автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация промышленного производства асфальтобетонной смеси
Автореферат диссертации по теме "Автоматизация промышленного производства асфальтобетонной смеси"
ХАКИМОВ ЗАУР ЛЕЧЧИЕВИЧ
Автоматизация промышленного производства асфальтобетонной смеси
Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами производствами (промышленность)
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
2 5 АВГ 2011
Москва 2011
4852301
Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ)
Научный руководитель - Доктор технических наук, профессор
Суворов Дмитрий Наумович
Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор
Строганов Виктор Юрьевич Кандидат технических наук, профессор Тихонов Анатолии Федорович
Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук Комплексный научно-исследовательский институт РАН (КНИИ РАН), г. Грозный.
Защита состоится «15» сентября 2011 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.05 в Московском автомобилыю-дорожном государственном техническом университете (МАДИ), по адресу: г. Москва, Ленинградский просп., д.64, ауд.42.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ).
Автореферат разослан «13» августа 2011г.
Отзыв ка автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета института.
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат технических наук, доцс;:т
Михайлова Н.В.
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы
Асфальтобетон, как в России, так и за рубежом является основным материалом для устройства покрытия автомобильных дорог. Интегральным показателем качества покрытия автомобильной дороги может являться срок службы покрытия. Дорожное полотно в России «живет» существенно меньше, чем в странах с аналогичными климатическими условиями. Такая ситуация неприемлема. Важнейшее значение для качества и долговечности покрытия дороги имеет качество асфальтобетонной смеси и асфальтобетона.
Автомобильные дороги являются важнейшим элементом транспортной системы Чеченской Республики, оказывающим огромное влияние на социальное и экономическое развитие страны. Вместе с тем, состояние дорог Чеченской Республики, после военных действий стало проблемой, требующей в настоящее время неотложного решения для скорейшего выхода республики из кризиса и обеспечения экономического развития. Безнадежно работающей, экономичной, безопасной и экологически чистой сети автомобильных дорог, ориентированной на интересы пользователей Республики, будут невозможны процессы радикальной перестройки экономической и социальной сферы, формирование рыночных отношений в промышленности и сельском хозяйстве.
Поэтому стабилизация свойств асфальтобетонной смеси на заданном уровне имеет большое значение, а задача разработки системы оперативного управления промышленным производством асфальтобетонных смесей является весьма актуальной.
Цель работы
Создание методологической основы для управления свойствами асфальтобетонной смеси на выходе асфальтобетонного завода за счет автоматизации производства и оперативного управления составом.'
Для достижения поставленной выше цели решены следующие задачи: • Проведен анализ технологического процесса производства асфальтобетонной смеси, как объекта управления. Оценено влияние основных факторов на качество асфальтобетонной смеси и готового асфальтобетонного покрытия. Проанализирован опыт создания и применения систем управления в производстве асфальтобетона и смежных отраслях.
• Разработаны общие принципы построения системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси. Выдвинута общая концепция, системы управления рецептурой асфальтобетонной смеси. Выявлены контролируемые и управляемые параметры процесса и разработана система моделей процессов для различных уровней иерархии систем управления. Разработана обобщенная структура системы управления рецептурой асфальтобетонной смеси. Разработаны необходимые модели.
• Проведены исследования технологического процесса и систем оперативного управления производством асфальтобетонной смеси. Проведено моделирование влияния свойств компонентов смеси и параметров технологического процесса на качество асфальтобетонной смеси. Исследованы совместно модели производственного процесса и системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси.
• Разработана система оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси. Сформулированы задачи и критериальные функции системы управления. Выбраны и обоснованы технические и программные средства, информационное и методическое обеспечение системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси. Разработаны необходимые алгоритмы, и базы данных комплексной системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси.
• Исследована эффективность разработанной системы оперативного управления. Исследовано влияние разработанной системы управления на качество готовой асфальтобетонной смеси. Оценены перспективы применения системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси на АБЗ России.
Методы исследования
Результаты диссертационной работы получены на основе комплексного использования методов теории автоматического управления, теории вероятности и математической статистики, оптимальных систем и математического моделирования. Моделирование производственных процессов и системный анализ проводились с использованием профессиональных математических пакетов (Ма1ЬаЬ, М8Ехсе1, БТАТШТЮА).
К защите представляются
• Комплекс математических моделей, включающий в себя, модели свойств компонентов асфальтобетонной смеси, модели технологического процесса, модели формирования свойств готовой асфальтобетонной смеси, модели системы контроля для решения задач управления, модели собственно системы управления и модели возмущения действующего на технологический процесс.
• Результаты исследований разработанных моделей и их взаимодействия, анализ полученных результатов и разработанная на этой основе система оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси, обеспечивающая эффективное управление промышленным производством асфальтобетонной смеси.
• Разработанная система управления промышленным производством асфальтобетонной смеси путем оперативного управления рецептурой смеси, разработанные принципы управления, методы и алгоритмы.
Научная новизна работы
Впервые предложена концепция управления промышленным производством асфальтобетонной смеси путем оперативного управления рецептурой смеси: на основе оперативного контроля гранулометрии компонентов асфальтобетонной смеси рассчитываются гранулометрия смеси и площадь поверхности зерен смеси с дифференциацией по гранулометрии. На основе этих данных рассчитываются:
• Необходимая коррекция рецептуры для поддержания заданной гранулометрии смеси.
• Необходимая коррекция расхода битума с учетом фактической гранулометрии смеси и требуемой вариации толщины пленки битума в зависимости от размеров зерен и свойств самого битума.
