автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизации информационного обеспечения системы управления

На правах рукописи

Михаленков Сергей Владимирович

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ЗАВОДА НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Специальность 05.13.06 — Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (строительство)

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

САМАРА 2006

Работа выполнена в ООО Научно-производственный центр «Строительство» Российской инженерной академии

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Попов В.П.

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Доценко А.И.

кандидат технических наук, профессор Тихонов А.Ф.

Ведущая организация Государственное унитарное предприятие «Башкиравтодор», г. Уфа

Защита состоится «/С» Р>Си.*АМ[*А 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.212.126.05 в Московском автомобильно-дорожном институте (Государственном техническом университете) по адресу: г. Москва, Ленинградский просп., д. 64, ауд. 113.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института Автореферат разослан «У^? » 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного Михайлове? Н.В.

совета кандидат технических наук,

доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

По мере экономического развития страны растет спрос населения и экономики на услуги автомобильного транспорта. Важность проблемы развития сети автомобильных дорог подчеркивает «Национальная программа модернизации и развития автомобильных дорог Российской Федерации до 2025 года».

Экономическое развитие России во многом сдерживается из-за состояния и уровня развития автомобильных дорог. Значительная часть федеральных дорог имеют высокую степень износа и исчерпали свою пропускную способность. Около 30 0000 населенных пунктов не имеют круглогодичной связи по автомобильным дорогам с твердым покрытием. Это приводит к сворачиванию производства, в том числе сельскохозяйственного, оттоку населения из этих регионов.

Недостаточное развитие сети автомобильных дорог приводит к росту затрат на перемещение пассажиров и грузов, что снижает конкурентоспособность экономики.

Поставленная перед Правительством Российской Федерации задача удвоения валового внутреннего продукта к 2010 году согласно прогнозу приведет к увеличению объемов перевозок в 1,8 раза, что еще более обострит ситуацию, связанную с обеспечением пропуска по автомобильным дорогам возрастающих автотранспортных потоков, и может стать фактором, сдерживающим экономический рост.

Программа развития сети автомобильных дорог РФ предусматривает наращивание объемов строительства, что требует роста объемов производства асфальтобетонной смеси. Важнейшее значение для долговечности покрытия дороги имеет качество асфальтобетонной смеси и асфальтобетона. Срок службы асфальтобетонных покрытий в нашей стране существенно ниже аналогичных показателей промышленно развитых стран.

Без автоматизации производства невозможно повысить качество асфальтобетонной смеси. Но до настоящего времени не разработаны ни методики, ни средства эффективной автоматизации производства асфальтобетонной смеси. Технологическая основа для автоматизации управления производством асфальтобетона весьма ненадежна. Практически отсутствуют формальные модели и зависимости, на основе которых можно реализовать эффективные алгоритмы управления.

Таким образом, разработка теоретических и методологических основ автоматизации производства асфальтобетона с использованием современной схемотехнической и программной базы является актуальной проблемой, решение которой имеет значение не только для отрасли дорожного строительства, но и для народного хозяйства страны в целом.

Объект исследований

Система автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода и информационное обеспечение системы управления.

Цель и задачи диссертационной работы

Цель диссертационной работы заключается в автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизации информационного обеспечения и интеграции локальных систем управления. Это позволяет в рамках единой системы управлении эффективно решать широкий комплекс задач от локального управления технологическими операциями, до комплексного управления качеством продукции.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать имитационную модель управляемого технологического процесс производства асфальтобетонной смеси.

1.1. Рассмотреть технологические схемы производства асфальтобетонной смеси и выполнить отбор моделируемых технологических операций

1.2. Разработать структуру модели технологического процесса

1.3. Выбрать программные средства моделирования

1.4. Разработать модели технологических операций

1.5. Оценить адекватность разработанной модели

2. Разработать имитационную модель системы управления производством асфальтобетонной смеси.

2.1. Выбрать эффективные управляющие воздействия

2.2. Разработать методы моделирования динамических характеристик процессов и сигналов

2.3. Разработать структуру модели системы управления

2.4. Разработать модели отдельных контуров управления

2.5. Разработать методику оценки эффективности управления

3. Провести исследования на разработанных имитационных моделях для оптимизации информационного обеспечения системы управления.

3.1. Разработать модель системы контроля

3.2. Разработать совместную имитационную модель технологического процесса, системы контроля и системы управления

3.3. Исследовать влияние системы контроля на эффективность управления производством асфальтобетонной смеси

4. Разработать систему автоматизация производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизированного информационного обеспечения системы управления.

4.1. Сформулировать задачи системы управления

4.2. Разработать структуру системы управления

4.3. Выбрать комплекс технических и программных средств системы управления

4.4. Разработать необходимые алгоритмы управления

Методы исследований

В качестве теоретической основы диссертационной работы использовались: теория автоматического управления, методы оптимального управления, синтеза и анализа непрерывных и дискретных систем, методы математического программирования, методы проектирования программного обеспечения и проектирования баз данных, теория вероятностей и математическая статистика, методы имитационного моделирования.

Моделирование производственных процессов и системный анализ проводились с использованием профессиональных математических пакетов (MatLab, MathCad, MS Excel, STA-TISTICA).

К защите представляется

Разработанная новая концепция автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизации информационного обеспечения системы управления определяет стратегию текущей оперативной коррекции расхода компонентов асфальтобетонной :меси по результатам контроля качества компонентов и готовой асфальтобетонной смеси, по фактическим расходам компонентов в текущий, и предшествующие моменты времени. Эта стратегия должна обеспечивать максимум прочности асфальтобетонной смеси при допустимом зна-<ении остаточной пористости и выполнении других ограничений в соответствии с ГОСТами.

В ходе исследований и разработок по реализации этой концепции получены:

♦ Структура многоконтурной иерархической системы автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода, обеспечивающей компенсацию вариации контролируемых и неконтролируемых воздействий на технологический процесс производства асфальтобетонной смеси.

♦ Модель и результаты ее исследования управляемого процесса формирования качества асфальтобетонной смеси с учетом динамических и статистических характеристик возмущающих воздействий, основных параметров информационного обеспечения процессов управления

♦ набор контролируемых параметров для оперативного управления производством

♦ точность и частота контроля

♦ длительности операций контроля

♦ Система автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода, ее структура и алгоритмы.

Личный вклад автора

Личный вклад автора состоит в разработке имитационной модели управляемого процесса формирования качества асфальтобетонной смеси с учетом характеристик возмущающих воздействий и основных параметров информационного обеспечения процессов управления, обобщении и анализе результатов моделирования, разработке системы автоматизации. Роль научного руководителя д.т.н., профессора Попова В.П. заключалась в постановке задачи, согласовании плана исследований и участии в анализе результатов.

Научная новизна

Впервые предложена концепция автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизации информационного обеспечения системы управления. Оперативная компенсация вариации параметров осуществляется с использованием распределенной системы многоконтурного автоматизированного управления с текущей оперативной оценкой динамических характеристик технологических процессов производства асфальтобетонной смеси.

Научную новизну работы так же определяют:

♦ Разработанные методы и система автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода, обеспечивающая максимальное качество и снижение вариации свойств асфальтобетонной смеси.

♦ Имитационная модель управляемого технологического процесса производства асфальтобетонной смеси и результаты исследований. Эта модель состоит из четырех подмоделей — подмодель технологического процесса и его операций, подмодель системы управления производством асфальтобетонной смеси, подмодель систем контроля и подмодель формирования свойств компонентов асфальтобетонной смеси и возмущений, действующих на технологический процесс, динамики показателей, характеризующих гранулометрический состав асфальтобетонной смеси.

♦ Результаты исследований влияния основных параметров информационного обеспечения на эффективность оперативного управления и автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода.

♦ Структура и параметры распределенной комплексной системы автоматизированного управления.

Практическая значимость работы

Результаты выполненных исследований и разработок позволили эффективно решить важную народнохозяйственную задачу - повысить и стабилизировать качество асфальтобетонной смеси:

Разработаны алгоритмы автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода, обеспечивающие максимум прочностных показателей асфальтобетона и компенсацию нестабильного качества компонентов асфальтобетонной смеси, режимов производственного процесса.

Разработанная оригинальная модель, результаты моделирования и исследований влияния основных параметров информационного обеспечения на эффективность оперативного управления и автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода.

Выбран и обоснован комплекс технических и программных средств обеспечивающий реализацию системы автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода.

Материалы диссертации внедрены и используются в учебном процессе в Самарском государственном архитектурно-строительном, университете и в Московском автомобильно-дорожном институте (ГТУ).

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на научно-технических конференциях СГАСУ и МАДИ (ГТУ) в 2004-2006 годах.

Публикации

По результатам исследований опубликовано 4 печатные работы

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, приложений, списка использованных источников, насчитывающего 140 наименований, и содержит 22 страницу машинописного текста, 148 рисунков, 25 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Введение

Во введении обоснована актуальность исследований, сформулирована цель и задачи исследований, сформулирована научная и практическая новизна выполненных исследований

Глава 1

«Национальная программа модернизации и развития автомобильных дорог Российской Федерации до 2025 года» предусматривает развитие сети автомобильных дорог, реконструкцию существующих автомобильных дорог. Это подтверждает, что основным строительным материалом, используемым для строительства покрытий автомобильных дорог в России, является асфальтобетон. Аналогичная ситуация наблюдается и за рубежом.

Программа развития сети автомобильных дорог РФ предусматривает наращивание объемов строительства, что требует роста объемов производства асфальтобетонной смеси. Важнейшее значение для долговечности покрытия дороги имеет качество асфальтобетонной смеси и асфальтобетона. Срок службы асфальтобетонных покрытий в нашей стране существенно ниже аналогичных показателей промышленно развитых стран.

