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:

Гайсинский Александр Владимирович. Автоматизация и энергосбережение процесса смешивания компонентов бетонной смеси : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06.- Москва, 2003.- 158 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/3211-1

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

1. Выбор путей и методов решения задачи автоматизации 9

  1. Пути решения поставленной задачи 9

  2. Основные пути энергосбережения в электроприводе 12

  3. Возможные типы энергосберегающих устройств (ЭУ) 15

  4. Технология производства бетонной смеси 24

2. Моделирование системы управления технологической линией 32

  1. Обзор имеющихся систем управления 32

  2. Выявление недостатков существующих аналогов 38

  3. Выбор и обоснование способа автоматического управления 41

  4. Определение базиса построения системы 43

2.4.1. Определение информационного масштаба системы 43

  1. Каналы управления электроприводом 43

  2. Каналы управления дозаторами 52

  3. Каналы управления бетоносмесителем 58

2.4.2. Определение аппаратных модулей системы 58

  1. Аппаратные модули УСО 58

  2. Аппаратные модули управляющей системы 61

  3. Функциональная схема управляющей системы 62

2.4.3. Определение программных модулей системы 63

  1. Библиотека управляющих алгоритмов 64

  2. Технологическая программа и программирование 66

  3. Компиляция технологических программ и их выполнение.... 68

3. Программно-аппаратный базис системы автоматического управления.71
3.1. Аппаратное обеспечение 71

  1. Математическое моделирование СИФУ 71

  2. Принципиальная схема СИФУ 77

  3. Модули АЦП 86

  4. Модули ЦАП 90

з
3.1.5. Состав УСО и требования к системе управления 91

3.2. Моделирование программного обеспечения 96

  1. Выбор программного обеспечения 96

  2. Реализация библиотеки алгоритмов и ее использование 96

  3. Структура и функции алгоблока 98

  4. Технологическая программа. Редактор техпрограмм 100

  5. Программная структура управляющей системы 104

3.3. Рабочие алгоритмы 105

  1. Алгоритм обслуживания ДВВ 105

  2. Алгоритм обслуживания АЦП 106

  3. Алгоритм обслуживания ЦАП 107

  4. Алгоритм минимизации тока 107

  5. Алгоритм управления дозаторами 109

  6. Алгоритм управления бетоносмесительным узлом 111

4. Программная модель технологического процесса 113

4.1. Теория построения моделей АСУ ТП 113

  1. Принципы моделирования ТП и АСУ 115

  2. Взаимодействие моделей элементарных звеньев системы 120

4.2. Математическое описание моделей объектов ТП 123

  1. Модель дозатора 124

  2. Модель барабана бетоносмесителя 125

  3. Модель редуктора 129

  4. Модель электродвигателя 130

  1. Общее описание модели АСУ ТП 133

  2. Графический интерфейс модели бетоносмесительного узла 138

  3. Алгоритмы модели элементарных звеньев 141

  1. Алгоритмическая модель дозатора циклического действия 141

  2. Алгоритмическая модель бетоносмесителя 143

  3. Алгоритмическая модель редуктора 143

4.5.4. Алгоритмическая модель асинхронного электродвигателя 144

Общие выводы по диссертации 145

Литература 147

Приложение №1 152

Приложение №2 155

Введение к работе:

Проблема соблюдения заданного качества бетона на предприятиях ЖБИ стоит особенно остро, так как в одном цикле готовится существенное количество бетонной смеси и выход брака хотя бы в одном цикле, приведет к ощутимым материальным потерям. Для того чтобы этого избежать, необходимо неукоснительно соблюдать заданное качество бетонной смеси на всех этапах ее производства. Чтобы этого добиться, недостаточно следить только за качеством дозирования компонентов, необходимо следить за качеством бетонной смеси непосредственно в ходе ее приготовления. Для этих целей применяются автоматизированные системы поддержания качества готового бетона. Основной показатель качества готовой бетонной смеси - это формовочные свойства бетона или удобоукладываемость. Главными препятствиями на пути к достижению норм удобоукладываемо-сти для каждого из типов бетонных смесей являются: изменчивость качества составляющих бетонной смеси, недостаточная погрешность их дозирования, а также изменчивость влажности заполнителей, что приводит к отклонению водоцементного отношения (В/Ц) от нормативов.

Для устранения перечисленных препятствий на практике используются методы контроля реологических свойств бетонной смеси. Измеряя вла-госодержание смеси и сопротивление сдвигу (вязкость) при перемешивании можно с большой степенью достоверности судить о реологических свойствах бетонной смеси и оперативно управлять подачей в смеситель остаточного количества воды. Кроме того, измеряя сопротивление сдвигу можно достаточно точно определить момент готовности бетонной смеси, а значит сократить время цикла приготовления бетона. Это повысит эффективность процесса перемешивания, а также позволит получать смесь строго заданного качества.

Однако даже если полностью устранить брак бетонной смеси, все равно энергоемкость одного цикла приготовления бетона в масштабах за-

6 вода ЖБИ остается весьма большой. Средний удельный расход тепловой энергии, затрачиваемой на производство 1 м3 железобетона в заводских условиях, составляет 1254-1463 тыс. кДж/м3, что соответствует сжиганию 45-65 кг условного топлива. Этот показатель примерно в 5-6 раз выше необходимого теоретического расхода тепловой энергии на достижение бетона заданной распалубочной прочности. Наиболее энергоемкой составляющей частью процесса приготовления бетона является цикл перемешивания компонентов бетонной смеси. Бетоносмесительные установки оснащаются мощными электродвигателями переменного тока (до 100 Квт), которые способны приводить в движение барабан бетоносмесителя. Следует заметить, что объем готового замеса в стационарных бетоносмесителях может достигать 2000 литров и потому для привода таких бетоносмесителей приходится использовать мощные электромоторы.

