Автоматизация процессов связного дозирования компонентов при производстве строительной керамики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Динь Ан Нинь
- Специальность ВАК РФ05.13.06
- Количество страниц 120
Оглавление диссертации кандидат наук Динь Ан Нинь
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СИНТЕЗА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СВЯЗИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫМ ДОЗИРОВАНИЕМ В ПРОИЗВОДСТВЕ КЕРАМИЧЕСКИХ МАСС
1.1. Особенности технологического процесса производства керамических масс
1.2. Анализ методов и систем управления многокомпонентным дозированием
1.3. Принцип связного дозирования компонентов смеси
1.4. Алгоритмы связного многокомпонентного дозирования
1.5. Постановка задачи синтеза автоматической системы управления многокомпонентным связным дозированием в производстве керамических масс
1.6. Выводы и постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ ШИХТОВОГО СОСТАВА КЕРАМИЧЕСКИХ МАСС В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ СЛУЧАЙНЫХ ОШИБОК ДОЗИРОВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ
2.1. Математическая модель качества керамической массы
2.2. Критерии оптимизации шихтового состава керамической массы
2.3. Оптимизация шихтового состава керамической массы в условиях действия случайных ошибок дозирования компонентов
2.4. Выводы к главе 2
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СВЯЗНЫМ . ДОЗИРОВАНИЕМ КОМПОНЕНТОВ КЕРАМИЧЕСКИХ МАСС
3.1. Математическая модель процесса связного дозирования компонентов
3.2. Определение последовательности дозирования компонентов
3.3. Последовательное связного дозирования пластичных компонентов керамической массы
3.4. Алгоритм оптимальной компенсации случайных ошибок дозирования ластичных компонентов
3.5. Выбор оптимальной последовательности дозирования суспензий пластичных материалов
3.6. Выводы к главе 3
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗНОГО ДОЗИРОВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ КЕРАМИЧЕСКОЙ МАССЫ
4.1. Задачи экспериментальных исследований
4.2. Оптимизация области расчета шихтового состава пластичной композиции керамической массы
4.3. Моделирующие алгоритмы автоматической системе связного дозирования пластичных компонентов
4.4. Технические средства реализации системы связного дозирования
4.5. Автоматизированный комплекс управления связным дозированием компонентов керамической смеси
Выводы к главе 4
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», 05.13.06 шифр ВАК
Автоматизация процессов дискретного дозирования при промышленном производстве цементобетонных смесей2011 год, кандидат технических наук Каменев, Владимир Васильевич
Автоматизированное проектирование систем непрерывно-циклического дозирования строительных материалов2000 год, доктор технических наук Марсова, Екатерина Вадимовна
Автоматизация процессов циклического связного дозирования с использованием дозаторов - интеграторов расхода при промышленном производстве бетонных смесей2011 год, кандидат технических наук Иваев, Олег Олегович
Автоматизация процессов управления связным многокомпонентным дозированием промышленного производства бетонных смесей с оптимизацией по критерию качества2011 год, кандидат технических наук Шляфер, Виталий Леонидович
Автоматизация технологического процесса управления производством многокомпонентных сыпучих бетонных смесей с учетом ошибок дозирования2007 год, кандидат технических наук Колбасин, Александр Маркович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация процессов связного дозирования компонентов при производстве строительной керамики»
ВВЕДЕНИЕ
Повышение эффективности строительных изделий и их качества базируется на поиске скрытых резервов и методов совершенствования существующих технологий.
За истекшие годы выпуск санитарно-строительных изделий, облицовочных глазурованных плиток, канализационных труб увеличивается. Несмотря на увеличение выпуска продукции по всей номенклатуре изделий строитёйьной керамики, потребности строительства в этих видах изделий удовлетворяются не полностью. Эти изделия, хотя и соответствуют действующим нормативам, однако количество первых сортов колеблется в пределах 30-40%.
При производстве керамических изделий необходимо реализовать ряд мер, способствующих как увеличению выпуска продукции, так и повышению качества керамических изделий, за счет широко использованных средств автоматизации.
Снижение брака керамических изделий является тем основным фактором, который определяет объем и качество готовых изделий. Данные ряда исследований, свидетельствует о том, что средний процент брака, из-за нарушений технологического процесса производства керамической массы, составляет 2-4%. Основными причинами брака керамических масс является точность дозирования компонентов смеси, которая не соответствует требуемой нормативными документами.
Основная причина погрешностей дозирования кроется в не постоянстве свойств исходных сырьевых компонентов, а также случайные ошибки их дозирования. Поэтому повышение качества керамических масс можно получить путем совершенствования процедур оптимизации их шихтового состава, точности соблюдения заданной рецептуры и повышения точности дозирования компонентов, массы отдельных компонентов керамической смеси определяются исходя из заданного рецепта, поэтому отклонение доз
компонентов от номинала нарушают заданные соотношения между их массами и приводят, как следствие, к изменению заданных физико-химических характеристик смеси. Поэтому к точности дискретного дозирования отдельных компонентов керамической смеси предъявляются повышенные требования.
