Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Либенко Александр Владимирович. Научно-методологические основы и методы построения автоматизированной системы управления технологическими процессами промышленного производства и использования многокомпонентных бетонных смесей : диссертация ... доктора технических наук : 05.13.06 Москва, 2007 352 с., Библиогр.: с. 336-348 РГБ ОД, 71:07-5/513

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 9-13

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И МЕТОДЫ ЕГО АВТОМАТИЗАЦИИ 14-64

1.1. Обобщенная структурная схема системы управления качеством товарного бетона.

1.2. Принципы адаптации АСУ промышленным производством бетонных смесей к условиям процесса

1.3. Дробильно-сортировочные установки бетонных заводов непрерывного действия

1.4. Качественные характеристики каменных материалов при производстве фракционированного щебня

1.5. Агрегаты дробления дробильно-сортировочной установки бетонных заводов

І.б.Особенности автоматизации процессов первичного дробления при промышленном производстве бетонных смесей 34-35

1.7. Оценка качественных характеристик процесса первичного дробления

1.8. Конусные дробилки мелкого дробления ^

1.9.Системы автоматического управления процессом дробления в конусных дробилках

1.10. Агрегаты классификации фракционированного щебня 43-46

1.11. Агрегаты подачи, устройства транспортирования и дозирования компонентов смеси

1.12. Агрегаты перемешивания при промышленном производстве бетонной смеси

1.13. Автоматизированная подача и укладка бетонной смеси в тело бетонируемого сооружения

1.14. Выбор основных направлений исследований систем автоматизации технологических процессов производства бетонных смесей

1.15. Выводы и постановка задач исследований 64

ГЛАВА 2. СИСТЕМОТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИЕРАРХИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

2.1. Системотехническое проектирование иерархических систем управления

2.2. Понятие функциональной иерархии 70-72

2.3. Упорядоченный непрерывный ряд моделей 72-77

2.4. Механизм образования иерархических систем 77-79

2.5. Операционное представление объекта 79-82

2.6. Критерии управления и их влияние на формирование структур САУ

2.7. Задачи автоматизации процессов управления качеством и производительностью

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2 92-131

ГЛАВА 3. МОДЕЛИ ОБЪЕКТОВ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННОЙ СМЕСИ 118-123

3.1. Модельное представление щековых дробилок 92-99

3.2. Конусные дробилки среднего дробления 99-105

3.3. Ситовые грохоты 105-108

3.4. Модель смесителя непрерывного действия 109-115

3.5. Накопительные и распределительные устройства 116-118

3.6. Системы транспортирования и дозирования сыпучих составляющих бетонной смеси непрерывного действия

3.7. Исследования элементов автоматизированной технологии производства бетонных работ

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3 130-131

ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ДРОБЛЕНИЯ-СОРТИРОВКИ

4.1. Особенности автоматического управления расходом щековой дробилки с помощью изменения размеров разгрузочного отверстия 134-138

4.2. Критерии оценки технологического процесса первичного дробления

4.3. Качественные характеристики системы регулирования РОД щековой дробилки

4.4. Структурная схема управления РОД щековой дробилки с гидравлическим исполнительным механизмом

4.5. Система автоматической оптимизации процесса дробления в конусной дробилке 150-152

4.6. Контроль параметров в системе оптимизации процесса дробления

4.7. Особенности поиска экстремума системы управления грохочением

4.8. Определение параметров процесса поиска экстремума 153-158

4.9. Метод гранулометрического анализа дробленого потока материала

4.10. Измерительные свойства систем непрерывного дозирования при случайном входном сигнале 160-164

4.11. Выбор оптимальных параметров смесительного агрегата 164-168

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4 169-171

ГЛАВА 5. СИНТЕЗ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ НЕПРЕРЫВНОГО МНОГОСТАДИЙНОГО ДРОБЛЕНИЯ И ГРОХОЧЕНИЯ 172-174

5.1. Особенности автоматизации дробилок по заданному рецепту

5.2. Рецептура фракционированного заполнителя бетонной смеси

5.3. Зерновые характеристики одностадийного процесса дробления

5.4. Зерновые характеристики одностадийного процесса дробления замкнутого цикла 180-183

