автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизированное проектирование систем непрерывно-циклического дозирования строительных материалов

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ДОЗАТОРОВ-ИНТЕГРАТОРОВ РАСХОДА.

1.1. Технологические схемы дозирования многокомпонентных смесей

1.2. Особенности использования дозаторов-интеграторов расхода в циклических схемах дозирования.

1.3. Грузоприемные устройства и измерительные схемы дозаторов-интеграторов расхода.

1.4. Технологические особенности применения дозаторов без накопительной емкости.

1.5. Дозирующие системы непрерывного действия.

1.6. Системотехническое проектирование дозаторов непрерывного действия .'.

1.7. Принципы классификации систем непрерывно-циклического дозирования

1.8. Понятие функциональной иерархии и структурной сложности системы

1.9. Выбор основных направлений исследований систем непрерывно-циклического дозирования.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОУРОВНЕВЫХ НЕПРЕРЫВНО

ЦИКЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДОЗИРОВАНИЯ С ЗАМКНУТЫМИ СХЕМАМИ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА.

2.1 Задачи исследования.

2.2 Структура системы непрерывно-циклического дозирования с нелинейной схемой измерений.

2.3 Оценка технологических свойств системы непрерывно-циклического дозирования.VI

2.4 Выбор оптимального значения зоны нечувствительности релейного элемента.

2.5 Нелинейные измерительные схемы в отсутствие автоколебаний.

2.6 Оценка влияния случайного входного сигнала.

2.7 Абсолютная устойчивость нелинейных систем измерений.

2.8 Критерии оценки процессов непрерывного дозирования.

2.9 Определение интегральных оценок.

2.10 Интегральные оценки линейной системы интегрирования расхода

2.11 Коррекция системы слежения дозаторов- интеграторов расхода.ЮЗ

2.12 Введение форсирования в закон управления.

2.13 Оптимизация параметров дозирующих систем по нормированной диаграмме Вышнеградского.

2.14 Нелинейная замкнутая схема измерений с дополнительным потен-циометрическим датчиком.Н

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ, КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНО-ЦИКЛИЧЕСКОГО ДОЗИРОВАНИЯ С РАЗОМКНУТЫМИ СХЕМАМИ ИЗМЕРЕНИЙ.

3.1 Системы с разомкнутыми схемами измерений.

3.2 Питатели непрерывного действия.

3.3 Свойства весовых транспортеров, как элементов систем непрерывно-циклического дозирования.

3.4 Измерительные свойства весовых транспортеров при стандартных возмущениях.

3.5 Модельная схема определения технологических ошибок дозирования

3.6 Математическая модель определения технологической ошибки дозирования.

3.7 Оценка измерительных свойств разомкнутой схемы дозирования при действии периодического сигнала.

3.8 Измерительные свойства систем непрерывно-циклического дозирования при случайном входном сигнале.

3.9 Система измерений с использованием корректирующего сигнала ошибки.

3.10 Корректирующие связи систем непрерывно-циклического дозирования

3.11 Система с "жесткой" обратной связью.

3.12 Введение интегральной обратной связи.

3.13 Структурная схема с пропорционально-интегральной обратной связью

3.14 Метод нормированных диаграмм.

3.15 Нормированная запись интегральных оценок систем третьего порядка.

3.16 Синтез дозаторов с интегральной и интегрально-пропорциональной корректирующими связями по F-диаграмме.

3.17 Оптимизация параметров систем дозирования с учетом частотных свойств входного сигнала.

3.18 Проектирование систем непрерывно-циклического дозирования с разомкнутой схемой измерений.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ СВЯЗНОГО НЕПРЕРЫВНО

ЦИКЛИЧЕСКОГО ДОЗИРОВАНИЯ.

4.1 Технологические показатели оптимизации состава смеси.

4.2 Задача оптимизации состава смеси.

4.3 Детерминированные ограничения области оптимизации состава смеси

4.4 Случайные ограничения области оптимизации состава смеси.