Научную новизну работы так же определяют:
• Разработанные методы и система автоматизированного управления, обеспечивающие минимум вариации показателей качества асфальтобетонной смеси на выходе асфальтобетонного завода.
• Результаты исследований и моделирования динамики показателей, характеризующих гранулометрический состав асфальтобетонной смеси и ее компонентов.
• Результаты исследований динамических характеристик возмущений, воздействующих на технологические процессы в производстве асфальтобетонной смеси.
• Структура системы автоматизированного, управления составом асфальтобетонной смеси, которая обеспечивает оперативную идентификацию параметров и моделей для целей управления.
Основные положения, выносимые на защиту
• Общая концепция автоматизации промышленного производства асфальтобетонной смеси с оптимизацией по гранулометрическим свойствам минеральных материалов и свойствами битума.
• Комплекс математических моделей, включающий в себя, модели свойств компонентов, технологического процесса, формирования свойств готовой асфальтобетонной смеси, системы контроля и управления, и модели возмущения.
• Система управления промышленным производством асфальтобетонной смеси путем оперативного управления рецептурой смеси, разработанные принципы управления, методы и алгоритмы.
Практическая значимость работы
Разработанная система управления промышленным производством асфальтобетонной смеси путем оперативного управления рецептурой смеси является эффективным средством повышения и стабилизации качества готовой смеси. Возможность динамической адаптации моделей и параметров системы управления обеспечивает возможность ее широкого внедрения на различных асфальтобетонных заводах.
Внедрение результатов исследований на АБЗ ГУДП «Асфальт-2» Министерства автомобильных дорог Чеченской Республики (МАД ЧР) г. Грозного позволило проверить на практике основные результаты исследований и способствовало снижению вариации качества асфальтобетонной смеси. Достигнута более стабильная гранулометрия смеси и прочность асфальтобетона.
Апробация результатов
Основные научные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на:
• 67 и 68 научно-методических конференциях МАДИ (2009 - 2010г.);
• 30-й Московской международной выставке «Образование и карьера - . XXI век». Москва 2009 г.
• Юбилейной международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в производстве, науке и образовании» посвященной 90-летию Грозненского государственного нефтяного института им. акад. М.Д. Миллионщикова (ГГНИ), Грозный 2010 г.
Публикации
Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9 печатных работах.
Объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, приложений и списка литературы. Работа изложена на 222 страницах машинописного текста, содержит 190 рисунков, 13 таблиц. Список литературы включает 101 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение
Во введении обоснована актуальность исследований, сформулирована цель и задачи исследований, сформулирована научная и практическая новизна выполненных исследований.
В первой главе проводится анализ перспективы применения асфальтобетона, рассматриваются дефекты асфальтобетонного покрытия автомобильных дорог и их причины.
На автомобильный транспорт приходится 47,3% выполненного объема коммерческих перевозок грузов, причем удельный вес перевозок железнодорожным транспортом в последние годы сокращается, а автомобильным транспортом растет, что свидетельствует о повышении конкурентоспособности автомобильного транспорта на определенных сегментах рынка транспортных услуг.
К сожалению, до настоящего времени не завершено формирование опорной сети федеральных автомобильных дорог, связывающей все регионы России. Нормативным требованиям соответствует лишь 37% федеральных и 41% региональных и межмуниципальных дорог.
На качество готового асфальтобетонного покрытия автомобильной дороги влияет большое число факторов. Технологическая цепочка от проектирования автомобильной дороги до уплотнения готового покрытия и любое ее звено влияют на конечное качество асфальтобетонного покрытия.
. Технологические методы повышения и стабилизации качества готовой асфальтобетонной смеси давно входят в сферу интересов ведущих ученых, среди которых можно выделить Гезенцвейя Л.Б., Горелышева Н.В., Королева И.М., Котлярского Э.В., Рыбьева И.А., Радовского Б.С., Ребиндера П.А., Рокаса С.Ю., Шестоперова C.B., Финашина В.Н. и др. Проведены обширные и всесторонние исследования, но, к сожалению, до сих пор в практике отсутствуют зависимости между показателями качества компонентой асфальтобетонной смеси и режимами технологического процесса с качеством готовой асфальтобетонной смеси:
R(t) = f[K(f),TP(t)\. (1)
где /?(£) - показатели качества готовой асфальтобетонной смеси;
K(t) - вектор показателей качества компонентов смеси;
TP(t) - вектор режимов технологического процесса.
Отсутствие зависимостей вида (1) существенно затрудняет управление производственным процессом, так как, невозможно измерив, текущие значения показателей качества компонентов смеси рассчитать и скорректировать рецептуру смеси и режимы технологического процесса.
В этих условия ряд ученых (в первую очередь Воробьев В.А., Горшков В.А., Доценко А.И., Суворов Д.Н.) направили усилия на анализ динамических характеристик показателей качества, В результате проведенных исследований показано, что данные в большинстве случаев автокоррелированы, что создает предпосылки для их прогнозирования. В ряде работ предлагается стабилизировать толщину пленки битума на зернах минеральных материалов, однако в этих работах толщина пленки битума принимается равной для всех зерен вне зависимости от их размера.