Нормативными документами установлены допустимые величины погрешностей дозирования. Однако на большинстве действующих, смесительных установках работающих по циклической технологии приготовления смесей, точность дозирования, как правило, не соответствует требуемой, что, обусловливает значительные вариации прочности изделий.
Можно обозначить два основных направления решения этой проблемы. Первое из них связано с работами по совершенствованию весодозирующего оборудования, с целью повышения метрологических характеристик дозаторов, а второе - совершенствованием систем управления дозированием действующих дозаторов.
Уменьшение влияния таких факторов как неравномерность истечения потока материала из расходного бункера и значительная колебательность весовых механизмов на точность дозирования требует совершенствования конструктивных узлов и механизмов, и систем управления дозаторами. Однако, несмотря на все усилия, предпринятые для этого не привели к должному результату и погрешности современных автоматических
дозаторов составляют не менее -2-3%, достигла в ряде случаев 5-8%.
Внедрение АСУ ТП на современных предприятиях стройиндустрии позволяют использовать при управлении процессами дозирования информацию об ошибках дозирования отдельных компонентов. Это позволяет существенно повысить соблюдения рецептуры готовой смеси, не прибегая к модернизации весодозирующего оборудования и является основной предпосылкой для разработки системы связного дозирования.
Принцип связного дозирования, реализованный в технологическом процессе приготовления бетонной смеси, основан на использовании информации об ошибках дозирования компонентов и принятом алгоритме их компенсации, который должен обеспечить заданную рецептуру шихтового состава смеси, то есть, заданы по рецепту процентное содержание отдельных компонентов. По принятому критерию его оптимизация достигается в случае, если дозы компонентов по массе при дозировании меняются лишь в одну сторону.
ГЛАВА 1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СИНТЕЗА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СВЯЗИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫМ
ДОЗИРОВАНИЕМ В ПРОИЗВОДСТВЕ КЕРАМИЧЕСКИХ МАСС 1.1. Особенности технологического процесса производства
керамических масс
Керамическая масса представляет собой однородную тонкодисперсную смесь сырьевых компонентов /1-7/. Ее приготовление составляет один из переделов керамической технологии.
Главные составляющие производства керамической массы представляет собой подготовку сырьевых компонентов и их перемешивание, получение керамической массы (Рис. 1.1.)
Рис. 1.1. Технологический процесс производства пластичных составляющих
керамической массы. 1 - закрытый склад; 2 - расходные бункера; 3 - ленточный питатель; 4 -фрезерно-метательные мельницы; 5 - рабочие бассейны; 6 - мембранные
насосы; 7 - мерные баки; 8 - расходный бункер; 9 - лотковые питатели; 10 -наклонный ленточный конвейер; 11 - весы платформенные; 12 -горизонтального ленточного конвейера; 13 - шаровую мельницу; 14 -расходные бассейны; 15 - Фильтр пресс.
Последовательное дозирование компонентов керамической массы из
расходных бункеров (2) осуществляется платформенными весами (11) Платформенные весы обеспечивают точность дозирования в пределах
¿2 — ±5% и не могут обеспечить малую погрешность дозирования, особенно при взвешивании компонентов малыми дозами. Так реализуется многокомпонентный способ последовательного дозирования всех компонентов массы в шаровую мельницу (13.
Дозирование пластичных суспензий производится с помощью мерных баков (7), с погрешностью дозирования не менее ±3%. Роспуск отдельных пластичных композиций производится в мешалках (5), которые не обеспечивают равномерной плотности суспензий по объему мешалок с разбросом значений по объему не менее 1-1,5%. Расчет необходимой дозы суспензии определяется в результате точечного измерения , что приводит к тому, что реальные погрешности дозирования суспензий оказываются не менее 4-5%.
Сырьем для производства керамики являются пластичные (глина, каолин) и отощающие материалы (кварцевый песок, пегматит или полевой шпат).
Глина является дисперсной осадочной породой, в виде частиц пластинчатых минералов и по химическому составу относится к гидро -алюмосиликатам III. Глина увеличивает способности к формуемости массы и ее механической прочности. Глины, применяемые для получения технической керамики /6,7/, должны отвечать ряду требований: прочностью в сухом состоянии не менее 80 кгс/см ; содержание А120з не менее 30%; содержание Ре2Оз не более 1,3%;
начало спекания 1100-1150°.
Каолины представляют собой минерал каолинит, с примесью кварцевых зерен и слюдистых минералов, увеличивая устойчивость керамических изделий к механическим, термическим и химическим воздействиям и придавая им белизну /3/. Используемые при этом каолины, должны отвечать следующим требованиям ГОСТа 6138-61: механическая прочность сухих
Л
образцов каолина не менее 12 кгс/см ; содержание окислов железа не более 1,2%, а кальция не более 0,8%; заданная степень измельчения.