Без автоматизации производства невозможно повысить качество асфальтобетонной смеси. Но до настоящего времени не разработаны ни методики, ни средства эффективной автоматизации производства асфальтобетонной смеси. Технологическая основа для автоматизации управления производством асфальтобетона весьма ненадежна. Практически отсутствуют формальные модели и зависимости, на основе которых можно реализовать эффективные алгоритмы /правления.

Представленная классификация показывает широкую номенклатуру используемых асфальтобетонных смесей, что накладывает дополнительные сложности на реализацию системы ^травления производством.

При анализе имеющихся на практике и научно-технических и проектных разработок :истем автоматического управления в производстве асфальтобетонной смеси можно выделить:

♦ Системы автоматизации, обеспечивающие работу, технологического оборудования АБЗ

♦ Системы управления производством асфальтобетонной смеси

■ Системы управления качеством асфальтобетонной смеси

■ Системы, автоматизирующие бизнес-процессы АБЗ (системы данного класса в настоящей работе не рассматриваются).

♦ Системы автоматизации вспомогательных операций. Сюда относится в первую очередь автоматизация лаборатории АБЗ.

Практически все АБЗ эксплуатирующиеся в настоящее время в России автоматизированы. При этом под автоматизацией понимается именно автоматизация работы основного технологического оборудования. Эти системы управления решают примерно одинаковый набор задач. Элементная база таких систем управления различна. В старых разработках преобладает ре-лейно-контактная техника. Однако современные предприятия оснащаются микропроцессорными системами управления.

Несмотря на достигнутые успехи в автоматизации технологического процесса на АБЗ, на применение самых современных алгоритмов и технических средств автоматизации в этих системах автоматизации не рассматриваются вопросы оперативного управления качеством смеси и готового асфальтобетонного покрытия.

Это связано со следующими обстоятельствами:

♦ Отсутствие надежных выявленных связей между сигналами управления и показателями качества смеси.

♦ Отсутствие оперативных методов контроля показателей качества асфальтобетонной смеси способных оценивать ее свойства с частотой один раз на один замес.

Действительно технология производства асфальтобетонной смеси не предлагает зависимостей вида

У — f(x) > (1)

где у - показатель качества готовой смеси,

X - сигнал управления, например расход одного йз компонентов смеси.

Отсутствие связей вида (1) не позволяет, обнаружив на выходе технологического процесса отклонение качества смеси от желаемого уровня Ау, рассчитать необходимую коррекцию на входе Ах.

Технические средства и структуры систем управления технологическим процессом АБЗ прошли определенный путь развития. В 70-80 годы XX века преобладали релейно-контактные средства автоматизации. В последние годы преобладают микропроцессорные системы управления. Распределенные контроллерные средства в среднем превосходят большинство сетевых комплексов контроллеров по мощности и гибкости структуры, а, следовательно, по объему и сложности выполняемых функций.

В реальных системах управления, структуры систем управления, которые используются на большинстве АБЗ, имеют следующий вид (Рисунок 1).

Рисунок 1. Реально« информационное взаимодействие элементов систем управления АБЗ

Рисунок 1 показывает, что на практике в лабораторию АБЗ не поступают оперативные данные о параметрах технологического процесса, которые могут быть получены от локальных систем управления. Это объясняется как отсутствием физических каналов передачи данных, так и отсутствием необходимого методического и алгоритмического обеспечения. Поэтому не может быть реализована оперативная связь между лабораторией и комплексной системой управления. К сожалению, в системе управления качеством асфальтобетонной смеси практически никак не используется информация от технологических датчиков, встроенных в соответствующие системы автоматического управления отдельными технологическими операциями.

Анализ методов контроля свойств компонентов асфальтобетонной смеси, режимов технологического процесса и свойств готовой асфальтобетонной смеси показывает, что регламентируемая стандартами организация контроля практически непригодна для оперативного управ-пения производством асфальтобетонной смеси. В первую очередь это связано с низкой оперативностью контроля. Большинство показателей ориентируются на партию компонентов либо готовой смеси. Такая низкая частота контроля делает практически невозможным оперативное -идя каждого замеса управление составом асфальтобетонной смеси.

Глава 2

Для исследования взаимодействия технологического процесса производства асфальтобе-гонной смеси, системы управления им и оптимизации информационного обеспечения процесса управления необходимо проведение экспериментальных исследований. Постановка реального эксперимента не представляется возможной. Поэтому эффективным средством исследований является имитационное моделирование.

Модель управляемого технологического процесса производства асфальтобетонной смеси разрабатывается для решения следующих задач:

♦ Создание инструмента для исследования взаимодействия технологического процесса, системы управления и информационного обеспечения

♦ Обеспечить возможность оперативного изменения следующих величин:

■ свойств компонентов асфальтобетонной смеси (минеральных материалов, вяжущего, добавок)

■ параметров технологического процесса (точность дозирования компонентов, температурных характеристик)

■ параметров связи показателей качества компонентов асфальтобетонной смеси и технологического процесса со свойствами асфальтобетонной смеси

■ динамических свойств переменных

Для решения этих задач необходимо разработать модели:

♦ технологического процесса с возможностью оперативного управления им

♦ системы управления технологическим процессом

♦ информационного обеспечения процесса управления.

В модели управляемого технологического процесса следует выделить следующие положения:

♦ Необходимо на начальной стадии разработки модели ограничить уровень детализации моделируемых процессов. Это позволит построить более обобщенную модель и исследовать общие закономерности технологического процесса и системы контроля и управления им.

♦ Необходимо определить какие технологические операции следует включать в модель.

♦ Необходимо определить минимальную частоту дискретизации моделируемых процессов по временной шкале.

Более 90% асфальтобетонных смесей в нашей стране производят по традиционной технологии, В асфальтосмесителькых установках этого типа все основные операции (дозирование компонентов, перемешивание, выгрузка готовой смеси и т.д.) могут быть полностью автоматизированы.

Ниже представлена общая структура имитационной модели (Рисунок 2).

Нас в первую очередь интересуют те технологические операции, которые с одной стороны существенно влияют на потребительские качества асфальтобетонной смеси, а, с другой стороны, те операции, которыми можно эффективно управлять. Анализ показывает, что к таким технологическим операциям можно отнести следующие:

♦ Технологическая операция дозирования компонентов асфальтобетонной смеси.

♦ Технологические операции связанные с нагревом компонентов и асфальтобетонной смеси. К процессам такого типа можно отнести подогрев битума, подогрев минеральных материалов и управление температурой готовой асфальтобетонной смеси в силосе-накопителе

^ Влммд*нияпар*м*тр«>в ] модапмрй'^ии»

Модель динамики свойств компонентов

Модель тпюпогачими .опврвций

«|<ЧУ1ЛН формирования СВОЙСТВ емки

Модель ¿мегомы контроля

Г! Т

~I "

< елок оцяши рму/идаро« , модвлировани*

Рисунок 2. Структура имитационной модели

В модели дозирования компонентов асфальтобетонной смеси используются следующие допущения:

♦ Моделируется циклическая технология производства асфальтобетонной смеси. Следовательно, рассматриваются процессы циклического дозирования компонентов.

♦ Точность дозирования для каждого компонента независима от точности дозирования других компонентов.

♦ Ошибка дозирования каждого компонента представляется случайной величиной распределенной по нормальному закону с нулевым математическим ожиданием.

♦ Диапазон моделирования точности дозирования компонентов превышает нормативные требования стандартов. Реализуется диапазон моделирования точности дозирования компонентов от 0 до 10%.

♦ Моделирование осуществляется в соответствии с выражением

рг[п\ = р2+рц[п\ + д[п\,

(2)

где /'/[и] - фактическое значение дозы компонента, рг - заданное значение дозы компонента, рц[п] - управляющее воздействие для данного, <5[п] - случайное значение ошибки дозирования компонента,

Тогда для всех компонентов асфальтобетонной смеси можно записать

= МРг+ МРи[п] + дш[п\ <3>[л] = Сг+ <ъ[л] + <Ус[и] , (3)

в,[п\=вг+ви[п\+ад

ДДи] = £>2 + АДи] + 6В [п]

где МР- минеральный порошок, Р- песок, (7- крупный заполнитель, -добавка.

Для моделирования динамических характеристик показателей качества компонентов и готовой смеси, параметров технологического процесса используется пакет программ ЗипиНпк МЛТЬАВ. Рисунок.З представляет модель показателя с учетом межпартионной (МР), внутри-партионной (УР) и общей вариации (ЭЦМ) в системе БтиНпк МАТЬАВ. При этом моделирующие фильтры соответствуют следующим передаточным функциям. Для межпартионной вариации: 1

Для внутрипартнонной вариации: 1

(4)

(5)

1 + 0.72-

Гранулометрические характеристики минеральных компонентов и их смеси оказывают существенное влияние на все свойства асфальтобетонной смеси. Стандарты нормируют зерновой состав асфальтобетонной смеси в зависимости от вида и назначения асфальтобетонной смеси.

