Разработка математического обеспечения, алгоритмов и комплекса технических средств систем автоматизированного учета лесоматериалов

• Автор: Филипцов, Михаил Валентинович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 315 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ СИСТЕМЫ УЧЁТА ОБЪЁМОВ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ РФ
1.1. Методы учёта размеров и объёмов лесоматериалов на промышленных предприятиях
1.2. Системы учёта объёмов круглых лесоматериалов
1.3. Погрешности измерения диаметров и длины круглых лесоматериалов-ручными инструментами
1.4. Цель и задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО, ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УЧЁТА ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ
2.1. Математические модели лесоматериалов с использованием базовых
размеров по высоте и диаметру на половине высоты
2.2. Разработка математических моделей круглых лесоматериалов
2.3. Математическое, информационное обеспечение систем автоматизированного учёта лесоматериалов
ВЫВОДЫ ВТОРОЙ ГЛАВЫ
3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКОГО, ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УЧЁТА ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ
3.1. Алгоритмическое и программное обеспечение системы автоматизированного учёта объёмов лесоматериалов в древостоях
3.2. Разработка алгоритмического и программного обеспечения системы
автоматизированного учёта объёмов лесоматериалов при машинной заготовке древесины
3.3. Алгоритмическое и программное обеспечение систем автоматизированного учёта объёмов лесоматериалов на складских работах
3.4. Алгоритмическое и программное обеспечение системы автоматизированного учёта лесоматериалов в АСУТП первичной обработки древесины
ВЫВОДЫ ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЫ
4. МАШИННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЧЁТА ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ ...Л46 4Л. Внедрение в практику систем автоматизированного учёта объёмов лесоматериалов
4.2. Техническая реализация системы автоматизированного учёта объёмов лесоматериалов при машинной заготовке древесины
4.3. Техническая реализация системы автоматизированного учёта лесоматериалов в АСУТП первичной обработки древесины
4.4. Экономическая и социальная эффективность научных разработок
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. На промышленных предприятиях России работают тысячи низкоквалифицированных, низкооплачиваемых рабочих, занятых ручными измерениями размеров лесоматериалов и определением их объемов. Ежегодно в РФ заготавливается около 100 млн м3 круглого леса. Это значит, что каждый год в России выпускается около 1.25 млрд сортиментов, каждый из которых необходимо 2-3 раза измерить, определить объем. Этим огромным ручным трудом в России занимается около 15 тысяч рабочих.
Учет размеров, объемов, лесоматериалов является одним из наименее механизированных, автоматизированных процессов. Трудоемкость этих процессов характеризуется множеством ручных измерений лесоматериалов и определением их объемов, когда велика вероятность ошибок в измерениях и вычислениях. Практикуемые способы учета объемов лесопродукции имеют значительные погрешности, что обуславливает многочисленные рассмотрения в арбитражных судах взаимных претензий- поставщиков и потребителей лесоматериалов.
Для создания автоматизированных систем учета лесоматериалов необходимы исследования и научные разработки, обеспечивающие высокую точность и производительность этих операций.
Системы автоматизированного учета объемов лесопродукции должны строиться на использовании достаточно точных математических моделей и полученных из них алгоритмах, программах автоматизированных систем учета с использованием исходной информации о размерно-качественных характеристиках лесоматериалов.
Поэтому эффективное практическое решение проблемы автоматизированного учета объемов древесины в различных отраслях промышленности может быть найдено разработкой специального математического, информационного, алгоритмического и машинного обеспечения создания автоматизированных технологических процессов

Рис.1.12. Телевизионный измеритель диаметров
Измеряемый объект, например, сортимент 2 диаметром с1, перемещается на траверсе 3 транспортера. Сортимент расположен между плоским осветителем 1 и телевизионной камерой 4. Благодаря этому на мишени чувствительного к свету элемента имеются две зоны, одна из которых соответствует тени измеряемого объекта. Размер тени Н в плоскости рисунка при прочих равных условиях будет пропорциональным диаметру бревна <3, т.е. Н =к,<4 (здесь А:, - коэффициент пропорциональности). В телевизионной камере происходит преобразование размера тени в электрический сигнал (импульс) длительностью г. Величина этого сигнала определяется выражением т=И=к1к2<3 (здесь к2 -коэффициент пропорциональности).
В преобразователе аналогового сигнала 5 величина импульса преобразуется в числовой двоичный код, который передается в микроЭВМ на базе микропроцессора. Микропроцессор ЭВМ преобразует двоичный код в число, соответствующее диаметру круглых лесоматериалов, произведя вычисление по формуле <3=х/к;к2.
Телевизионный измеритель выполняет несколько десятков и сотен измерений в секунду, то есть этот датчик автоматически обнаруживает на лесо- и пиломатериалах аномальные отклонения от средних диаметров на некотором интервале. Эти аномалии возникают за счет сучков, траверс транспортеёра и т.п. Результаты измерений анализируются в микроЭВМ и все подобные ложные измерения отбрасываются. В настоящее время хлысты диаметром до 60 см могут измеряться этим методом с погрешностью, не превышающей 1 мм.