Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета, 2007, №25

Научный журнал КубГАУ, №25(1), январь 2007 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2007/01/pdf/13.pdf

1

УДК 664.951.002.5 

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ 
УПРАВЛЕНИЯ МОДУЛЬНОЙ РЫБОРАЗДЕЛОЧНОЙ ЛИНИЕЙ 

Агеев О.В., – соискатель 

Шлёмин А.В., – к.т.н., доцент 

Калининградский государственный технический университет 

 
В статье рассмотрены принципы построения системы управления модульным 
рыборазделочным оборудованием на базе технического зрения. Предложен подход к 
разработке математического описания технологического процесса филетирования в 
виде функциональных графов, приведены примеры математических моделей: граф 
операций, конечный автомат, укрупнённый алгоритм управления. Principles of the 
building of automation system for module fish-processing equipment on base of technical 
vision are considered. The approach to development of mathematical description of 
technological process of filleting in the manner of functional graf, cite an instance 
mathematical models: graf of operations, finite automata, algorithm of management. 

 

Ключевые 
слова: 
ПРИНЦИП 
ПОСТРОЕНИЕ 
АДАПТИВНАЯ 
СИСТЕМА 
УПРАВЛЕНИЯ МОДУЛЬНАЯ РЫБОРАЗДЕЛОЧНАЯ ЛИНИЯ 

Наиболее перспективным направлением создания современного 

рыборазделочного оборудования является проектирование автоматических 

модульных 
разделочных 
линий 
(АМРЛ). 
Интеграция 
в 
АМРЛ 

традиционных рыбообрабатывающих машин (загрузочного устройства, 

головоотсекающей, 
потрошильной, 
филетировочной, 
шкуросъемной, 

моечной и упаковочной машин) существенно повышает экономическую 

эффективность 
береговых 
предприятий 
и 
промысловых 
судов, 

обеспечивает высокую производительность при сокращении затрат на 

рабочую 
силу. 
При 
этом 
важной 
задачей 
является 
выпуск 

высококачественного 
бескостного 
филе, 
нарезаемого 
на 
порции. 

Существует 
необходимость 
обеспечения 
жестких 
международных 

требований 
по 
санитарно-гигиеническим 
условиям 
разделочного 

производства, 
что 
достигается 
замкнутой 
циркуляцией 
воды 
в 

производственной системе с промежуточной очисткой.  

Гибкость 
АМРЛ позволяет модифицировать базовую линию 

Научный журнал КубГАУ, №25(1), январь 2007 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2007/01/pdf/13.pdf

2

обработки 
рыбы, 
адаптировать 
её 
к 
условиям, 
соответствующим 

требованиям производства конкретного потребителя с точки зрения вида 

сырья, объемов выпуска, производительности, количества операторов, 

различных уровней механизации и автоматизации. 

Автоматическая модульная разделочная линия представляет собой 

принципиально 
новый 
технологический 
объект 
с 
большими 

возможностями. 
Такое 
оборудование 
должно 
разрабатываться 
 
с 

применением 
лазерных 
устройств, 
видеотехники, 
встраиваемых 

микроконтроллеров, что соответствует общей тенденции создания гибких 

производственных 
систем 
в 
машиностроении. 
В 
связи 
с 
этим, 

проектирование АМРЛ предполагает проработку трех разделов: выбор 

сенсорных устройств для рыбообрабатывающих модулей, обработка 

информации с сенсорных датчиков и синтез адаптивных законов 

управления. 

Попытки создания рыборазделочного оборудования на основе ГПС 

предпринимались 
в 
отрасли 
в 
1980-е 
годы 
на 
базе 
НПО 

“Дальрыбсистемотехника”    (г. Владивосток). Проведены предпроектные 

исследования по созданию агрегатно-модульной линии со встроенным 

микропроцессорным управления для разделывания различных видов рыб 

(минтай, хек, треска, терпуг и т.д.) Однако эти работы по определенным 

причинам не были доведены до практического завершения. 

Процесс производства готового филе состоит из следующих 

двенадцати 
основных 
 
этапов, 
выполняемых 
соответствующими 

технологическими модулями [1]: 

Этап 0. Ориентирование и  загрузка рыбы. Данный этап 

предусматривает предварительное подсортирование рыбы по двум-трем 

размерным фракциям, коррекцию положения рыбы головой вперед, 

брюшком в определенную сторону, а также равномерную загрузку тушек 

по всей ширине операционного конвейера. 