При моделировании зернового состава минеральных компонентов следует ориентироваться на реальные рассевы минерального порошка, песка и щебня. Как показывает анализ реальных рассевов минеральных компонентов и анализ научно-технической литературы гранулометрия минеральных компонентов хорошо апроксимируется распределением Вейбула

Функция плотности распределения для трехпараметрического распределения Вейбула имеет вид:

№

= с[х-£ ~ Ь\_ Ъ

(6)

Причем в < Х,Ъ > 0, С > 0,

где Ъ - параметр масштаба распределения; С - параметр формы распределения; в - параметр положения распределения; С - число Эйлера (2.71...). Математическое ожидание имеет вид:

= 0 + (7)

Дисперсия

/с + 2^ „-/с + Г

И(х) = Ь2

(8)

И

Random Number

1

1-0.9

Discrete Filter

4 Randotr 1

г 1+0.7Г1

вим

Scopo

-КЮ

■»(5ЕИ)

Рисунок.3. Модель межпартионной (МР), внутрипартнонной (УР) и обшей вариации (вОМ) в системе 81ти11пк МАТЬАВ

Как показывают исследования реальных реализаций показателей качества компонентов смеси, готовой асфальтобетонной смеси и параметров технологического процесса может быть сведено к модели авторегререссии второго порядка (АР(2)).

= аг,х[и -1] + а2х[п - 2] (9)

Для оценки требуемого числа циклов моделирования примем допущение, что все компоненты поставляются на АБЗ такими партиями, что их объем пропорционален их расходу в асфальтобетонной смеси.

Численные данные по числу циклов моделирования сведены в таблицу (Таблица 1). Таблица 1. К расчету числа циклов моделирования

Число партий компонентов

50

Число микропартий внутри одной партии

1Г~.....50"

Гчисло циклов дозирования внутри одной микропартии |[ 20

Общее число циклов дозирования

50 000

Таким образом, общее число циклов моделирования для одного набора базовых характеристик составляет 50 000 циклов. Этого, безусловно, достаточно для получения надежных статистических оценок.

При оценке адекватности модели сравнивались моделируемые и реальные характеристики материалов, а так же результаты исследований других авторов. Проведенная оценка показала хорошее соответствие разработанной модели реальным условиям производства. Разработанная модель может использоваться в дальнейших исследованиях, как элемент модели управляемого технологического процесса.

Рисунок 4 показывает, как изменяется удельная поверхность минеральных компонентов смеси. Ниже (Рисунок 5) показан фрагмент ряда средней толщины пленки битума при нулевой ошибке дозирования компонентов. Рисунок 6 показывает зависимость статистических характеристик таких показателей как площадь поверхности зерен смеси и средняя толщина пленки битума в зависимости от величина ошибки дозирования компонентов.

Результаты моделирования показали значительную вариацию таких важнейших показателей, как площадь поверхности зерен смеси и средняя толщина пленки битума. На вариацию этого параметра наиболее сильное влияние оказывает вариация свойств компонентов, а не ошибки их дозирования.

щ

Рисунок 4. Изменение удельной площади поверхности частиц (реализации и гистограммы) (т /ОД минерального порошка (МП), песка (П) и щебня (Щ) по реализациям

V ЯЮ11ЯЯПЯЯЯ*Ш«11 N

Рисунок 5. Изменение средней толщины пленки битума при нулевой ошибке дозирования компо-

(Фрагмент)

Рисунок б. Изменения характеристик площади поверхности зерен смеси и средней толщины пленки битума в зависимости от ошибки дозирование N (1 - ошибка дозирования всех компонентов » 0; 2 - ошибка дозирования минерального порошка и битума ■ 0,75%, песка и щебня »1,5%; 3 -МП, Б -1,5% ,ПиЩ-3.0%; 4 - МП, Б - 2,25%, ПвЩ = 4,5%; 5 - МП, Б - 3.0%, П и Щ - 6.0%; 6 - МП, Б - 3.75%, П и Щ - 7.5%; 7 - МП, Б - 4.5%, П и Щ - 9.0%)

Глава 3

Дня исследования и оптимизации системы управления производством асфальтобетонной ;меси выше была разработана и показала свою адекватность и эффективность модель управляемого технологического процесса. В данном разделе рассматривается имитационная модель гистемы управлении. Постановка активного эксперимента в условиях реального производства невозможна из-за организационных и экономических причин. Поэтому имитационное моделирование является единственным реальным средством исследования и разработки.

При этом реализуется следующая общая концепция управления. Требуется определить стратегию текущей оперативной коррекции расхода компонентов асфальтобетонной смеси в момент времени ! по результатам контроля качества компонентов и готовой асфальтобетонной :меси, фактических расходов компонентов в текущий, и предшествующие моменты времени. Эта стратегия должна обеспечивать максимум прочности асфальтобетонной смеси при допустимом значении остаточной пористости и выполнении других ограничений в соответствии с ГОСТами.

AMP, =Ф

АРБ,=Ф

ASH = Ф

AD, =Ф

Щ=Ф

Задача управления заключается в определении такой функции от предшествующих расходов компонентов и соответствующих им результатам контроля прочности асфальтобетона, позволяющей определять величину необходимой коррекции расхода компонентов.

В момент времени t известны результаты контроля прочности асфальтобетона для этого и предшествующих моментов времениRt,Rt__l,-",Rt_1[. Этим значениям прочности соответствуют значения фактических расходов компонентов (минерального порошка, песка, щебня, добавок и битума). Но эти расходы тех компонентов, которые были произведены ранее на величину запаздывания (длительность измерения прочности) TR. На основе этой информации определяется текущая коррекция рецептуры смеси

'^„MP^PS^SH^D^B^),

(Rt-k > Щ-к-„ > PSt-k-Г, > SH,-k-ГЯ 7 D,-k-ТЯ » Bl-k-Г, )

(R,, MP„r, PS,_fi, SH,^, D,^, B,^ ), №-1 > l-r,»PSt-\-TK > SH^_rR, D,_Urx, B,_{_TR ),•••,

> MPt-k-r, > PSl-k-r, . SHi-k-rK . D,-k-vR > B,-k-Г, ) ^

XR^mp^PS^SH^D^B,^),

{R„k, MP^, PS^TR, SHt_k^, , B,^ ) \R„MP,^,PSt^ ,SH,_Tr,D^ ), C^-1, , PSt+ts, , D,^, В,_,_Тй),•••,

(K-k > , PS,_k_TR, SHt_k_TR, , ) (R^MP^PS^, SHt_Tt ,D,_tf ,В,_Гя), {R^MP^PS^SH^D,^ ),-, (Д-*»MPt-k-T, > PSt-k-Tx > SHt-k-t, > > ^(-Jt-rj, )

где AMP, APS, ASH, AD, AB - коррекция расходов минерального порошка, песка, щебня, добавок и битума.

Эффективность оперативной коррекции состава асфальтобетонной смеси во многом зависит от рационального выбора целевой функции управления. При реализации управления (10) необходимо обеспечить максимально возможное, для данных условий, значение прочности на каждом интервале времени с соблюдением всех ограничений задаваемых ГОСТами.

Jx = max ¿Л,. (11)

г

где Т - интервал времени, на котором оценивается эффективность управления.

Критерий (11) должен максимизировать значения прочности асфальтобетона в каждый конкретный момент времени. При этом не накладываются никакие ограничения на вариацию

(10)

прочности асфальтобетона. Полотно автодороги, которое будет построено с асфальтобетонным покрытием из смеси с неоднородными прочностными характеристиками, будет неравномерно реагировать на нагрузки и разрушаться.

Целевая функция, в которой накладываются ограничения на вариацию прочности, будет иметь вид:

У^тш^Длах-Я/)2. (12)

т

где -Йц^- максимально возможное значение прочности для данного вида асфальтобетонной смеси с учетом технологии производства и имеющихся материалов.

Данная функция (12) оптимизации отвечает принципу ориентации на прибыль, так как минимизация отклонения прочности асфальтобетона от максимума приводит к увеличению средней прочности покрытия автомобильной дороги и срока службы покрытия и следовательно, к существенному снижению эксплуатационных расходов. Функция оптимизации отвечает также принципу управляемости. Действительно, так как прочность асфальтобетона определяется текущими значениями расходов минерального порошка, песка, щебня и битума, то целевая функция выражается через управление, что соответствует принципу управляемости.

Учитывая, что эффективно управлять можно, только располагая своевременной и достоверной информацией, о поведении управляемого объекта для реализации управления производством асфальтобетонной смеси необходимо ответить на следующие ключевые вопросы:

1. Какие параметры необходимо контролировать?

2. Как влияет точность контроля на эффективность управления?

3. Как влияет частота контроля на эффективность управления?

4. Как влияет запаздывание контроля на эффективность управления?

5. Как влияет обработка результатов измерений на эффективность управления?

Имитационная модель системы управления производством асфальтобетонной смеси

должна взаимодействовать с другими моделями (Рисунок 7):

♦ Модель управляемого технологического процесса;

♦ Модель измерительной системы;

♦ Модель собственно системы управления;

♦ Система оценки результатов моделирования.

При моделировании необходимо задавать основные параметры для отдельных элементов общей модели:

♦ Модель управляемого ТП. В этой модели моделируются характеристики компонентов смеси, параметры технологического процесса (в первую очередь операции дозирования), зависимости качества смеси от конкретной рецептуры в каждом замесе.

Для згой модели задаются

• Свойства компонентов. Здесь задаются

о функции плотности распределения зернового состава минеральных компонентов, о вязкость битума.

• Рецептура смеси. Здесь задаются математическое ожидание дозы каждого компонента смеси

• Точность дозирования для каждого компонента.