В настоящее время в производстве асфальтобетонной смеси практически все технологические операции автоматизированы. Одним из наиболее эффективных методов повышения качества информационного обеспечения процессов управления является автоматизация процессов контроля и обработки информации для лаборатории АБЗ. Воробьев В.А., Бунькин И.Ф., Милосердии
О.Ю., Михайлова Н.В., Суворов Д.Н. решали вопросы автоматизации технологических процессов лаборатории АБЗ,
Для описания динамики контролируемых параметров предлагается модель авторегрессии второго порядка (АР(2)):
А'[и] = и[п] - а, х[п -1] - а,х[и - 2], (2)
где х[п]- последовательность на выходе фильтра - изменение конкретного показателя качества материала;
и\п\- входная возбуждающая последовательность (центрированный (математическое ожидание равно нулю), нормированный (дисперсия равна единице), некоррелированный импульс типа «белый шум»);
а,,а,- коэффициенты модели динамики изменения показателя качества.
Необходимость в оперативном управлении рецептурой асфальтобетонной смеси возникает из-за непрерывного изменения свойств компонентов асфальтобетонной смеси, которые оказывают неконтролируемое влияние на свойства готовой асфальтобетонной смеси.
При этом могут быть реализованы следующие структуры системы управления:
• По возмущению. Система управления компенсирует отклонения показателей качества компонентов асфальтобетонной смеси.
• По отклонению. Система управления компенсирует отклонения показателей качества готовой асфальтобетонной смеси
• Комбинированная система управления. Сочетает оба метода управления.
Проведенный анализ состояния проблемы позволил поставить цель исследований и сформулировать задачи.
Во второй главе рассматривается влияние управляющего воздействия на качество конечного продукта при управлении любым технологическим процессом.
Пусть на выходе технологического процесса мы имеем готовый продукт с вектором качественных показателей У(0- Готовый продукт создается из компонентов с набором характеристик Х(?)- При этом на технологический процесс действует возмущение . Необходимо так рассчитать управляющее
воздействие Щг), чтобы выход \'(() соответствовал заданию Х(() .Тогда управление «по отклонению» должно соответствовать выражению
Щ/) =>[¥(/) -Ъ{Щ, (3)
управление «по возмущению»
Щ) = (р[со{Х{1))~Ъ{1)}, (4)
и комбинированная структура САУ
исо=<р[(о{х{ о) - т; т - т]. (5)
Таким образом, в соответствии с выражениями (3) - (5), необходимо иметь аналитическую зависимость между качеством готовой продукции и управлением Щ/), или между отклонением свойств компонентов Х(7) и отклонением качества готовой продукции У(/)и управлением 11(0, или обе эти связи для комбинированной системы управления.
у{1)=/{ит (6)
= (7)
Зависимости (6) и/или (7) должны быть известны до построения САУ. В противном случае невозможно рассчитать необходимое управление. Соответствующие зависимости должны быть известны из технологии. Однако необходимые зависимости в технологии асфальтобетона отсутствуют.
Таким образом, концепция построения системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси формулируется в следующем виде:
На основе оперативного контроля гранулометрии компонентов асфальтобетонной смеси рассчитываются гранулометрия смеси, площадь поверхности зерен смеси с дифференциацией по гранулометрии. На основе этих данных рассчитывается:
• необходимая коррекция рецептуры для поддержания заданной гранулометрии смеси.
• Необходимая коррекция расхода битума с учетом фактической гранулометрии смеси и вариации толщины пленки битума.
Такой подход позволяет оперативно управлять двумя параметрами -гранулометрией смеси, поддерживая ее на требуемом уровне, и поддерживать на оптимальном уровне количество битума в каждом замесе.
Таким образом, общая структура системы управления (Рис. 1) включает в себя следующие элементы:
• Подсистему сбора данных о параметрах компонентов асфальтобетонной смеси, технологического процесса и готовой асфальтобетонной смеси.
• Подсистему моделирования, которая на основе собранных данных обеспечивает прогнозирование необходимых параметров на период управления.
• Собственно подсистему управления, которая обеспечивает оперативное управление рецептурой асфальтобетонной смеси с целью стабилизации на заданном уровне показателей качества готовой асфальтобетонной смеси.
• Управляющим воздействием является изменение рецептуры асфальтобетонной смеси.
Подсистема формирования управляющих воздействий (Рис. 2). Модель формирования свойств смеси использует известные и найденные в ходе моделирования аналитические и регрессионные модели для расчета текущей оценки свойств асфальтобетонной смеси.
Подсистема оперативного моделирования оценивает динамические характеристики возмущения и формирует его прогноз на текущий цикл управления.
Характеристики, полученные в этих блоках, позволяют оценить свойства смеси на текущий цикл управления.
Рассчитанные свойства смеси сопоставляются с требуемыми характеристиками смеси (информация из базы данных) и используются для расчета управляющих воздействий.
Рис. 1. Общая структура системы управления
. Динамика свойств компонентов асфальтобетонной смеси определяется следующими факторами:
• Частотой поставок соответствующего компонента. Естественно, что свойства компонентов в различных поставках отличаются. Вклад этой составляющей будем называть межпартионной вариацией.
• Вариацией свойств компонентов внутри одной поставки. Вклад этой составляющей будем называть внутрипартиошюй вариацией.
Традиционный контроль качества компонентов асфальтобетонной смеси отражает динамику свойств компонентов от поставки к поставке. Внутрипартионная составляющая вариации на существующих АБЗ не контролируется.
Проведенный анализ показывает, что реально в необходимом темпе могут контролироваться следующие показатели:
• Гранулометрия минеральных компонентов
• Гранулометрия минерального порошка
• Текущие фактические расходы компонентов для каждого замеса асфальтобетонной смеси.
