КОВАЛЕВ Роман Валерьевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПНЕВМОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ АЭРИРУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Специальность 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2010

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ)

Научный руководитель - Доктор технических наук, профессор

Илюхин Андрей Владимирович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Либенко Александр Владимирович

Кандидат технических наук, профессор

Тихонов Анатолий Федорович

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук Комплексный научно-исследовательский институт РАН (КНИИ РАН), г. Грозный

Защита состоится « 02 » июля 2010 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.05 в Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ), по адресу: г. Москва, Ленинградский просп., д.64, ауд.42

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан «____ » ______ 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент Михайлова Н.В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Для современного развития ведущих отраслей промышленности, в первую очередь металлургической, характерно широкое внедрение в технологию производства пневматического транспорта. В условиях переработки и потребления больших объемов сыпучих материалов этот вид транспорта обеспечивает совершенствование процессов производства на предприятиях, а на их внешних коммуникациях используется как межотраслевой поточный транспорт, технологически связывающий в единые комплексы предприятия различных отраслей промышленности. Практикой подтверждена эффективность применения этого вида транспорта в металлургии, на долю которого приходится до 30% объема всех транспортных работ.

Основные преимущества пневмотранспорта: сокращение производственной площади для внутризаводского транспорта в 4—5 раз по сравнению с механическими видами транспорта, уменьшение трудоемкости работ, простота сборки и разборки, исключение применения специальных устройств для соединения горизонтальных и вертикальных транспортных путей, безопасность и гигиеничность.

На металлургических заводах вопросы обеспечения оптимального функционирования трубопроводного пневматического транспорта с малыми удельными энергетическими затратами неразрывно связаны с организацией автоматизированных систем управления пневмотранспортными потоками. Для построения таких систем необходимо рассмотреть вопросы моделирования движения пневмотранспортного потока на основе анализа динамики процесса.

Несмотря на существующий определенный опыт реализации автоматизированных систем управления пневмотранспортированием, все они, фактически, направлены на выполнение дискретных, жестко алгоритмизированных функций активирования отдельных элементов пневмотранспортной установки.

Использование средств вычислительной техники позволяет вскрыть новые возможности организации процессов пневмотранспортирования сыпучих материалов металлургического производства, а оптимизация столь многофакторного технологического процесса возможна только на основе методов и средств автоматического управления.

Специфической особенностью процессов пневматического транспортирования сыпучих материалов металлургического производства, не обладающих свойством самовыравнивания, является их высокая динамика. Это не позволяет эффективно поддерживать режим устойчивого пневмотранспортирования аэросмеси с помощью традиционных систем управления, приводя к аварийным режимам завала трубопровода. Для повышения надежности и достижения максимальной эффективности процессов пневмотранспортирования необходимо использовать новые методы и средства автоматизации, ориентируясь на разработку быстродействующих систем управления.

Поэтому решение задачи управления случайными процессами устойчивого пневмотранспортирования сыпучих материалов с использованием оптимальных по быстродействию автоматических систем регулирования является актуальным.

Цель работы. Оптимальное автоматизированное управление процессами устойчивого пневмотранспортирования сыпучих материалов металлургического производства для повышения их эффективности и исключения аварийных режимов завала трубопровода при случайном характере изменения параметров аэросмеси.

Для достижения поставленной цели:

выполнен анализ литературных источников по проблеме автоматизированного управления процессами пневмотранспортирования сыпучих материалов металлургического производства, методов и средств их автоматизации;

разработана интегрированная по параметрам и приближенная к особенностям случайных процессов в трубопроводе модель пневмотранспортной установки;

выбран метод оптимального управления процессами устойчивого пневмотранспортирования аэросмеси, структурно и функционально адаптированный к условиям технологического процесса;

определено влияние изменения параметров настройки автоматической системы на качественные характеристики процесса пневмотранспортирования;

разработана двухконтурная система регулирования пневмотранспортной установкой существенно повышающая равномерность потока аэросмеси.

решена задача повышения динамической точности системы на основе применения алгоритмов адаптивного управления, которые позволяют обеспечить требуемое качество динамических процессов при случайном характере изменения параметров аэросмеси.

выполнена экспериментальная проверка полученных результатов.

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