• Динамические характеристики, Здесь задаются

о число поставляемых партий компонентов о число микропартий внутри одной поставки

о соотношения между межпартионной и внутрипартионной вариациями о динамическая модель для изменения параметров

♦ Модель измерительной системы. Здесь для каждого контролируемого параметра задаются

• точность контроля

• частота измерений (максимально возможная частота 1 измерение на замес)

• длительность контроля и запаздывание измерений. Эта величина задается в количестве замесов, так как минимальная единица времени — это длительность одного замеса

♦ Модель системы управления. Модель системы управления получает информацию от модели измерительной системы. Управляющие сигналы (оперативная коррекция рецептуры асфальтобетонной смеси для каждого замеса) подаются в модель управляемого технологического процесса. Для ее работы задаются следующие параметры

• методы и алгоритмы идентификации

• методы и алгоритмы фильтрации

Рисунок 7. Структура имитационной модели системы управления

К основным параметрам информационного обеспечения процесса управления производством асфальтобетонной смеси относятся следующие:

♦ Набор контролируемых параметров.

♦ Характеристики системы контроля для каждого из параметров (точность, частота и запаздывание контроля).

♦ Методы и алгоритмы обработки результатов измерений.

о Общие методы обработки (оценка среднего, среднеквадратического отклонения, автокорреляционной функции, выбросов1) о Специальные методы обработки

■ Алгоритмы интерпретации результатов измерений. Например,

оценка поверхности песка по его модулю крупности. • Алгоритмы построения регрессионных моделей процессов и связей.

1 Эта оценка проводится для отсева выбросов из результатов измерений

На вход модели поступает контролируемый параметр X, а ее выходом являются результаты измерений X, которые формируются следующим образом.

Х[/] = Х[/-гх] + ихИ + 5х> (13)

где ХЮ " Результат измерения параметра X для 1-ого замеса;

Х[/ — Тх ] - фактическое значение параметра X для замеса номер [/ — Тх ]; Тх - время измерения, запаздывание. Эта величина задается дискретно, в количествах замесов, которое необходимо для измерения параметра X;

Лх[|] - случайное число с математическим ожиданием //х = 0 и среднеквадратиче-

ским отклонением <УХ имитирует случайную ошибку измерения;

Бх - систематическое смещение при контроле параметра X. Этот параметр отображает систематическую ошибку измерения. Значение может быть функцией времени, отражая, например, деградацию измерительного оборудования.

Таким образом для каждого контролируемого параметра необходимо задать следующий

вектор

{а1х,СТх, Тх,8х,^, (14)

где у - номер контролируемого параметра.

Изменение удельной поверхности минеральной компоненты влияет на расход битума, минерального порошка, песка. Этот показатель изменяется в широких пределах. Поэтому важно выбрать адекватную оценку, позволяющую по результатам рассева минеральных компонентов оценить площадь поверхности зерен смеси.

Теоретическая удельная поверхность рассчитывается по формуле

5 = — > -г-, (15)

и РКЦ'

где р - теоретическая плотность зерен кварцевого песка равна 2650 кг/м3,

Х[ - доля песка на / сите от общей массы песка, взятой для определения гранулометрического состава, кг,

О, - средний диаметр зерен одной фракции, м,

0«

где £)„ - размер ячейки сита, через которую прошла порция песка, м, - размер ячейки сита, на котором фракция песка осталась, м. В результате проведенных исследований создана и отлажена имитационные модели информационного обеспечения и системы управления для технологического процесса производства асфальтобетонной смеси. Модели показали свою эффективность и пригодность для проведения дальнейших исследований и оптимизации управления и его информационного обеспечения.

Глава 4

В данном разделе рассматриваются вопросы совместного моделирования технологического процесса производства асфальтобетонной смеси и систем контроля и управления. Задачи моделирования можно представить в следующем виде (Рисунок 8).

Рассмотрим оценку адекватности для разработанных моделей. Модель считается адекватной, если отражает заданные свойства с приемлемой точностью. Точность определяется как степень совпадения значений выходных параметров модели и объекта.

К сожалению, постановка эксперимента по изучению поведения реального объекта -АБЗ не представляется возможным из-за целой группы факторов:

♦ Высокая стоимость и сложность организации эксперимента. В настоящее время нет АБЗ, который был бы оснащен необходимым оборудованием для проведения такого эксперимента;

♦ Отсутствие необходимого приборного обеспечения с требуемой производительностью и точностью;

♦ При исследовании процессов управления производством асфальтобетонной смеси возможен выпуск некачественной продукции, что недопустимо.

Альтернативой постановки сравнительного эксперимента является комплекс мероприятий, который обеспечивает уверенность в достоверности получаемых результатов. Адекватность оценивалась для моделей

♦ динамики свойств компонентов асфальтобетонной смеси

♦ управляемого технологического процесса производства асфальтобетонной смеси

♦ информационного обеспечения системы управления производством

♦ системы управления

Надежность используемых технологических зависимостей наиболее уязвимое место в модели управляемого технологического процесса. Это связано с тем, что в технологии асфальтобетона до сих пор отсутствуют надежные зависимости, которые связывают свойства материалов, и режимы технологического процесса с качеством асфальтобетонной смеси. Вместе с тем авторитет апробированных источников используемых зависимостей позволяет их использовать в нашей модели. Анализ показал удовлетворительную адекватность моделей при соблюдении определенных условий.

Последовательность шагов при исследовании системы управления производства асфальтобетонной смеси:

1. Моделируется параметры, задающие динамику процессов для всех исследуемых параметров.

2. Моделируется 50 ООО замесов асфальтобетонной смеси (модель ТП).

3. Результаты моделирования ТП сохраняются (это позволяет использовать их повторно).

4. Моделируются 50 000*Ы результатов измерений для всех (Ы) контролируемых параметров (модель системы контроля).

5. Моделируется система управления (модель системы управления).

6. Результаты моделирования обрабатываются и сохраняются.

7. Система управления модифицируется и происходит возврат к шагу № 5. Если процесс модификации закончен, то происходит переход к следующему шагу.

8. Модифицируются параметры системы контроля, и происходит переход к шагу № 4. Если процесс модификации закончен, то происходит переход к следующему шагу.

9. Модифицируются параметры, определяющие динамические характеристики и происходит переход к шагу № 1. Если процесс модификации закончен, то процесс моделирования заканчивается.

Такая организация моделирования позволяет сократить общее время исследования.

При исследовании и моделировании информационного обеспечения системы управления производством асфальтобетонной смеси нас интересует ответ на вопрос, как измерения различных параметров влияют на эффективность управления производством. Для этого необходимо оценить:

♦ какие параметры необходимо контролировать.

♦ необходимо оценить, как влияют параметры системы контроля на точность контроля. При этом оценивается совокупное влияние следующих параметров (точность, частота и длительность контроля).

♦ учитывая значительный объем вычислений и полученных результатов необходимо разработать способ представления окончательных результатов.

Для оценки эффективности контроля мы будем использовать, коэффициент корреляции, который позволяет интегрально оценить эффективность использования информации для определения фактических значений параметров. Ковариация оценивается в соответствии с выражением

соу(х,,х2) = Е[(х, -/4)(х2 -/12)] (17)

где Х1,х2 - переменные для которых оценивается ковариация,

Е - символ математического ожидания,

//(,//2 " математическое ожидание для переменных Х1,Х2 соответственно.

При моделировании эффективности измерительного комплекса мы исследовали влияние точности и частоты контроля на его эффективность. При этом следует заметить, что для измерительных систем вопросы длительности контроля того или иного параметра не существенны. Этот параметр будет иметь большое значение при анализе систем управления. В качестве примера представлены результаты моделирования контроля площади поверхности щебня в зависимости от точности и частоты контроля (Рисунок 9).

Анализ результатов моделирования показывает, что выражение (15) для расчета площади поверхности по результатам рассева минерального материала наиболее эффективно для расчета площади поверхности щебня (коэффициент корреляции достигает 0.99). Для песка значение коэффициента корреляции несколько ниже — 0.89, а для минерального порошка еще ниже -около 0.68. При снижения частоты контроля, значения коэффициента корреляции уменьшается для всех трех зависимостей. С увеличением ошибки контроля коэффициент корреляции так же уменьшается.

На графиках (Рисунок 10) представлены оценки среднего значения, стандартного отклонения, минимума и максимума. Зависимости представлены, как функции от ошибок измерения (из ряда 0,1,2,4, 8,16%) и времени контроля (из ряда 0,10, 50 замесов).

Рисунок 9. Результаты моделирования контроля площади поверхности щебня в зависимости от

точности и частоты контроля

Результаты моделирования для прочности и площади поверхности показывают большую чувствительность к точности контроля, чем к времени измерения.

Результаты моделирования управления толщиной пленки битума показывают большую чувствительность для времени измерения. Но это справедливо только при высокой частоте контроля (для каждой микропартии компонентов).

Необходимо отметить высокие затраты машинного времени и памяти при проведения моделирования. Так объем файла с данными достигает 120 Мбайт.

Результаты совместного моделирования технологического процесса производства асфальтобетонной смеси и систем контроля и управления позволяют

Глава 5

Данный раздел посвящен разработке системы управления производством асфальтобетонной смеси. В нем определены задачи системы управления, структура информационного обеспечения процесса управления, произведен выбор измерительного оборудование для реализации задач оперативного управления, обоснован выбор программных средств и системы управления базами данных MS Access.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Анализ состояния проблемы и исследования, проведенные в диссертационной работе, позволили осуществить разработку системы управления производством асфальтобетонной смеси. По результатам проведенных исследований и разработки можно сделать следующие основные выводы:

1. Выдвинутая в диссертации концепция управления производством асфальтобетонной смеси реализована в данной разработке, что подтверждает ее эффективность для стабилизации на высоком уровне качества асфальтобетонной смеси. Предложенная концепция определяет стратегию текущей оперативной коррекции расхода компонентов асфальтобетонной смеси по результатам контроля качества компонентов и готовой асфальтобетонной смеси, по фактическим расходам компонентов в текущий, и предшествующие моменты времени. Эта стратегия должна обеспечивать максимум прочности асфальтобетонной смеси при допустимом значении остаточной пористости и выполнении других ограничений в соответствии с ГОСТами. Данная концепция базируется на оптимизации информационного обеспечения процесса управления. Предложенный подход позволяет реализовать модульное и поэтапное внедрение системы управления с учетом того, что частота обновления данных отличается более чем на три порядка.

