Разработка моделей и методики идентификации процесса стекловарения в производстве листового стекла

• Автор: Кириллова, Светлана Юрьевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 173 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Основные обозначения и сокращения, используемые в работе

ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СТЕКЛОВАРЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА

1.1. Технологический процесс стекловарения как объект моделирования

1.2. Обзор средств автоматизации производства листового стекла

1.3. Обзор математических моделей, используемых для описания процесса стекловарения

1.4. Анализ методов идентификации инерционных объектов управления

1.5. Формулирование задачи моделирования процесса стекловарения.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА СТЕКЛОВАРЕНИЯ ПО КАНАЛАМ РЕЖИМ КАЧЕСТВО СТЕКЛА
2.1. Этапы разработки динамических моделей процесса стекловарения режим качество стекла
2.2. Выделение определяющих переменных процесса стекловарения.
2.3. Методика идентификации процесса стекловарения
2.4. Планирование машинного эксперимента по оценке близости
модели и объекга управления.
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ИНЕРЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ УПРАВЛЕНИЯ СТЕКОЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ.
3.1. Назначение и структура программного комплекса.
3.2. Системные требования к установке программного комплекса.
3.3. Описание интерфейса пользователя
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССА СТЕКЛОВАРЕНИЯ РЕЖИМ КАЧЕСТВО СТЕК Л А.
4.1. Обоснование выбора структуры моделей
4.2. Модель плотности вырабатываемого полированного стекла.
4.3. Модель оптических свойств стекла
4.4. Модель варочных пороков стекла.
4.5. Испытание разработанных моделей и оценка их переносимости на другие объекты стекольных производств.
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Температура стекломассы в контролируемых точках выдерживается с точностью не хуже ± °С. Таблица 1. Характер изменения температуры стекломассы вдоль продольной оси печи может аппроксимироваться параболой второго порядка []. С учетом сказанного контроль температурного поля печи на производстве ведется по результатам измерений температуры стекломассы в трех точках: в начале ванны - до первой нары горелок, в точке температурного максимума - между 3 - 4 парами горелок и в конце ванны - за 7-ой парой горелок. Температура стекломассы, а, следовательно, и ее вязкость, в сливном канале регулируется автоматически путем изменения подачи холодного воздуха в зону студки. При изменении производительности печи, а также колебаниях весового соотношения загрузки боя и шихты в печь, происходит смещение границ зоны варки. Для стабилизации границы варки увеличение расхода газа и воздуха производят с предварением за 4 часа до начала повышения производительности печи. При снижении производительности расход газа и воздуха уменьшают сразу же, без предварения. При изменении процентного весового содержания стеклобоя в шихте для сохранения теплового баланса корректируется тепловая на1рузка ванной печи. Одновременно корректируют расход воздуха. Изменения расхода газа и воздуха проводят с предварением за 3 - 4 часа до момента выработки запаса шихты с первоначальным содержанием боя. Для увеличения стойкости огнеупоров кладки ванной печи проводят охлаждение ее бассейна обдувом воздуха с помощью вентиляторов. Процесс производства листового стекла можно разделить на части: процессы, протекающие в газообразной, жидкостной и твердой фазах. Свойства и пороки стекла, формируемые в процессе варки и определяемые на твердом стекле (готовой продукции), оцениваются вектором У. Вырабатываемое листовое стекло обладает целым рядом свойств. Рассмотрим тс из их, которые имеют практическое значение при использовании стекла или же, знание которых необходимо для разработки алгоритмов управления процессом варки-выработки. Свойства стекла можно разделить на механические, термические, оптические, химические. Свойства стекла в его твердом состоянии зависят от его химического состава, температуры, давления и времени. Среди механических свойств важнейшим является плотность стекла. Это физическая величина, от которой зависят тепловые, оптические и ряд других свойств. По изменению плотности вырабатываемого стекла судят о стабильности технологического процесса и состоянии производства [6]. Теплотехнические параметры работы СВП определяют термическую и химическую однородность стекломассы, что, в конечном счете, сказывается на оптических свойствах готового стекла. Подача в зону формования химически и термически однородной стекломассы с одинаковой вязкостью по ширине формуемой ленты исключает причины образования разнотолщинно-сти, полосности и оптических искажений в виде волнистости на ленте []. При нарушении технологического режима варки в вырабатываемом стекле появляются пороки. Дефекты в стекле зависят от особенностей технологического процесса стекловарения и его стабильности во времени, качества загружаемой шихты в печь и отклонений химического состава стекла от заданных значений. Классификация дефектов с указанием их причин происхождения описана в работе [2]. Анализ причин, вызывающих дефекты, позволил выделить дефекты, на появление которых можно воздействовать оперативно своевременной коррекцией режима работы стекловаренной печи []. К числу таких дефектов относятся варочные пузыри и свильность стекла. Остальные нормируемые пороки зависят от разрушения огнеупоров кладки стекловаренной печи и состава шихты. Поэтому они не рассматриваются в задаче моделирования процесса стекловарения. В связи со сложностью пофазного контроля технологического процесса стекловарения структурную схему ванной печи можно представить упрощенно в виде объекта управления с сосредоточенными параметрами, выделив на ней векторы входных управляющих II и возмущающих воздействий V, режимных переменных У, выходных переменных 7 (рис.