Декомпозиція станції мийки на місці для об’єктно орієнтованого керування
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.343204Ключові слова:
CIP-станція, IEC 61512, об’єктно-орієнтоване керування, декомпозиція, технологічна комірка, технологічний вузолАнотація
Об’єктом дослідження є станція CIP-мийки, яка використовується для автоматизованого миття технологічного устаткування у харчовій промисловості. Проблема, що розглядається в роботі, полягає у відсутності формалізованої методики декомпозиції станції CIP-мийки, яка б забезпечувала створення об’єктно-орієнтованих моделей керування відповідно до міжнародних стандартів.
У результаті дослідження розроблено методику декомпозиції станції CIP-мийки за принципами IEC 61512, що включає виокремлення рівнів технологічної комірки, технологічних вузлів, модулів устаткування та модулів керування. Показано, що такий підхід забезпечує структуроване відображення обладнання та його функцій, що забезпечує взаємодію технологічних етапів з обладнанням станції CIP-мийки.
Отримані результати пояснюються тим, що технологічний процес CIP-мийки має ієрархічну структуру і повторюваність процедур, що дозволяє формалізувати її у вигляді взаємопов’язаних рівнів – від технологічної комірки до окремих модулів устаткування. Така особливість забезпечує узгодженість між логікою процесу та фізичною структурою обладнання, що підвищує ефективність його керування. Особливістю результатів є поєднання апаратної ієрархії з інформаційними моделями, що відрізняє запропоноване рішення від традиційних описових методик. Це дозволяє не лише підвищити гнучкість і масштабованість систем керування, а й створює умови для формування бібліотек програмних об’єктів, придатних до повторного використання.
Практичне застосування результатів можливе в умовах промислових підприємств харчової, фармацевтичної та хімічної галузей, де використовуються станції CIP-мийки. Вони можуть бути інтегровані у сучасні SCADA/PLC-системи з використанням стандартів AutomationML та OPC UA, що забезпечує їх сумісність із MES/ERP-рівнями керування. Це підвищує ефективність експлуатації технологічного обладнання, знижує витрати на розробку та обслуговування систем автоматизації
Посилання
- Memisi, N., Moracanin, S. V., Milijasevic, M., Babic, J., Djukic, D. (2015). CIP Cleaning Processes in the Dairy Industry. Procedia Food Science, 5, 184–186. https://doi.org/10.1016/j.profoo.2015.09.052
- Jin, G., Jiang, Z., Sun, Y., Liu, Z., Liu, S., Wu, F. (2025). Intelligent clean-in-place (CIP) system in beverage (healthy water) cleaner production. Food Control, 168, 110877. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2024.110877
- Belei, O., Shtaier, L., Stasіuk, R., Mirzojeva, A. (2023). Design of the human-machine interface for the cleaning-in-place system in the dairy industry. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (2 (123)), 44–51. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.282695
- Obermeier, M., Braun, S., Vogel-Heuser, B. (2015). A Model-Driven Approach on Object-Oriented PLC Programming for Manufacturing Systems with Regard to Usability. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 11 (3), 790–800. https://doi.org/10.1109/tii.2014.2346133
- Pupena, О., Elperin, I., Mirkevych, R. (2017). Modern standards of integrated management and ways of their implementation in Ukraine. Scientific Works of NUFT, 23 (1), 25–41. Available at: https://elibrary.nuft.edu.ua/library/DocDescription?doc_id=355445
- Рupena, A., Elperin, I., Mirkevich, R., Klymenko, O. (2017). Computer integrated manufacturing: overview of modern standards. Automation of Technological and Business Processes, 8 (3), 63–74. https://doi.org/10.15673/atbp.v8i3.571
- Stenger, F., Schmalz, D., Bieringer, T., Brodhagen, A., Dreiser, C., Schweiger, A. (2016). Flexible Chemical Production by Modularization and Standardization: Status Quo and Future Trends. Chemie Ingenieur Technik, 88 (9), 1217–1217. https://doi.org/10.1002/cite.201650240
- Parant, A., Gellot, F., Zander, D., Carré-Ménétrier, V., Philippot, A. (2023). Model-based engineering for designing cyber-physical systems from product specifications. Computers in Industry, 145, 103808. https://doi.org/10.1016/j.compind.2022.103808
- Busboom, A. (2024). Automated generation of OPC UA information models – A review and outlook. Journal of Industrial Information Integration, 39, 100602. https://doi.org/10.1016/j.jii.2024.100602
- Henßen, R., Schleipen, M. (2014). Interoperability between OPC UA and AutomationML. Procedia CIRP, 25, 297–304. https://doi.org/10.1016/j.procir.2014.10.042
- IEC 61512-1: BATCH Control Part 1: Models and Terminology (2013). International Electrotechnical Commission. Available at: https://interoperable-europe.ec.europa.eu/collection/ict-standards-procurement/solution/iec-61512-11997-batch-control-part-1-models-and-terminology/distribution/iec-61512-11997-batch-control-part-1-models-and-terminology
- Méndez, C. A., Cerdá, J., Grossmann, I. E., Harjunkoski, I., Fahl, M. (2006). State-of-the-art review of optimization methods for short-term scheduling of batch processes. Computers & Chemical Engineering, 30 (6-7), 913–946. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2006.02.008
- Alvarado, J., Vegetti, M., Gonnet, S. (2025). Asset Administration Shell Submodel for Representing the Procedural Part of ISA-88 Recipes. IEEE Latin America Transactions, 23 (1), 36–42. https://doi.org/10.1109/tla.2025.10810401
- Garcia, A., Oregui, X., Arrieta, U., Valverde, I. (2022). Methodology and Tools to Integrate Industry 4.0 CPS into Process Design and Management: ISA-88 Use Case. Information, 13 (5), 226. https://doi.org/10.3390/info13050226
- Munoz, E., Capon-Garcia, E., Puigjaner, L. (2017). ANSI/ISA 88-95 Standards Based-Approach for Improved Integration of Recipes and Operational Tasks Supported by Knowledge Management. 27th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, 2335–2340. https://doi.org/10.1016/b978-0-444-63965-3.50391-3
- Unver, H. O. (2012). An ISA-95-based manufacturing intelligence system in support of lean initiatives. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 65 (5-8), 853–866. https://doi.org/10.1007/s00170-012-4223-z
- De Minicis, M., Giordano, F., Poli, F., Schiraldi, M. M. (2014). Recipe Development Process Re-Design with ANSI/ISA-88 Batch Control Standard in the Pharmaceutical Industry. International Journal of Engineering Business Management, 6. https://doi.org/10.5772/59025
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Volodymyr Polupan, Oleksandr Pupena, Roman Mirkevych, Oleh Klymenko, Oleksii Mirkevych
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
