Delist.ru

Автоматизация технологических процессов возведения сооружений малой этажности в условиях жаркого климата с учетом специфических условий строительство в Иране (17.09.2010)

Автор: Асгариан Али

Методы исследований. Результаты диссертационной работы получены на основе комплексного использования методов теории автоматического управления, теории вероятности и математической статистики, оптимальных систем и математического моделирования.

Научная новизна. Основным научным результатом является определение неисследованных закономерностей автоматизированного управления в предложенной технологической структуре, методов и средств автоматизации процессов возведения сооружений малой этажности в условиях жаркого климата с учетом специфики строительства в Иране.

Научная новизна работы заключается в разработке:

эффективной автоматизированной структуры технологического процесса строительства объектов малой этажности;

процессов дозирования сыпучих материалов дозаторами непрерывного действия, с замкнутыми структурами измерений, интегрированных в технологию периодического дозирования;

системы управления процессом непрерывно-периодического дозирования, обеспечивающей достижение оптимальной величины критерия эффективности;

системы автоматического управления стационарным гидравлическим бетононасосом с дроссельным регулированием для однородной и равномерной подачи бетонной смеси в бетонируемую конструкцию;

системы автоматического управления подвижностью бетонной смеси по нагрузке привода смесителя, с учетом показаний вибродатчика консистенции бетонной смеси;

конструкции распределительного устройства;

Основные положения, выносимые на защиту

Результаты анализа технологии и технических средств обеспечения периодической схемы приготовления бетонной смеси с использованием автоматических дозаторов непрерывного действия; с последующим транспортированием и распределением бетонной смеси в местах бетонирования на объекте.

Математическая модель автоматических дозаторов – интеграторов расхода сыпучих материалов непрерывного действия.

Система измерений дозатора сыпучих материалов, которая отличается от релейной системы с датчиками крайнего положения тем, что она дополнительно снабжена потенциометрическим датчиком, позволяющим измерять малые отклонения массы на ленте весового транспортера без включения следящей системы.

Система автоматического управления стационарным гидравлическим бетононасосом с дроссельным регулированием для однородной и равномерной подачи бетонной смеси в бетонируемую конструкцию

Система автоматического управления подвижностью бетонной смеси по нагрузке привода смесителя, с учетом показаний вибродатчика консистенции бетонной смеси

Практическая ценность. Практические результаты исследований управления процессом возведения объектов малой этажности с учетом специфики строительства в Иране заключаются в том, что они обеспечивают выбор наиболее эффективной структуры технологического процесса и настройки систем автоматического управления, позволяющих решить задачи повышения технико-экономических показателей строительства.

Практическую ценность работы составляет новая периодическая схема приготовления бетонной смеси с использованием автоматических дозаторов – интеграторов расхода непрерывного действия; с последующим транспортированием и распределением бетонной смеси в местах бетонирования на объекте.

Разработанные методы и рекомендации прошли апробацию и нашли практическое применения в ООО «МОЭМТехнострой-В» г.Москва. Результаты внедрения и эксплуатации подтвердили работоспособность и эффективность разработанных методов. Предварительный расчет показывает, что возможный экономический эффект от внедрения результатов исследований может составить 5-7%.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на международной конференции «Интерстроймех-2010», 2010г. ( г.Москва), научно-методических конференциях Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) (Москва 2008-2009 г.г.) и кафедре автоматизации производственных процессов Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ).

Публикации. Основные научные результаты диссертации изложены в 8 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, приложения, списка использованной литературы, насчитывающего 89 наименований, и содержит 143 страниц, 50 рисунков, 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность и сформулированы основные цели и задачи исследования.

Первая глава диссертации посвящена анализу работ, связанных с вопросами совершенствования технологической структуры, методов и средств автоматизации процессов возведения сооружений малой этажности с учетом специфики строительства в Иране, определяя тем самым актуальность основных направлений диссертационных исследований.

Не зависимо от особенностей технологической применимости дозаторов различного конструктивного исполнения и принципов действия все они, рассматриваемые как системы измерения расхода, используются в двух основных технологических схемах: периодического и непрерывного дозирования. Использование в периодических схемах дозаторов непрерывного действия выделяет их в подкласс - непрерывно-периодических, позволяя организовать поступление материала в смесительную установку с предварительным его перемешиванием. Тем самым сокращается время технологического цикла приготовления порции готовой смеси, улучшается ее качество, увеличивается коэффициент наполнения смесительной установки, существенно сокращаются производственные объемы дозировочного оборудования.