Полевые шпаты или пегматиты являются флюсующим материалом (плавнем) /6,7/, вызывающим появление в керамической массе стекловидной фазы при обжиге при получении керамических изделий. Составные части массы растворяются в стекловидной фазе, создавая пластичный материал, способный исключить его деформацию во время обжига и связывать в единое целое отдельные части исходных компонентов /5-7/. Качество полевошпатового сырья определяется нормативными документами, регламентирующих наличие щелочных окислов (K20+Na20), отношение K20/Na20 и наличие окислов железа и кальция.
Кварцевые пески для производства керамических масс должны соответствовать техническим требованиям СТУ 77-10-018-62 по наличию Si02 (96% - 98%), содержанию Fe203 (0,08% - 0,15%) и гранулометрическому составу.
При производстве керамических изделий кроме традиционных, используются так же такие материалы, как тальк, глинозем, циркон и др.
По результатам ряда исследований /6,7,11,12,14/ механическая прочность керамики зависит от содержания в керамической массе кварца Si02 , окиси алюминия, а также от свойств и состава пластичной композиции. Однако, полученные по результатам этих исследований аналитические зависимости отличаются эмпирическим характером, что исключает их
использование в автоматических системах управления технологическим процессом производства керамических изделий.
Принятые в керамическом производстве такие качественные показатели керамической массы, как механическая прочность на изгиб пластичной композиции СЬ, усадка СЬ, потери при прокаливании СЬ, скорости фильтрации (^4, влияют на все виды брака керамических изделий. Проверенные исследования показали наибольшую зависимость среднего значения процента брака Б от значения механической прочности на изгиб 0,\. При этом было выяснено, что аддитивная зависимость брака от 1-х свойств у-х компонентов а\} выдерживается лишь в ограниченном диапазоне колебаний процентных содержаний компонентов массы и в первую очередь, глины. Свойства глины и каолинов существенно отличаются друг от друга, поэтому процентное содержание глины в массе варьируется в пределах 18 - 22%.
Качественные характеристики керамической массы рассчитываются, используя соотношение:
<7 °=2}=1а17х/Л = 1,2,3,4 (1.1)
где х/ - расчетное значение процентного содержания у-го компонента в массе.
Сырьевые компоненты керамических масс, обладают большой нестабильностью свойств.
Результаты статистической обработки данных шихтового состава, качественных характеристик с пластичной композиции и их влияния на процент брака, свидетельствуют о том, что качество пластичных компонентов меняется в широких пределах (табл. 1.1, где М и Б -математические ожидания и дисперсии компонентов; коэффициенты ац, а2р а3р а4] обозначают механическую прочность на изгиб, усадку, потери при прокаливании, скорость фильтрации у -го компонента).
.Статистические характеристики пластичных компонентов Таблица 1.1
Наименова ние а2] аз] а4]
компонент а М{ац} М Ы ъы М{а3 0{а3]} ъы
Каолин 1 44,1 10,1 15,8 0,64 13,7 0,16 1,05 0,04
Каолин 2 15,1 1,6 16,7 0,16 13,4 0,04 1,49 0,04
глина 81,9 57,8 14,5 0,36 9,7 0,25 0,21 0,001
Стабилизация качества керамических масс производится с помощью оперативной раздельной коррекции шихтового состава пластичной и отощающей композиций.
При коррекции пластичной композиции ставится задача стабилизации значений параметров ( /=1,2,3,4) в диапазоне гарантирующего минимум брака готовых изделий.
" Б, [»/о]
12
10
8
Рис. 1.2. Зависимость процента брака после обжига керамических изделий от потерь при прокаливании пластичной композиции
\ /
4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 (Ы%1
Б, [%] 12 10
8------------
0.9 1.0 1.1 1.2 4, [л/мин]
Рис. 1.3. Зависимость процента брака керамических изделий от скорости фильтрации пластичной композиции
Коррекция состава отощающей композиции осуществляется за счет изменения содержания в массе щелочных окислов. Оперативная коррекция шихтового состава массы производится технологом 1 -2 раза в сутки.
Количество компонентов керамической массы больше количества оценочных параметров, её качества, что делает задачу определения шихтового состава керамической массы неоднозначной.
Процесс коррекции качественных параметров массы предполагает получение их наилучших значений в окрестности, обеспечивающей минимальные потери от брака. Однако такая процедура не проста и разброс параметров даже после коррекции остается большим. Это видно по гистограммам распределения качественных параметров пластичной композиции керамической массы, полученных по данным заводов по производству строительной керамики (рис. 1.4-1.5).