• Характеристики битума (в первую очередь вязкость)
• Прочность асфальтобетонной смеси на сжатие при 50 °С - Я50.
Для исследования работы измерительной системы разработана модель процесса измерений с использованием пакета ЭишИпк МАТЬАВ
Plie. 2. Структура подсистемы формирования управляющих воздействий
При моделировании гранулометрии минеральных материалов для более объективного выбора моделируемого закона распределения необходимо перестроить графики гранулометрии для песка, щебня и минерального порошка в равномерной системе координат по оси абсцисс. При этом необходимо последовательно решить следующие задачи:
• Выбор вида закона распределения;
• Выбор параметров закона распределения;
• Оценка адекватности выбранного закона распределения.
Анализ вида рассева минеральных материатов для щебня, песка и минерального порошка показывает, что наиболее вероятными кандидатами на дальнейшие исследования являются распределения Вейбула, Гамма и экспоненциальное. В результате анализа получены численные значения параметров распределения Вейбула для моделирования гранулометрического состава песка, щебня и минерального порошка.
Оценка необходимого количества циклов моделирования. Рассмотрим годовой период моделирования. При этом примем, что поставки всех компонентов смеси осуществляются 2 раза в месяц. Тогда получаем 24 партии поставок компонентов смеси. Примем, что внутрипартионная составляющая постоянна на интервале времени 1 час. Тогда для каждой партии получим
24*15=360 микропартий для каждой поставки компонентов.. Для каждой микропартии моделируем по 10 циклов дозирования (или 10 замесов) минеральных компонентов. Тогда получим всего 24*360*10 = 86 400 циклов моделирования гранулометрии каждого минерального компонента.
Разработана модель управляемого технологического процесса и системы управления им, которая состоит из взаимосвязанных подмоделей формирования показателей качества компонентов асфальтобетонной смеси, собственно технологического процесса, системы контроля, системы управления, формирования возмущения, действующего на технологический процесс.
В третьей главе проводится исследование производственного процесса и системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси. Рис. 3 показывает пример фрагмента данных по гранулометрии минерального порошка. Потенциальную эффективность управления производством асфальтобетонной смеси показывает вариация расчетной коррекции расхода битума при стабильной и дифференцированной толщине пленки битума. При стабильной толщине пленки битума работа САУ эффективна и расчетная оперативная коррекция составляет ±30-40% Управление для дифференцированной толщины пленки битума в зависимости от размеров зерен минеральных материалов так же более эффективно. Однако положительный эффект несколько менее значительный. Это объясняется меньшей чувствительностью расхода битума к отклонениям площади поверхности минерального порошка, так как толщина пленки на его зернах примерно в 100 раз меньше, чем на зернах песка и в 300 раз меньше чем на зернах щебня. Требуемая коррекция расхода битума для такого варианта САУ достигает ±20-25%.
Рисунки (Рис. 4 - Рис. 5) показывают влияние точности и периодичности контроля параметров на среднее значение стандартного отклонения фактического значения площади поверхности минерального порошка от измеренного значения. Как и следовало ожидать увеличение ошибок измерения, повышение периода контроля и увеличения длительности контроля ухудшают качество измерений.
Рис. 3. Пример обработки данных о минеральном порошке
В условиях моделирования невозможно имитировать все многообразие возможных ситуаций, которые возникают на практике. С другой стороны, в соответствии с разработанными алгоритмами в системе управления везде, где это, возможно, реализуются адаптивные алгоритмы управления. Так, например, при решении задачи прогнозирования на каждом шаге прогнозирования в момент времени / последовательно решаются следующие задачи:
• Определяется оптимальная структура модели прогнозирования. Например, порядок модели авторегрессии АР (р).
• Осуществляется расчет параметров модели авторегрессии для момента времени ( .
• На имеющихся данных осуществляется прогнозирование с использованием вычисленных параметров для моделей различного порядка.
• Выбирается та модель, которая в момент времени t дает на имеющихся данных минимальное значение ошибки прогноза.
Таким образом, осуществляется оперативная адаптация модели к изменяющимся характеристикам процесса.
В четвертой главе выдвинута общая концепция построения системы управления промышленным производством асфальтобетонной смеси, разработаны модели, получены результаты моделирования, которые позволяют перейти к следующему этапу - разработке собственно системы управления..
По функциональному принципу в системе управления можно выделить следующие основные блоки (Рис. 6):
• Блок получения информации
• Блок обработки данных
• Блок собственно управления
• Блок хранения данных
• Блок взаимодействия с другими элементами САУ
• Блок взаимодействия с пользователем
• Блок перспективных исследований
Среди всего многообразия приборов и технических средств контроля мы далее будем рассматривать только оборудование для автоматизированного контроля гранулометрии, так как именно это, новое для завода АБЗ, оборудование необходимо для реализации предлагаемой системы управления.
ООО «TEJIECEH» (г. Екатеринбург) предлагает к внедрению программно-технический комплекс (ПТК), который представляет собой комплект технических и программных средств обработки визуальной информации, обеспечивающий определение гранулометрического состава исследуемого продукта. Аналогичные продукты предлагают и зарубежные фирмы:Ма1\'егп Instruments (Великобритания), Haver& Boecker, Retsch GmbH & Co.KG, Micrometrics GmbH, Beckman Coulter GmbH и др.
