Разработка и структурный синтез электротехнического комплекса формования керамической массы при производстве кирпича

• Автор: Назаров, Максим Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 198 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Задачи управления электротехническим комплексом формования керамической массы при производстве кирпича требуемой прочности
1.1 Особенности пластического формования керамической массы в шнековом вакуум-прессе

1.1.1 Структура технологического процесса производства керамического кирпича

1.1.2 Конструкция шнекового вакуумного пресса

1.1.3 Электротехнический комплекс формования керамической массы в шнековом вакуумном прессе
1.2 Влияние параметров процесса пластического формования на качество керамического кирпича
1.3 Обзор известных систем управления электротехническими комплексами формования керамических изделий
1.4 Задачи управления электротехническим комплексом формования керамической массы в шнековом вакуумном прессе

1.5 Выводы по первой главе

2 Математическое описание электротехнического комплекса формования керамической массы как объекта управления
2.1 Определение объекта управления, основные возмущения
2.2. Расчетная схема и математическое описание динамики течения керамической массы в формующем звене шнекового пресса
2.2.1 Уравнения движения керамической массы в формующем звене шнекового пресса
2.2.2 Граничные и начальные условия
2.3 Вычислительная модель процесса течения керамической массы в формующем звене шнекового пресса. Оценка адекватности вычислительной модели

2.4 Синтез структуры процесса течения керамической массы в формующем звене шнекового пресса как объекта управления
2.5 Обобщенная математическая модель электротехнического комплекса формования керамической массы в шнековом вакуумном прессе как объекта управления
2.6 Синтез упрощенного объекта управления
2.7 Выводы по второй главе
3 Система автоматического управления электротехническим комплексом формования керамической массы
3.1 Цели автоматизации процесса формования керамических камней
3.2 Система автоматического управления электротехническим комплексом формования керамической массы в шнековом вакуумном прессе
3.3 Требования, предъявляемые к системе автоматического управления электротехническим комплексом формования керамической массы (САУ ЭКФКМ)
3.4 Математические модели основных звеньев системы управления электроприводом шнека
3.5 Параметрическая оптимизация регуляторов системы управления электроприводом шнека
3.6 Робастная устойчивость системы автоматического управления электроприводом шнека
3.7 Оценка влияния квантования на динамику цифровой системы автоматического управления электроприводом шнека
3.8 Выводы по третьей главе
4 Экспериментальные исследования объекта и системы управления
4.1 Методика экспериментальных исследований объекта управления
4.1.1 Вычислительная модель процесса течения керамической массы в формующем звене шнекового пресса как объекта управления. Методика исследования объекта управления
4.1.2 Переходные процессы в формующем звене шнекового пресса
4.2 Вычислительная модель обобщенного объекта управления
4.2.1 Структура вычислительной модели обобщенного объекта управления
4.2.2 Вычислительная модель обобщенного объекта управления в
МаОаЬ БтиНпк
4.3 Линеаризованная модель объекта управления
4.4 Натурные эксперименты
4.4.1 Объект испытаний
4.4.2 Цел и исследования
4.4.3 Экспериментальная установка
4.4.4 Методика проведения испытаний
4.4.5 Результаты натурных испытаний
4.5 Структура модели формирователя сигнала задания САУ электроприводом шнека
4.6 Вычислительные эксперименты по исследованию системы автоматического управления
4.7 Оценка применения системы управления ЭКФКМ с
формирователем вектора задающих сигналов
4.8 Методика инженерного проектирования системы автоматического управления электротехническим комплексом
формования керамической массы (САУ ЭКФКМ)
4.9 Техническая реализация САУ ЭКФКМ
4.10 Технико-экономический расчёт
4.10.1 Расчет капитальных вложений по базовому варианту
4.10.2 Расчет капитальных вложений по проектному варианту
4.10.3 Расчет экономической эффективности проекта
4.11 Выводы по четвертой главе
Заключение
Библиографический список
Приложения

К недостаткам вышеописанных систем, в первую очередь, замкнутым по влажности, отнесем наличие в объекте управления большого запаздывания (которое может достигать 20 минут [36]), что значительно ухудшает динамические свойства системы. В случае установки датчика на входе, например, глиносмесителя эта проблема устраняется, однако возникает опасность появления статической ошибки на выходе. Выходом из этой ситуации является применение двух датчиков влажности и на входе, и на выходе установки, хотя это в некоторой степени ведет к усложнению структуры системы управления и ее удорожанию.
Использование косвенных параметров для контроля влажности керамической массы (давления в формующем звене, тока или мощности приводного двигателя) не могут обеспечить достаточной точности работы системы, так как эти параметры, в общем случае, зависят не только от влажности, но и от других механо-физико-химических свойств керамической массы, которые, несмотря на осуществляемые мероприятия по их усреднению, изменяются во времени.
Кроме того, все вышеописанные системы в значительной степени ориентированы на выпуск кирпича со стабильными геометрическими характеристиками и удовлетворительным внешним видом, причем не уделяется должного внимания вопросу формирования прочностных характеристик продукции на этапе формования. Частично эта задача может решаться с помощью вакуумирования и систем управления этим процессом, однако в настоящее время на существующих заводах эта возможность зачастую игнорируется. В любом случае перечисленные системы не имеют возможности в полной мере получать и анализировать информацию о механо-физико-химических свойствах керамической массы и условиях формования, обобщать эту информацию, а значит и адекватно управлять процессом. Таким образом, известные системы не позволяют достичь поставленной технологической задачи - выпуск кирпича со стабильным значением прочности, так как в них отсутствует управления по основному технологическому параметру,