Потенциальные возможности таких структур много выше циклических. Появляется возможность нанесения дополнительных корректирующих воздействий в процесс набора заданной дозы, повышая тем самым приспосабливаемость структуры к меняющемуся характеру внешних воздействий. Однако, использование в непрерывно-периодических схемах дозаторов непрерывного действия с автоматическим регулированием расхода не рационально из-за их высокой технической сложности и необходимого высокого уровня подготовки обслуживающего персонала,

Важнейшим технологическим элементом подачи сыпучих и порошкообразных материалов в смеситель являются дозаторы. Наряду с дозаторами непрерывного действия стандартной организации используются дозаторы – интеграторы без систем регулирования расхода. Их применение обусловлено стремлением упростить структуру непрерывных дозаторов, исключив достаточно сложную в эксплуатации систему автоматики. В питающем устройстве совмещаются непрерывный принцип подачи материала с одновременной фиксацией его количества компактными электромеханическими интеграторами расхода. Необходимо найти способы существенного улучшения метрологических характеристик таких дозаторов.

Качество бетонной смеси зависит как от физико-механических свойств используемых материалов, правильного подбора состава бетона, точного дозирования, так и от конструкции смесителя и продолжительности перемешивания. Стабилизация качества бетонной смеси позволяет снизить расчетные коэффициенты запаса прочности бетонных конструкций, а, следовательно, повысить эффективность их применения и снизить стоимость строительства. Существующие методы и критерии оценки позволяют лишь косвенно оценить достигнутую при смешивании консистенцию и однородность смеси. В настоящее время не существует надежных промышленных приборов для непосредственного определения консистенции бетонной смеси и, следовательно, ее готовности. В производственных условиях в общей технологической цепи процесс перемешивания не контролируется, а его продолжительность, задаваемая нормативными документами, определяется конструктивными особенностями смесителя и большим числом факторов состояния смеси, которые носят случайный характер. Поэтому устанавливаемая нормативными документами продолжительность перемешивания не является оптимальной.

Наиболее распространенным способом контроля реологических свойств бетонной смеси в процессе ее приготовления является измерение сопротивления сдвигу (вязкости) при перемешивании с использованием в качестве информативного параметра активной мощности (или тока), потребляемой электродвигателем бетоносмесителя. Использование для этих целей пассивных и активных вискозиметров из-за ряда их существенных недостатков не оправдало себя и не нашло применения в технологических процессах приготовления бетонных смесей. Поэтому, к наиболее используемым, можно отнести методы автоматического определения подвижности по измерению мощности электропривода бетоносмесителя, когда сигнал о фактической консистенции бетонной смеси снимается трансформаторами тока с приводов, питающих электродвигатель бетоносмесителя. Результаты метода определения консистенции и времени перемешивания бетонной смеси по нагрузке привода смесителя могут быть скорректированы с учетом показаний вибродатчика, измеряющего уровень вибрации шумов. Совпадение результатов измерений обоими методами при достижении смесью оптимальной консистенции должно служить сигналом к окончанию процесса.

Для подачи бетонной смеси от бетононасоса до места укладки в бетонируемую конструкцию используются стационарные гидравлические бетононасосы, что позволяет обеспечить однородность и равномерную подачу смеси.

Можно констатировать, что существуют объективные предпосылки для совершенствования технологической структуры, создания методов и средств автоматизации процессов возведения сооружений малой этажности с учетом специфических условий строительства в Иране.

Во второй главе рассматривается ряд дозирующих систем различного конструктивного исполнения с различными модификациями измерительных систем.

. В системе могут возникнуть несимметричные автоколебания с постоянной составляющей (с постоянной величиной смещения центра колебаний). Необходимо определить влияние такого смещения на динамические процессы в системе и выявить возможности исключить автоколебательный режим за счет соответствующего выбора параметров настройки элементов структуры дозатора-интегратора расхода с нелинейной следящей системой измерения. В бетоносмесительных установках невысокой производительности для выдачи сыпучих материалов в смеситель используются дозаторы-интеграторы расхода с замкнутой релейной схемой измерений (рис.1.).

Весовой транспортер Рычажная система Нелинейность Двигатель

. Структурная схема дозатора с замкнутой релейной схемой измерений

, получим уравнение для определения периодического решения в виде:

Составляющие (х° и х*) не могут быть определены по отдельности каждая из своего уравнения. Необходимо совместное решение уравнений (1) и (2). Метод гармонической линеаризации позволяет находить взаимосвязанные решения, характерные для нелинейных систем, при отсутствии суперпозиции решений.

, при которых в системе будут отсутствовать автоколебания, определяются неравенством:

изменяется незначительно, однако амплитудные значения возмущений при которых возникают автоколебания становятся вдвое меньше и условие отсутствия автоколебаний меняются в худшую сторону.

(рис.2). Исследования линейной схемы измерений компенсационного типа, показало, что и в этом варианте отсутствует возможность принципиального улучшения измерительных свойств системы дозирования.

загрузка...