Каменев Владимир Васильевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ДИСКРЕТНОГО ДОЗИРОВАНИЯ ПРИ ПРОМЫШЛЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

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 2011

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

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Васильев Юрий Эммануилович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Остроух Андрей Владимирович

кандидат технических наук, профессор

Тихонов Анатолий Федорович

Ведущая организация: Государственное унитарное предприятие г. Москвы "Научно-исследовательский институт московского строительства" (НИИМосстрой)

Защита состоится 1 июля 2011 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.05 в Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ) по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский просп., д. 64, ауд. 42

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ).

Автореферат разослан «30» мая 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент Михайлова Н.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Необходимость повышения качества цементобетонных смесей вызывает потребность в создании и внедрении более прогрессивных технологических процессов на базе современных средств автоматизации и управления. Операции автоматизированного дозирования и смешивания являются одними из главных факторов формирования качественных характеристик смеси, заданных рецептом.

Основными причинами, затрудняющими производство смесей с заданными свойствами, являются ошибки дозирования и некачественное перемешивание сырьевых компонентов. Погрешности дозирования компонентов цементобетонной смеси оказывают существенное влияние на качество самой смеси и готового изделия, поэтому задача стабилизации заданной рецептуры смеси является одной из основных задач в области совершенствования систем автоматического управления многокомпонентным дозированием.

Повышение точности дозирования компонентов цементобетонной смеси в настоящее время пытаются достичь улучшением метрологических характеристик весодозирующего оборудования, что не приносит ощутимого эффекта по снижению погрешностей, поскольку паспортные точности (погрешность взвешивания в статическом режиме) серийно выпускаемых дозаторов с большим запасом удовлетворяют нормативным требованиям к качеству дозирования. Очевидно, что причина неудовлетворительной точности дозирования кроется в ошибках, возникающих в самом процессе набора массы в дозаторе. В связи с этим независимо от типа и принципа действия дозаторов циклического действия повышение результирующей точности, т.е. уменьшение погрешности дозирования, возможно только с помощью специальных систем автоматического управления этим процессом.

В этом случае дозатор следует рассматривать как элемент системы многокомпонентного дозирования-смешения, а повышение точности дозирования компонентов цементобетонных смесей осуществлять за счет дальнейшего совершенствования систем управления путём перехода к связному многокомпонентному дозированию. Однако к настоящему времени решены лишь локальные задачи автоматизации режимов дозирования компонентов, которые не учитывают влияния взаимосвязи погрешностей дозирования отдельных компонентов и характера их изменения на качественные показатели смесей. Все это не позволяет использовать в полной мере потенциальные возможности циклической технологии приготовления цементобетонных смесей и требует проведения специальных научных исследований.

Получение цементобетонных смесей со свойствами, отвечающими предъявляемым к ним требованиям, должно быть обеспечено не только высокими метрологическими характеристиками систем дозирования, но и эффективно и надежно работающим смесительным оборудованием. Качество смешивания определяется равномерностью распределения компонентов между собой и зависит от ряда случайных факторов. Оптимизация столь многофакторного технологического процесса возможна только на основе автоматизированного управления.

Именно поэтому решение задачи повышения качества производства цементобетонных смесей за счет использования управления процессами связного многокомпонентного циклического дозирования и смешивания их компонентов является актуальным.

Цель работы. Повышение качества промышленного производства многокомпонентных цементобетонных смесей за счет оптимизации процедуры управления процессами связного многокомпонентного циклического дозирования и смешивания их компонентов.

Для достижения цели решены следующие научные задачи:

Выполнен анализ зарубежного и отечественного опыта автоматического управления процессами циклического дозирования компонентов цементобетонных смесей, методов и средств их автоматизации.

Решена задача определения рецепта цементобетонных смесей при случайных ограничениях области оптимизации их качественных характеристик

Обоснован критерий оценки качества функционирования системы управления технологическим процессом связного дискретного дозирования компонентов цементобетонной смеси с учетом статистических характеристик изменения доз дозируемых компонентов;

Сформулированы основные принципы формирования математической модели оптимизации качественного состава цементобетонных смесей, которые позволяют определить границы эффективного использования алгоритмов управления процессами связного дозирования компонентов.

Разработана математическая модель связного многокомпонентного циклического дозирования составляющих цементобетонной смеси.

Разработана структура и методы оптимизации качественных характеристик циклических дозаторов как элементов системы связного управления.

Исследованы особенности технологических режимов циклического смешивания компонентов цементобетонных смесей и разработан опытный образец прибора для определения консистенции бетонной смеси.

Проведена экспериментальная проверка полученных результатов.