5.5. Зерновые характеристики двухстадийного процесса дробления замкнутого цикла

5.6. Регулирование объема перерабатываемого щебня в двухстадийном ТПД замкнутой системы

5.7. Особенности вариаций нормированного рецепта в двухстадийной схеме дробления

5.8. Исследования автоматизированной системы двухстадийного дробления

5.9. Система автоматизированного управления переработкой щебня в двухстадийном процессе дробления 195-198

5.10. Разработка структуры САУ процессом дробления-сортировки

5.11. Иерархическая система автоматизации производства бетонной смеси

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5 204-205

ГЛАВА 6. СИНТЕЗ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СВЯЗНЫМ ДОЗИРОВАНИЕМ И ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ БЕТОННОЙ СМЕСИ

6.1. Особенности классификации автоматизированных систем управления комплексами технологических устройств 216-219

6.2. Классификация устройств дозирования 209-214

6.3. Задача оптимизации состава смеси 214-216

6.4. Детерминированные ограничения области оптимизации состава смеси

6.5. Случайные ограничения области оптимизации состава смеси

6.6. Математическая модель статической оптимизации состава смеси

6.7. Определение длины условно-постоянного интервала непрерывных технологических процессов 223-225

6.8. Модели управления связным непрерывным дозированием сыпучих компонентов бетонной смеси 225-233

6.9. Особенности моделей управления связным непрерывным дозированием компонентов бетонной смеси 237-240

6.10. Иерархическая система автоматизации производства бетонной смеси

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 6 240-241

ГЛАВА 7. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ НЕПРЕРЫВНОЙ ПОДАЧИ И УКЛАДКИ БЕТОННОЙ СМЕСИ 242-246

7.1. Матричный метод построения декартовой системы координат

7.2. Решение обратной задачи о положении устройства укладки и уплотнения бетонной смеси

7.3. Критерий оптимизации перемещения распределительного устройства по точкам бетонирования

7.4. Планирование траектории перемещения распределительного устройства в технологическом процессе бетонирования

7.5. Автоматизированная система управления перемещением распределительного устройства в процессе бетонирования

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 7 267-268

ГЛАВА 8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННОЙ СМЕСИ

8.1. Задачи моделирования 269-270

8.2. Методика экспериментальных исследований динамических характеристик процесса дробления щековой дробилки 284-291

8.3. Анализ динамических характеристикщековой дробилки 279-284

8.4. Моделирование системы автоматической оптимизации процесса дробления в конусной дробилке

8.5. Математическая обработка экспериментальных данных динамических характеристик щековой дробилки

8.6. Разработка метода гранулометрического анализа продуктов дробления

8.7. Временное и амплитудное квантование сигналов 301-308

8.8. Разработка алгоритма функционирования и структуры электронного гранулометра

8.9. Моделирование двухстадийной схемы дробления 309-317

8.10. Моделирование процесса поддержания заданного рецепта

8.11. Результаты моделирования 322-324

8.12. Моделирование разомкнутых систем измерения расхода 324-326

8.13. Взаимосвязь задач связного дозирования 326-329

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 8 330

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ЛИТЕРАТУРА 336-348 

Введение к работе:

Актуальность проблемы. Технологические операции бетонного производства являются качествообразующими элементами процесса формирования бетонной смеси

Получение качественных бетонных смесей требует решения проблемы выдерживания заданного состава и физико-механических свойств смеси в условиях неполной информации о характеристиках компонентов и технологического процесса с использованием технических средств автоматизации и управления, корректировки соотношений отдельных фаз смеси Решается достаточно общая задача повышения технико-экономических показателей всего производства, а качественные показатели смеси служат ограничениями, в пределах которых осуществляется оптимизация технологического процесса

Принцип агрегирования, заложенный в конструкцию отечественных бетоносмесительных установок, позволяет строить локальные системы автоматики отдельных агрегатов, используя для их настройки информацию о компонентах, играющих определяющую роль в структуре смеси

Технико-экономические преимущества бетоносмесительных установок с непрерывной технологией производства, по сравнению с аналогами периодического действия очевидны и заключаются в значительном снижении стоимости и повышении качества приготовления смесей Однако традиционные технологии производства бетонных смесей отражают во многом устаревшие экономические, технологические и технические подходы предыдущей фазы экономического развития промышленного производства Был достигнут предел технического совершенствования технологий, не позволяющий