В соответствии с представленной выше структурой САУ для реализации системы управления необходимы достаточно сложные вычислительные процедуры. С другой стороны такая сложная и адаптивная система управления не может быть спроектирована сразу и окончательно без тонкой подстройки в период эксплуатации. Для исследования и разработки системы управления использован пакет MATLAB фирмы "TheMath Workslnc.". Для реализации САУ использован тот же пакет программных средств. Это позволяет использовать алгоритмы и программы, разработанные для моделирования и в САУ.
Средавелнладнмистандартного площади поверхности МР ог фактического
Рис. 4. Среднее значение стандартного отклонения площади поверхности МР от фактического (погр. измерения 0%)
Среднее значений стандартного цттттл гкткр*»тсш Щ» от фа^чйсхога
МР от фактического (погр. измерении 4%)
В пятой главе как показали результаты моделирования, на эффективность системы управления влияют организационные причины и технологические факторы. Степень их влияния весьма различна, а многообразие возможных сочетаний не позволяет полностью оценить все возможные комбинации. Поэтому следует проанализировать важнейшие факторы. В работе исследовано влияние параметров системы контроля и точности дозирования компонентов на эффективность управления (Рис. 7). Эффективность подобных систем управления тем выше, чем в более тяжелых начальных условиях находится предприятие. Но это конечно не означает, что для современных, хорошо оснащенных предприятий внедрение системы управления неэффективно.
1 г
ч г
Блок взаимодействия с пользователем
Блок хранения данных
2 х
Блок перспективных л \ Блок обработки n Блок получения
исследований Ы V данных \г..... V информации
о Ч У •Ь
Блок собственно Л. л Блок взаимодействия с другими элементами САУ
управления ...... ✓
Локальные САУ
Компоненты смеси
-¡\/ Технологический 'Л процесс
Готовая смесь
Лаборатория АБЗ
Рис. 6. Общая структура САУ
Для любого предприятия достигается положительный эффект из-за следующих свойств системы управления:
• Обеспечивается современный анализ данных (свойства компонентов асфальтобетонной смеси, результаты контроля качества готовой асфальтобетонной смеси, параметры технологического процесса)
о Полная статистическая обработка данных с получением основных статистических характеристик (математическое ожидание, стандартное отклонение, вариация). При этом важно, что все данные синхронизированы во времени, о Анализ динамических характеристик данных (автокорреляционные
функции, модели временных рядов и фильтров, прогнозирование) о Анализ возмущений действующих на производственный процесс.
• Предприятие оказывается готовым к внезапному существенному изменению условий его работы. При этом реализуется оптимальная стратегия действий.
• Все рекомендации системы управления документируются и доступны для последующего анализа.
• Появляется возможность решать широкий круг дополнительных задач:
Зффе«аи8иос(|. *праал(жмв г^знАЛИТщльиоЕТИИашрзпа Тк = ТС, ['««иве!
ч о
Рис. 7. Эффективность управления при длительности контроля 10 , [замес].
Внедрение результатов исследований на АБЗ Г'УДП «Асфальт-2» Министерства автомобильных дорог Чеченской Республики (МАД ЧР) г. Грозного подтвердило на практике основные результаты исследований.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
Анализ состояния проблемы и исследования, проведенные в
диссертационной работе, позволили осуществить разработку системы оперативного управления промышленным производством асфальтобетонной смеси. По результатам проведенных исследований и разработки можно сделать следующие основные выводы:
1. Проведенный анализ позволил сформулировать общую концепцию оперативного управления качеством асфальтобетонной смеси на выходе асфальтобетонного завода. На основе оперативного контроля гранулометрии компонентов асфальтобетонной смеси рассчитываются гранулометрия смеси, площадь поверхности зерен смеси с дифференциацией по гранулометрии. На основе этих данных рассчитывается: необходимая
коррекция рецептуры для поддержания заданной гранулометрии смеси; необходимая коррекция расхода битума с учетом фактической гранулометрии смеси и вариации толщины пленки битума. Такой подход позволяет оперативно управлять двумя параметрами - гранулометрией смеси, поддерживая ее на требуемом уровне, и поддерживать на оптимальном уровне количество битума в каждом замесе.
2. В результате анализа опыта в области управления производством асфальтобетонной смеси, изучения материаловедческих аспектов производства, собственных разработок автора создана модель управляемого технологического процесса производства асфальтобетонной смеси. Эта модель состоит из пяти подмоделей: модель технологического процесса и его операций, модель системы управления производством асфальтобетонной смеси, модель систем контроля, модель формирования свойств компонентов асфальтобетонной смеси и возмущений, действующих на технологический процесс, и модель связи свойств компонентов смеси и режимов технологического процесса с качеством готовой асфальтобетонной смеси. Все модели реализованы в пакете МАТЬАВ. Использование разработанных моделей позволило осуществить разработку системы управления и всесторонне ее исследовать. В пределах одного цикла моделирования моделируются 24 партии компонентов, 360 микропартий свойств компонентов внутри одной партии и по 10 замесов для каждого набора свойств компонентов. Таким образом, всего моделируется 86 400 замесов в одном цикле испытаний. При моделировании влияния ошибки дозирования компонентов на свойства смеси моделировалось 6 наборов ошибок дозирования и соответственно всего 518400 замесов. Анализ результатов моделирования показал адекватность разработанной модели реальному технологическому процессу.
3. Проведенный анализ показал, что для моделирования гранулометрических характеристик всех минеральных компонентов наиболее эффективно использование функции распределений Вейбула.