По графикам рис. 1.2-1.3 можно судить о том, что сужение диапазона разброса качественных параметров пластичной композиции на 5% дает снижение среднего брака изделий на 1%. Однако этот результат можно
получить только, решая задачу коррекции шихтового состава массы на ЭВМ.
ГО)
0.3 0.2 0.1
18 20 22 24 26 Оь[кгс/см]
Рис. 1.4. Гистограмма распределения механической прочности на изгиб
о.з 0.2 0.1
Рис. 1.5. Гистограмма распределения усадки
—,
5.6
5.8
6.0
6.2
6.4
сЫ°/о
f(Q)
0.2
0.1
Рис. 1.6. Гистограмма распределения потерь при прокаливании
щ) '
о.з
0.2
0.1
0.9 1.0 1.1 1.2 О [л/мин]
Рис. 1.7. Гистограмма распределения скорости фильтрации
I ______LJ__
4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 <Ы%]
Процессы дозирования компонентов смеси производятся оператором, практически не контролируемы, что исключает возможность точной оценки величины отдозированных объемов компонентов.
Ошибки дозирования вызывают отклонения процентных содержаний компонентов в массе от расчетных значений Хдо на величину:
* 100, [%]; (1.2)
где - отклонение ] -го объема от суспензии расчетного значения, - масса сухого вещества в единице объема ] -ой суспензии,
С0- масса сухого вещества в порции.
Качественные параметры пластичной композиции также отклоняются от своих расчетных значений.
В табл. 1.2, 1.3 приведены данные для одного из шихтовых составов
керамической массы при точности дозирования ±5%.
Процентные содержания пластичных материалов в массе Таблица 1.2
Название дозируемой суспензии Процентное содержание в массе
Расчетное Фактическое
Каолин №1 15 15,75
Каолин №2 4 4,2
глина 19 19,95
Отклонения параметров качества пластичной композиции от расчетных значений Таблица 1.3
Название параметра качества Значение параметра Отклонение в %
Расчетное Фактическое
Механическая прочность на изгиб (кг. с/см ) 21,4 22,5 5
Усадка (%) 5,86 6,15 5
Потери при прокаливании (%) 4,3 4,52 5
Скорость фильтрации (л/мин) 25,4 26,6 4,9
Данные таблиц (1.2, 1.3) свидетельствуют о том, что пятипроцентные погрешности дозирования пластичных суспензий вызывают отклонения шихтового состава массы на 0,2-0,75%, а качественных параметров пластичной композиции на 4,9-5%, что влечет за собой увеличение потерь брака изделий в среднем на 1 %.
Таким образом даже при идеальном подборе шихтового состава с оптимальными качественными показателями керамической массы, то они после осуществления процессов дозирования будут существенно отличаться от расчетных значений. Причем эти отклонения тем больше, чем больше погрешности дозирования отдельных компонентов. Очевидно, что необходим учет возможных ошибок дозирования на начальной стадии расчета
шихтового состава керамической массы, что делает возможным стабилизировать ее качество в области, заданной технологическими ограничениями.
Керамические массы существенно различаются по стоимости исходных сырьевыми компонентов, что позволяет при расчете шихтового состава получить керамическую массу наименьшей стоимости, варьируя процентные содержания компонентов при соблюдении условия обеспечения заданного качества массы.
Таким образом, для обеспечения оптимального качества керамической массы необходимо определить влияние на него ошибок дозирования, разработать алгоритм определения шихтового состава, с учетом появления ошибок дозирования, оценить варианты выбора рецепта при различии в стоимости компонентов. Необходимо также найти методы и способы повышения точности дозирования компонентов.
1.2. Анализ методов и систем управления многокомпонентным
дозированием
Уменьшение погрешностей автоматического дозирования материалов возможно на первом за счет совершенствования конструкций, а на втором их систем управления /21-23/.
Автоматические весовые дозаторы делятся на два класса: дискретного (циклического, порционного) и непрерывного действия.
Основными элементами дозаторов являются питатели, грузоприемные устройства, весовые, исполнительные и блокировочные механизмы, регуляторы дозы или расхода.
Точность и погрешности дозирования определяются в первую очередь конструкцией весовых механизмов и питателей.
Большое количество работ посвящено исследованию весовых систем разных типов. Так в /20/, /36/ анализируются рычажные весовые системы, метрологические характеристики. В работе /36/ дано описание автоматических дозаторов циклического действия с тензометрическим датчиком массы.
В циклических дозировках используются как правило рычажные, квадратные и пружинные весовые механизмы.
Весовые системы рычажного типа отличаются высокой точностью взвешивания (класс точности в пределах 0,1-0,05) только в статическом состоянии. Класс точности тензорезисторных и вибрационных датчиков -0,2-0,5 и грубее /22/. Однако, учитывая динамические характеристики рычажных систем (колебательность, инерционность), а также большие габариты и повышенный износ механических элементов, получить класс точности 0,1-0,05 не возможно. В отличие от рычажных систем измерения позволяют осуществлять дистанционную передачу данных, легко встраиваются в технологическое оборудование, что позволяет широко применять их в системах автоматического дозирования (/26,29,30/).
