Delist.ru

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ СВЯЗНЫМ МНОГОКОМПОНЕНТНЫМ ДОЗИРОВАНИЕМ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ С ОПТИМИЗАЦИЕЙ ПО КРИТЕРИЮ КАЧЕСТВА (19.09.2011)

Автор: Шляфер Виталий Леонидович

Так как глобальным критерием всей системы служит качество промежуточного или конечного продукта Q, то задача управления формулируется, как задача максимизации вероятности попадания качества в заданную технологическими нормами область со своими верхней QВ и нижней QН границами изменения Q:

-х компонентов:

-го компонента в массе.

от их расчетных значений:

???????u

смеси не должен выходить за область ограничений:

более узкую, чем область (1).

Можно заменить детерминированные ограничения (8) менее жесткими, вероятностными условиями, а именно, вместо (8) потребовать выполнения этих ограничений с вероятностью, не ниже заданной:

- дисперсия.

, должен соответствовать решению детерминированной задачи математического программирования:

Задача (9) описывает функциональные связи между основными параметрами процесса дозирования компонентов бетонной смеси и допускает различные интерпретации. Так сформулированные основные принципы формирования математической модели оптимизации качественного состава бетонных смесей, позволяют определить границы эффективного использования алгоритмов управления процессами связного дозирования компонентов, которые должны учитывать случайный характер возникновения ограничений в области возможных изменений качественных характеристик смесей и их вероятностную меру выхода за пределы допустимой области. Т.е. на основании предложенной модели можно выбрать оптимальный алгоритм связного дозирования, который будет обеспечивать, при случайных ошибках дозирования компонентов, качественные показатели смеси с заданной вероятностью.

На основании предложенной модели можно выбрать оптимальный алгоритм связного дозирования, который будет обеспечивать, при случайных ошибках дозирования компонентов, качественные показатели смеси с заданной вероятностью.

Величина абсолютной погрешности дозирования i - го компонента с учетом полученной результирующей массы Vp :

- отдозированная масса i -го компонента; Ui - уставка задатчика дозатора i -го компонента; ?Xi - абсолютная погрешность дозировании i -го компонента.

и ошибка дозирования i-го компонента

Величина Vi является “текущей” массой смеси, которая определяет полученную на каждом этапе связного дискретного дозирования погрешность ??i, равную нулю. Состояние системы управления перед проведением очередного i- го этапа определяется совокупностью выходных параметров Vi:

. Таким образом, ставится задача по определению оптимального алгоритма управления Ui

Уравнение материального баланса перед проведением очередного j - го этапа:

, (i = 1,n) - суммарная масса, которую предполагается получить в результате дозирования остальных компонентов.

Из уравнения (14) величина корректирующей массы:

а уставка задатчика дозатора компонента смеси Xj:

определится в виде:

соответственно равны:

Отсюда определяется уставка задатчика дозатора i - го компонента, дозирование которого будет произведено на j - м этапе:

Погрешность дозирования i - го компонента смеси запишется в виде:

Дисперсия погрешности дозирования. i - го компонента равна:

Как видно из полученных выражений дисперсий, в каждом из них отсутствует погрешность дозирования компонента Х1. Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о преимуществе управления дозами компонентов по разработанному закону в сравнении с известными.

Третья глава посвящена разработке способа последовательно - параллельного дозирования компонентов четырехкомпонентной бетонной смеси.

Для повышения производительности дозировочно-смесительного оборудования, а также - повышения качества приготовления бетонных смесей, предложен последовательно-параллельный способ дозирования, при котором дозаторы компонентов обеспечивают загрузку не двух смесителей, как это имеет место на заводов с цикличной технологией, а четырех.

Для бетонной смеси самым дорогим компонентом является цемент. Данное обстоятельство ставит перед разработчиками систем управления дозированием задачу экономии цемента при производстве бетонных смесей, решение которой можно достичь за счет модернизации весодозирующего оборудования и изменения режимов управления процессом дозирования. Учитывая это, предложен способ последовательно - параллельного дозирования компонентов четырехкомпонентной бетонной смеси (рис.9,10),

Работа дозаторов на всех циклограммах обозначена прямоугольниками, внутри которых обозначены последовательно номер замеса, X - масса компонента, индекс при X - номер компонента. Работа смесителей обозначена в виде усеченных пирамид (рис.10а,б) и квадратов (рис.10в).

Рис.9. Граф связного дозирования с использованием режима «досыпки»:

С ростом количества загружаемых компонентов увеличивается число ступенек пирамид. Для сравнения интенсивности работы оборудования временная ось дана в условных единицах.

-скорректированные массы компонентов

Способ обладает рядом достоинств, причем главный из них - возможность организации связного дозирования, минимизирующего отклонения долевых содержаний компонентов в готовой массе смеси и исключающий из режима "досыпки" дозаторы песка и щебня. При этом цикл приготовления смеси, как это видно из рис.9, не увеличивается, а поочередная загрузка смесителя обеспечивает более качественное перемешивание компонентов

Рис. 10. Циклограммы работы дозаторов и смесителей:

а – несвязное дозирование; б - связное дозировании в режиме "досыпки"

В связи с этим, для данного способа дозирования, разработан комплексный критерий коррекции с учетом оптимизации водоцементного отношения. Использование двухэтапного алгоритма дозирования компонентов смеси может повести к снижению объема готового замеса, если величина уставки задатчика дозатора воды корректируется с учетом влагосодержания щебня, песка и активности цемента, но без учета заданной результирующей массы смеси.

Поэтому перед дозированием воды, уставку задатчика дозатора воды необходимо вычислить с учетом не только заданного коэффициента водоцементного отношения ?В/Ц , но и с учетом заданной результирующей массы смеси Vpo .

Разработанный последовательно-параллельный способ дозирования компонентов бетонной смеси, позволяет повысить производительность дозировочно-смесительного оборудования. Комплексный критерий коррекции с учетом оптимизации водоцементного отношения позволяет реализовать связный принцип дозирования без установки дополнительных смесителей.

загрузка...