Согласно требованиям Технического регламента Таможенного союза (ТРТС) 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» предприятия, производящие пищевую продукцию, в том числе предприятия общественного питания, должны внедрить и поддерживать систему безопасности, основанную на принципах Анализа опасностей и критических контрольных точек (НАССР). Один из принципов НАССР гласит, что на предприятии должен быть обеспечен мониторинг контрольных и критических контрольных точек. Мониторинг и контроль температурных режимов помещений, холодильных и морозильных установок являются обязательными согласно требованиям НАССР.
Проведенное авторами анкетирование показало, что на 9 из 10 предприятий общественного питания температурный режим находится под контролем. При такой организации процесса контрольные или критические контрольные точки могут быть не прослежены во времени, что приводит не только к ухудшению качества продукции, но и показателей ее микробиологической безопасности. Для устранения этой опасности рекомендуется организовать не периодический, а постоянный контроль за этими пунктами пропуска.
Это достигается за счет внедрения и развития автоматизированной системы контроля температурных режимов помещений, холодильных и морозильных установок. В статье представлены техническое обеспечение и программное обеспечение разработанной авторами автоматизированной системы управления технологическими процессами, официально утвержденной в ООО «А ля фуршет» (Москва). Внедрение данной автоматизированной системы осуществляет постоянный гарантированный мониторинг и контроль микробиологического риска, повышает производительность труда; повышает точность и стабильность выполняемых операций и т. д. В данном исследовании реализована двусторонняя связь между образованием и бизнесом.
Введение
За последние 25 лет в Российской Федерации произошли колоссальные качественные и количественные изменения в сфере общественного питания. Переход от государственной собственности к частной коренным образом изменил отношение к труду, качеству приготовления пищи, ответственности за оказываемые услуги [1]. Стали уделять больше внимания безопасности приготовления пищи [2, 3], что, безусловно, связано, прежде всего, с выполнением требований Технического регламента Таможенного союза (далее – ТРТС). ) 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» [4]. Действие Технического регламента является обязательным для предприятий и организаций всех форм собственности, производящих пищевую продукцию. Согласно ТРКУ 021/2011 необходимо внедрить и поддерживать функционирование системы безопасности, основанной на принципах анализа опасностей и критических контрольных точек (НАССР).
Несмотря на то, что это требование на протяжении многих лет выполнялось во многих зарубежных странах, в РФ оно стало обязательным только с 2015 года в должной правовой форме. Принципы НАССР впервые были представлены в стандарте Кодекса Алиментариус, увидевшем свет в 1969 году [5]. Реализация этих требований в РФ протекает с большими трудностями, поскольку сопряжена с широким спектром рисков и проблем, однако этот аспект имеет большое значение для обеспечения продовольственной безопасности нашей страны. Одной из проблем обеспечения требований безопасности пищевой продукции является низкий уровень автоматизации процессов на предприятиях общественного питания.
Повышается производительность труда персонала, снижаются эксплуатационные затраты, увеличивается срок эксплуатации холодильных компрессоров, обеспечивается защита холодильных установок от аварий за счет автоматизации холодильных и морозильных установок. Автоматизация гарантирует постоянный контроль качества выпускаемой продукции, ее свежести и безопасности, в частности микробиологической безопасности в соответствии с требованиями Комиссии Codex Alimentarius. Поддержание необходимых показателей микроклимата производственных помещений снижает заболеваемость персонала, способствует повышению производительности труда и качества продукции, является фактором, определяющим комфортность условий труда.
Методы и предметы исследования
В исследовании использовались такие общенаучные и специальные методы исследования, как наблюдение, анализ, исследование, моделирование, разработка программного обеспечения. Цель исследования — разработка автоматизированной системы контроля и мониторинга температурных режимов помещений и холодильных установок (холодильных и морозильных камер) предприятий общественного питания. Объект исследования – предприятие общественного питания ООО «А ля фуршет», г. Москва.
Результаты исследования
Необходимо включать и поддерживать контрольно-пропускные пункты и критические контрольно-пропускные пункты в системе безопасности, основанной на принципах НАССР [7]. Авторами проведено наблюдение за процессами регистрации температурных показателей в пищевых подразделениях государственного бюджетного дошкольного образовательного учреждения № 23 Выборгского района Санкт-Петербурга, 27. Василеостровского района Санкт-Петербурга, ГБОУ СОШ № 10 Василеостровского района Санкт-Петербурга и опрос числа руководителей предприятий общественного питания Санкт-Петербурга.
Анализ информации показал, что процесс мониторинга и контроля температурных режимов помещений, холодильных и морозильных установок на предприятиях общественного питания реализуется вручную с кратной периодичностью. Вполне вероятно, что при такой организации процесса отклонение от контрольной точки не будет вовремя отслежено. Это может повлечь за собой материальные и моральные потери. Организация мониторинга контрольных точек с использованием автоматизированной системы в постоянном режиме позволяет осуществлять контроль технологических процессов за счет установки датчиков регистрации температурных режимов и использования программного обеспечения, позволяющего отслеживать их показатели в реальном времени. Поэтому авторами разработана система контроля контрольно-пропускных пунктов в соответствии с принципами построения автоматизированных систем.