Нормативные документы устанавливают величины погрешностей для автоматических дозаторов циклического действия: для сыпучих материалов не более ±2%, для жидких ±1%.
При этом ошибки дозирования весовых механизмов находятся в пределах 10-15% от полной погрешности,, основная доля которой вызвана работой питающего устройства.
Выбор питателей сыпучих материалов и жидкостей учитывает физико-механические свойства дозируемых материалов. Автоматические дозаторы снабжаются регулируемыми питателями/22,23/ с учетом свойств дозируемых материалов. Исследования имеют своей целью расчет /21,23/, выбор /31-33/ и совершенствование конструкций питателей. В /22,33/ анализируются свойства гравитационных питателей циклических дозаторов с целью оптимизации и конструктивных параметров впускных воронок накопительных бункеров.
В гравитационных питателях процесс истечения материала, попадающего в весовой бункер носит пульсирующий неравномерный характер. Значительное расстояние между выпускным отверстием питателя и материалом, запоминающего весовой бункер, вызывают динамическое воздействие падающего потока материала на весовую рычажную систему, вызывая ее колебания. Это приводит к отклонению массы отвешенной дозы от ее расчетного значения /33,36/. Для уменьшения колебаний применяются режимы грубого и точного взвешивания, когда досыпки материала производятся с пониженной производительностью. Однако циклические дозаторы с гравитационным питателем, несмотря на все усовершенствования, дают погрешности дозирования более ±2%, - ± 4% /33/.
В /31,34,38/ рассмотрена возможность применения в дозаторах циклического действия ленточных питателей.
В /31/ разработана методика выбора оптимальной конструкции питателя, обеспечивающей высокие метрологические характеристики
дозатора. Даны рекомендации предпочтительного использования ленточных и электромагнитных вибропитателей для выдачи из накопительного бункера песка и щебня, а шнековых и барабанных питатели для выдачи цемента. В /30/ даны аналогичные рекомендации. Одноагрегатные дозаторы непрерывного действия(СБ-26 А, СБ-111), позволяют совместить функции питателя и весового транспортера, за счет чего можно значительно уменьшить габаритные размеры дозировочного оборудования.
Надо отметить переход при разработке последних типов дозаторов от рычажных к тензорезисторным преобразователям массы в накопительном бункере.
В ленточных питателях с тензорезисторными преобразователями используются приводы с позиционной или скоростной обратными связями.
Большая равномерность истечения материала из расходного бункера достигается за счет использования сводообрушителей с уменьшенным коэффициентом трения материала о стенки бункера. Для этого расходные бункеры выполняются с резиновыми стенками, а в их конусной части монтируются вибрирующие механизмы для предотвращения состояния сводообразования.
Можно предложить и другие способы модернизации ряда конструктивных узлов циклических дозаторов позволяющих существенно улучшить их метрологические характеристики.
Автоматические дозаторы представляют собой системы управления с обратной связью, что позволяет для их исследования использовать методы расчета, принятые в теории автоматического управления. Структура автоматической системы циклического дозирования представлена на рис. 1.8.
Погрешности дозирования подразделяются на случайные и систематические/20,22,34/. При настройке дозатора систематические погрешности можно учесть заранее и устранить. Так, к систематическим
погрешностям можно отнести погрешности, вызванные временем открытия и закрытия выходного отверстия накопительного бункера. Случайные погрешности возникают, главным образом из-за неравномерного истечения сыпучего материала из питателя и динамического воздействия массы столба материала на весовую систему.
2Н 2 3 ч
5
Рис. 1.8. Функциональная схема автоматической системы циклического дозатора (1 - задатчик массы, 2 - усилитель, 3 - исполнительный механизм, 4 - дозатор. 5- измеритель массы; ЭС - элемент сравнения)
Погрешности циклических дозаторов сыпучих материалов обусловлены рядом факторов, однако случайные погрешности составляют 80-90% от общей погрешности дозирования /34/.
Весовая система циклического дозатора обладает колебательными свойствами. Амплитуда колебаний такой системы определяется случайными факторами в процессе набора дозы. Для уменьшения влияния случайных помех в дозаторах циклического действия прибегают к ряду мер: уменьшению динамических воздействий потока материала на весовую систему при замене гравитационных питателей ленточными /37/, использованию двухстадийного взвешивания /33/ и оптимальной загрузки весового бункера, при которой затвор секторного питателя неоднократно открывает и закрывает проходное отверстие питателя.
Точностные показатели автоматических дозаторов дискретного действия в первую очередь определяются равномерностью режима подачи сыпучего материала из расходного бункера, т.к. неравномерность режима
подачи материала приводит к погрешностям в 2-3 раза превышающих паспортную величину.
