Теоретические основы, методы и средства адаптивного управления процессом приготовления товарного бетона

• Автор: Беркут, Андрей Ильич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 304 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОВАРНОГО БЕТОНА.
1.1. Этапы автоматизации, типовые структуры и основные принципы модернизации АСУ ТП приготовления товарного бетона.

1.2. Развитие средств и систем управления технологией производства товарного бетона

1.3. Математическое моделирование технологических процессов приготовления товарного бетона.
1.4. Критерии проектной и оперативной оптимизации технологических систем приготовления товарного бетона

1.5. Выводы по главе.

2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЕЙ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

2.1. Системноинформационный подход к процессу

управления технологией приготовления бетонных смесей.

2.2. Энтропийные оценки качества управления технологическими системами приготовления товарного бетона.
2.3. Стабилизация технологического процесса приготовления товарного бетона на основе системноинформационного
подхода
2.4. Воспроизведение требуемых состояний технологического процесса приготовления бетона с помощью энтропийного критерия качества
2.5. Выводы по главе.
3. АНАЛИЗ СВОЙСТВ ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОВАРНОГО БЕТОНА КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ И ОПЕРАТИВНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
3.1. Сгруктурообразование и гидратация неорганических вяжущих веществ
3.2. Затвердевание и прочность цементного камня.
3.3. Структурные и физические основы прочности бетона.
3.4. Влияние параметров заполнителей на физикомеханические свойства товарного бетона
3.5. Выводы по главе.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЛЕБАНИЙ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА СВОЙСТВА БЕТОНА И БЕТОННОЙ СМЕСИ
4.1. Требования к качеству заполнителей бетона
4.2. Используемые материалы и методики исследования.
4.3. Исследование вариации величины удельной поверхности и влажности заполнителей в реальных условиях
4.4. Исследование влияния удельной поверхности мелкого заполнителя и его влажности на физикомеханические
свойства бетона.
4.5. Статистический анализ экспериментального исследования процесса приготовления бетонной смеси.
4.6. Выводы по главе
5. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
ТОВАРНОГО БЕТОНА
5.1. Построение системы управления приготовлением
товарного бетона на основе энтропийных характеристик
процесса
5.2. Разработка алгоритма автоматического управления
составом бетонной смеси.
5.3.Обоснование, выбор и синтез структуры фильтрации и экстраполяции выходных параметров.
5.4. Разработка адаптивной идентификации управляющих зависимостей в алгоритме управления составом бетонной смеси
5.5. Исследование системы управления составом бетонной
смеси методами математического моделирования
5.6. Выводы по главе
6. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДИК ЭКСПРЕССКОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
6.1. Обоснование выбора метода экспрессконтроля удельной поверхности песка.
6.2. Теоретические и экспериментальные исследования седиментационного метода определения удельной
поверхности песка.
6.3. Разработка и исследование методики и устройства
экспресс контроля удельной поверхности песка
6.4. Разработка и исследование методики и устройства экспрессконтроля пустотности, объемной массы и массы
твердого тела крупного заполнителя
6.5. Выводы по главе
7. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ДЛЯ МОДЕРНИЗАЦИИ АСУ ТП ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ.
7.1. Способы автоматической коррекции состава бетонной
смеси.
7.2. Средства контроля характеристик исходных материалов
и технологических параметров процесса.
7.3. Устройства для управления дозированием компонентов бетонной смеси.
7.4. Выводы по главе
8. ВНЕДРЕНИЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
8.1. Внедрение методики и средств оперативного контроля параметров заполнителей бетонных смесей
8.2. Внедрение способа автоматической коррекции состава бетонной смеси в процессе ее приготовления.
8.3. Перспективы использования результатов диссертации
в технологии производства сухих строительных смесей.
8.4. Использование материалов диссертации в учетной работе строительных ВУЗов.
8.5. Патентная защита научнотехнических разработок.
Апробация результатов. Публикации.
8.6. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Решение далеко не всех запланированных задач АСУ ТП удалось переложить на ЭВМ, не все объекты практика позволила перевести на управление по командам компьютеров, не всегда разработки оказались достаточно эффективными. Однако все эти трудности и недостатки стали явлением уже нового порядка, самим своим появлением свидетельствуя о том, что подготовительный этап решения проблемы, этап детских болезней в области АСУ ТП закончился. Типовая функциональная структура АСУ ТП для приготовления товарного бетона с преимущественно непрерывной технологией представлена на рис. Система управления ПТБ считается принадлежащей к классу АСУ ТП, если с ее помощью реализуются как минимум функции 1, 2, 4 7. Первым и до сих пор наиболее распространенным типом технических структур АСУ ТП является централизованная 9. В системах с такой структурой вся информация, необходимая для автоматизированного управления, поступает в единый центр операторский пункт, где установлены практически все средства АСУ ТП, за исключением источников информации и исполнительных устройств и где находится оперативный персонал. Такая техническая структура наиболее проста и имеет ряд очевидных эксплуатационных достоинств. Недостатками же ее является необходимость избыточного числа элементов для обеспечения высокой надежности функционирования АСУ ТП и большие затраты дорогостоящего кабеля. Поэтому она целесообразна для сравнительно небольших по мощности и компактных бетонных заводов с умеренными требованиями к надежности. Рис. И 2 обнаружение отклонений технологических параметров и показателей состояния оборудования от установленных значений И 3 расчет неизмеряемых величин и показателей косвенные измерения, расчет ТЭГ1, прогнозирование и т. В связи с внедрением микропроцессорной техники все большее распространение получает распределенная техническая структура АСУ ТП, т. ПТБ дозаторы, смесители, электропривод и др Каждая локальная подсистема представляет собой однотипно выполненную централизованную структуру, ядром которой является управляющая микроЭВМ. Локальные подсистемы через свои микроЭВМ объединены в единую систему сетью передачи данных с высокой пропускной способностью. АСУТП. Необходимость адаптации всегда возрастает с уменьшением объема априорных сведений, использованных при создании системы, изза чего растет стоимость ее обслуживания. Здесь прежде всего возникает задача определения требуемой точности математического описания управляемого технологического процесса. Строго говоря, оценить, достаточна ли точность располагаемой модели, можно лишь после оценки точности управления с помощью системы, построенной на основе этой модели. Но при этом нет уверенности в том, что при синтезе системы первоначальные знания свойств объекта управления использованы достаточно полно, так как в другом классе структур управляющей системы или при использовании других методов создания математического обеспечения системы качество управления при одной и той же изученности объекта возможно было бы и выше. В этих условиях значительную часть успеха определяет интуиция разработчиков системы. Тем не менее можно отметить два принципиально разных способа разработки математической модели управляемой строительнотехнологической системы. Первый способ итеративное упрощение первоначально составленного наиболее детального математического описания. Преимуществом такой методики порядок ее реализации применительно к технологическим системам ПТБ подробно изучен в институтах ОРГЭНЕРГОСТРОЙ, ВЗИСИ и описан в наших работах 6, 8, является возможность косвенной оценки ухудшения качества управления после каждого шага упрощения модели. Для этого одними и теми же методами на каждом шагу синтезируется управляющая система, действие которой испытывается на наиболее полной первоначальной модели управляемого процесса. Объективность такой оценки, естественно, зависит от достоверности априорных суждений о полноте первого, наиболее детального математического описания. Второй способ итеративное усложнение первоначально составленного наиболее грубого описания объекта управления.