4.5 Математическая модель статической оптимизации состава смеси .2СВ

4.6 Критерии оптимизации состава строительных смесей.

4.7 Связное дозирование многокомпонентных смесей.

4.8 Многоуровневые системы управления.

4.9 Механизм образования иерархических систем.

4.10 Отличительные особенности систем связного дозирования.

4.11 Определение длины условно-постоянного интервала.222'

4.12 Модель управления связным непрерывным дозированием.

4.13 Особенности модели управления связным непрерывным дозированием

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНО-ЦИКЛИЧЕСКОГО ДОЗИРОВАНИЯ.

5.1 Задачи моделирования.

5.2 Цифро-аналоговый комплекс моделирования.

5.3 Моделирование дозаторов-интеграторов расхода с замкнутой системой измерения.

5.4 Моделирование разомкнутых систем измерения расхода.

5.5 Моделирование дозаторов-интеграторов расхода с корректирующими связями.

5.6 Взаимосвязь задач связного дозирования.

5.7 Экспериментальные исследования связной системы дозирования

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5.

Снижение затрат и повышение качества выпускаемой продукции путем выявления скрытых резервов и совершенствования существующих технологий является одной из основных задач развития общественного производства.

Современные условия выполнения строительных работ, быстро меняющиеся конъюнктура рынка и требования заказчиков к ассортименту и качеству готовой продукции, вызывают необходимость повышения гибкости и приспосабливаемое™ смесительных узлов и установок к изменениям технологических условий производства.

Среди причин, затрудняющих производство строительных смесей с заданными свойствами основными являются ошибки дозирования сырьевых компонентов, которые носят случайный характер и обусловлены, в основном неравномерностью истечения материала из расходного бункера и высокой колебательностью весовых механизмов под действием падающего материала. С целью устранения этих факторов необходимо усовершенствовать конструкции и системы управления дозаторами. Однако, не смотря на многочисленные меры, предпринятые в этом направлении, погрешность современных автоматических дозаторов, в лучшем случае - ± 2-3 %.

Решение вопросов качества и ассортимента готовой продукции того или иного производства неразрывно связано с переходом на непрерывность и поточность, поэтому процессы непрерывного дозирования, состоящие в обеспечении заданного расхода различных материалов, находят все более широкое распространение на предприятиях строительного производства.

Использование непрерывного дозирования обеспечивает переход на более прогрессивные методы ведения технологических процессов, создавая предпосылки для их полной автоматизации.

Основными технологическими элементами непрерывного или непрерывно-циклического производства в строительстве являются дозаторы непрерывного действия, которые позволяют интенсифицировать технологию массоприготовления как с малой частотой изменения состава конечного продукта, так и процессы, связанные с выдачей определенной порции материала. Дозаторы непрерывного действия выгодно отличаются от порционных периодического действия лучшими характеристиками по массе, габаритам, гибкостью приспособления к меняющимся условиям производства, возможностям автоматизации и управления с использованием современных микроэлектронных и микропроцессорных средств вычислительной техники.

Последнее обстоятельство является решающим при разработке систем дозирования с совершенно иными принципами измерения расхода. Применение средств вычислительной техники позволяет: повысить технико-экономический эффект от внедрения непрерывной технологии и получить качественную продукцию в соответствии с действующими технологическими условиями; реализовать гибкую, быстро приспосабливающуюся к меняющимся условиям производства систему автоматизации всего производственного цикла приготовления смеси, начиная с подачи исходных материалов в расходные бункеры и кончая выдачей готовой продукции; использовать при автоматизации возможности алгоритмического и программного обеспечения, повышенного быстродействия при переработке больших объемов информации наиболее современных микроэлектронных и микропроцессорных средств автоматического контроля, учета, регулирования и управления; применить для дозирования компонентов смеси дозаторы непрерывного действия различных модификаций и системы дозирования различной конфигурации с широким спектром изменения основных технологических показателей; учесть специфику производства строительных работ и в первую очередь процессов смесеприготовления в части рационального уровня автоматизации, частоты смены и количества рецептур смеси, мобильности и пр; обеспечить максимальную гибкость и универсальность технологических решений, позволяющих сопрягать процесс непрерывного приготовления смесей с различными схемами организации производства строительных работ; обеспечить крупноблочную компоновку смесительных установок, значительно сокращая сроки монтажа-демонтажа и время передислокации установок на новое место эксплуатации; обеспечить максимально возможную унификацию как технологических решения, так и основного оборудования, аппаратуры, приборов и средств автоматизации; кардинально изменить содержание процессов управления, переместив многие технические аспекты реализации от локальных устройств автоматики в среду программного и алгоритмического обеспечения; разрабатывать наряду с дозаторами непрерывного действия классической, стандартной организации дозаторы с нетрадиционными системами измерений.