Рисунок 10. Результаты моделирования измерения прочности (частота контроля - каждая микропартия)

2. В результате анализа накопленного опыта в области управления производством асфальтобетонной смеси, изучения материаловедческих аспектов производства асфальтобетонной смеси, собственных разработок автора создана имитационная модель управляемого технологического процесса производства асфальтобетонной смеси. Эта модель состоит из четырех подмоделей - подмодель технологического процесса и его операций, подмодель системы управления производством асфальтобетонной смеси, подмодель систем контроля и подмодель формирования свойств компонентов асфальтобетонной смеси и возмущений, действующих на технологический процесс. Имитационная модель реализована в пакете МАТХ.АВ.

3. Впервые проведены комплексные исследования влияния таких факторов как точность и частота контроля, длительность операций контроля на эффективность управления производством асфальтобетонной смеси. При этом проведен отбор контролируемых показателей свойств компонентов асфальтобетонной смеси, режимов технологического процесса для целей оперативного управления. В качестве меры эффективности информационного обеспечения предложено использовать коэффициент корреляции между фактическим значением параметра и результатами его измерений. В результате исследований выявлено, что наиболее эффективно для оперативного управления производством асфальтобетонной смеси контролировать такие показатели как гранулометрические характеристики минеральных материалов, вязкость битума, фактические дозы материалов в каждом замесе и прочность асфальтобетонной смеси на сжатие.

4. Разработана модель динамики свойств компонентов асфальтобетонной смеси, в которой учитывается как вариация свойств компонентов от партии к партии, так и внутри партии. Проведенные исследования показали, что межпартионная и внутрнпартионвая вариации могут быть эффективно представлены моделями авторегрессии и соответствующих формирующих фильтров. В пределах одного цикла моделирования моделируются 50 партий компонентов, 50 микропартий свойств компонентов внутри одной партии и по 20 замесов для каждого набора свойств компонентов. Таким образом, всего моделируется 50 ООО замесов в одном цикле испытаний. При моделировании влияния ошибки дозирования компонентов на свойства смеси моделировалось 7 наборов ошибок дозирования и соответственно 350 ООО замесов.

5. Результаты моделирования показали значительную вариацию таких важнейших показателей, как площадь поверхности зерен смеси и средняя толщина пленки битума. На вариацию этого параметра наиболее сильное влияние оказывает вариация свойств компонентов, а не ошибки их дозирования.

6. Проведенный анализ показал, что наиболее эффективной является комбинированная структура системы управления производством асфальтобетонной смеси. Эта структура реализует преимущества способов управления по возмущению и по отклонению. Так контур управления по возмущению, который использует информацию о свойствах компонентов асфальтобетонной смеси для расчета упреждающих воздействий на ТП, повышает скорость реакции системы управления на изменения свойств компонентов. Контур управления по отклонению, который использует информацию о свойствах асфальтобетонной смеси для расчета воздействий на технологический процесс, компенсирующих воздействия неконтролируемых возмущений на технологический процесс.

7. Анализ результатов моделирования показывает, что выражение (15) для расчета площади поверхности по результатам рассева минерального материала наиболее эффективно для расчета площади поверхности щебня (коэффициент корреляции достигает 0.99). Для песка значение коэффициента корреляции несколько ниже - 0.89, а для минерального порошка еще ниже - около 0.68. При снижении частоты контроля, значения коэффициента корреляции уменьшается для всех трех зависимостей. С увеличением ошибки контроля коэффициент корреляции так же уменьшается.

8. Результаты моделирования для прочности асфальтобетона и площади поверхности показывают большую чувствительность к точности контроля, чем к времени измерения. Результаты моделирования управления толщиной пленки битума на поверхности минеральных материалов показывают большую чувствительность для времени измерения гранулометрии

компонентов. Но это справедливо только при высокой частоте контроля (для каждой микропартии компонентов). Необходимо отметить высокие затраты машинного времени и памяти при проведении моделирования. Так объем файла с данными достигает 120 Мбайт.

9. Анализ показал, что на рынке присутствует значительное число современных средств и систем контроля для производства асфальтобетонной смеси. Современные системы контроля позволяют оперативно контролировать все необходимые характеристики и реализовать разработанную концепцию. Так, например, анализаторы формы частиц (Haver & Boecker, Retsch GmbH & Co.KG, Micrometrics GmbH, Beckman Coulter GmbH и др.)позволяют оценивать размеры одновременно по 250 классам крупности. В секунду проводится до 10 тысяч измерений. Количество дозируемого в единицу времени материала, в зависимости от диапазона измерений, составляет от 20 до 10000 г/мин. Такие характеристики позволяют встраивать это оборудование в технологический процесс и оценивать гранулометрию смеси практически в каждом замесе. Это обеспечит значительное снижение вариации свойств асфальтобетонной смеси.

/

ПУБЛИКАЦИИ

1. Попов В.П., Кругликов В.В., Михайленков C.B. Общие принципы построения информационного обеспечения автоматизации производства строительных смесей. Строительный вестник Российской инженерной академии. Труды секции «Строительство». Выпуск 7. — М., 2006 с. 199-202

2. Попов ВЛ., Кругликов В.В., Михайленков C.B. Общие принципы оптимизации информационного обеспечения для автоматизации производства строительных смесей. //Методы и модели автоматизации управления: Сб. научн. тр./МАДИ. М.:, 2006. с. 157-162

3. Попов В.П., Михайленков C.B. Общие принципы оптимизации информационного обеспечения управления производством асфальтобетона. Строительный вестник Российской инженерной академии. Труды секции «Строительство». Выпуск 7. - М., 2006 с. 205-208

4. Михайленков C.B. Моделирование информационного обеспечения автоматизации производства асфальтобетонной смесей. //Новые технологии в автоматизации управления: Сб. научн. тр./МАДИ. М.:, 2006. с. 76-79

Подписано в печать 10.06.2006 г. Формат 60x84/16. Печать оперативная. Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Усл. печ. л. 1,1. Заказ Na И 080.

Отпечатано в типографии ООО «ИПК «Содружество» Адрес: 443020, г. Самара, ул. Венцека, 78. Телефон: 310-86-30.

ВВЕДЕНИЕ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

К ЗАЩИТЕ ПРЕДСТАВЛЯЕТСЯ.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

ПУБЛИКАЦИИ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

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.

Битум.

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 смеси.

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.

Песок.

Щебень.

Асфальтобетонная смесь.

2.10. 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 3.

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.

4.5.1. Постановка задачи и план моделирования.

4.5.2. Результаты моделирования.

4.6. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 4.

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 5.

Актуальность проблемы

По мере экономического развития страны растет спрос населения и экономики на услуги автомобильного транспорта. Важность проблемы развития сети автомобильных дорог подчеркивает «Национальная программа модернизации и развития автомобильных дорог Российской Федерации до 2025 года».

Экономическое развитие России во многом сдерживается из-за состояния и уровня развития автомобильных дорог. Значительная часть федеральных дорог имеют высокую степень износа и исчерпали свою пропускную способность. Около 30 0000 населенных пунктов не имеют круглогодичной связи по автомобильным дорогам с твердым покрытием. Это приводит к сворачиванию производства, в том числе сельскохозяйственного, оттоку населения из этих регионов.

Недостаточное развитие сети автомобильных дорог приводит к росту затрат на перемещение пассажиров и грузов, что снижает конкурентоспособность экономики.

Поставленная перед Правительством Российской Федерации задача удвоения валового внутреннего продукта к 2010 году согласно прогнозу приведет к увеличению объемов перевозок в 1,8 раза, что еще более обострит ситуацию, связанную с обеспечением пропуска по автомобильным дорогам возрастающих автотранспортных потоков, и может стать фактором, сдерживающим экономический рост.

Программа развития сети автомобильных дорог РФ предусматривает наращивание объемов строительства, что требует роста объемов производства асфальтобетонной смеси. Важнейшее значение для долговечности покрытия дороги имеет качество асфальтобетонной смеси и асфальтобетона. Срок службы асфальтобетонных покрытий в нашей стране существенно ниже аналогичных показателей промышленно развитых стран.

Без автоматизации производства невозможно повысить качество асфальтобетонной смеси. Но до настоящего времени не разработаны ни методики, ни средства эффективной автоматизации производства асфальтобетонной смеси. Технологическая основа для автоматизации управления производством асфальтобетона весьма ненадежна. Практически отсутствуют формальные модели и зависимости, на основе которых можно реализовать эффективные алгоритмы управления.

Таким образом, разработка теоретических и методологических основ автоматизации производства асфальтобетона с использованием современной схемотехнической и программной базы является актуальной проблемой, решение которой имеет значение не только для отрасли дорожного строительства, но и для народного хозяйства страны в целом.

Объект исследований

Система автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода и информационное обеспечение системы управления.

Цель и задачи диссертационной работы

Цель диссертационной работы заключается в автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизации информационного обеспечения и интеграции локальных систем управления. Это позволяет в рамках единой системы управлении эффективно решать широкий комплекс задач от локального управления технологическими операциями, до комплексного управления качеством продукции.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать имитационную модель управляемого технологического процесс производства асфальтобетонной смеси.