Поэтому сокращение затрат энергии, потребляемой бетоносмесителями, приведет к заметному удешевлению производства железобетонных конструкций. Выше был сделан вывод, что в процессе смешения бетона можно также регулировать формовочные и прочностные свойства бетонной смеси, другими словами - можно регулировать качество бетонной смеси. Таким образом, в цикле бетоносмешения кроются две возможности оптимизации: контроль и регулирование качества бетонной смеси, и энергосбережение процесса производства железобетонных изделий.

Исходя из этого предположения, можно сформулировать требования, которые должны предъявляться автоматизированным системам управления процессом бетоносмешения. Итак, система автоматизации приготовления бетонной смеси должна обеспечивать заданное качество бетонной смеси, а также обеспечивать минимально возможную энергоемкость процесса бетоносмешения, без ухудшения качества бетонной смеси и без увеличения времени ее приготовления. Система управления бетоносмесителем должна легко интегрироваться в состав имеющихся технологических

линий, должна обладать достаточной степенью автономности, чтобы работать индивидуально, а также должна иметь возможность совместной работы с имеющимися на предприятиях комплексами АСУ ТП.

Цели и состав диссертационной работы

Целью данной диссертации является разработка энергосберегающего устройства, эффективно управляющего технологическим процессом смешивания компонентов бетонной смеси с помощью циклического бетоносмесителя гравитационного или принудительного действия.

Настоящую диссертацию можно условно разделить на две части.

В первой части настоящей диссертации (главы 1-2) изложены теоретические основы процесса приготовления бетонной смеси. В ней показаны закономерности функционирования технологического объекта, а также показана возможность эффективного управления данным процессом с помощью разрабатываемой энергосберегающей системы. Кроме того, в этой части диссертации детально рассмотрена модель управляющей системы, разработаны основополагающие принципы управления объектом, дана обобщенная структурная схема системы управления и автоматизируемого объекта, показаны основные направления, по которым будут разработаны программное и аппаратное обеспечения системы управления.

Вторая часть настоящей диссертации (главы 3-4) содержит в себе общие описания программного и аппаратного обеспечении системы управления, а также описание действующей программной модели бетоносмеси-тельного узла, работающего под управление виртуального ПТК.

Программное обеспечение системы энергосбережения, разработано исходя из концепции интерфейсной открытости системы, позволяющей расширять стандартный состав библиотеки алгоритмов устройства, в том числе и сторонними поставщиками программного обеспечения.

Аппаратное обеспечение системы, разработано исходя из современной концепции ограниченного наращивания интерфейсных устройств связи с объектом автоматизации. Так количество и состав модулей интерфейсного обмена с объектом управления в разрабатываемой системе не будут строго определенными и могут быть изменены в зависимости от нужд конкретного автоматизируемого технологического процесса. Открытость аппаратного обеспечения достигнута за счет применения стандартных, принятых в общемировой практике построения АСУ, интерфейсных протоколов обмена. Это позволит использовать в энергосберегающей системе имеющиеся интерфейсные модули УСО (АЦП, ДЦП, СИФУ и пр.), поддерживающие данные стандарты.

Для проверки работоспособности системы управления и энергосбережения, разработана виртуальная модель объекта - центробежной бетономешалки.

Моделирование процессов управления осуществляется посредством взаимодействия и обмена данными между виртуальной моделью объекта и реальной программой системы, через виртуальные УСО и модули интерфейсного обмена.

Почти все экспериментальные данные получены посредством виртуального моделирования работы АСУ ТП. Это позволило минимизировать затраты при проведении натурных экспериментов без снижения достоверности полученных данных в ходе эксперимента.

Подобные работы
Андрианов Алексей Игоревич
Автоматизация процесса приготовления смеси компонентов электропроводного бетона с оптимизацией по электрофизическим характеристикам
Сафронов Вахтанг Давидович
Автоматизация технологических процессов циклического дозирования компонентов асфальтобетонной смеси в комбинированном режиме грубого взвешивания и досыпки
Багаева Мадина Эдуардовна
Исследование и разработка системы оптимального управления процессами приготовления смеси сухих компонентов и тонкого сухого помола в электродном производстве
Доценко Анатолий Иванович
Комплексная автоматизация производства асфальтобетонной смеси с учетом влияния факторов е# транспортировки, укладки и уплотнения
Сабинин Виктор Леонидович
Автоматизация процессов уплотнения асфальтобетонной смеси
Сейедюсефи Пантеа Абуталеб
Автоматизация процесса управления составом штукатурных смесей
Кальгин Александр Анатольевич
Автоматизация технологических процессов приготовления асфальтобетонных смесей
Лихачев Денис Валерьевич
Автоматизация процесса проектирования составов бетонных смесей и их корректировки на основе прогнозирования качества будущего бетона с использованием четких и нечетких моделей
Ларкин Игорь Юрьевич
Автоматизация технологического процесса производства бетонных смесей в смесителях циклического действия
Колбасин Александр Маркович
Автоматизация технологического процесса управления производством многокомпонентных сыпучих бетонных смесей с учетом ошибок дозирования

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