кардинально изменить свойства систем смесеобразования, приблизить их технико-экономические показатели к новейшим, все более ужесточающимся требованиям производства

Назрела необходимость в проектировании смешанной схемы производства бетонной смеси, объединяющей процессы дробления, смесеобразования и использования на строительной площадке в единый технологический комплекс Фрагментарные попытки автоматизации отдельных агрегатов бетонных установок, причем, как правило, с разделительными складами для хранения фракционированного заполнителя, не дают ощутимого эффекта повышения качества смеси Главная причина этого кроется в отсутствии комплексного подхода при учете специфических технологических особенностей отдельных агрегатов, как частей системы автоматизированного формирования бетонной смеси

Необходима разработка новой концепции и методологических основ синтеза систем непрерывного производства и использования бетонной смеси в направлении интеграции технологии, технических средств процесса смесеобразования и управления Важнейшим в концептуальном плане становится комплексный подход к решению этой проблемы в рамках единой методологии проектирования иерархических систем Прикладной интерес представляет реализация на основе предлагаемой методологии синтеза многостадийных процессов дробления, связных систем дозирования, перемешивания, транспортирования и использование на строительной площадке строительных смесей, пригодных для решения широкого спектра задач производства многокомпонентных бетонных смесей

Целью исследований является создание научно-методологических основ и практических методов построения системы

автоматизации технологических процессов промышленного приготовления и использования бетонных смесей

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи

Проведен анализ современного состояния теории и практики разработки систем автоматизации агрегатов и технологических переделов промышленного производства и использования товарного бетона

Определены методологические принципы построения, требования к структуре, системе критериев и необходимым функциональным связям разрабатываемой иерархической многоуровневой системы автоматизации, объединяющей в единый технологический комплекс процессы дробления каменного материала, смесеобразования и использования бетонной смеси

Разработаны сложноструктурированные модели отдельных агрегатов и устройств непрерывного приготовления бетонных смесей, интегрированных в структуру автоматического управления качеством и производительностью всего технологического процесса

На основе разработанных критериев оптимизации выбраны структура, функциональное наполнение, а также даны методы расчета и определения оптимальных параметров настройки локальных систем автоматизации

Синтезирована математическая модель управления качеством
бетонных смесей, интегрирующая процессы непрерывного
многостадийного дробления, связного многокомпонентного

дозирования и перемешивания

Разработан метод представления непрерывных технологических процессов в виде непрерывной последовательности условно-дискретных интервалов, позволяющий реализовать процедуру

взаимосвязи уровней статической оптимизации и оперативного управления локальными объектами автоматизации

Методологические основы и методы исследования.

Теоретические и расчетно-аналитические исследования

базировались на фундаментальных положениях автоматизированного проектирования технических систем, теории автоматического управления, теории систем, теории вероятностей и других областях науки Экспериментальные исследования опирались на методы моделирования и обработку результатов на ЭВМ

Научная новизна диссертационной работы.

Впервые проведен системотехнический анализ специфических особенностей технологических переделов непрерывного производства бетонных смесей в целях определения принципов структурного синтеза и функционального наполнения автоматизированной технологии производства бетонных смесей

Созданы научно-методологические основы синтеза и практические методы построения автоматизированных систем производства бетонных смесей в направлении интеграции технологии дробления и смесеобразования, технических средств реализации технологических процессов и управления

Разработана концепция построения иерархических систем управления технологическими процессами со структурой, функциональными связями и критериями управления, отражающими многоуровневый характер преобразования первичной информации, степень обобщения и периодичность ее использования в процессах управления на каждом уровне иерархии

Используя концепцию построения многоуровневых иерархических систем, разработаны при принятых функциях оценки классификационные схемы функционально обособленных агрегатов в виде некоторой

упорядоченной последовательности качественно совершенствующихся структур Классификации носят прогностический характер, позволяя определять место действующих систем в ряду функционально подобных, оценивать потенциальные возможности и стратегию улучшения их качественных характеристик, позволяя обосновать структуры с новыми свойствами