1.1. Рассмотреть технологические схемы производства асфальтобетонной смеси и выполнить отбор моделируемых технологических операций

1.2. Разработать структуру модели технологического процесса

1.3. Выбрать программные средства моделирования

1.4. Разработать модели технологических операций

1.5. Оценить адекватность разработанной модели

2. Разработать имитационную модель системы управления производством асфальтобетонной смеси.

2.1. Выбрать эффективные управляющие воздействия

2.2. Разработать методы моделирования динамических характеристик процессов и сигналов

2.3. Разработать структуру модели системы управления

2.4. Разработать модели отдельных контуров управления

2.5. Разработать методику оценки эффективности управления

3. Провести исследования на разработанных имитационных моделях для оптимизации информационного обеспечения системы управления.

3.1. Разработать модель системы контроля

3.2. Разработать совместную имитационную модель технологического процесса, системы контроля и системы управления

3.3. Исследовать влияние системы контроля на эффективность управления производством асфальтобетонной смеси

4. Разработать систему автоматизация производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизированного информационного обеспечения системы управления.

4.1. Сформулировать задачи системы управления

4.2. Разработать структуру системы управления

4.3. Выбрать комплекс технических и программных средств системы управления

4.4. Разработать необходимые алгоритмы управления

Методы исследований

В качестве теоретической основы диссертационной работы использовались: теория автоматического управления, методы оптимального управления, синтеза и анализа непрерывных и дискретных систем, методы математического программирования, методы проектирования программного обеспечения и проектирования баз данных, теория вероятностей и математическая статистика, методы имитационного моделирования.

Моделирование производственных процессов и системный анализ проводились с использованием профессиональных математических пакетов (MatLab, MathCad, MS Excel, STATISTICA).

К защите представляется

Разработанная новая концепция автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизации информационного обеспечения системы управления определяет стратегию текущей оперативной коррекции расхода компонентов асфальтобетонной смеси по результатам контроля качества компонентов и готовой асфальтобетонной смеси, по фактическим расходам компонентов в текущий, и предшествующие моменты времени. Эта стратегия должна обеспечивать максимум прочности асфальтобетонной смеси при допустимом значении остаточной пористости и выполнении других ограничений в соответствии с ГОСТами.

В ходе исследований и разработок по реализации этой концепции получены: Структура многоконтурной иерархической системы автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода, обеспечивающей компенсацию вариации контролируемых и неконтролируемых воздействий на технологический процесс производства асфальтобетонной смеси.

Модель и результаты ее исследования управляемого процесса формирования качества асфальтобетонной смеси с учетом динамических и статистических характеристик возмущающих воздействий, основных параметров информационного обеспечения процессов управления набор контролируемых параметров для оперативного управления производством точность и частота контроля длительности операций контроля

Система автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода, ее структура и алгоритмы.

Личный вклад автора

Личный вклад автора состоит в разработке имитационной модели управляемого процесса формирования качества асфальтобетонной смеси с учетом характеристик возмущающих воздействий и основных параметров информационного обеспечения процессов управления, обобщении и анализе результатов моделирования, разработке системы автоматизации. Роль научного руководителя д.т.н., профессора Попова В.П. заключалась в постановке задачи, согласовании плана исследований и участии в анализе результатов.

Научная новизна

Впервые предложена концепция автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизации информационного обеспечения системы управления. Оперативная компенсация вариации параметров осуществляется с использованием распределенной системы многоконтурного автоматизированного управления с текущей оперативной оценкой динамических характеристик технологических процессов производства асфальтобетонной смеси.

Научную новизну работы так же определяют:

Разработанные методы и система автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода, обеспечивающая максимальное качество и снижение вариации свойств асфальтобетонной смеси.

Имитационная модель управляемого технологического процесса производства асфальтобетонной смеси и результаты исследований. Эта модель состоит из четырех подмоделей - подмодель технологического процесса и его операций, подмодель системы управления производством асфальтобетонной смеси, подмодель систем контроля и подмодель формирования свойств компонентов асфальтобетонной смеси и возмущений, действующих на технологический процесс, динамики показателей, характеризующих гранулометрический состав асфальтобетонной смеси.

Результаты исследований влияния основных параметров информационного обеспечения на эффективность оперативного управления и автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода.

Структура и параметры распределенной комплексной системы автоматизированного управления.

Практическая значимость работы

Результаты выполненных исследований и разработок позволили эффективно решить важную народнохозяйственную задачу -повысить и стабилизировать качество асфальтобетонной смеси:

Разработаны алгоритмы автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода, обеспечивающие максимум прочностных показателей асфальтобетона и компенсацию нестабильного качества компонентов асфальтобетонной смеси, режимов производственного процесса.

Разработанная оригинальная модель, результаты моделирования и исследований влияния основных параметров информационного обеспечения на эффективность оперативного управления и автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода.

Выбран и обоснован комплекс технических и программных средств обеспечивающий реализацию системы автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода.

Материалы диссертации внедрены и используются в учебном процессе в Самарском архитектурно-строительном университете и Московском автомобильно-дорожном институте (ГТУ).

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на научно-технических конференциях СГАСУ и МАДИ (ГТУ) в 2004-2006 годах.

Публикации

По результатам исследований опубликовано 4 печатные работы.

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, приложений, списка использованных источников, насчитывающего 140 наименований, и содержит 231 страницу машинописного текста, 154 рисунка, 26 таблиц.

6. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Анализ состояния проблемы и исследования, проведенные в диссертационной работе, позволили осуществить разработку системы управления производством асфальтобетонной смеси. По результатам проведенных исследований и разработки можно сделать следующие основные выводы:

1. Выдвинутая в диссертации концепция управления производством асфальтобетонной смеси реализована в данной разработке, что подтверждает ее эффективность для стабилизации на высоком уровне качества асфальтобетонной смеси. Предложенная концепция определяет стратегию текущей оперативной коррекции расхода компонентов асфальтобетонной смеси по результатам контроля качества компонентов и готовой асфальтобетонной смеси, по фактическим расходам компонентов в текущий, и предшествующие моменты времени. Эта стратегия должна обеспечивать максимум прочности асфальтобетонной смеси при допустимом значении остаточной пористости и выполнении других, ограничений в соответствии с ГОСТами. Данная концепция базируется на оптимизации информационного обеспечения процесса управления. Предложенный подход позволяет реализовать модульное и поэтапное внедрение системы -управления с учетом того, что частота обновления данных отличается более чем на три порядка.

2. В результате анализа накопленного опыта в области# управления производством асфальтобетонной смеси, изучения материаловедческих аспектов производства асфальтобетонной смеси, собственных разработок автора создана имитационная модель управляемого технологического процесса производства асфальтобетонной смеси. Эта модель состоит из четырех подмоделей - подмодель технологического процесса и его операций, подмодель системы управления производством асфальтобетонной смеси, подмодель систем контроля и подмодель формирования свойств компонентов асфальтобетонной смеси и возмущений действующих на технологический процесс. Имитационная модель реализована в пакете MATLAB.

3. Впервые проведены комплексные исследования влияния таких факторов как точность и частота контроля, длительность операций контроля на эффективность управления производством асфальтобетонной смеси. При этом проведен отбор контролируемых показателей свойств компонентов асфальтобетонной смеси, режимов технологического процесса для целей оперативного управления. В качестве меры эффективности информационного обеспечения предложено использовать коэффициент корреляции между фактическим значением параметра и результатами его измерений. В результате исследований выявлено, что наиболее эффективно для оперативного управления производством асфальтобетонной смеси контролировать такие показатели как гранулометрические характеристики минеральных материалов, вязкость битума, фактические дозы материалов в каждом замесе и прочность асфальтобетонной смеси на сжатие. Разработана модель динамики свойств компонентов асфальтобетонной смеси в которой учитывается как вариация свойств компонентов от партии к партии, так и внутри партии. Проведенные исследования показали, что межпартионная и внутрипартионная вариации могут быть эффективно представлены моделями авторегрессии и соответствующих формирующих фильтров. В пределах одного цикла моделирования моделируются 50 партий компонентов, 50 микропартий свойств компонентов внутри одной партии и по 20 замесов для каждого набора свойств компонентов. Таким образом всего моделируется 50 ООО замесов в одном цикле испытаний. При моделировании влияния ошибки дозирования компонентов на свойства смеси моделировалось 7 наборов ошибок дозирования и соответственно 350 000 замесов.

Результаты моделирования показали значительную вариацию таких важнейших показателей, как площадь поверхности зерен смеси и средняя толщина пленки битума. На вариацию этого параметра наиболее сильное влияние оказывает вариация свойств компонентов, а не ошибки их дозирования.

Проведенный анализ показал, что наиболее эффективной является комбинированная структура системы управления производством асфальтобетонной смеси. Эта структура реализует преимущества способов управления по возмущению и по отклонению. Так контур управления по возмущению, который использует информацию о свойствах компонентов асфальтобетонной смеси для расчета упреждающих воздействий на ТП, повышает скорость реакции системы управления на изменения свойств компонентов. Контур управления по отклонению, который использует информацию о свойствах асфальтобетонной смеси для расчета воздействий на технологический процесс, компенсирующих воздействия неконтролируемых возмущений на технологический процесс. Анализ результатов моделирования показывает, что выражение (4.7) для расчета площади поверхности по результатам рассева минерального материала наиболее эффективно для расчета площади поверхности щебня (коэффициент коррелции достигает 0.99). Для песка значение коэффициента корреляции несколько ниже - 0.89, а для минерального порошка еще ниже - около 0.68. При снижении частоты контроля, значения коэффициента корреляции уменьшается для всех трех зависимостей. С увеличением ошибки контроля коэффициент корреляции так же уменьшается.

