Delist.ru

Автоматизация подбора фракционного состава фильтрующих материалов для промышленных предприятий (25.11.2010)

Автор: Чантиева Милана Энбековна

Рассчитанные значения передаются в программу «УПРАВЛЕНИЕ ДОЗИРОВАНИЕМ», которая представляет собой автономное приложение управления связным дискретным дозированием, работающее в большинстве распространенных операционных системах (MS Windows 98/ME/2000/XP).

Комплекс технических средств, работая под управлением программы «УПРАВЛЕНИЕ ДОЗИРОВАНИЕМ», получает информацию от всех задействованных устройств получения информации от объекта управления. Эта информация обрабатывается, и на выходе системы управления появляются корректирующие сигналы для уставок дозаторов. В процессе автономной работы на экране отображается информация об отклонениях процесса от заданных теоретических параметров (рис. 9). По окончании работы имеется возможность вывода отчета о текущем процессе дозирования на монитор и на печатающее устройство.

Экспериментальная проверка автоматической системы подбора фракционного состава выгорающих добавок ППК проводилась на опытно-промышленном участке ГУП «Завод «Трансмаш» г. Грозный, при изготовлении партии фильтрующих элементов из ППК.

Для экспериментальной проверки из партий фильтров ППК, изготовленных на реальном технологическом оборудовании в условиях опытно-промышленного производства, делались выборки из ста фильтров. Каждая партия фильтров была изготовлена на основе выгорающих добавок с различным фракционным составом в диапазоне 0,01 до 0,16 мм. Из каждой выборки отбирался каждый десятый фильтр.

Рис. 9. Интерфейс программы «Управление дозированием» в режиме «Выполнение»

Экспериментальная проверка автоматической системы подбора фракционного состава выгорающих добавок ППК проводилась на опытно-промышленном участке ГУП «Завод «Трансмаш» г. Грозный, при изготовлении партии фильтрующих элементов из ППК.

Для экспериментальной проверки из партий фильтров ППК, изготовленных на реальном технологическом оборудовании в условиях опытно-промышленного производства, делались выборки из ста фильтров. Каждая партия фильтров была изготовлена на основе выгорающих добавок с различным фракционным составом в диапазоне 0,01 до 0,16 мм. Из каждой выборки отбирался каждый десятый фильтр.

Результаты производственных испытаний приведены на рис. 10 и 11.

На рисунке 10 приведены результаты испытаний десяти фильтров из ППК, состав которых рассчитывался на основе ранее использовавшейся технологии. Ожидаемое значение тонкости очистки аном 5 мкм.

Рис. 10. Результаты измерения тонкости очистки (аном) ППК, состав которых рассчитывался по традиционной технологии

Пунктирными линиями на графике ограничены зоны 40%-го разброса значений аном, стандартное для принятой технологии. Как видно из графика в одном случае (образец №1) наблюдается выход даже из 40%-ой зоны допусков, при этом отклонение аном от ожидаемого значения составляет 46,2%.

На рисунке 11. приведены результаты испытаний десяти фильтров из ППК, состав которых рассчитывался по предлагаемой технологии и с применением системы управления связанным многокомпонентным дозированием. Ожидаемое значение тонкости очистки 5 мкм.

Рис. 11. Результаты измерения тонкости очистки (аном) ППК, состав которых рассчитывался по предлагаемой технологии

Как видно из рис. 11 значения тонкости очистки всех образцов укладываются в 10%-й диапазон допуска разброса значений. Максимальное отклонение значения тонкости очистки имеет место для образца №2, что составляет 8,64% отклонения от ожидаемого значения. Повторные эксперименты показали, что в среднем максимальные отклонения от ожидаемых значений тонкости очистки составили 9,7…9,8%.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Обеспечение очистки сточных вод является важной производственной и экологической задачей для промышленности Перспективным направлением повышения эффективности очистки вод является применение в качестве фильтрующих элементов композиционных материалов на основе пористой проницаемой керамики (ППК) получаемой методом «выгорающих добавок», однако их стоимость весьма высока из-за большого количества бракованных изделий, достигающего 40% от общего выпуска.