Научный журнал КубГАУ, №25(1), январь 2007 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2007/01/pdf/13.pdf

3

Этап 1. Обезглавливание рыбы и отсекание хвостового плавника. 

Данный этап процесса предусматривает экономичное отсекание головы 

фигурным U-образным резом, а также экономичное отсекание хвостового 

плавника. При этом должны предусматриваться фиксация каждого 

экземпляра, предварительное надрезание хвоста и головы перед грудными 

плавниками, что способствует повышению качества среза и сохранению 

мяса в местах прилегания к костям. 

Этап 2. Прорезание брюшка снизу. На данном этапе вертикальный 

дисковый нож производит подрезание кишочки, прямой разрез брюшка до 

анального отверстия. 

Этап 3. Отбор внутренностей. Производится удаление внутренностей 

клинообразным скребком, входящим в брюшную полость тушки. 

Удаленные внутренности падают на конвейер отвода отходов. 

Этап 4. Зачистка и промывание брюшной полости. На данном этапе 

производится окончательное удаление внутренностей механической 

вращающейся  щёткой с пластиковым ворсом  и гидровымывом, 

тщательная зачистка брюшной полости от черной плёнки                            с 

промыванием водой под давлением. 

Этап 5. Вакуумная дозачистка брюшной полости. Для тщательного 

удаления остатков внутренностей и черной пленки через брюшную 

полость 
проходит 
вращающаяся 
вакуумная 
насадка, 
отсасывая 

неудаленные отходы предыдущей обработки. 

Этап 6. Распластывание тушки. На данном этапе при перемещении 

тушки в зажимах снизу в брюшную полость вводится распластыватель, 

который разводит боковички тушки, вследствие чего тушка расправляется 

и подготавливается к филетированию. 

Этап 7. Филетирование. На данном этапе предусматривается 

вырезание реберных костей со стороны брюшка, надрезание тушки со 

стороны спинки, вырезание хребтовой кости со стороны спинки, 

Научный журнал КубГАУ, №25(1), январь 2007 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2007/01/pdf/13.pdf

4

разделение филейчиков. При этом должны обеспечиваться надежное 

ориентирование и фиксация обезглавленной и потрошеной тушки, а также 

автоматическая настройка на экономичное вырезание костей. 

Этап 8. Инспекция филе. На данном этапе при помощи системы 

технического зрения на базе флюоресцентного устройства с графическим 

процессором осуществляется выявление оставшихся неудаленных костей в 

филе. По результатам анализа принимается решение о направлении 

бракованного филе на ручную доработку. 

Этап 9. Обесшкуривание филе. Данный этап предусматривает снятие 

шкурки  с филе методом стягивания с сохранением серебристой плёнки и 

слоя тёмного подкожного жира. В зависимости от видов сырья и готовой 

продукции должно предусматриваться удаление подкожного жира и 

треугольной жировой дорожки в срединной части филе. 

Этап 10. Закрепление филе. На данном этапе филе орошается 10%
ным солевым раствором с целью уплотнения поверхностных слоев 

мускульной ткани, предохраняющего филе от разрыхления. 

Этап 11. Порционирование филе. На данном этапе осуществляется 

автоматическое нарезание филе на порции с условием рационального 

использования мяса при заданном размере кусочков. 

В случае обработки ценных пород рыб, при дополнении АМРЛ 

соответствующим 
модулем, 
может 
дополнительно 
осуществляться 

операция выдавливания икры, выполняемая после обезглавливания рыбы и 

отсекания хвостового плавника.  

В таблице 1 приведены параметры технологических этапов по 

производству порционированного филе.  

Филетирование рыбы является самостоятельным технологическим 

процессом разделывания, в наибольшей степени определяющим качество 

конечного продукта [2]. В связи с этим ниже рассмотрена задача 

автоматизации процесса филетирования. 

Научный журнал КубГАУ, №25(1), январь 2007 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2007/01/pdf/13.pdf

5

Исходным 
сырьем 
при 
филетировании 
является 
потрошёная 

обезглавленная тушка. Процесс филетирования включает следующие 

технологические операции: 

- операцию распластывания, при которой расправляются боковички 

предварительно обезглавленной и потрошёной тушки; 

- операцию  вырезания реберных костей, при которой с помощью 

горизонтальных дисковых ножей от тушки отделяются рёберные кости 

вместе с черной плёнкой; 

- операцию прорезания тушки со стороны брюшка, при которой с 

помощью вертикальных дисковых ножей от филейчиков отделяется 

хребтовая (позвоночная) кость и спинной плавник; 

- операцию отделения и отвода филейчиков, при которой 

производится окончательное отделение филейчиков от костей и их отвод 

на 
конвейеры 
для 
дальнейшей 
обработки 
в 
шкуросъемных 

приспособлениях. 