Разработаны принципы и механизм формирования сложноструктурированной модели технологического процесса приготовления бетонных смесей, интегрирующей в себе модели локальных объектов автоматизации уровня оперативного управления и статистические модели технологических переделов (участков) с многопоточной технологией преобразования подаваемого на переработку материала

На защиту выносятся:

Комплекс теоретических и практических методов автоматизации непрерывных процессов промышленного приготовления бетонных смесей, базирующихся на концепции системного подхода в выборе этапов и методов исследования многоуровневых иерархических систем

Автоматические системы оперативного управления локальными объектами и функционально связанными комплексами устройств интегрированной непрерывной технологии дробления и смесеобразования

Роботизированные системы укладки и распределения бетонной смеси на объектах строительства

Результаты применения разработанных систем автоматизации для приготовления бетонных смесей и смесей другого назначения

Практическая ценность и внедрение результатов исследования Практическую ценность работы составляют спроектированные на сформулированных принципах автоматизированная система управления

многостадийным процессом промышленного приготовления бетонных смесей, методы расчета вновь проектируемых и находящихся в эксплуатации систем, а также робототехнических систем распределения и укладки бетонной смеси

Автоматизированная технология приготовления бетонных смесей, включающая в себя технические средства измерений и управления, имеет практическую направленность и предназначена для использования в установках непрерывного действия по производству и укладке бетонных смесей

Применение разработанных систем автоматизации позволяет решать задачи оптимизации технологических режимов, как отдельных операций, так и всего технологического процесса промышленного приготовления и укладки бетонных смесей, обеспечивая, тем самым, повышение их качества и ряда других технико-экономических показателей производства

Комплекс технических средств управления обеспечивает высокий уровень автоматизации на всех технологических переделах бетонного производства по интегрированной технологии непрерывного дробления исходного каменного материала, смесеобразования и укладки бетонной смеси

Внедрение результатов исследований в виде методик и программных продуктов использовалось в составе средств автоматизации процессов многокомпонентного дозирования в ОАО «Волгогипроавтотранс», ООО «МОЭМ «Технострой-В», ООО «Технопромстрой-монтаж»

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

Достоверность и обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов, предложенных в работе, подтверждены всесторонними исследованиями, выполненными с применением

современных методов и технических средств, а также практическими результатами внедрения теоретических положений

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на научно-технических конференциях МАДИ (ГТУ), кафедрах автоматизации производственных процессов и автоматизированных систем управления МАДИ (ГТУ), на международных научно-технических конференциях «Интерстроймех»-2005, «Интерстроймех»-2006, г Тюмень

Публикации По теме диссертации опубликовано 37 работ Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, восьми глав, списка литературы и приложений Основное содержание составляет 348 страниц текста, 99 иллюстраций, 8 таблиц, список литературы включает 122 наименования

Подобные работы
Кокуев Андрей Геннадьевич
Оптимальное управление технологическим процессом с использованием энергоинформационной модели : на примере производства гофрированного картона
Кузнецов Леонид Петрович
Разработка принципов и формализованных методов построения эргатических систем управления технологическими процессами на сортировочных станциях и участках железных дорог
Татарский Леонид Сергеевич
Исследование и разработка методов построения диалоговой системы телеобработки информации в ИВС ГА
Касаткин Александр Владимирович
Метод построения архитектуры систем интеграции распределенных приложений в АСУ на железнодорожном транспорте
Сергин Михаил Юрьевич
Принципы, методы и алгоритмы построения систем управления технологическими процессами со структурной неопределенностью
Трофимов Владимир Борисович
Методы и алгоритмы построения нейроэкспертных систем автоматического контроля и управления технологическими процессами : на примере объектов черной металлургии
Волков Александр Львович
Методы и алгоритмы построения экспертных систем подготовки картографических изданий
Аралбаев Ташбулат Захарович
Методы и средства построения адаптивных систем мониторинга и диагностирования сложных промышленных объектов
Гусев Аркадий Владимирович
Разработка метода построения функциональных интерфейсов информационно-биллинговой системы
Погребняк Антон Борисович
Методы и технологии построения специализированного информационного обеспечения систем железнодорожной автоматики

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net