Внедрение микропроцессорных систем управления дозированием, позволило получать информацию о фактическом значении отмериваемой дозы материала и встраивать дозаторы в АСУ ТП производства сырьевых смесей.
В /20/ рассмотрена система микропроцессорного управления дискретным дозированием компонентов стекольной шихты, состоящей из управляющей ЭВМ и интерфейса связи ее с дозаторами. Управление процессом циклического дозирования позволяет после операции загрузки материала в весовой бункер зафиксировать ошибку массы дозы, а при выгрузке материала оставить в бункере количество материала, равную ошибке. Однако при не досыпке материала компенсировать ошибку нельзя.
Предложен метод порционного дозирования, за счет набора заданной дозы несколькими порциями, значения которых подается в суммирующее устройство для сравнения с заданием. Этот способ нельзя использовать, если существуют ограничения на время дозирования.
В /44/ дано описание системы автоматического управления дозатором, с несколькими питателями по жесткому алгоритму. Однако в системе не фиксируется информация об ошибках дозирования компонентов, что не позволяет осуществлять их компенсацию.
В системе управления циклическим дозированием /45/ в качестве датчика массы выбран бесконтактный сельсин, а в качестве задатчика дозы -переменные резисторы. При подключении одного из которых его движок устанавливается автоматически в положение, соответствующее шкале весовой головки. Данная система имеет те же недостатки, что и описанная выше.
Автоматическая цифровая система дозирования компонентов смеси, описанная в /46/ выполнена на логических модулях с использованием
реверсивных импульсных преобразователей угол-код, выполненных на автогенераторных датчиках КВД-3.
1.3. Принцип связного дозирования компонентов смеси
В описанных системах автоматического управления дозированием используется жесткий алгоритм управления по неизменной программе, что не позволяет оперативно в процессе дозирования изменить уставки доз компонентов.
Эти системы являются системами независимого несвязного дозирования отдельных компонентов смеси, позволяя независимо получить заданной дозы различных компонентов. При этом данные об ошибках дозирования компонентов не используется в процессе управления для их компенсации. Это снижает потенциальные возможности системы в части повышения точности дозирования.
Информация об ошибках дозирования компонентов может быть использована ее в системах дозирования, организованных по принципу многосвязного управления. Идея метода связного дозирования состоит в коррекции доз последующих компонентов, используя значение ошибок набора доз предыдущих компонентов. Использование способа связного дозирования компонентов бетонной смеси /48/ снизило погрешности дозирования цемента до ± 1,5%, песка и щебня до ± 2%.
В /47-50/, выбран критерий управления связным дозированием, обеспечивающий в процессе дозирования постоянство процентных содержаний компонентов в смеси.
Структура системы связного последовательного дозирования компонентов (рис. 1.8) предполагает следующий алгоритм управления процессом циклического дозирования, при наличии исходных данных: доза результирующей массы смеси Уро;у; - коэффициент долевого
Похожие диссертационные работы по специальности «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», 05.13.06 шифр ВАК
Автоматизация процесса дискретного дозирования составляющих бетонных смесей с оптимизацией по стоимостному критерию1998 год, кандидат технических наук Федотов, Александр Михайлович
Система оперативного управления технологическим процессом связного дискретного дозирования компонентов бетонной смеси1984 год, кандидат технических наук Силаев, Александр Борисович
Разработка методов оптимизации режимов работы мобильной бетоносмесительной установки при производстве электропроводных композиционных материалов2018 год, кандидат наук Зарипова Ирина Ильясовна
Исследование и разработка систем весового дозирования мясного сырья для приготовления колбасного фарша и паштетной массы2002 год, кандидат технических наук Белухин, Виктор Анатольевич
Автоматизация технологических процессов циклического дозирования компонентов асфальтобетонной смеси в комбинированном режиме грубого взвешивания и досыпки2005 год, кандидат технических наук Сафронов, Вахтанг Давидович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Динь Ан Нинь, 2015 год
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников
1. Абуталиев Ф.Б., Барский Р.Г., Ермаков В.В. Об одном методе, повышающем качество дозирования многокомпонентных смесей. Ташкент: Изд. Академии Наук Узб. СССР. 1985. С.53-57.
2. Автоматизация технологических процессов непрерывного транспортирования строительных сыпучих материалов. М.: Строительство, 2000.-211 с.
3. Агрба Н.З. Система автоматизированного связного управления дозированием бетонной смеси - М., 1990. -20 с. МАДИ.
4. Аронзон В.Л.,Левин М.В., Локшин Р.Г. Автоматизированная систе-'ма приготовления шихты при производстве глинозема из нефелина.- В кн.: Автоматизация процессов глиноземного производства. М.;Строительство.2007. - 198 с.
5. АСУ процессами дозирования. -Л.: Машиностроение. (A.A. Денисов и др.), 1985. -23 с.