В имеющихся к настоящему времени разработках по проблеме непрерывного дозирования ставилась, как правило, задача уменьшения динамической ошибки дозаторов как систем стабилизации расхода. Экспериментальное определение метрологических характеристик по имеющимся методикам и нормативным документам давало апостериорную, оценку относящуюся к действующим устройствам. В то же время модельная, технологическая оценка точности дозирования опиралась на косвенные показатели качества или функционал оптимальности. Относительность таких оценок приводила к сравнительным методам исследований. Мерой качества выступала не реальная, а измеренная ошибка дозирования, поиск активных механизмов уменьшения которой и явился основной целью исследований. Анализу и синтезу подлежали системы автоматического регулирования расхода, что диктовало методы и приемы исследований. В этом отношении был достигнут теоретический и физический предел дальнейшего конструктивного и функционального совершенствования дозаторов классической организации.

Дозаторы непрерывного действия, как правило, рассчитаны на высокую производительность, представляя собой достаточно сложную силовую систему автоматической стабилизации расхода, что делает их использование в установках малой и средней производительности экономически не рациональными. Изменение экономических реалий и уход со сцены крупномасштабных строительных проектов, делает все более проблематичным использование мощных высокопроизводительных непрерывных дозирующих устройств в технологических схемах производства строительных смесей. Непрерывно-циклическая схема приготовления смесей, объективно прогрессивнее циклической. Поэтому, необходимо предложить принципиально новые методы непрерывного измерения составляющих строительных смесей, обеспечивающих сохранение преимуществ дозаторов - регуляторов расхода и в то же время, позволяющих существенно изменить их конструктивное исполнение, используя новейшие тенденции сокращения физической структуры за счет переноса части ее функций в вычислительную среду.

В 70-х годах для смесительных установок невысокой производительности, работающих в непрерывно-циклическом режиме, были опробованы экспериментальные образцы дозаторов-интеграторов расхода типа СБ, применяемые для выдачи сыпучих составляющих бетонной смеси и имеющих компенсационную схему измерений с механическим интегратором расхода.

Использование в процессах смесеприготовления этих дозаторов связано со стремлением упростить традиционные структуры непрерывных дозаторов стабилизации расхода, избавившись от дорогостоящей, достаточно сложной в эксплуатации системы автоматики, с одновременным уменьшением габаритных размеров смесительной установки, повышением ее мобильности и ряда других экономических показателей. Появляется возможность совместить в питающем устройстве непрерывный принцип подачи материала с одновременной фиксацией его количества с помощью компактных электромеханических или электронных интеграторов расхода.

Еще более просты в конструктивном отношении разомкнутые схемы измерения расхода с "жесткими" силоизмерителями. В новых экономических условиях, когда основным показателем применимости технических устройств, является сокращение затрат на выпуск готовой продукции, дозаторы-интеграторы расхода такого типа оказываются по сравнению с остальными дозаторами непрерывного и периодического действия по этому показателю вне конкуренции. И у них большие перспективы использования как в непрерывных, так и в циклически - непрерывных схемах дозирования, если удастся решить вопрос кардинального улучшения их метрологических характеристик.