Общим требованием для всех операций филетирования является 

уменьшение 
отходов 
мяса. 
Основными 
проблемами 
реализации 

технологического процесса филетирования рыбы являются: обеспечение 

экономичности вырезания костей и повышение выхода филейчиков за счет 

точной настройки рабочих органов на экономичный рез; точность 

выставления тушки на позиции обработки за счет применения прижимных 

устройств; повышение производительности филетировочной машины за 

счет 
увеличения 
быстродействия 
исполнительных 
механизмов;

Научный журнал КубГАУ, №25(1), январь 2007 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2007/01/pdf/13.pdf

6

Таблица 1 - Параметры технологических этапов по производству порционированного филе 

 
Рабочие приспособления 
Неизмеряемые 
возмущающие параметры 
Измеряемые 
возмущающие 
параметры 

Управляющие параметры 
Параметры качества 

1 Обезглавливание и отсекание хвостового плавника 

Каретка с режущим 
органом (гидросоплом 
или лазером), 
пневмокамеры, 
сталкиватели голов и 
хвостов, система 
технического зрения 
(устройство для 
получения 
видеоизображения рыбы 
и осветитель), 
кантователь для загрузки 
тушки в модуль 
потрошения, конвейер 
отвода отходов, привод 

Сочность рыбы, 
упругость мускульной 
ткани, коэффициент 
трения ткани рыбы, 
степень износа 
пневмокамер, характер 
биений исполнительных 
приводов каретки, 
степень износа 
передаточных ремней, 
степень загрязнения 
рабочей зоны 

Линейные размеры 
рыбы, форма тела 
рыбы, масса рыбы, 
координаты 
жаберной щели, 
координаты начала 
хвостового плавника 

Скорость движения 
конвейера, скорость 
движения каретки с 
режущим органом, 
координаты линий резания, 
время включения 
пневмокамер, сталкивателей 
голов и хвостов, скорость 
кантования тушек, время 
включения кантователя, 
время включения режущего 
органа 

Количество мяса у 
отрезанной головы, 
количество мяса у 
отрезанного 
хвостового плавника, 
качество среза головы, 
качество среза хвоста, 
надежность фиксации 
тушки при резании, 
производительность 
модуля 

2 Прорезание брюшка снизу 

Прижимные захваты, 
вертикальный дисковый 
нож, шаговый двигатель 
для поворота дискового 
ножа в плоскости резания 

Сочность тушки, 
упругость мускульной 
ткани, коэффициент 
трения ткани тушки, 
степень износа дискового 
ножа, характер биений 
дискового ножа, степень 
загрязнения рабочей зоны 

Линейные размеры 
тушки, форма тушки, 
масса тушки, 
координаты 
расположения 
хребтовой и 
рёберных костей 

Скорость движения 
прижимных захватов с 
тушкой, координаты 
плоскости резания, скорость 
перемещения дискового 
ножа при настройке,  
программная траектория 
движения ножа относительно 
тушки, глубина захода ножа 
в брюшную полость 

Качество резания 
брюшка, точность 
прорезания брюшка, 
степень повреждения 
полезного мяса, 
степень повреждения 
костей, 
производительность 
модуля 

Научный журнал КубГАУ, №25(1), январь 2007 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2007/01/pdf/13.pdf

7

Рабочие приспособления 
Неизмеряемые 
возмущающие параметры 
Измеряемые 
возмущающие 
параметры 

Управляющие параметры 
Параметры качества 

3 Отбор внутренностей 

Прижимные захваты, 
клинообразный скребок, 
шаговый двигатель для 
перемещения скребка, 
конвейер отвода отходов 

Сочность тушки, 
упругость мускульной 
ткани, коэффициент 
трения ткани тушки, 
консистенция 
внутренностей, степень 
затупления скребка, 
степень загрязнения 
рабочей зоны, точность 
прорезания брюшка 

Линейные размеры 
тушки, форма тушки, 
масса тушки, 
координаты 
расположения 
внутренностей, 
координаты 
расположения 
хребтовой и 
рёберных костей 

Скорость движения 
прижимных захватов с 
тушкой, координаты линии 
относительного движения 
скребка, скорость 
перемещения скребка при 
настройке, высота подъема 
скребка 