6. Бесекерский В.А. САУ с микроЭВМ. М.: Наука, 1987 - 318 с.
7. Богданов A.A. Управление технологическими процессами дозирования компонентов бетонной смеси. Диссертация. М. 1972.
8. Бокарев Е.И. Принципы связного дозирования компонентов бетонной смеси / Ю.Э.Васильев, О.О.Иваев, Е.И.Бокарев, В.Л.Шляфер // Приволжский научный журнал. Н.Новгород. 2011. № 5. - С. 25-26.
9. Бокарев Е.И. Связное циклическое дозирование компонентов при ограничениях на результирующую массу смеси / Ю. Э. Васильев, О. О. Иваев, Е. И. Бокарев, В. Л. Шляфер // Приволжский научный журнал. Н.Новгород.2011. № 5. - С. 31 -35.
10. Венцель Е. С. и Овчаров Л. А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения - М.: КНОРУС, 2011. - стр. 448.
11. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1969 , 576 с.
12. Воробьев В. А., Илюхин А. В. и Марсов В. И. Теория, логическое проектирование, измерение, контроль и диагностика в системах автоматического управления. - М.: РИА, 2009. - стр. 790.
13. Воробьев В.А., А.В.Либенко, Махер А.Р. Непрерывное дозирование сыпучих компонентов строительных смесей Сб. науч. тр. Секции «Строительство» РИА. Вып. 7, 2006, с. 184-186.
14. Воробьев В.А., Марсова Е.В. Непрерывное измерение массы в линиях транспортирования сыпучих материалов // Известия ВУЗов «Строительство», 2000, с. 120-123
15. Воробьев В.А., Марсова Е.В. Новое поколение дозирующих устройств непрерывного действия. Ж. Строительство № 1. Новосибирск, 1999. 148 с.
16. Васильев, Ю. Э. Принципы связного дозирования компонентов бетонной смеси / Ю.Э.Васильев, О.О.Иваев, Е.И.Бокарев, В.Л.Шляфер // Приволжский научный журнал. Н.Новгород. 2011. № 5. - С. 25-26.
17. Васильев, Ю. Э. Связное циклическое дозирование компонентов при ограничениях на результирующую массу смеси / Ю. Э. Васильев, О. О. Иваев, Е. И. Бокарев, В. Л. Шляфер // Приволжский научный журнал. Н.Новгород.2011. № 5. - С. 31-35.
18. Васильев, Ю. Э. Автоматизация и управление подвижностью цементобетонных смесей при их дискретном производстве / Ю. Э. Васильев, И. Б. Чел панов, С. П. Аржанухина, В. В. Каменев // Строительные материалы. № 5, 2011. - С. 34 - 36.
19. Васильев, Ю.Э. Оценка сходимости пульсирующего знакового адаптивного регулирования / Ю. Э. Васильев // Качество. Инновации. Образование. № 9. 2011. - С. 29-30.
20. Васильев, Ю. Э. Автоматизированные технологии в приготовлении бетонной смеси / A.B. Илюхин, В.И. Марсов, Ю.Э. Васильев - М.: МАДИ. 2012.-120 с.
21. Васильев, Ю. Э. Управление дозированием компонентов дозирования бетонной смеси с использованием моделирования структурно геометрических характеристик бетона / Ю.Э.Васильев, О.О.Иваев,
B.Л.Шляфер // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2011. -
C. 35-36.
22. Васильев, Ю. Э. Принципы связного многокомпонентного дозирования / Шляфер В.Л., Е. И. Бокарев // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2011.
23. Васильев, Ю. Э. Связное циклическое дозирование компонентов при ограничениях на допустимые погрешности / Шляфер В.Л., Е. И. Бокарев // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2011.
24. Васильев, Ю. Э. Принципы формирования многоуровневых систем связного дозирования / Ю.Э.Васильев, Е.И.Бокарев // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2012.
25. Васильев, Ю. Э. Дозирование компонентов бетонной смеси с учетом структурно-геометрических характеристик бетона / Ю.Э.Васильев // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2012.
26. Васильев, Ю. Э., Сравнительная оценка связного и не связного дозирования / Васильев Ю.Э. // Сборник научных трудов кафедры АСУ. -М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2012.
27. Герасимов А. Н., Григорьева Н. Н. и Жаринов И. О. Линейные системы автоматического управления: учеб. пособие - СПб.: ГУАП, 2009. -стр. 232.
28. Гонтарь A.A., Тихонов А.Ф. Моделирование связных технологических процессов строительного производства // Сб. науч. тр. «Автоматизация технологических процессов в строительстве» М.: МАДИ, 1999, с. 54-57
29. Данциг Дж. Линейное программирование, его обобщение и применение. - М.: Прогресс, 1969, 600 с.
