Система управления процессом обжига кирпича в туннельной печи

• Автор: Ярощук, Ирина Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 260 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ОБЖИГА

КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА В ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ

1.1. Технологические особенности производства керамического кирпича

1.1.1. Общая характеристика производства керамического кирпича 7 1Л.2. Фазовые и химические преобразования керамических масс
при обжиге

1.2. Описание туннельной печи

1.3. Исследование процесса обжига кирпича в туннельной печи

как объекта управления

1.4. Анализ существующих систем управления процессом обжига керамического кирпича

1.5. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ОБЖИГА В ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ
2.1. Задачи и план проведения экспериментальных работ
2.2. Исследования характера распределния свойств кирпича в садке изделий
2.3. Корреляционный анализ результатов экспериментальных исследований Выводы ко 2й главе
ГЛАВА 3. СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ
ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СВОЙСТВ ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
3.1. Процесс обжига как объект моделирования
3.2. Математические модели для прогнозирования свойств готовой продукции
3.3. Исследование математических моделей
3.3.1. Анализ остатков
3.3.2. Проверка значимости параметров моделей
3.3.3. Оценка прогнозирующих способностей моделей
3.4. Адаптация математических моделей
Выводы к 3й главе
ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБЖИГА КИРПИЧА
В ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ
4.1. Выбор критерия оптимальности и постановка задачи оптимизации
4.2.Расчет критерия оптимальности и определение целевой функции
4.3.Управление процессом обжига в условиях нестабильности
свойств полуфабриката
Выводы к 4й главе
ГЛАВА 5. СИСТЕМА ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ
ОБЖИГА КИРПИЧА В ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ
5.1. Характеристика задач и их решение в системе управления процессом обжига кирпича
5.2. Стратегии получения знаний и аспекты их структурирования
5.3. Разработка базы знаний экспертной системы
5.3.1. Дерево аварийных ситуаций как полное структурное отображение знаний об объекте управления
5.3.2. Разработка структуры базы знаний
5.4. Алгоритм функционирования механизма вывода
5.5. Система управления процессом обжига кирпича в туннельной печи
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Продолжительность пребывания изделий в технологическом аппарате (до 0 часов). Наличие в печи одновременно двух типов материальных потоков: газ и твердое тело (садки). Каждый из них характеризуется существенным распределением свойств по длине, что определяется необходимостью поддержания заданного температурного поля. Большое количество газовых потоков. Большое количество возможных управляющих воздействий, а именно давление (Ppg) и расход природного газа (Gpg), воздуха на сжигание (Pv, Gv), воздуха на быстрое (Gbo) и окончательное (Goo) охлаждение, воздуха, который отбирается на сушилку (Gvs), дымовых газов, которые выбрасываются в атмосферу (Gd), воздуха на рециркуляции (Grcv), расход полуфабриката (Gpf). Последний параметр зависит от геометрической конструкции садки (GK) и интервала проталкивания печных вагонов Atnp. Однако непосредственное управление температурным полем возможно осуществлять лишь в зоне обжига на всех позициях (на каждой позиции существует горелочная группа) и в зоне охлаждения. Опосредствованное влияние на температурное поле возможно через аэродинамику печи, для этого случая управляющими воздействия выступают Gvs, Gd, Gbo И Goo. Большая инерционность каналов управления, вследствие необходимости прогревания значительной массы изделий на каждой позиции печи. Большое количество и существенное влияние возмущений, которые условно возможно поделить на две группы: те, что приводят к нарушению температурного поля печи и те, что вызывают необходимость изменения этого поля. Рис. Ко второй группе относятся свойства полуфабриката, в частности, относительная остаточная влажность (Ур|), химический состав (Н8*ь); геометрическая конструкция садки (вК) и трещиноватость (№); степень измельчения шихты. Кроме распределения температуры газовой среды вдоль обжигового канала (температурное поле) наблюдается также ее распределение по ширине и высоте печи. Схема движения теплоносителя в поперечном сечении печи приведена на рис. Температурному распределению по высоте печи способствуют такие факторы, как неоднородность пламени, геометрические свойства садки, наличие подсосов воздуха из подвагонеточного пространства. Распределение температуры газовой среды по ширине обжигового канала происходит из-за расположения пакетов, разного расстояния между стенками печи и садкой, а также между пакетами садки, наличием подсосов воздуха через песочные затворы. Неоднородность свойств газовой среды и садки (форма, плотность), нарушение интервала проталкивания печных вагонов обуславливают неоднородность характеристик изделий в садке. На показатели продукции значительным образом влияет температурное поле печи, при определении которого необходимо учитывать свойства полуфабриката (влажность, степень измельчения шихты и ее химический состав) [4,6-8]. Их нестабильность связана с изменениями в прохождении предыдущих стадий производства или переходом на новую шихту. Контроль свойств изделий возможен лишь после выхода их из печи. Он проводится на основе отбора кирпича с дальнейшими испытаниями в производственной лаборатории. Определение прочности длится около часа, водопоглощения - от трех часов до двух суток, морозостойкости - не меньше суток [9-]. Это приводит к невозможности корректирования температурного поля в режиме реального времени, следствием чего при нестабильности свойств полуфабриката является снижение качества продукции или появление брака. Рис. Нормативными документами области определены деффекты, которые учитываются при определении цены продукции и ее эксплуатационных характеристик [9]. К ним относят: сколы (рис. Возможность накопления несгораемого природного газа в канале печи, неисправности клапанов на газопроводе делает обжиг взрывоопасным, а наличие избыточных концентраций СО, СО2, 2 в дымовых газах - вредным для здоровья процессом. Невозможность оперативного контроля свойств изделий, длительное время прохождения процесса и инерционность каналов управления способствуют большим экономическим потерям даже при кратковременных нарушениях. Рис. Рис.