В последнее время появился ряд существенно новых факторов, расширяющих возможности снижения погрешностей дозаторов-интеграторов расхода, связанных как с изменением отношения в строительном производстве к предварительной подготовке и хранению сырьевых компонентов (уменьшение слеживаемости, увеличение сыпучести), так и с существенным изменением технической базы управляющей подсистемы и средств измерений.

Средства вычислительной техники определяют новые направления организации процессов смесеобразования, трансформируя сам подход к решению проблемы, вскрывая потенциальные возможности улучшения метрологических характеристик дозаторов-интеграторов расхода путем варьирования структурных схем измерений и разработки новых алгоритмов управления на базе ПЭВМ. Появляются предпосылки создания систем многокомпонентного дозирования, позволяющих повышать качество готовой смеси, не изменяя метрологических характеристик дозирующей аппаратуры.

Несмотря на применение в строительстве широкой гаммы дозаторов непрерывного действия, использование наиболее простых в конструктивном отношении дозаторов-интеграторов расхода с разомкнутыми или замкнутыми системами измерений, до настоящего времени, практически отсутствовало.

Причин здесь несколько, но главная состоит в том, что без контура управления производительностью питателя при неравномерном, пульсирующем характере истечения материала, вызванном частым его зависанием и обрушением, существенно ухудшает качество дозирования. Системы дозирования такого типа практически не использовались, и априори считалось, что они должны обладать худшими метрологическими характеристиками, чем системы с автоматической стабилизацией расхода. К тому же для последних разработана довольно стройная теория расчета, опирающаяся на известные методы автоматического управления, оптимизации, теории систем.

Необходим тщательный анализ новых систем непрерывно-циклического дозирования, исследование их потенциальных возможностей в части улучшения метрологических характеристик, границ применимости на материалах с различными физико-механическими свойствами, при реализации процессов многокомпонентного дозирования и на основании этого создание стройной теории синтеза такого типа дозирующих устройств в едином контексте технологии и управления.

Актуальность проблемы. Дозирование - технологическая операция большинства процессов производства строительных материалов и изделий, является одним из главных качествообразующих факторов формирования строительных смесей.

Новые тенденции технического и технологического перевооружения в строительной отрасли в изменившейся экономической ситуации, ужесточение технических условий и норм на выпуск готового продукта диктуют принятие только таких проектных решений, которые обеспечат существенное улучшение наиболее значимых показателей производства.

Традиционные технологии циклического и непрерывного дозирования являются отражением экономических, технологических и технических реалий предыдущего столетия. Был достигнут предел их технического совершенствования, не позволяющий кардинально изменить свойства этих систем, приблизить их технико-экономические показатели к новейшим, все более ужесточающимся требованиям производства.

Возможность перехода к более прогрессивным и экономически целесообразным методам автоматизированного управления связана с изменением технической базы строительного производства и комплектованием его новейшими средствами измерительной микропроцессорной техники. Это позволяет вовлечь ряд теоретических положений и идей концептуального характера в сферу практических приложений, предложить новые, нетрадиционные проектные решения, принципиально изменить сам подход к решению проблемы за счет многовариантного автоматизированного проектирования дозирующих систем. Именно поэтому назрела необходимость в проектировании смешанной схемы непрерывно-циклического дозирования, интегрирующей в себе оба технологических принципа производства строительных смесей. Отдельные, фрагментарные попытки опытного внедрения такой технологии на смесительных установках не дали ощутимого эффекта. Одной из причин этого является отсутствие комплексного подхода к специфическим особенностям проектирования дозаторов, как части системы автоматического формирования строительных смесей.

Необходима разработка новой концепции и методологических основ автоматизированного проектирования систем многокомпонентного непрерывно - циклического дозирования в едином контексте проблемы интеграции технологии, технических средств дозирования, измерений и управления. Важнейшим в концептуальном плане становится комплексный подход к решению этой проблемы в рамках единой методологии проектирования иерархических систем. Прикладной интерес представляет реализация на основе предлагаемой методологии проектирования наиболее простых в конструктивном отношении дозаторов - интеграторов расхода на «жестких» силоизмерителях с разомкнутыми схемами измерений, пригодных для решения широкого спектра задач производства многокомпонентных смесей в строительстве и других отраслях хозяйства.