4. Результаты моделирования изменения эффективности оценки точности контроля функции распределения размеров зерен смеси в зависимости от периодичности контроля и от ошибки дозирования компонентов показывают, что в соответствии с разработанным критерием оценка
эффективности измерений ухудшается до периода контроля в 150 замесов, а далее стабилизируется. С увеличением ошибки дозирования значение критерия ухудшается линейно. Аналогичные, характеристики и для оценки гранулометрии минерального порошка, песка и щебня.
5. Результаты выполненных исследований позволяют детально поставить задачи разработки системы управления промышленным производством асфальтобетонной смеси. При этом разработаны, как общие задачи системы управления, так и отдельные подзадачи системы управления качеством, управления производством, задачи оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси и задачи взаимодействия отдельных подсистем. В работе представлены основные алгоритмы как моделирования объекта управления и системы управления им, так и алгоритмы собственно системы управления.
6. Результаты моделирования работы системы управления толщиной пленки битума (при условии равенства толщины пленки для всех минеральных компонентов вне зависимости от их размеров) показало, что при сохранении среднего значения толщины пленки размах отклонений для управляемого процесса существенно уже. Особенно заметен эффект для максимальной толщины пленки. Кроме того увеличение погрешности дозирования компонентов вызывает линейное повышение размаха отклонений, а для управляемого процесса эта зависимость практически отсутствует. Требуемая коррекция расхода битума достигает ±30-40%.
7. Управление для дифференцированной толщины пленки битума в зависимости от размеров зерен минеральных материалов так же более эффективно. Однако положительный эффект несколько менее значительный. Это объясняется меньшей чувствительностью расхода битума к отклонениям площади поверхности минерального порошка, так как толщина пленки на его зернах примерно в 100 раз меньше, чем на зернах песка и в 300 раз меньше чем на зернах щебня. Требуемая коррекция расхода битума для такого варианта САУ достигает ±20-25%.
8. Для обеспечения преемственности программного обеспечения на этапе постановки задач исследования, разработки моделей процессов и систем, исследования этих моделей и системы управления использован пакет MATLAB фирмы "TheMath Workslnc.". Использование общего пакета
программных средств, как для моделирования технологического процесса, так и для реализации системы управления им значительно упрощает организацию взаимодействия между этими моделями. Кроме того, значительная часть алгоритмов моделирования используется и в системе управления.
Публикации по теме работы
По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ.
Публикации в изданиях рекомендованных ВАК
1. Хакимов 3.JT., Суворов Д.Н., Чантиева М.Э. Автоматизация оперативного управления гранулометрией и долей битума в производстве асфальтобетонной смеси // Вестник МАДИ (ГТУ). - М.: 2009 г., № 18, С. 106-109
2. Хакимов 3.JL, Чантиева М.Э., Илюхин A.B., Гематудинов P.A., Разработка метода расчета фракционного состава фильтрующих материалов // Вестник МАДИ (ГТУ).- М.: 2009 г., № 19, С. 117-123
3. Хакимов 3.JL, Суворов Д.Н., Гематудинов P.A., Абдулаев З.Я., Разработка принципов и методов управления рецептурой асфальтобетонной смеси на основе компьютерных моделей. // Вестник МАДИ (ГТУ). - М.: 2010 г., № 23, С. 114-120
Публикации в других изданиях
4. Хакимов З.Л., Суворов Д.Н., Автоматизация производства асфальтобетонной смеси на основе компьютерного материаловедения // Строительный вестник-российской инженерной академии. Труды секции «Строительство» РИА. -М.: РИА, вып. 10, 2009 г. С.285-286
5. Хакимов З.Л., Суворов Д.Н., Михайлова Н.В., Тихоненкова Т.Г., Головко
B.В., Осипов A.A. Цели и задачи оперативной коррекции рецептуры асфальтобетонной смеси // Строительный вестник российской инженерной академии. Труды секции «Строительство» РИА. - М.: РИА, вып. 11, 2010 г.
C.296-299
6. Хакимов З.Л. Моделирование динамики свойств компонентов асфальтобетонной смеси // Строительный вестник российской инженерной академии. Труды секции «Строительство» РИА. - М.: РИА, вып. 11, 2010 г. С.300-302
7. Хакимов З.Л. Система управления качеством асфальтобетонной смеси на выходе АБЗ // Сб. науч. тр. 68-й научно-методической и научно-исследовательской конференции. - М.: МАДИ, 2010 г
8. Хакимов З.Л. Оперативное управление дозированием битума в производстве асфальтобетона // Сб. науч. тр. 68-й научно-методической и научно-исследовательской конференции. - М.: МАДИ, 2010 г
9. Хакимов З.Л., Минцаев М.Ш., Абдулаев З.Я. Общие принципы построения системы управления рецептурой асфальтобетонной смеси // Сб. науч. тр. юбилейной международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в производстве, науке и образовании». -Грозный.: ГГНИ, 2010 г., Т.1. С.259-263
Подписано в печать 11 августа 2011 г. Формат 60x84x16 Усл. печ. л. 1.0 Тираж 100 экз. Заказ Л"®4 Типография «Техполиграфцентр» Россия, 125319, г. Москва, Ленинградский пр-т, д.64 Тел.: 8-926-724-79-21
Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Хакимов, Заур Леччиевич
ВВЕДЕНИЕ.
1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ В УПРАВЛЕНИИ ПРОИЗВОДСТВОМ
АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
1.1. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОНА.
1.2. ДЕФЕКТЫ АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ИХ ПРИЧИНЫ.
1.3. ПРОИЗВОДСТВО АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ В ЧЕЧЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ.
