Автоматизация производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизации информационного обеспечения системы управления

• Автор: Михаленков, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 231 с. : ил.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ, КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

1.1. ПРОИЗВОДСТВО АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ.

1.1.1. Динамика производства асфальтобетонной смеси

1.1.2. Виды асфальтобетонной смеси

1.1.3. Компоненты асфальтобетонной смеси

Крупный заполнитель.

Мелкий заполнитель

Минеральный порошок.

Добавки.

1.2. СВОЙСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ И АСФАЛЬТОБЕТОНА

1.3. ОПЫТ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ

1.3.1. Автоматизация технологических операций.
1.3.2. Системы управления качеством асфальтобетонной
1.4. РАЗВИТИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И СТРУКТУР АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА
АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
1.5. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА
АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
1.5.1. Структура информационного обеспечения
1.5.2. Виды контроля параметров и показателей.
1.5.3. Технические средства контроля
1.6. ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
2. ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЯЕМОГО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
2.1. ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
2.2. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
2.2.1. Технологические схемы производства асфальтобетонной смеси. Дискретная и непрерывная технологии производства.
2.2.2. Уровень детализации имитационной модели
2.2.3. Оценка максимальной частоты моделирования
2.3. СТРУКТУРА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ.
2.4. МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
2.5. МОДЕЛЬ ВАРИАЦИИ СВОЙСТВ КОМПОНЕНТОВ СМЕСИ И ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА АБЗ
2.6. МОДЕЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ МИНЕРАЛЬНЫХ
КОМПОНЕНТОВ.
2.7. ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.8. ОСНОВНЫЕ АЛГОРИТМЫ И ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ.
2.8.1. Алгоритмы моделирования
2.8.2. Базовые свойства и рецептура смеси.
2.8.3. Динамические характеристики вариации параметров
2.8.4. Базовый зерновой состав компонентов
2.8.5. Точность дозирования компонентов.
2.8.6. Рассчитываемые характеристики
2.8.7. Число циклов моделирования.
2.9. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.9.1. Моделирование вариации параметров
2.9.2. Гранулометрия минеральных компонентов
Минеральный порошок
Щебень.
Асфальтобетонная смесь.
2 ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 2.
3. ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ПРОИЗВОДСТВОМ.
3.1. ОБЩАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ
АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
3.1.1. Целевая функция управления
3.1.2. Общие принципы оптимизации системы управления
3.2. ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ
3.3. СТРУКТУРА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ
АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
3.4. МОДЕЛЬ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
3.4.1. Общие принципы моделирования.
3.4.2. Моделируемые параметры.
3.4.3. Алгоритмы моделирования
3.5. МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
3.5.1. Общие принципы моделирования.
3.5.2. Моделируемые параметры.
3.5.3. Программные средства моделирования.
3.6. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
СОВМЕСТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
4.1. ЗАДАЧИ СОВМЕСТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.
4.2. ОБЩАЯ СТРУКТУРА МОДЕЛИ.
4.3. ОРГАНИЗАЦИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОДЕЛЕЙ.
4.3.1. Оценка адекватности моделей
Модель динамики свойств компонентов
асфальтобетонной смеси.
Модель управляемого технологического процесса
производства асфальтобетонной смеси
Модель информационного обеспечения системы
управления производством.
Модель системы управления
4.3.2. Последовательность шагов моделирования.
4.3.3. Организация хранения данных
4.3.4. Организация взаимодействия моделей.
4.4. ИССЛЕДОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
4.4.1. Постановка задачи и план моделирования.
4.4.2. Результаты моделирования.
4.5. ИССЛЕДОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ
АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
СО Ч О
4.5.1. Постановка задачи и план моделирования
4.5.2. Результаты моделирования
4.6. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
5. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ АБЗ.
5.1. СТРУКТУРА ЗАДАЧ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ПРОИЗВОДСТВОМ АСФАЛЬТОБЕТОНА
5.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
5.3. СТРУКТУРА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
5.4. ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.
5.5. ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
5.6. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Второй в оценке способности сцепления вязкого и жидкого битума с поверхностью минеральных частиц при встряхивании данных материалов с водой. Определение сцепления битума с минеральной составляющей в асфальтобетоне осуществляется путем выпаривания смеси в м растворе соли и последующей оценкой поверхности минеральной составляющей. Несмотря на высокую значимость данной характеристики битума, результатом испытаний является не численные показатели, а лишь качественное заключение о его пригодности, основанное на анализе поверхности минеральной компоненты, покрытой битумом. Стандартами , нормируются требования к свойствам битума. При контроле качества битума на АБЗ лаборатория проводит испытания битума. При этом проводятся испытания параметров представленных в таблице Таблица 1. Таблица 1. Для асфальтобетона применяют щебень из естественного камня, получаемого дроблением горных пород, гравия, щебня из не распадающихся металлургических шлаков. Таблица 1. Таблица 1. Водопоглощение характеризуется отношением массы поглощенной воды к массе сухого щебня. Лещадность щебня определяется непосредственным определением относительной части зерен, у которых длина более чем в три раза превышают ширину. Дробимость щебня определяется разрушающими испытаниями на специальном оборудовании и характеризуется отношением не раздробленной массы к исходной. Истираемость также определяется разрушающими методами в специальном вращающемся барабане совместно с чугунными шарами и характеризуется отношением потери массы зерен к исходному ее значению. Адгезионные свойства поверхности щебня также являются весьма важной характеристикой, влияющей на прочностные характеристики асфальтобетона. Однако данная характеристика в условиях реального завода по производству асфальтобетона также неконтролируема. Песок занимает большую по массе до часть асфальтобетона, образуя его скелетную часть песчаный асфальтобетон либо заполняя пространство между гранулами крупного заполнителя. Важнейшим условием обеспечения качества асфальтобетона является хорошее взаимодействие песка с битумом. Таблица 1. Д. полные остатки на ситах диаметром . Содержание глинистых частиц определяется двумя методами отмачивания и набухания. Содержание органических примесей измеряется калориметрическим методом. Адгезионные свойства поверхности являются весьма важной характеристикой песка, влияющей на прочностные характеристики асфальтобетона. Однако данная характеристика в условиях реального завода по производству асфальтобетона неконтролируема, а, следовательно, ее вариация может быть частично компенсирована лишь системами управления по отклонению. Характеристики минерального порошка представляют собой контролируемый вектор М. Основное назначение минерального порошка, как наполнителя битума, заключается в переводе его из объемного в пленочное состояние. В связи с этим повышается как вязкость, так и прочность смеси. Чем мельче минеральный порошок, чем выше его удельная поверхность, тем в большей степени проявляются его структурообразующая роль в асфальтобетоне. Зерновой состав определяется путем мокрого рассева через сита с отверстиями соответствующих диаметров. Для контроля зернового состава используется альтернативная характеристика тонкость помола, определяемая относительным количеством минерального порошка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 0,1 мм. В других странах оценка зернового состава производится аналогично, но с другими значениями диаметров отверстий сит в США 0,4 мм, в ФРГ 0,, во Франции 0, мм. Набухание смеси минерального порошка с битумом определяется аналогично набуханию асфальтобетона. Водостойкость из смеси с битумом определяется аналогично водостойкости асфальтобетона. Битумоемкость определяется пустотностью минерального порошка. Применяют поверхностноактивные вещества ПАВ двух классов катионные и анионные. Для улучшения сцепления битума с гранитом и другими кислыми породами используют катионные ПАВ, с известняками анионные. В работах 1, 7 представлено дерево технических свойств асфальтобетона Рисунок 1. Технические свойства. Проявляются на стадии изготовления смеси или покрытия.