Объект и предмет исследования. Процессы и системы непрерывно-циклического дозирования компонентов строительных материалов; методология системотехнического синтеза иерархических систем автоматизации непрерывно-циклических процессов дозирования и ее программная реализация.

Методологические основы и методы исследования. Теоретические и расчетно-аналитические исследования базировались на фундаментальных положениях автоматизированного проектирования технических систем, теории автоматического управления, теории систем, теории вероятностей и других областях науки. Экспериментальные исследования опирались на цифро-аналоговые методы моделирования и обработку результатов на ПЭВМ.

Научная новизна диссертационной работы

• Впервые проведен системотехнический анализ специфических особенностей технологических процессов циклического и непрерывного производства строительных смесей в целях определения принципов оптимального автоматизированного проектирования структуры и функционального наполнения автоматизированной технологии многокомпонентного непрерывно-циклического дозирования.

• Созданы научно-методические основы проектирования и практические методы построения автоматизированных систем непрерывно-циклического многокомпонентного дозирования в едином контексте проблемы интеграции технологии, технических средств дозирования, измерений и управления.

• Используя концепцию построения многоуровневых иерархических систем, разработана при принятых функциях оценки классификационная схема проектирования дозирующих устройств непрерывно-циклического действия в виде упорядоченной последовательности качественно совершенствующихся структур. Классификация носит прогностический характер, позволяя определять место действующих систем в ряду подобных, оценивать потенциальные возможности и стратегию улучшения при проектировании их качественных характеристик, образовывая структуры с новыми свойствами.

• Синтезирована модельная структура адекватного отображения реальной процедуры возникновения и накопления случайных погрешностей непрерывного и непрерывно- циклического процессов дозирования, которая впервые реализует практический механизм оценки и коррекции качественных характеристик строительных смесей, позволяя проектировать структуры различного конструктивного исполнения.

• Разработаны и практически реализованы методы автоматизированного проектирования оптимальных качественных характеристик систем непрерывно-циклического дозирования с замкнутыми схемами измерений.

• Разработаны принципы и механизм формирования статистической математической модели проектирования непрерывно-циклического способа дозирования с учетом случайного характера изменения погрешностей и выбранной критериальной функции.

• Разработан механизм проектирования и практической реализации принципа связного многокомпонентного непрерывно-циклического дозирования с использованием дозаторов с разомкнутой схемой измерения расхода.

Практическая ценность и внедрение результатов исследования

Практическую ценность работы составляют спроектированные на предложенных принципах новые автоматизированные системы непрерывно-циклического дозирования, методы расчета конструктивных и настроечных параметров вновь проектируемых и находящихся в эксплуатации систем. Автоматизированная технология непрерывно-циклического дозирования, включающая в себя технические средства дозирования, измерений и управления, имеет практическую направленность и предназначена для использования в установках по производству строительных смесей. Дозирующие системы различного конструктивного исполнения с различными модификациями измерительных систем позволяют эффективно решать задачи автоматизации процессов дозирования по новой технологии, обеспечивая реализацию принципиально новых способов повышения качества и существенного улучшения технико-экономических показателей смесительных установок. Незначительные потенциальные возможности снижения погрешностей у систем дозирования с замкнутыми схемами измерений потребовали проектирования новой структуры с улучшенными метрологическими характеристиками (патент РФ № 2098774). Принципиально изменена концепция применения средств вычислительной техники не только для реализации алгоритмов управления, но и для воспроизведения физических элементов системы, что позволило при проектировании повысить степень адаптации, встраиваемости дозаторов в автоматизированный комплекс, сузить границы физической структуры за счет расширения алгоритмической и программной структур, эффективно менять свойства систем без их перепроектирования и трудоемкой переналадки. Спроектирована оптимальная структура системы дозирования с коррекцией измеренного значения массы материала на основе простейших дозаторов-интеграторов расхода с весовыми транспортерами маятникового типа «жесткой» подвески, обеспечивающая минимальное значение погрешностей измерений. Предложен эффективный способ ослабления влияния амплитудных значений возмущающих воздействий введением местной корректирующей обратной связи по выходному сигналу транспортера, повышающий точность измерений отдозированной массы материала. Спроектирована автоматизированная система связного управления процессами непрерывно-циклического многокомпонентного дозирования при использовании простейших разомкнутых схем измерения расхода, существенно улучшающая качественные характеристики строительных смесей.