Полнота отбора 
внутренностей, степень 
повреждения полезного 
мяса, степень 
повреждения костей, 
точность 
позиционирования 
скребка, 
производительность 
модуля 

4 Зачистка и промывание брюшной полости 

Прижимные захваты, 
вращающаяся зачистная 
щетка, гидросопло для 
подачи воды под 
давлением, закрепленное 
на щетке, шаговый 
двигатель для поворота 
щетки в плоскости 
вращения, гидросистема, 
конвейер отвода отходов 

Сочность тушки, 
упругость мускульной 
ткани, коэффициент 
трения ткани тушки, 
степень износа зачистной 
щетки, характер биений 
щетки, стабильность 
давления в гидросистеме, 
степень загрязнения 
рабочей зоны, полнота 
отбора внутренностей 

Линейные размеры 
тушки, форма тушки, 
масса тушки, размер 
брюшной полости, 
координаты 
расположения 
хребтовой и 
рёберных костей 

Скорость движения 
прижимных захватов с 
тушкой, глубина захода 
щетки в брюшную полость, 
скорость вращения щетки, 
скорость перемещения щетки 
при настройке, давление 
воды в гидросистеме, время 
подачи воды под давлением,  

Расход воды, полнота 
зачистки брюшной 
полости, качество 
промывания брюшной 
полости, степень 
повреждения полезного 
мяса, степень 
повреждения костей, 
производительность 
модуля 

Научный журнал КубГАУ, №25(1), январь 2007 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2007/01/pdf/13.pdf

8

Рабочие 
приспособления 
Неизмеряемые 
возмущающие 
параметры 

Измеряемые 
возмущающие параметры 
Управляющие параметры 
Параметры качества 

5 Вакуумная дозачистка брюшной полости 

Прижимные захваты, 
вакуумная насадка, 
шаговый двигатель для 
вертикального 
перемещения 
вакуумной насадки, 
привод для осевого 
вращения вакуумной 
насадки, конвейер 
отвода отходов 

Сочность тушки, 
упругость мускульной 
ткани, коэффициент 
трения ткани тушки, 
степень засорения 
вакуумной насадки, 
степень износа 
вакуумного насоса, 
степень износа привода 
вакуумной насадки 

Линейные размеры 
тушки, форма тушки, 
масса тушки, размер 
брюшной полости, 
координаты 
расположения хребтовой 
и рёберных костей 

Скорость движения 
прижимных захватов с 
тушкой, глубина захода 
вакуумной насадки в 
брюшную полость, величина 
вакуума, время включения 
вакуумной насадки, скорость 
перемещения насадки при 
настройке 

Полнота вакуумной 
дозачистки брюшной 
полости, степень 
повреждения полезного 
мяса, расход 
электроэнергии 
вакуумным насосом, 
производительность 
модуля 

6 Распластывание тушки 

Прижимные захваты, 
распластыватель, 
шаговый двигатель для 
вертикального 
перемещения 
распластывателя, 
конвейер отвода 
отходов 

Сочность тушки, 
упругость мускульной 
ткани, коэффициент 
трения ткани тушки, 
полнота дозачистки 
брюшной полости, 
коэффициент трения 
поверхности 
распластывателя 

Линейные размеры 
тушки, форма тушки, 
масса тушки, размер 
брюшной полости, 
координаты 
расположения брюшной 
полости, координаты 
расположения хребтовой 
и рёберных костей 

Скорость движения 
прижимных захватов с 
тушкой, высота подъема 
распластывателя, скорость 
перемещения 
распластывателя при 
подъеме 

Плотность прилегания 
нижней части брюшка 
к распластывателю, 
надежность фиксации 
боковичков тушки, 
правильность 
распластывания 
(отсутствие подмятых 
боковичков тушки), 
производительность 
модуля 

Научный журнал КубГАУ, №25(1), январь 2007 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2007/01/pdf/13.pdf

9

Рабочие 
приспособления 
Неизмеряемые 
возмущающие 
параметры 

Измеряемые 
возмущающие 
параметры 

Управляющие параметры 
Параметры качества 

7 Филетирование 

Прижимные захваты, 
горизонтальные 
дисковые ножи, 
вертикальные дисковые 
ножи, управляемые 
заслонки, шаговый 
двигатель для 
перемещения 
управляемых заслонок, 
шаговый двигатель для 
настройки вертикальных 
дисковых ножей, 
конвейер отвода 
отходов, конвейер 
отвода филейчиков 