Поскольку на эффективность очистки вод основное влияние оказывает концентрация и фракционный состав выгорающих добавок, то основополагающими технологическими факторами, влияющими на качество выпускаемых изделий, являются методика подбора фракционного состава ППК и точность дозирования её компонентов при промышленном производстве.

Разработана математическая модель структуры ППК на основе вероятностно - геометрической концепции формирования структур композиционных материалов, синтезирован моделирующий алгоритм и программа «JPAK» позволяющие моделировать структуру ППК с объемной концентрацией выгорающих добавок до 0,3…0,4.

Разработана математическая модель связи пористости ППК с объёмной концентрацией выгорающих добавок в приближении теорий «перколяции» и «эффективной среды» и получено выражение позволяющее рассчитывать объёмную концентрацию выгорающих добавок для получения ППК с заданной пористостью.

Разработана математическая модель, синтезирован алгоритм и программа «CritConc» для определения «критических концентраций» «континуальных» задач теории «перколяции». Получена аналитическая зависимость связывающая значение критической концентрации с фракционным составом выгорающих добавок в диапазоне 0,01 … 0,16.

Разработан закон управления дозами компонентов с учетом ограничений на допустимые погрешности дозирования, отличительной особенностью которого является то, что на каждом этапе дозирования осуществляется прогнозирование величины результирующей массы смеси с целью снижения ее вариации.

Обоснована и синтезирована структура автоматизированной системы подбора фракционного состава ППК и разработан технический комплекс подбора фракционного состава и управления дозированием компонентов ППК.

Экспериментальная проверка разработанной автоматизированной системы подбора фракционного состава ППК на ГУП «Завод «Трансмаш» (г. Грозный) показала, что ее применение позволяет свести вариацию по тонкости очистки от образца к образцу к 10%, что является допустимым по технологическим допускам.

Публикации по теме работы

По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ.

Публикации в изданиях рекомендованных ВАК

Чантиева, М.Э., Илюхин, А.В., Гематудинов, Р.А., Хакимов, З.Л. Разработка метода расчета фракционного состава фильтрующих материалов //Вестник МАДИ (ГТУ).- М.: 2009 г., № 4, С. 117-123

Чантиева, М.Э., Илюхин, А.В. Использование пористой проницаемой керамики полученной методом выгорающих добавок в качестве фильтрующих элементов керамических фильтров для очистки воды//Вестник МАДИ (ГТУ).- М.: 2010 г., № 2 (21), С.75-79

Публикации в других изданиях

Чантиева, М.Э. Использование теории эффективной среды для моделирования фильтрующих свойств композитных материалов матричной структуры. // Сб. науч. тр. 67-й научно-методической и научно-исследовательской конференции. – М.: МАДИ, 2009 г.

Чантиева, М.Э. Применение математического моделирования в качестве метода для расчета фракционного состава фильтрующего материала // Сб. науч. тр. 68-й научно-методической и научно-исследовательской конференции. – М.: МАДИ, 2010 г

Чантиева, М.Э. Автоматизация подбора фракционного состава фильтрующих материалов для промышленных предприятий (Доклад) // 30-я Московская международная выставка «Образование и карьера – XXI век». – Москва: Гостиный Двор, 2009 г.

Илюхин, А.В., Чантиева, М.Э.. Минцаев М.Ш. Автоматизация подбора фракционного состава фильтрующих материалов. // Строительный вестник Российской инженерной академии: Труды секции «Строительство» РИА. - М.: 2010 г., № 11, С. 280-283

Илюхин А.В., Чантиева М.Э., Михайлова Н.В. Основные подходы к методике подбора состава строительных фильтрующих материалов // Вестник отделения строительных наук. - М. - Иваново.: 2010 г., № 14, Т.2, С. 62-67

Чантиева, М.Э. Подбор фракционного состава фильтрующих материалов / М.Э. Чантиева А.А. Калыгин, А.В. Илюхин, М.Ш. Минцаев //Сб науч.тр. МГАКХиС.-М.: МГАКХиС, 2010г

загрузка...