Search academic texts

Information × Registration Number 0825U001690, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 19-06-2025 popup.evolution o Title Adaptive Control System for Dosing Solutions in Pharmaceutical Production. Author Volodymyr V. Shaleva, popup.head Fedir D. Matiko popup.opponent Igor M. Bolbot popup.opponent Vasyl S. Boryn popup.review Vasyl T. Dmytriv popup.review Oleksiy O. Kuznyetsov Description Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального завдання в галузі автоматизації – розроблення системи адаптивного керування дозуванням розчинів у фармацевтичному виробництві для підвищення швидкодії та продуктивності технологічних ліній на основі вагового методу дозування за змінних технологічних умов. У сучасному фармацевтичному виробництві одну технологічну лінію застосовують для дозування розчинів з різними властивостями (густиною, вязкістю) у різні види тари, що формує змінні умови дозування. Одночасно надзвичайно високими є вимоги до точності дозування, оскільки дозовані розчини у подальшому є основою для виготовлення лікарських сумішей. Забезпечення названих вимог можливе за умови застосуваня адаптивної системи керування, яка дає можливість знаходити оптимальні параметри дозування для кожної окремої партії продукції, а отже забезпечує максимальну ефективність технологічної лінії дозування. У дисертації представлено аналіз існуючих методів дозування та технологічного обладнання, яке здійснює дозування відповідно до реалізованого методу. Виконано аналіз технологічних ліній наповнення тари як об’єкта керування та визначено основні керуючі величини. Визначено переваги та недоліки кожного з методів дозування. Виділено низку задач, вирішення яких дасть можливість покращити динамічні характеристики ліній дозування, які сконструйовані за методом вагового наповнення та розробити систему адаптивного керування процесом дозування розчинів. У другому розділі розроблено математичну модель процесу дозування розчинів у флакон. Проаналізовано процес дозування інфузійних розчинів у технологічній установці WDM 8002 та та виділено три ключові етапи дозування: переддозування, швидке наповнення та точне наповнення. Розроблено експериментальну установку що відтворює гідравлічну схему дозування розчину у технологічній лінії вагового наповнення серії WDM8002, а також реалізовано систему керування експериментальною установкою на основі контролера Siemens CPU 1215C DC/DC/DC, віддаленої станції вводу/виводу ET-200SP, IM 155-6 PN HF з ваговим модулем SIWAREX WP321. Розроблено алгоритми роботи для контролера експериментальної установки та відтворено діючий алгоритм дозування в установці WDM8002. За результатами експериментальних досліджень перевірено та підтверджено адекватність розробленої математичної моделі. У третьому розділі представлено розроблені алгоритми керування процесом дозування інфузійних розчинів. Удосконалено алгоритм дозування на основі ступінчатої функції шляхом введення додаткового етапу «напівточного наповнення». Алгоритм впроваджено в програму контролера експериментальної установки та виконано експериментальні дослідження. Розроблено новий алгоритм керування процесом дозування інфузійних розчинів із застосуванням функції дозування на основі симетричної функції Гауса. Виконано експериментальні дослідження нового алгоритму дозування, за результатами яких підтверджено значне зменшення часу дозування при забезпеченні допустимої похибки наповнення флакона. Розроблено удосконалення нового алгоритму керування процесом дозування інфузійних розчинів із застосуванням асиметричної функції дозування на основі рівняння Гауса. За результатами експериментальних досліджень підтверджено вищу ефективність цього алгоритму у порівнянні з попередньо дослідженими. За результатами експериментальних досліджень розроблених алгоритмів керування процесом дозування визначено середній час дозування для кожного із алгоритмів дозування та проведено розрахунок продуктивності лінії вагового наповнення. Встановлено, що збільшення продуктивності лінії WDM 8002 за умови впровадження алгоритму керування із застосуванням асиметричної функції дозування на основі рівняння Гауса становить 384,7 флаконів, або 17,7%. Введено інтегральний показник якості процесу дозування та застосовано його для оцінювання якості розроблених алгоритмів. Підтверджено, що мінімальне значення інтегрального критеріякості забезпечує алгоритм керування із застосуванням асиметричної функції дозування на основі рівняння Гауса. У четвертому розділі розглянуто основні принципи розроблення адаптивних систем керування процесом дозування, зокрема систем на основі сучасних сенсорів та алгоритмів керування. Розроблено адаптивний алгоритм налаштування параметрів керуючого алгоритму на основі ступінчатої функції дозування. Розроблений алгоритм дозволяє здійснювати автоматичне налаштування параметрів керуючого алгоритму на основі результатів попередніх циклів дозування. Розроблено адаптивний алгоритм налаштування параметрів керуючого алгоритму (регулятора) на основі симетричної та асиметричної функцій, розроблених із застосуванням рівняння Гауса. Адаптивний алгоритм автоматично коригує максимальний ступінь відкриття клапана, коефіцієнт відхилення та математичне сподівання. Розроблений алгоритм забезпечує задану точність і мінімальну тривалість процесу дозування, що є критично важливим для досягнення оптимальних параметрів у сучасному фармацевтичному виробництві. Registration Date 2025-05-14 popup.nrat_date 2025-05-14 Close