Внедрение результатов исследований в виде методик и программных продуктов использовалось в составе средств автоматизации процессов многокомпонентного дозирования в МП «БЕТАВ», фирме «САНКО», АОЗТ «Наш дом», Моршанском производственно-строительном управлении.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

Достоверность и обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов, предложенных в работе, подтверждены всесторонними исследованиями, выполненными с применением современных методов и технических средств, а также практическими результатами внедрения теоретических положений.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на: Всероссийской конференции «Электротехнические системы транспортных средств и роботизированных производств» (г. Суздаль, 1995г.), 57-ой научно-технической конференции «Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды» (г. Самара, 2000г.), 3-ей научно-практической конференции молодых ученых «Строительство -формирование среды жизнедеятельности» (г. Москва, 2000г.), международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (г. С.-Петербург, 2000г.), международном научно-техническом совещании «Совершенствование качества в строительном комплексе» (г. Брянск, 1999г.), 54-ой научно-технической конференции молодых ученых (г. С.-Петербург, 2000г.), международной научно-технической конференции «Итоги строительной наука» (г. Владимир, 2000г.), международной научно-практической конференции «Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в строительстве» (г. Белгород, 2000г.), 53-57-ой научно-технических конференциях МАДИ, кафедре автоматизации производственных процессов МАДИ, кафедре автоматизации инженерно-строительных технологий МГСУ.

Основные выводы заключаются в следующем:

1. Анализ задач смесеприготовления в строительной отрасли показывает новый уровень потребностей в системах дозирования малой и средней производительности. Вместе с тем эффективность использования имеющихся средств циклического и непрерывного дозирования ограничивается заложенными в них принципами измерений массы компонентов, подаваемых на смешение, и устанавливающих теоретический предел дальнейшего их конструктивного и функционального совершенствования. Учитывая, что развитие и применение новых автоматизированных технологий - одно из приоритетных направлений развития науки и практики строительной деятельности, проблема проектирования адекватной современным требованиям технологии дозирования сыпучих строительных материалов является теоретически и практически актуальной.

2. Достижение поставленной цели реализуется на основе разработки концепции и методологических принципов проектирования наиболее перспективных систем непрерывно-циклического дозирования в едином контексте проблемы интеграции технологии, технических средств дозирования, измерений и управления. Комплексный подход к решению этой проблемы в рамках единой методологии проектирования иерархических систем непрерывно - циклического дозирования, позволяет увеличить производительность, повысить качество и снизить себестоимость производства смесей, уменьшить металлоемкость и габаритные размеры дозировочного оборудования, повысить степень приспосабливаемости к возможностям автоматизированного управления.

3. Предложена классификационная схема непрерывно-циклических систем дозирования, механизм образования которой основан на комплексном фиксировании наиболее существенных свойств, ослабление или усиление сочетания которых позволяет упорядочить проектируемые системы по степени эффективности достижения заданной цели, найти их место в ряду подобных, оценить потенциальные возможности качественного совершенствования при принятии проектных решений за счет богатства вариаций структурных элементов и типов измерительных систем, синтезировать устройства с наперед заданными свойствами.

4. Анализ непрерывно-циклических систем дозирования с нелинейной измерительной схемой выявил их незначительные потенциальные возможности в части уменьшения погрешности измерений. Наблюдается ухудшение качественных характеристик систем при действии на них случайных возмущений.