Результаты моделирования для прочности асфальтобетона и площади поверхности показывают большую чувствительность к точности контроля, чем к времени измерения. Результаты моделирования управления толщиной пленки битума на поверхности минеральных материалов показывают большую чувствительность для времени измерения гранулометрии компонентов. Но это справедливо только при высокой частоте контроля (для каждой микропартии компонентов). Необходимо отметить высокие затраты машинного времени и памяти при проведении моделирования. Так объем файла с данными достигает 120 Мбайт.

Анализ показал, что на рынке присутствует значительное число современных средств и систем контроля для производства асфальтобетонной смеси. Современные системы контроля позволяют оперативно контролировать все необходимые характеристики и реализовать разработанную концепцию. Так, например, анализаторы формы частиц (Haver & Boecker, Retsch GmbH & Co.KG, Micrometrics GmbH, Beckman Coulter GmbH и др.)позволяют оценивать размеры одновременно по 250 классам крупности. В секунду проводится до 10 тысяч измерений. Количество дозируемого в единицу времени материала, в зависимости от диапазона измерений, составляет от 20 до 10000 г/мин. Такие характеристики позволяют встраивать это оборудование в технологический процесс и оценивать гранулометрию смеси практически в каждом замесе. Это обеспечит значительное снижение вариации свойств асфалтобетоннной смеси.

1. Александров А.Е. Автоматизация управления прочностью бетона. Автореферат канд. Диссертации. М., МАДИ, 1999.

2. Ануфриев И. Е. Самоучитель MatLab 5.3/б.х СПб.: БХВ-Петербург, 2004

3. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. В 2-х т.М.: Мир, 1974.579 с.

4. Бондарев Б.А., Штефан Ю.В. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ВИДА ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ НА СВОЙСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ И ЗАТВЕРДЕВШЕГО КАМНЯ http://conf.bstu.ru/conf/docs/0017/0337.doc

5. Быстро в Н.В. Методические указания к лабораторной работе "Проектирование состава асфальтобетона". М.: МАДИ, 1986. 44 с.

6. В России из-за плохих дорог ежегодно погибают две тысячи человек. NEWSru.com http://www.newsru.eom/russia/21 sep2005/levitin.html

7. В. Березка МО "СОЛЕВ",Армин Роэрль (Armin Roehrl), Стефан Шмидл (Stefan Schmiedl) - Approximity Gmbh,B. Леньшин, В.Куминов -ЗАО "РТСофт". Мир компьютерной автоматизации, №1,2002.

8. Волков М.Н., Борщ И.М., Королев И.В. Дорожно-строительные материалы,- М.: Транспорт, 1965.- 522 с.

9. Волчков С. А. Мировые стандарты управления промышленным предприятием в информационных системах (ERP системах). Воронеж: Международная академия науки и практики организации производства// Организатор производства - 1999 г. -№1- с.43.

10. Воробьев В.А., Горшков В.А., Суворов Д.Н., Каледин А.Н. Динамическое управление прочностью. Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1978 г., N10. С. 54-58.

11. Воробьев В.А., Илюхин А.В. Компьютерное материаловедение композитных материалов и пути его развития. Строительный вестник Российской инженерной академии. Труды секции «Строительство». Выпуск 6. -М., 2005 с. 76-80

12. Воробьев В.А., Кальгин А.А., Марсова Е.В., Попов В.П. Автоматизация технологических процессов производства асфальтобетонных смесей. -Москва, изд-во секции «Строительство» Российской инженерной академии, 2000

13. Воробьев В.А., Суворов Д.Н., Доценко А.И. Тенденции и перспективы автоматизации производства асфальтобетона, ж-л «Известия вузов. Строительство» №8,2005

14. Гезенцвей Л.Б. Асфальтовый бетон. М., Транспорт, 1968.

15. Гладков В.Ю., Павлова Л.Н. СТАНДАРТЫ ИСО И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ // ТРУДЫ ГП РОСДОРНИИ. Вып. 11.-М.: Фирма ВЕРСТКА.- 2003.- С.20-32.

16. Горелышев Н.В. Асфальтобетон и другие битумоминеральные материалы. -М.: Можайск-Тера, 1995.-176 с.

17. Горшков В.А., Касимова Б.Р., Нециевская К.А. Моделирование цифровых систем управления. М.: МАДИ, 1988. 75 с.

18. ГОСТ 11501-78. Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы.

19. ГОСТ 11503-74. Битумы нефтяные. Метод определения условной вязкости.

20. ГОСТ 11504-73. Битумы нефтяные. Метод определения количества испарившегося разжижителя из жидких битумов.

21. ГОСТ 11505-75. Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости.

22. ГОСТ 11506-73. Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару.

23. ГОСТ 11507-78. Битумы нефтяные. Метод определения температуры хрупкости по Фраасу.

24. ГОСТ 11508-74. Битумы нефтяные. Метод определения сцепления битума с мрамором и песком.

25. ГОСТ 11955-82. Битумы нефтяные дорожные жидкие. Технические условия.

26. ГОСТ 12784-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний. Госстрой СССР. Пост. 204 18.10.78.

27. ГОСТ 12801-98. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний.

28. ГОСТ 16557-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Технические условия. Госстрой СССР. Пост. 205 24.10.78.

29. ГОСТ 18180-72. Битумы нефтяные. Метод определения изменения массы после прогрева.

30. ГОСТ 18659-81. Эмульсии битумные дорожные. Технические условия.

31. ГОСТ 22245-90. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия.

32. ГОСТ 23558-94. Смеси щебеночно-гравийнопесчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия. Минстрой России. Пост. 18-1 21.07.94.

33. ГОСТ 25607-94. Смеси щебеночно-гравийнопесчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия. Госстрой России. Пост. 18-45 20.06.94.

34. ГОСТ 30412. Автомобильные дороги и аэродромы. Методы измерения неровностей.

35. ГОСТ 3344-83. Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия. Госстрой СССР Пост. 281 20.10.83.

36. ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.

37. ГОСТ 8269.0-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний.

38. ГОСТ 8269.1-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы химического анализа.

39. ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.

40. ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия.

41. Государственный доклад по безопасности дорожного движения, 2003, сайт ГУГИБДЦ СОБ МВД России, http://www.gibdd.ru/getfile/781

42. Давыдов В.Н. Изготовление изделий из асфальтобетонных смесей. -М.: Издательство АСВ, 2003

43. Джексон Питер «Экспертные системы», Санкт-Петербург, «Вильяме»,2001 -622с

44. Дорожный асфальтобетон / Л.Б. Гезенцвей, Н.В. Горелышев, A.M. Богуславский, И.В. Королев. Под ред. Л.Б. Гезенцвея. М.: Транспорт, 1985.350 с

45. Доценко А.И. Моделирование гранулометрии для системы автоматизированного управления производства асфальтобетона. ж-л «Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века» №9, 2005

46. Доценко А.И. Комплексная система управления производством асфальтобетона, ж-л «Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века» №3,2005

47. Доценко А.И. Моделирование системы автоматизированного управления производством асфальтобетона, ж-л «Транспортное строительство» №10,2005

48. Дьяконов В.П. MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. М.: СОЛОН-Пресс, 2005.

49. ЗАО "Номбус". http://www.nombus.ru/techno/kabina.htm

50. ЗАО «Стройсервис» (Омск) http://lunyov.users.otts.ru/about teltomat.html

51. Золотарев В.А. О вкладе составляющих асфальтобетона в его прочность. // В сб. Повышение эффективности использования материалов при строительстве асфальтобетонных и черных покрытий: Труды Союздорнии. М.: 1989. с.78-84.

52. Изменение № 1 ГОСТ 12801-98. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний.

53. Изменение № 3 ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.

54. Изменение №2 ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия.

55. Ицкович Э. Как выбирать контроллерные средства. Оборудование №8, 2002.

56. Кисилев Д. Водителей прижали к обочине. Газета-Ru. 14.03.2005. http://www.gazeta.rn/2005/03/l 1/оа 15Q959.shtml.

57. Контроль качества асфальтобетона, ООО «Стромрост», http://www.stromros.ru/penobeton/070030050.htm

58. Котлярский Э.В. Строительно-технические свойства дорожного асфальтового бетона. М.: МАДИ, 2004, с. 194.

59. Кретов В.А., Эрастов А.Я. Научное обеспечение федеральной программы "ДОРОГИ РОССИИ": http://www.aha.ru/~rdnii/russ.htm.

60. Кудряков А.И., Аниканова Л.А., Копаница Н.О., Герасимов А.В. "Влияние зернового состава и вида наполнителей на свойства строительных растворов", Журнал "Строительные материалы", № 11, 2001 г., с. 28-29

61. Кутьин Ю.А., Хайрудинов И.Р., Биктимирова Т.Г., Имашев У.Б. Рациональные направления производства дорожных битумов // Башкирский химический журнал. 1996. - Т.З, №3. - С.27-32

62. Лебедев А.Н., Недосекин Д.Д., Стеклова Г.А., Чернявский Е.А.Методыцифрового моделирования и идентификации случайных процессов в информационных системах. Л.: Энергоиздат, 1988.- 65с

63. Лукашевич В.Н. Технология производства асфальтобетонных смесей, оптимизированная по критерию прочностных свойств асфальтобетона. Автореферат докторской диссертации./ Томск. ТГАСУ. 2001

64. Марухин А.В. Автоматизация управления состава асфальтобетонной смеси. Автореферат канд. дис./М.: МАДИ, 1999 г.