30. Дулькин С.Я., Борода Е.М. Автоматизированные системы управления процессами приготовления смесей с помощью весовых дозаторов. - В кн.; Автоматизация процессов взвешивания и дозирования в промышленности, сельском хозяйстве, торговле и транспорте. Тезисы 8-го Всесоюзного научно-технического совещания. М., 1994, С.97-98.
31. Елисеев В. Комплекс технических средств для автоматизации процессов взвешивания и дозирования // Современные технологии автоматизации, 1999. №1. с.36-38.
32. Исакович Е.Г. Весы и весовые дозаторы. -М.: Изд-во Стандартов, 1991. -375 с.
33. Карпин Е.Б. Средства автоматизации для измерения и дозирования масс. М.: Машиностроение, 1979, 411 с.
34. Корбут A.A., Финкельштейн Ю.Ю. Дискретное программирование.-М.: Наука, 1969, 300 с.
35. Колбасин A.M., А.В.Либенко. Оптимизация состава многокомпонентной смеси при детерминированных ограничениях// Новые технологии в автоматизации управления. Сб. науч. тр. М. МАДИ. 2006, с. 69-72.
36. Колбасин A.M., А.В.Либенко. Принципы связного дозирования многокомпонентных смесей // Новые технологии в автоматизации управления. Сб. науч. тр. М. МАДИ. 2006, с. 73-75.
37. Крамер Г. Математические методы статистики. - М.: Мир, 1975, 648 с.
38. Ларкин И.Ю., А.Ф.Тихонов, В.И.Марсов. Определение режимов автоматического циклического дозирования сыпучих составляющих строительных смесей //Механизация и автоматизация строительства и строительной индустрии. Сб. науч. тр. М. МГСУ. 2004, с. 91-95.
39. Либенко A.B., А.Р. Махер. Компенсация погрешностей при связном управлении многокомпонентным дозированием // Иновационные технологии на транспорте и в промышленности. Сб. науч. тр. М. МАДИ. 2007, с. 117-120.
40. Либенко A.B., И.Ю.Ларкин Автоматическое регулирования однородности дозируемых компонентов бетонной смеси. Сб. науч. тр. Секции «Строительство» РИА. Вып. 1, 2005, с. 151-156.
41. Либенко A.B., Минцаев М.Ш., Лобов О.П. Системы автоматизации смесительных установок непрерывного действия // «Интегрированные технологии автоматизированного управления». Сб. науч. тр. М.: МАДИ, 2005, с. 105-109.
42. Масленникова Г.Н., Харитонов Ф.Л. Основы расчета составов масс и глазурей в электрокерамике. - М.: Энергия, 1978, 44 с.
43. Марсов В.И., Славуцкий В.А. Автоматическое управление технологическими процессами на предприятиях строительной индустрии.-JI. Строиздат, 1975. - 394 с.
44. Марсов В.И., Пономарева A.A., Бородицкий Ю.В. Оптимизация состава глиноземистой массы с применением ЭВМ. - Стекло и керамика, 1981, №7, с. 19-21
45. Первозванский A.A. Математические модели в управлении производством. - М.: Наука, 1975, 615 с.
46. Попов В.П., Кругликов В.В., Михайленков C.B. Общие принципы оптимизации информационного обеспечения для автоматизации производства строительных смесей. //Методы и модели автоматизации управления: Сб. научн. тр./МАДИ. М.:, 2006. с. 157-162
47. Попов Е.П. Теория линейных САР и управления. М.: «Наука», 1989, 301 с.
48. Проблемы автоматизации процессов взвешивания и дозирования. Всесоюзная научно-техническая конференция. -М., 1985. -108 с.
49. Рульнов A.A., Марсова Е.В. Непрерывно - циклическое дозирование сыпучих материалов // Строительные материалы и технологии XXI века, №4, 2000, с. 28-29.
50. Рульнов A.A., Марсова Е.В. Оценка погрешностей массоизмерений при непрерывном транспортировании сыпучих материалов // Тез. докл. международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях», -С.-Петербург, 2000, 3 с.
51. Рульнов A.A., Марсова Е.В. Непрерывно-циклическое дозирование сыпучих материалов // Строительные материалы и технологии XXI века, №4, 2000, с. 28-29
52. Советов Б. Я., Цехановский В. В. и Чертовский В. Д. Теоретические основы автоматизированного управления. - М. : Высшая школа, 2006. - стр. 463.
53. Фельдбаум A.A., Бутковский А.Г. Методы теории автоматического управления. М.: Наука, 1981, 744 с.
54. Хрущева И. В., Щербаков В. И. и Леванова Д. С. Основы математической статистики и теории случайных процессов. - СПб-М-Краснодар : Лань, 2009. - стр. 336.
55. Шикин Е. В. и Чхартишвили А. Г. Математические методы и модели в управлении. - М. : Дело, 2004. - стр. 440.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.