Автоматизація технологічного процесу приготування карамельної маси у виробництві кондитерських виробів
Автор: Войтович Олег Тарасович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерно-інтегровані системи керування виробництвами
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Войтович О.Т., Пістун Є.П. (керівник). Автоматизація технологічного процесу приготування карамельної маси у виробництві кондитерських виробів. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2025. Розширена анотація Дослідження та модернізація системи керування процесом приготування карамельної маси спрямовані на забезпечення високої якості кондитерських виробів, стабілізацію температурних режимів та підвищення енергоефективності виробництва. Технологічний процес виготовлення карамелі є критично важливим етапом у кондитерській промисловості, де навіть незначні відхилення параметрів (температури, тиску, рівня) можуть призвести до кристалізації цукру, зміни кольору або погіршення смакових властивостей продукту.[1] Сучасні тенденції розвитку галузі вимагають переходу до безперервних технологій із використанням високоефективного обладнання, що потребує впровадження надійних комп’ютерно-інтегрованих систем керування. Актуальність роботи полягає у необхідності створення адаптивної системи автоматизації, яка дозволить мінімізувати вплив людського фактору, знизити енерговитрати та забезпечити гнучкість виробництва при зміні рецептур.[2] Метою дослідження є розроблення та впровадження комп’ютерно- інтегрованої системи керування технологічним процесом виробництва карамельної маси з використанням сучасних установок безперервної дії SUCROFILM та CARAFLEX. У роботі проведено аналіз існуючих технологічних рішень, обґрунтовано перехід від періодичних способів варіння до безперервних плівкових апаратів, що забезпечують кращу якість продукту.[3] Об’єктом дослідження магістерської кваліфікаційної роботи є технологічний процес приготування карамельної маси на базі сучасного обладнання фірми CHOCOTECH. Предметом дослідження є: система автоматизованого керування технологічним процесом приготування карамельної маси у кондитерському виробництві. У першому розділі проведено детальний аналіз технологічного процесу виробництва карамельної маси, розглянуто недоліки традиційних періодичних методів варіння та обґрунтовано доцільність переходу на сучасні безперервні лінії з використанням установок плівкового уварювання SUCROFILM та карамелізації CARAFLEX. У другому розділі здійснено аналіз технологічного процесу як об’єкта керування: визначено ключові фактори впливу (температура, тиск, рівень, витрата), обґрунтовано номінальні значення технологічних параметрів та розроблено структурні схеми взаємозв’язків між ними для забезпечення стабільності виробництва. У третьому розділі розроблено функціональну схему автоматизації, виділено основні контури регулювання та контролю, а також наведено техніко-економічне обґрунтування впровадження системи, що базується на зниженні енерговитрат та підвищенні якості продукції. У четвертому розділі виконано обґрунтування вибору технічних засобів автоматизації: датчиків температури та тиску, витратомірів, виконавчих механізмів та мікропроцесорного контролера Siemens SIMATIC S7-1500.[4] У п’ятому розділі розроблено програмне забезпечення системи керування: створено алгоритми роботи контурів, написана програма для контролера в середовищі TIA Portal та розроблено людино-машинний інтерфейс (SCADA) на базі WinCC Runtime Advanced для візуалізації процесу.[5] У шостому розділі розроблено принципові електричні схеми з’єднань, які деталізують підключення живлення, датчиків та виконавчих механізмів до модулів контролера. У сьомому розділі проведено математичне моделювання системи автоматичного регулювання температури в установці CARAFLEX у середовищі Matlab/Simulink. Досліджено перехідні процеси та доведено переваги використання каскадної схеми регулювання з додатковим П- регулятором. У восьмому та дев’ятому розділах наведено опис розгорнутої функціональної схеми автоматизації та складено повну специфікацію технічних засобів. Ключові слова: карамельна маса, технологічний процес, автоматизація, система керування, SUCROFILM, CARAFLEX Перелік джерел посилання: 1. Дорохович А. М., Ковбаса В. М. Технологія кондитерських виробів. — Київ: Фірма «ІНКОС», 2002. — 400 с. 2. Mittal, G. S. (Ed.). (2018). Computerized Control Systems in the Food Industry. CRC Press. 3. Chocotech (2025, 15 грудня). Candy Products: Caramel (Карамельні продукти). https://www.chocotech.de/en/candy-products/caramel 4. Siemens (2025, 15 грудня). Контролери SIMATIC S7-1500. https://www.siemens.com/ua/uk/produkty/avtomatyzatsiya- promyslovosti/systemy-avtomatyzatsiyi/systemy-promyslovoyi-avtomatyzatsiyi- simatic/plc-kontrolery-simatic/simatic-s7-1500.html 5. Siemens (2025, 15 грудня). Посібник: WinCC Unified. Візуалізація процесів (Manual: WinCC Unified. Visualizing Processes). https://support.industry.siemens.com/dl/files/308/109813308/att_1122197/v1/Win CC_VisualizingProcessesUnified_enUS_en-US.pdf