65. Милосердии О.Ю. Автоматизация лаборатории асфальтобетонного завода. Автореферат канд. дис./М.: МАДИ, 2004 г.

66. Михайленков С.В. Моделирование информационного обеспечения автоматизации производства асфальтобетонной смесей. //Новые технологии в автоматизации управления: Сб. научн. тр./МАДИ. М.:, 2006. с. 76-79

67. Моделирование и оптимизация управления составом асфальтобетонных смесей / И. Ф. Бунькин, В. А. Воробьев, В.П. Попов и др. М.: Изд-во Российской инженерной академии, 2001. 328 с

68. Национальная программа модернизации и развития автомобильных дорог Российской Федерации до 2025 года. МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА И СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ. http://www.rosavtodor.ru/doc/nacprogr/programma2025.zip

69. Новиков А.Н. Установки для приготовления асфальтобетона. М.: Высшая Школа, 1977. 230 с

70. ООО "АСУ Промвест". http://asupromwest.boom.ru/Article.htm

71. Отчет о реализации подпрограммы "Автомобильные дороги" федеральной целевой программы "Модернизация транспортной системы России (2002-2010 годы)" за 9 месяцев 2002 года

72. Пантелеев Ф.Н. Зависимость показателей свойств дорожного асфальтобетона от методов их определения: Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук / М.: МАДИ, 1940.

73. Попов В.П., Кругликов В.В., Михайленков С.В. Общие принципы оптимизации информационного обеспечения для автоматизации производства строительных смесей. //Методы и модели автоматизации управления: Сб. научн. тр./МАДИ. М.:, 2006. с. 157-162

74. Попов В.П., Михайленков С.В. Общие принципы оптимизации информационного обеспечения управления производством асфальтобетона.

75. Строительный вестник Российской инженерной академии. Труды секции «Строительство». Выпуск 7. М., 2006 с. 205-208

76. Попов В.П. Разрушение бетонов, работающих в условиях циклического замораживания. Дис. канд. техн. наук. М., МАДИ, 1986

77. Попов В.П., Давиденко А.Ю. Об одном из критериев оценки эффективности действия химических добавок. Строительный вестник Российской инженерной академии. Труды секции «Строительство». Выпуск 6. М., 2005 с. 113-115

78. Попов В.П., Комохов П.Г. Энергетические и кинетические аспекты механики разрушения бетона Самара, Изд-во РИА, 1999. -111 с

79. Праг, Керриен., Ирвин, Мишель Р. Библия пользователя Access 97.: Пер. с англ.К.: Диалектика, 1997.768 с.

80. ПРОМЭЛЕКТРОНИКА. http://www.intma.ru/terininal.shtml

81. Рамзес Б.Я., Нисневич M.JL Контроль качества щебня, гравия и песка для строительных работ. М.: Стройиздат, 1963.192 с.

82. Римкевич С.В. Распределенная система автоматизированного управления производством асфальтобетона. Автореферат канд. Диссертации. М., МАДИ, 2005

83. Римкевич С.В., Суворов Д.Н. Распределенные системы управления в производстве асфальтобетона. «Прогрессивные технологические процессы в строительстве» труды секции «Строительство» российской инженерной академии, выпуск 4, М.: 2003.

84. Рокас С.Ю. Статистический контроль качества в дорожном строительстве. М.: Транспорт, 1977. 152 с.

85. РОСАВТОДОР Итоги исполнения федерального бюджета за 2002 год и задачи на 2003 roj.http://exkavator.ru/main/information/inf news

86. Рыбьев И.А. Асфальтовые бетоны. М.: Высшая школа, 1969. 398 с.

87. Рыбьев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1978.309 с.

88. Сайт «Испытательное и лабораторное оборудование», ООО «Фирма «ТОЧМАШ», http ://www.tochmash ,ru/

89. Сайт «Оборудование для контроля качества строительных и дорожных материалов // Лабораторное оборудование и приборы», ЗАО «ЛОиП», http://www.loip.ru/catalogue/buildern.php

90. Сайт АО «Интроскоп», http://www.introscop.narod.ru/page/Frame.htm

91. Сайт завода «Молния», г. Омск, www.molnya.ru

92. Сайт ЗАО «ЛАБО», http://www.labo.ru/

93. Сайт ИТЦ «ЛаборКомплектСервис», http://www.laborant.ru/index.htm

94. Сайт Компании «ЛИНОлаб», http://www.linolab.ru/

95. Сайт компании «Эталон»: http://www.etalon.inc.ru/

96. Сайт фирмы «KHLAUS ELECTRONICS»:http://khalus.com.ua/kh/

97. Сайт фирмы «RECLINK»: http://reclink.6.coml.ru/product/falcom/ll.htm.

98. Сиденко В.М., Рокас С.Ю. Управление качеством в дорожном строительстве. М.: Транспорт, 1981. 252 с.

99. Слюняев И.«Состояние автомобильных дорог в России» Москва, Финансовые известия, 2001

100. Соколов Ю.В. Проектирование состава дорожных асфальтобетонов. -Омск, СибАДИ, 1979, 96 с.

101. Суворов Д.Н., Михайлова Н.В. Автоматизация лабораторного контроля завода ЖБИ //Автоматический контроль и управление технологическими процессами в строительном производстве: Сб.научн.тр./МАДИ. М.:, 1987. с. 46-50.

102. Суворов Д.Н. Теоретические основы, разработка и создание комбинированной системы управления прочностью бетона для заводов ЖБИ//Дис. доктора техн. наук М., МАЛИ, 1991

103. Шестаков В.Н., Пермяков В.Б., Ворожейкин В.М. Технологическое обеспечение качества строительства асфальтобетонных покрытий. Метод. Рекомендации. Омск: Изд-во СибАДИ, 1999. - 240 с.

104. Шестоперов С.В. Дорожно-строительные материалы. Ч. 1,- М. Высшая школа, 1976, -256 с. v

105. Экспертные системы. Принципы работы и примеры: Пер. с англ. / А. Брукинг, П.Джонс, Ф.Кокс и др. М.: Радио и связь, 1987. - 224 с.

106. Aikins J.S. and etc. "PUFF: an expert system for interpretation of pulmonary function data", MA, Addison-Wesley, 1984

107. Bikerman J.J. The fundamentals of taching adhesion (47-1) Jornal of Colloidal Scionce Vol. 2.1947. p. 183

108. Dotsenco A., Konevski В., Bobilev L. Entwicklungsperspektiven fur Bodenverdichtugsmaschinen. Techniche Information. Fachtagung Baustrassen November, 1976

109. Emery, J. J. A Simple Test Procedure for Evaluating the Potential Expansion of Steel Slag. McMaster University, Hamilton, Ontario, September 1974.

110. F35 Evaluation BoardStarting Guide: HTTP://WWW.FALCOM.DE/119. f35xxl hardware description: HTTP://WWW.FALCOM.DE/

111. Gandhi, P.M. and Lytton, R.L., "Evaluation of Aggregates for Acceptance in Asphalt Paving Mixtures," Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 53,1984.

112. Gandhi, P.M. and Lytton, R.L., "Evaluation of Aggregates for Acceptance in Asphalt Paving Mixtures," Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 53,1984.

113. Guide pour le controle du compactage des couches de chaussees. S.E.T.R.A., LCPC, 1998

114. Hanna, A.N., Tayabji, S.D. and Miller, J.S., "SHRP-LTPP Specific Pavement StudiesFive-year Report," SHRP-P-395, Strategic Highway Research Program, Washington, D.C., 1994.

115. Hveem, F. N., and Smith, T. W. A Durability Test for Aggregates. Highway Research Record 62,1964.

116. Kandhal, P. S., Khatri, M. A., and Motter, J. B. Evaluation of Particle Shape and Texture of Mineral Aggregates and Their Blends. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 61,1992.

117. Kandhal, P. S., Motter, J. В., and Khatri, M. A. Evaluation of Particle Shape and Texture: Manufactured Versus Natural Sands. Transportation Research Record 1301,1991.

118. Keyser J.H., Gilbert P. Permeability of bituminous mixtures. Proceeding of the 16 Th Annual Conference of Canadian Technical Asphalt Association. Monreal, 1971, Volume XVI.- p. 251-285

119. Krenkler K. Bitumen. // Jeere, Asphalle, Peche. — 1955. — №9, — 295c

120. LCPC-SETRA. Cataloque des degradations de chausses. Minister de l'equipement, 1992

121. Le compactage Les couches de chausses et le compactage par vibration.-«Chantiers Magazine» 1975, n°61 p. 53-56

122. Lionel M. Annual conference of Canadian Technical Asphalt Association. Toronto, 1975, Volume XX. p. 235-236.

123. Lucas I. Caracteristiques de surface de chausses. Etat actuel des travaux en France. Bull, liaison Labo. P. et ch., 110, 1980

124. Micro Automation A&D AS SM8. http://www.automation-drives.ru

125. Mossing Edgar W. Vibrations verdichtung von bituminosen Decken und Belagen "Baurndustrue", 1976,20, N 9. p. 8-11

126. Note technique complementaire au guide pour le controle du compactage des couches de chaussees. S.E.T.R.A., LCPC, 1998

127. Orchard D. Concrete Technology, Properties and testing of aggregates, London, V3,1976, p. 281

128. SIEMENS. Automation and Drivers, http://www.automation-drives.ru

129. SIMATIC S7-200 семейство микроконтроллеров. http://www.automation-drives.ru

130. SIMATIC. Комплексная автоматизация производства. Каталог ST 50. http://www.automation-drives.ru140. www.e-concrete.ru8. ПРОИЛОЖЕНИЯ