Сочность тушки, 
упругость мускульной 
ткани, коэффициент 
трения ткани тушки, 
правильность 
распластывания, степень 
износа дисковых ножей, 
характер биений 
дисковых ножей, 
полнота дозачистки 
брюшной полости 

Линейные размеры 
тушки, форма тушки, 
масса тушки, степень 
загрязнения рабочей 
зоны, толщина костей, 
координаты 
расположения 
хребтовой и рёберных 
костей 

Скорость движения 
прижимных захватов с 
тушкой, величина зазора 
между управляемыми 
заслонками и 
горизонтальными дисковыми 
ножами, величина зазора 
между вертикальными 
дисковыми ножами, скорость 
перемещения управляемых 
заслонок при настройке, 
скорость перемещения 
вертикальных дисковых 
ножей при настройке, 
глубина захода 
вертикальных дисковых 
ножей в тушку 

Количество оставшихся 
костей в филе, качество 
поверхности среза 
филе, масса филе 
(коэффициент 
использования сырья), 
степень повреждения 
мяса филе, химикобиологический состав 
филе, 
производительность 
модуля 

8 Инспекция филе 

Конвейер отвода 
филейчиков, система 
технического зрения 
(флюоресцентный 
сканер), УФ-лампа, 
графический процессор, 
сталкиватель филе, 
конвейер отвода 
бракованного филе 

Плотность ткани филе, 
плотность костей, 
сочность филе 

Степень загрязнения 
рабочей зоны, 
количество оставшихся 
костей в филе, 
расположение 
оставшихся костей в 
филе 

Скорость движения 
конвейера отвода 
филейчиков, время 
включения сталкивателя 
бракованного филе, запуск 
алгоритма адаптации 
параметров филетирования к 
свойствам сырья 

Количество 
филейчиков без костей, 
производительность 
модуля 

Научный журнал КубГАУ, №25(1), январь 2007 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2007/01/pdf/13.pdf

10

Рабочие 
приспособления 
Неизмеряемые 
возмущающие 
параметры 

Измеряемые 
возмущающие 
параметры 

Управляющие параметры 
Параметры качества 

9 Обесшкуривание филе  

Конвейер отвода 
филейчиков, 
передающий валик, 
промежуточный валик, 
захватывающий валик, 
вибрационный нож 
(вибронож), конвейер 
отвода шкурок 

Сочность филе, 
упругость ткани филе, 
коэффициент трения 
ткани филе, степень 
затупления виброножа, 
степень износа валиков, 
степень износа 
вибрационного кулачка, 
степень загрязнения 
рабочей зоны 

Масса филе 
Скорость движения 
конвейера отвода 
филейчиков, частота 
колебаний виброножа, зазор 
между виброножом и 
промежуточным валиком, 
скорость вращения валиков 

Качество поверхности 
среза обесшкуренного 
филе, количество 
полезного мяса, 
оставшегося на шкурке, 
производительность 
модуля 

10 Закрепление филе 

Конвейер отвода 
филейчиков, душевое 
устройство (ороситель), 
солеконцентратор, 
дозатор, привод 
дозатора, смеситель 
тузлука, привод 
смесителя, 
гидросистема, 
нагреватель 

Сочность филе, 
исходная соленость 
филе, количество 
биологически активных 
веществ в филе, 
плотность филе 

Масса филе, текущая 
концентрация тузлука, 
текущая температура 
тузлука, наличие филе 
под оросителем, 
уровень жидкости в 
солеконцентраторе,  

Время орошения филе, 
заданная концентрация 
тузлука, заданная 
температура тузлука, 
давление в гидросистеме, 
время включения смесителя 
тузлука для перемешивания, 
время включения дозатора, 
время включения 
нагревателя 

Равномерность 
просаливания филе,  
концентрация соли в 
филе, расход соли, 
расход воды, расход 
электроэнергии, 
производительность 
модуля 

11 Порционирование филе 

Каретка с режущим 
органом, система 
технического зрения, 
привод каретки, 
вычислительный блок 

Сочность филе, 
плотность филе, 
упругость ткани филе, 
коэффициент трения 
ткани филе, концентрация соли в филе 

Степень загрязнения 
рабочей зоны, линейные 
размеры филе, форма 
филе, масса филе 

Размеры порций, координаты 
линий резания, скорость 
движения конвейера, время 
включения режущего органа 

Качество среза мяса, 
рациональность 
порционирования, 
производительность 
модуля