1.3.1. ПРОИЗВОДСТВО АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
1.3.2. ПРЕДПРИЯТИЕ АБЗ ГУДП «АСФАЛЬТ-2» МАД ЧР.
1.3.3. ЗЕРНОВОЙ СОСТАВ ДЛЯ АБЗ ГУДП «АСФАЛЬТ-2».
1.4. ПУТИ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
1 4.1. ОСНОВНЫЕ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ КАЧЕСТВА
АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
1.4.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ КАЧЕСТВА
АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
1.4.3. ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ КАЧЕСТВА
АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
1.5. ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.
2. РАЗРАБОТКА ОБЩИХ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ
СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ
РЕЦЕПТУРОЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
2.1. ОБЩАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЦЕПТУРОЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
2.1.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ БАЗА СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ.
2.1.2. ОСНОВНАЯ КОНЦЕПЦИЯ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЦЕПТУРОЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
2.2. КОНТРОЛИРУЕМЫЕ И УПРАВЛЯЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.
2.3. ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕЦЕПТУРОЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
2.4. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕЦЕПТУРОЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
2 4.1. ОБЩАЯ СТРУКТУРА МОДЕЛЕЙ.
2.4.2. ВЫБОР ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ МОДЕЛИРОВАНИЯ.
2.5. МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.
2.5.1. ВЫБОР ОСНОВНЫХ МОДЕЛЕЙ.
2.5.2. МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ СВОЙСТВ КОМПОНЕНТОВ И ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.
2.5.3. МОДЕЛИ СВОЙСТВ КОМПОНЕНТОВ.
2.5.4. МОДЕЛЬ ГРАНУЛОМЕТРИИ МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ.
2.5.5. МОДЕЛЬ СВОЙСТВ БИТУМА.
2.5.6. МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ДОЗИРОВАНИЯ.
2.5.7. МОДЕЛЬ СВОЙСТВ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
2.6. МОДЕЛИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РЕЦЕПТУРОЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
2.6.1. ВЫБОР ОСНОВНЫХ МОДЕЛЕЙ.
2.6.2. МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ".
2.6.3. МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ, ИДЕНТИФИКАЦИИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ.
2.6.4. МОДЕЛЬ СОБСТВЕННО СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.
2.7. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ.
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА И СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ
РЕЦЕПТУРОЙ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
3.1. ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.
3.1.1. ГРАНУЛОМЕТРИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ.
- 3.1.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ БИТУМА.
3.1.3. . МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДОЗИРОВАНИЯ.
3.2. ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ.
3.2.1. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И ИЗМЕРЕНИЯ.Г.
3.2.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СОБСТВЕННО СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.
3.3. СОВМЕСТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА И СИСТМЫ УПРАВЛЕНИЯ.
3.3.1. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ УПРАВЛЕНИЯ.
3.3.2. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ.
3.4. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ.
4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
4.1. ЗАДАЧИ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ
АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.
4.1.1. ОБЩАЯ СТРУКТУРА ЗАДАЧ.
4.1.2. ЗАДАЧИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ.
4.1.3. ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ НА АБЗ.
4.1.4. ЗАДАЧИ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЦЕПТУРОЙ СМЕСИ.
4.1.5. ЗАДАЧИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ.
4.2. ФОРМИРОВАНИЕ КРИТЕРИАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ.
4.2.1. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНТРОЛЯ.
4.2.2. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ.
4.3. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.
4.4. ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ
4.5. ВЫБОР ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ
РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.
4.6. ОСНОВНЫЕ АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ.
4.7. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ.
5. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.
5.1. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЙ
ПРИМЕНЕНИЯ.
5.2. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ САУ.
5.3. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ.
6. ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ.
Введение 2011 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Хакимов, Заур Леччиевич
Актуальность работы
Асфальтобетон, как в России, так и за рубежом является основным материалом для устройства покрытия автомобильных дорог. Интегральным показателем качества покрытия автомобильной дороги может являться срок службы покрытия. Дорожное полотно в России «живет» существенно меньше, чем в странах с аналогичными климатическими условиями. Такая ситуация неприемлема. Важнейшее значение для качества и долговечности покрытия дороги имеет качество асфальтобетонной смеси и асфальтобетона. Поэтому стабилизация свойств асфальтобетонной смеси на заданном уровне имеет большое значение, а задача разработки системы оперативного управления промышленным производством асфальтобетонных смесей является весьма актуальной.
Цель работы
Создание методологической основы для управления свойствами асфальтобетонной смеси на выходе асфальтобетонного завода за счет автоматизации производства и оперативного управления составом асфальтобетонных смесей.
Для достижения поставленной выше цели решены следующие задачи:
• Проведен. анализ технологического процесса производства асфальтобетонной смеси, как объекта управления. Оценено влияние основных факторов на качество асфальтобетонной смеси и готового асфальтобетонного покрытия. Проанализирован опыт создания и применения систем управления в производстве асфальтобетона и смежных отраслях.
• Разработаны общие принципы построения системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси. Выдвинута общая концепция системы управления рецептурой асфальтобетонной смеси. Выявлены контролируемые и управляемые параметры процесса и разработана система моделей процессов для различных уровней иерархии систем управления. Разработана обобщенная структура системы управления рецептурой асфальтобетонной смеси. Разработаны необходимые модели.
• Проведены исследования технологического процесса и систем оперативного управления производством асфальтобетонной смеси. Проведено моделирование влияния свойств компонентов смеси и параметров технологического процесса на качество асфальтобетонной смеси. Исследованы совместно модели производственного процесса и системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси.
