Компанія Tornum запропонувала поліпшувати ефективність роботи зерносушарок за допомогою інтелектуальної системи керування.
Розуміючи, що світ почав жити у цифровому середовищі, нині дедалі актуальнішими стають рішення не лише для покращення життя, а й для оптимізації виробничих процесів. Не оминув цей тренд і сушіння зерна.
Компанія Tornum є шведським виробником, який із 1973 року спеціалізується саме на зернових сушарках. За цей час було вивчено всі аспекти сушіння зерна і потреби ринку, і в результаті на світ з’явилися сушарки Tornum, які є одним із лідерів європейського ринку. Наприклад, у Швеції продукції компанії належить 70% ринку. Tornum працює в багатьох країнах, і реалізація проєктів у різних куточках світу дає змогу акумулювати різнобічний досвід. Спочатку компанія виробляла тільки сушарки, але згодом прийшло розуміння, що неправильне вбудовування сушарки в технологічну схему елеватора може різко знизити ефективність усіх процесів. Тому було вирішено розпочати розробку технологічних схем, і на сьогодні робота з потенційним клієнтом починається саме зі з’ясовування всіх умов роботи сушарки.
Цифрові технології прийшли в компанію Tornum спочатку на завод, у виробництво, де нині працюють роботизовані системи у зварюванні й штампуванні, а також потужні програмні продукти, які дають змогу моделювати самі сушарки безпосередньо в цифровому середовищі. Наприклад, під час розробки новітньої моделі T-REX уже було запроваджено математичне моделювання процесів усередині сушарки. Цей підхід незвичний та інноваційний, але перші результати просто вражають.
Кожен господар прагне отримати максимальну якість зерна на виході із сушарки. Звісно, якщо воно неякісне надходить із поля, будь-які цифрові технології не покращать його стан, і тільки можуть допомогти зберегти те, на що протягом сезону витрачали свої зусилля агрономи. Зона відповідальності сховища або елеватора перебуває в межах вибору методів сушіння, структури та практики зберігання, а також транспортних систем — це ті основні елементи, що можуть вплинути на якість зерна.
Які параметри очікуються від зерна? Це вологість, температура і час, за який відбувається сушіння. Зерно спочатку нагрівається, потім із нього видаляється волога за допомогою теплового агента, і в завершенні зерно охолоджується. Цей процес багатьма виробниками сушарок доведено до високого рівня. Але досягти потрібного рівня вологості на виході із сушарки вдається не завжди через те, що зерно з поля надходить із неоднаковою вологістю. І навіть створюючи стабільний повітряний потік зі стабільною температурою, а також постійну швидкість вивантаження, все одно на виході не вдасться отримати встановлену вологість зерна.
Частково позбутися проблеми допомагає проміжний силос, куди на 24 год завантажують зерно після первинного очищення. Це дозволяє суттєво вирівняти вологість зернового масиву, і тоді робота сушарки не потребуватиме постійних коригувань. Однак це знову теорія. Коли ж справа доходить до реальних проєктів, замовник скаржиться, що це надто дорого, і він не готовий будувати окремий проміжний силос. У результаті роль проміжного виконує звичайний силос, куди зерно потрапляє вже після сушарки.
Тепер розглянемо детальніше процеси, що відбуваються всередині сушарки. Зерно, що потрапляє в зону нагрівання, розташовується шарами з різною вологістю, і для кожного шару час перебування в сушарці відрізнятиметься. На практиці це означатиме, що за відсутності автоматизованої системи керування оператор повинен постійно бігати й вимірювати вологість зерна на вході в сушарку, після чого він також має визначити й установити нові параметри сушіння. Зазвичай так ніхто не працює, тому в реальних умовах зерно буде або пересушене, або недосушене. До того ж у разі пересушування збитки подвоюються через додаткові витрати пального та зменшення маси самого зерна.
Вивчаючи всі ці аспекти сушіння, компанія Tornum створила для себе перелік актуальних питань, за якими було розпочато роботу зі створення системи автоматизації. До актуальних питань належать такі: як запобігти пересушуванню зерна і втраті ваги, як висушити зерно з мінімальними енерговитратами, як витримати вимоги ринку щодо якості зерна без втрати продуктивності сушарки, як зробити систему керування простою для оператора і як мінімізувати вплив людського чинника на якість сушіння. Також виникло питання автоматизації процесу сушіння.
