ТИХОНЕНКОВА ТАТЬЯНА ГЕННАДЬЕВНА

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСЕЙ КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ БЕТОНОВ ЗАДАННОГО ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА НА ДРОБИЛЬНО-СОРТИРОВОЧНЫХ ЗАВОДАХ И ЗАВОДАХ ЖБИ И ТОВАРНОГО БЕТОНА

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

МОСКВА – 2012 г. Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» на кафедре «Автоматизация производственных процессов»

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор

ВОРОБЬЕВ Владимир Александрович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор каф.АСУ

Московского автомобильно-дорожного

государственного технического

университета (МАДИ)

ОСТРОУХ Андрей Владимирович

Кандидат технических наук, профессор

Московского государственного строительного университета

ТИХОНОВ Анатолий Федорович

Ведущая организация: Научно-производственный центр «Строительство» Российской инженерной академии г.Самара

Защита состоится «27» декабря 2012 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета Д.212.126.05 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский пр., д.64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ

Автореферат разослан «27» ноября 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент Михайлова Н.В.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Строительная отрасль в значительной степени основана на использовании для возведения объектов различного назначения бетона в виде товарного бетона и строительных изделий и конструкций самого различного типа, размеров и применения. Во всех этих ситуациях изначально основой как для товарного бетона, так и для бетонных и железобетонных изделий и конструкций являются бетонные смеси, которые в свою очередь в основной своей части, состоят из дробленного каменного материала, реже гравия, т.е. крупного заполнителя бетонной смеси. Как дробленный каменный материал, так и гравий необходим в зависимости от назначения бетонных и железобетонных изделий различных конструкций их размеров, форм и т.д. Крупный заполнитель необходим в строго определенном сочетании фракционного состава. Нарушением рецептуры по фракционному составу крупного заполнителя недопустимо. Даже незначительные отклонения от рецептуры набора крупного заполнителя негативно влияет на качество бетонных и железобетонных изделий и конструкций и, следовательно, недопустимо для нормальных отложений технологии на строительных предприятиях. Существующие методы подбора требуемого фракционного состава крупного заполнителя основываются на предварительном рассеве исходной массы крупного заполнителя на специальных ситовых классификаторах. Подобное мероприятие непосредственно на бетонных заводах и заводах сборного железобетона приводит к образованию значительной массы неприменимого по крупности каменного материала, загромождая территорию предприятия, вызывают излишние затраты на оплату дробленного каменного материала, его перевозку и т.д. Кроме того сформированные таким образом массы крупного заполнителя не могут иметь широкое применение, т.к. для различных типов и размеров изделий и конструкций требуется конкретный фракционный состав крупного заполнителя, что в свою очередь требует дополнительного рассева имеющихся масс крупного заполнителя. Имеющиеся сложности могут быть в значительной степени устранены разработанным в данной диссертации методом непрерывного контроля фракционного состава, подаваемого в бетонно-смесительные отделения потока крупного заполнителя и соответственно досыпкой в поток недостающих фракций составов дробленного каменного материала.

Объект исследований и разработки. Система автоматизации управления технологического процесса формирования оптимального фракционного состава, подаваемого в бетонно-смесительные отделения потока крупного заполнителя.

Цели и задачи диссертационной работы.

Целью данной диссертационной работы является создание автоматизированной системы контроля и управления формированием потока крупного заполнителя, транспортируемого в бетонно-смесительные отделения требуемого фракционного состава и оперативной коррекции фракционного состава, путем дополнительной досыпки недостающих фракционных составов щебня и гравия.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи.

1. Разработать компьютерную модель структуры в теле бетона, создаваемой основным структурообразующим элементом, в нашем случае крупным заполнителем, при реальной усадке его в теле бетона при гравитационном поступлении потока такового в форму.

2. Разработать автоматически функционирующие информационные устройства для определения фракционного состава крупного заполнителя, транспортируемого в бетонно-смесительные отделения – гранулометры.

3. Разработать методологию построения системы формирования оптимизированных по фракционному составу потоков крупного заполнителя и реальные пути их реализации. Разработать обобщенную структуру системы управления технологическим процессом формирования оптимальных по фракционному составу потоков крупного заполнителя в реальных производственных условиях.

4. Разработать методику расчета на компьютерной модели необходимого фракционного состава дополнительно подаваемого в поток крупного заполнителя для доведения общего потока до оптимального по фракционному составу требуемого для изготовления изделий и конструкций из бетона и железобетона.

5. Разработать систему накопления и подачи в поток крупного заполнителя предварительно отсортированных фракций крупного заполнителя по управлению с использованием разработанной специализированной компьютерной модели.

6. Разработать рекомендации по практической реализации разработанной управляемой системы формирования оптимальных по фракционному составу потоков крупного заполнителя, подаваемых в бетонно-смесительные отделения.

Методы исследования. В качестве теоретической основы диссертационной работы использовались методы компьютерного моделирования структурных и структурно-зависимых параметров, создаваемых в теле бетона крупным заполнителем, теория автоматического управления, методы оптимального управления построения специализированных информационных систем, основанных на использовании проникающего рентгеновского и оптического излучения и компьютерной обработки получаемой информации для создания систем управления рассматриваемым технологическим процессом приготовления оптимального по фракционному составу потока крупного заполнителя.

Научная новизна.

Впервые разработана концепция автоматизации технологического процесса формирования оптимального по фракционному составу потока крупного заполнителя для бетонной смеси на основе специализированной компьютерной модели структуры и структурно-зависимых свойств создаваемого в теле бетона крупным заполнителем, разработана автоматизированная система управления созданием смеси крупного заполнителя в процессе его подготовки на основе непрерывного контроля с определением реального фракционного состава в первоначальном потоке такового с обеспечением дополнительной подачи требуемых недостающих компонентов.