• Разработана система оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси. Сформулированы задачи и критериальные функции системы управления. Выбраны и обоснованы технические и программные средства, информационное и методическое обеспечение системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси. Разработаны необходимые алгоритмы, и базы данных комплексной системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси.
• Исследована эффективность разработанной системы оперативного управления. Исследовано влияние разработанной системы управления на качество готовой асфальтобетонной смеси-. Оценены перспективы применения системы оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси на АБЗ России.
Методы исследования
Результаты диссертационной работы получены на основе комплексного использования методов теории автоматического управления, теории вероятности и математической статистики, оптимальных систем и математического моделирования.
К защите представляются
• Комплекс математических моделей, включающий в себя, модели свойств компонентов асфальтобетонной смеси, модели технологического процесса, модели формирования свойств готовой асфальтобетонной смеси, модели системы контроля для решения задач управления, модели собственно системы управления и модели возмущения действующего на технологический процесс.
• Результаты исследований разработанных моделей и их взаимодействия, анализ полученных результатов и разработанная на этой основе система оперативного управления рецептурой асфальтобетонной смеси, обеспечивающая эффективное управление промышленным производством асфальтобетонной смеси.
• Разработанная система управления промышленным производством асфальтобетонной смеси путем оперативного управления рецептурой смеси, разработанные принципы управления, методы и алгоритмы.
Научная новизна работы
Впервые предложена концепция управления промышленным производством асфальтобетонной смеси путем оперативного управления рецептурой смеси: на основе оперативного,контроля гранулометрии компонентов асфальтобетонной смеси рассчитываются гранулометрия смеси и площадь поверхности зерен смеси с дифференциацией по гранулометрии. На основе этих данных рассчитываются:
• Необходимая коррекция рецептуры для поддержания заданной гранулометрии смеси.
• Необходимая коррекция расхода битума с учетом фактической гранулометрии смеси и требуемой вариации толщины пленки битума в зависимости от размеров зерен и свойств самого битума.
Научную новизну работы так же определяют:
• Разработанные методы и система автоматизированного управления, обеспечивающие минимум вариации показателей качества асфальтобетонной смеси на выходе асфальтобетонного завода.
• Результаты исследований и моделирования динамики показателей, характеризующих гранулометрический состав асфальтобетонной смеси и ее компонентов.
• Результаты исследований динамических характеристик возмущений, воздействующих на технологические процессы в производстве асфальтобетонной смеси.
• Структура системы автоматизированного управления составом асфальтобетонной смеси, которая обеспечивает оперативную идентификацию параметров и моделей для целей управления.
Основные положения, выносимые на защиту
• Общая концепция автоматизации промышленного производства асфальтобетонной смеси с оптимизацией по гранулометрическим свойствам минеральных материалов и свойствами битума.
• Комплекс математических моделей, включающий в себя, модели свойств компонентов, технологического процесса, формирования свойств готовой асфальтобетонной смеси, системы контроля и управления, и модели возмущения.
• Система управления промышленным производством асфальтобетонной смеси путем оперативного управления рецептурой смеси, разработанные принципы управления, методы и алгоритмы.
Практическая значимость работы
Разработанная система управления промышленным производством асфальтобетонной смеси путем оперативного управления рецептурой смеси является эффективным средством повышения и стабилизации качества готовой смеси. Возможность динамической адаптации моделей и параметров системы управления обеспечивает возможность ее широкого внедрения на различных асфальтобетонных заводах.
Внедрение результатов исследований на АБЗ ГУДП «Асфальт-2» Министерства автомобильных дорог Чеченской Республики (МАД ЧР) г. Грозного позволило проверить на практике основные результаты исследований и способствовало снижению вариации качества асфальтобетонной смеси. Достигнута более стабильная гранулометрия смеси и прочность асфальтобетона.
Реализация результатов работы
Разработанная автоматизированная система апробирована на АБЗ ГУДП «Асфальт-2» (МАД ЧР) г. Грозного.
Апробация результатов
Основные научные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на:
67 и 68 научно-методических конференциях МАДИ (2009 - 2010г.);
30-й Московской международной выставке «Образование и карьера - XXI век». Москва 2009 г.
Юбилейной международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в производстве, науке и образовании» посвященной 90-летию Грозненского государственного нефтяного института им. акад. М.Д. Миллионщикова (ГГНИ), Грозный 2010 г.
Публикации
Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9 печатных работах.
Объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, приложений и списка литературы. Работа изложена на 222 страницах машинописного текста, содержит 190 рисунков, 13 таблиц. Список литературы включает 104 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
-
Похожие работы
- Автоматизация лаборатории асфальтобетонного завода
- Автоматизация производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизации информационного обеспечения системы управления
- Комплексная автоматизация производства асфальтобетонной смеси с учетом влияния факторов её транспортировки, укладки и уплотнения
- Автоматизация управления производством асфальтобетонов
- Физико-химическое обоснование температур перемешивания и уплотнения асфальтобетонных смесей
-
- Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
- Теория систем, теория автоматического регулирования и управления, системный анализ
- Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
- Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
- Автоматизация технологических процессов и производств (в том числе по отраслям)
- Управление в биологических и медицинских системах (включая применения вычислительной техники)
- Управление в социальных и экономических системах
- Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей
- Системы автоматизации проектирования (по отраслям)
- Телекоммуникационные системы и компьютерные сети
- Системы обработки информации и управления
- Вычислительные машины и системы
- Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (по отраслям наук)
- Теоретические основы информатики
- Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
- Методы и системы защиты информации, информационная безопасность