Що існує в автоматизації сушіння? Компанія Tornum провела власне дослідження українського ринку та визначила, що потрібно обирати систему автоматизації за методом вимірювання вологості. Існує два методи вимірювання параметрів сушарки — прямий і непрямий. Усі сучасні сушарки обладнують вологоміром, за допомогою якого можна побачити фактичну вологість зерна. Але ці вологоміри виконують тільки функцію інформування, вони не керують процесом і можуть його частково коригувати. Тільки незначна частка сушарок (до 16%) в Україні має справді автоматизовані системи, які визначають вологість зерна методом прямого вимірювання і за отриманими даними дають сигнал на всі інші системи сушарки: вивантаження, пальник і повітряні вентилятори.
Усі інші сушарки побудовано за принципом непрямого вимірювання вологості. Здавалося, що нічого страшного немає, але насправді похибка може сягати 3% вологості, тоді як похибка прямого методу вимірювання — всього 0,3%. Звідси висновок очевидний: для побудови якісної автоматизованої системи керування з інтелектуальною складовою (тобто з комп’ютером, який на базі математичної моделі буде вираховувати найоптимальніші режими роботи усіх систем сушарки) необхідно використовувати тільки прямі методи вимірювання. Датчики непрямого вимірювання також можна застосовувати в таких системах, і в сушарках Tornum вони теж є, однак їх функції коригують.
У 2014 році Tornum презентувала першу свою систему IDC, яка використовувала сучасні технології вимірювання вологості зерна, інтелектуальне програмне забезпечення для аналізу параметрів й ухвалення оптимальних рішень. До того ж системно керують усією сушаркою. Інтерфейс керування було створено таким, щоб ним можна було керувати інтуїтивно, навіть без знання мови. Наразі пропонується україномовний або російськомовний інтерфейс — на вибір оператора.
Система IDC допомагає збирати параметри роботи протягом усього періоду експлуатації сушарки. В будь-який момент часу можна подивитись, як відбувалося сушіння в той або інший день, яка була вологість на вході, виході тощо. Одразу компанія Tornum запропонувала «рецепти» сушіння різних культур, що призвело до максимального спрощення роботи оператора. Йому потрібно лише обрати культуру та вказати бажану кінцеву вологість — процес сушіння розпочнеться автоматизовано.
Минулого року компанія Tornum ухвалила рішення — постачати на територію України сушарки тільки із системою IDC. До цього сушарки оснащували лише напів атоматизованою системою AMY, яка давала змогу оператору починати процес сушіння у ручному режимі й після проходження періоду запуску зерносушарки перемикати систему в автоматичний режим. Однак це не дозволяло досягти максимальної ефективності, і тому відтепер на всіх моделях незалежно від їх продуктивності буде встановлюватися система керування IDC.
Паливна ефективність досягається синхронізацією систем пальника, швидкості повітряного потоку та швидкості вивантаження. Тобто система IDC збирає необхідний обсяг інформації, аналізує і вирішує — з якою частотою вивантажувати продукт. Звичайно, система насамперед націлена на уникнення пересушування. Зайвий відсоток або два вологості завжди можна видалити за допомоги додаткової аерації або іншими способами. А от збільшити вологість пересушеного зерна значно складніше.
Висока точність роботи з мінімальними відхиленнями від завданих параметрів досягається шляхом застосування великої кількості датчиків. Система постійно самонавчається, і коли оператор обирає певний режим сушіння, система звертається до наявної бази даних і перевіряє, чи використовувалися такі режими. Якщо використовували, то в цьому разі детально аналізують, як відбувалися процеси, які коригування вносили, і відповідно до цього відразу встановлюють режим роботи сушарки з урахуванням попереднього досвіду.
Для навчання оператору достатньо переглянути відеоролик тривалістю 10 хв. Після цього він може розпочинати роботу. Будь-які питання з програмним забезпеченням вирішуються дистанційно через інтернет. Компанія Tornum має відповідного спеціаліста в Україні, який у режимі 24/7 може оперативно допомогти відновити працездатність програмного забезпечення.
Компанія виконала орієнтовний розрахунок для демонстрації економії. Було взято 9000 т кукурудзи (урожай середнього господарства), які необхідно просушити протягом місяця, і підраховано ефективність внаслідок економії газу та втрат ваги. За нинішніх цін на газ на вказаному обсязі вийшло 18 тис. євро економії. І це підтверджено багатьма підприємствами, які застосовують систему IDC.
Віталій Фіцик, головний інженер проєктів компанії «ТОРНУМ»
журнал The Ukrainian Farmer, жовтень 2020 року
Усі авторські права на інформацію розміщену у журналі The Ukrainian Farmer та інтернет–сторінці журналу за адресою https://agrotimes.ua/ належать виключно видавничому дому «АГП Медіа» та авторам публікацій, згідно Закону України “Про авторське право та суміжні права”.
Використання інформації дозволяється тільки після отримання письмової згоди від видавничого дому «АГП Медіа».
The Ukrainian Farmer