Требования и принципы построения системы безопасности пищевой продукции на основе принципов НАССР, изучено современное состояние, возможности и перспективы использования автоматизированных процессов на предприятиях общественного питания; В ходе проведения исследований разработана автоматизированная система мониторинга, в частности, температуры в помещениях предприятий общественного питания, холодильных и морозильных камерах. Последовательность выполнения работ: – подбор технического оборудования (контроллер, датчик температуры); – разработка схемы и программы работы термометра на базе платы Arduino Mega; — разработка программного обеспечения.
Подбор технического оборудования
Авторы провели анализ следующих типов контроллеров: Siemens Simatic S7-200, OVEN PLC 150, Velocio Ace 3090v5, Arduino Mega 2560. Контроллер Arduino Mega 2560 наиболее подходит для проектных целей, поскольку имеет необходимое количество портов и доступен по цене. Авторы провели мониторинг имеющихся в торговых сетях датчиков при выборе датчика температуры: ЛМ35, ТМП35, ТМП36, ТМП37. Они наиболее распространены; Приборы достаточно точны и недороги.
Разработка схемы и программы работы термометра на базе платы Arduino Mega.
Питание Arduino Mega может осуществляться как через USB-подключение, так и напрямую от внешнего источника питания. Преобразователь напряжения переменного/постоянного тока и аккумуляторная батарея могут использоваться в качестве внешнего источника питания. Подключение осуществляется через разъем 2,1 мм, расположенный на плате, либо через выводы Vin и Gnd, подключаемые к плюсу и минусу питания соответственно (рисунок 1). Платформа программируется с помощью программного обеспечения Arduino IDE. На рисунке представлена схема термометра на базе платы Arduino Mega.
Разработка программного обеспечения
Возможны 3 варианта реализации данной задачи:
1. Разработка модульного ПО на языке C++ с использованием SDK-библиотек Espressif System и библиотек сторонних агентств разработки.
2. Разработка программного обеспечения на скриптовом языке Lua с использованием готовой операционной системы NodeMSU, имеющей свою файловую систему SPIFSS, встроенный интерпретатор и способную выполнять Lua-скрипты из памяти устройства.
3. Разработка модульного программного обеспечения на языке C++ с использованием многозадачной операционной системы реального времени FreeRTOS, написанной на языке C с открытым исходным кодом.
Данное решение позволяет создать несколько процессов, выполняющих его задачи. Авторами выбран вариант с использованием операционной системы NodeMsu и языка программирования Lua, который является наиболее быстрым и простым с точки зрения реализации поставленной задачи. При этом он не подходит для реализации проектов, где необходимо обеспечить многозадачность этого модуля из-за нехватки памяти. Авторами разработано программное обеспечение контроллера с поддержкой протокола MQTT.
Инициализация устройства происходит при включении питания. На этом этапе обеспечивается подключение модуля к существующей сети Wi-Fi, запускается mqtt – клиент, который обеспечивает пинг сервера, отправку статуса пина с интервалом в 2 секунды, а также прослушивание порта 1884 для получения сообщений от сервера. Временной интервал 2 с показан как тестовый, в дальнейшем его можно изменить в зависимости от решаемой задачи. При появлении команды от брокера происходит ее выполнение и устройство возвращается в режим ожидания команды. Если команда не поступает, устройство продолжает находиться в режиме ожидания. После включения модуля начинает выполняться файл инициализации init.lua, в котором описаны основные процедуры. Этот скрипт реализует сценарий запуска удаленных файлов. Далее выполняется файл setup.lua scis, где описана первоначальная настройка GPIO выходов контроллера, после чего запускается модуль подключения к сети WiFi. Подключение к существующей сети Wi-Fi осуществляется в соответствии с параметрами, заданными в файле конфигурации.
В файле конфигурации указываются параметры точки доступа, к которой подключен модуль (ssid и пароль), а также настройки подключения к брокеру (его IP-адрес, порт и линии, по которым он будет отправлять и получать сообщения от пользователя). ). Далее параллельно запустятся веб-сервер и приложение, выполняющее основную логику программы и MQTT протокола application.lua. При этом запускается MQTT-клиент, настраиваются две линии приема и передачи данных, модуль начинает пинговать MQTT-брокера на IP-адрес, указанный в файле конфигурации, и отправлять его идентификационный номер ID, информацию о состоянии выходов и информацию. полученный от датчика DHT в формате json. Вторая строка переходит в режим прослушивания порта 1884 для приема сообщений от сервера. Также предусмотрена работа через веб-сервер.
Выводы
Осуществлен подбор технического оборудования (контроллер Arduino Mega 2560, датчик температуры ТМП36); В ходе проведенных исследований разработаны схема и программа работы термометра на базе платы Arduino Mega и программного обеспечения процесса мониторинга и управления температурными режимами помещений и холодильно-морозильных установок предприятий общественного питания. Разработанное программное обеспечение прошло испытания в ООО «А ля Фуршет» (г. Москва) на соответствие требованиям ISO 10012-2003 в объеме, необходимом для обеспечения стабильности результатов измерений. Внедрение автоматизированной системы управления этим процессом позволило обеспечить стабильность регулирования температурных режимов помещений, холодильных и морозильных камер предприятия общественного питания; постоянный гарантированный мониторинг и контроль микробиологического риска в соответствии с требованиями Комиссии Кодекс Алиментариус; повышение точности и стабильности выполняемых операций. Разработанное программное обеспечение не требует от пользователя каких-либо обширных знаний; интерфейс интуитивно понятен и удобен.