatban nem mindig akarják elismerni, ezért probléma esetén mindenhez hozzányúlnak), tehát a kezelőknek igazán csak néhány beavatkozásra lenne jogosultságuk. Az első termék tisztaságát (színét) például a középtermékre vezetett sűrűté mennyiségével (lásd későbbi példánk), vagy a késztermék visszaoldásával „szabályozhatják”, a melasz tisztaságát pedig a középtermék szörp visszaforgatásával, ami az utótermék tisztaságán keresztül határozza meg a melasz tisztaságát. Ez a rendszer két szabadságfokú, tehát (a berendezésparaméterek rögzítése után) a sűrűsé osztás és a középtermék szörp visszakeringetés arányának megadása egyértelműen meghatározza a rendszer egy üzemállapotát, vagyis valamennyi változó értéke meghatározható. Megjegyezzük, hogy a szabadságfokú rendszer általában finomítós séma esetében van, ami a finomítvány mennyiség, vagy arány megkötésével két szabadságfokúvá válik. Fontos megjegyezni, hogy a 2 (maximum 3) szabadságfok felett a gyakorlati rendszerek nem stabilizálhatók, nehezen „állandósíthatók”, a cukoroldal az egyik (rossz) üzemállapotból a másikba megy át folyamatosan. Mivelkét szabadságfokú rendszernél) a két független változó értéke egyértelműen meghatározza bármelyik függő változó értékét, ezért a két független változó által meghatározott koordináta rendszerben (alapsík) minden pont egy üzemállapotnak felel meg. Az is belátható, hogy bármelyik függő változó értéke az alapsík felett egy felületet ad, ennek egy pontjához tartozó magasság érték megadja az adott változó adott üzemállapothoz tartozó értékét. Rendkívül hasznos ezt a felületet az alapsíkkal párhuzamos sík(ok)kal elmetszeni (pl. elsőtermékképmenynyisége 25%). Ekkor a felület és a metsző párhuzamos sík egy (esetleg több) vonalban metszi egymást. Ha ezt a vonalat az alapsíkra vetítjük, akkor az alapsíkon megjelenő vonal kijelöli az összes olyan üzemállapotot, melyre az jellemző, hogy pl. az első termék pép mennyisége 25%. Másképpen fogalmazva, ha a két független változó értékét úgy választjuk meg, hogy az általuk meghatározott pont a vetület vonalon legyen, akkor az elsőtermékkép mennyisége 25% lesz. A függő változó különböző értékei az alapsíkon hasonló jellegű, sokszor párhuzamos vonalakat jelölnek ki, ezek elhelyezkedése, iránya, egymástól való távolsága nagyon hasznos információkat ad a rendszer szabályozhatóságára, érzékenységére, rugalmasságára. Ezt a vetület vonalat nevezzük paramétervonalnak, mivel az ezen található üzemállapotokat az jellemzi, hogy a rendszer egy paramétere állandó, és ezen a vonalon kívül ilyen üzemállapotok nem léteznek. Gyakorlati szempontok alapján több olyan függő változó van, melynél olyan határérték állapítható meg, ami alatt (vagy felett) a rendszer elfogadhatóan működik (illetve működik egyáltalán), felette (alatta) pedig nem. Például kapacitás okok miatt az elsőtermék pépmennyiség nem növekedhet 28% fölé, cukorminőség miatt az elsőtermék pép tisztasága nem csökkenhet 94% alá, gazdasági okokból a melasztisztaság nem lehet 60% fölött. Egy-egy ilyen határérték vonalnak az alapsíkon megjelenő vetülete az alapsíkot két részre osztja, egy elfogadható és egy nem elfogadható (nem megvalósítható) tartományra. Minden előírt függő változó másképpen osztja fel az alapsíkot elfogadható és nem elfogadható tartományra. Könnyen belátható, hogy az alapsíknak az a része, amely valamennyi felosztásnál az elfogadható tartományba esik, olyan üzemállapotokat tartalmaz, melyek minden kívánalomnak megfelelnek. Ezt a tartományt nevezzük a rendszer működési tartományának. Ha a független változók értékeit (pl. sűrűsé osztás és közép szörű visszakeringetés) úgy választjuk meg, hogy az általuk kijelölt pont a működési tartományon belül van, akkor a pont által képviselt üzemállapot minden előre meghatározott követelménynek megfelel. Az 1. ábra két különböző függő változó (az első- és a középtermék pép mennyisége) esetén mutatja az alapsíkon a pépmennyiség állandó vonalakat. Az ábrán két különböző időpontban megjelenő képernyő másolata látható, az eredeti kép természetesen színes. A képeket a program a következőképpen határozza meg: — A sűrűsé osztás 0 és 100%, a közép zöld osztás 0 és 50% tartományában (két független változó) 1064 különböző üzemállapotot számított, a két független változó értékét véletlenszerűen kiválasztva. — Az 1064 üzemállapot eredményei alapján a program megadta mindkét pépmennyiségnél a minimális és a maximális értékeket. Ezek figyelembevételével a kezelő megadta, hogy az ábrázolás hány értéktartományra történjen és ezeknek milyen határértékei legyenek. Az azonos értéktartományba eső üzemállapotokat (pl. az elsőtemnék pépmennyiség 24 és 25% között van) azonos színnel jelölve kirajzolta az alapsíkra. A fenti módszerrel a paramétervonalakat (pl. pépmennyiség=25%) nem egyértelműen határozzuk meg. 3