Інтелектуальна система автоматичного керування процесом сушіння зернових культур на основі IOT-технологій

Abstract

Дослідження присвячено розробці сучасної системи автоматичного керування процесом сушіння зерна, яка є складним багатопараметричним об’єктом із наявністю нелінійності та запізнень. Традиційні системи, які базуються на ПІД-регуляторах, часто не забезпечують необхідної точності та адаптивності до змінних властивостей сировини та зовнішніх умов, що призводить до надмірних енерговитрат і втрат якості продукту. Інноваційність запропонованого підходу полягає в розробці гібридної системи моніторингу та керування, технічну основу якої становить комбінована сенсорна мережа. Для підвищення точності та ефективності управління запропоновано впровадити на початку технологічного тракту комбінацію діелектричних сенсорів вологості та періодично калібрувальних NIR-сенсорів. Це створює синергетичний ефект, коли діелектричні датчики забезпечують оперативність, а NIR-сенсори – довгострокову метрологічну вірність. Отримані дані через стійкі до перешкод промислові інтерфейси (RS-485, I2C, SPI) надходять до IoT-контролера або PLC. На цьому рівні здійснюється первинна фільтрація сигналу, формування керуючих впливів на виконавчі механізми, а також передача відфільтрованих даних до хмарних SCADA-систем для моніторингу та аналізу. Результати комп’ютерного імітаційного моделювання у розробленому додатку на мові програмування Python підтвердили ефективність цифрової фільтрації для усунення шумів і стабілізації сигналу, що забезпечує формування достовірного інформаційного потоку. Стійкість алгоритмів до високого рівня промислових завад була перевірена в імітаційному середовищі. Таким чином, запропонована IoT-архітектура розв’язує дві ключові задачі: забезпечує надійний, завадостійкий вимірювально-керуючий тракт і формує технологічний фундамент для розгортання штучного інтелекту в управлінні агротехнологічними процесами. Впровадження цієї системи дозволить підтримувати оптимальні режими сушіння, мінімізуючи енерговитрати та втрати зерна, що є ключовим для розвитку точного землеробства та “розумних” аграрних технологій,  сприяючи підвищенню загальної ефективності роботи.