5. Разработанный метод интегральных оценок измерительных свойств систем непрерывно-циклического дозирования с линейными схемами измерений замкнутого типа показал ограниченные возможности уменьшения погрешностей измерения массы материала на ленте весового транспортера, определяемых наибольшим предельно допустимым значением коэффициента усиления. Нормированная форма представления моделей позволяет проектировать системы с оптимальным сочетанием параметров, при которых обеспечиваются наилучшие качественные характеристики системы.

6. Учитывая теоретический предел совершенствования систем с замкнутыми схемами измерений, спроектирована новая структура непрерывно-циклической системы дозирования с комбинированной схемой измерений, которая позволяет существенно уменьшить погрешность дозирования компонентов строительных смесей.

7. Предложенные в работе разомкнутые структуры непрерывно-циклического дозирования кардинально изменяют технологические схемы и конструктивное исполнение устройств для получения строительных смесей.

Наиболее перспективным и экономически целесообразным становится применение самых простых в конструктивном отношении систем дозирования с «жесткой» подвеской весового транспортера, отсутствием системы автоматической стабилизации расхода и прямым измерением массы, при максимальной интеграции технологии и управления на базе новейших средств вычислительной техники. Меняется сама концепция проектирования автоматизированных систем дозирования за счет реализации алгоритмов управления высокой степени сложности и воспроизведения части физической структуры в вычислительной среде.

8. Разработана универсальная модельная схема измерений текущей производительности питателя, адекватная процедуре реального механизма образования погрешностей дозирования и являющаяся рабочим инструментом оценки измерительных свойств систем непрерывно-циклического дозирования. Впервые появилась возможность связать технологическую погрешность дозирования с основным возмущением системы - изменением производительности питателя и скорректировать результаты измерений, существенно уменьшив погрешность дозирования.

9. Эффективным способом ослабления влияния амплитудных значений возмущающих воздействий на качественные характеристики системы является введение корректирующих связей по выходному сигналу транспортера. Разработаны графоаналитический метод расчета с помощью интегральных оценок и метод проектирования структурных схем дозирования по нормированным диаграммам.

10. Проведено исследование наиболее перспективного направления повышения качества строительных смесей с помощью связного многокомпонентного дозирования, когда акцент с качественных характеристик отдельного дозатора переносится на определение качественных характеристик всей системы в целом. Наиболее совершенный тип структуры, обеспечивающей наивысшую степень управляемости, соответствует системе, построенной по принципу многоуровневой многоцелевой иерархии.

11. Разработаны принципы формирования и на основе этого спроектирована математическая модель управления качеством строительных смесей в процессе непрерывно-циклического связного многокомпонентного дозирования с использованием технико-экономических критериев и условно-вероятностных ограничений на область изменения качества. На основании разработанной модели обоснованы способы коррекции ошибок измерений за счет варьирования параметров статистических характеристик дозируемых материалов.

12. Выполнены работы по внедрению в строительное производство методов проектирования и настройки дозирующих систем непрерывно-циклического действия на стадиях проектирования и эксплуатации.

1.Абуталиев Ф.Б., Барский Р.Г., Умирбеков Д.А. Вопросы синтеза системы управления группой объектов / Вопросы кибернетики. Труды АН Узб.ССР, Ташкент, 1981. С.29-34.

2. Абуталиев Ф.Б., Барский Р.Г., Умирбеков Д.А. Выбор оптимальной системы управления дискретным дозированием многокомпонентных смесей / Вопросы кибернетики Труды АН Узб.ССР, Ташкент, 1983. С.56-59.

3. Абуталиев Ф.Б., Барский Р.Г., Ермаков В.В., Умирбеков Д.А. Об одном методе, повышающем качество дозирования многокомпонентных смесей. Ташкент: Изд. Академии Наук Узб. ССР. Серия технических наук. 1985. С.53-57.

4. Агалецкий П.Н. Динамические измерения механических виличин "Метрология и измерительная техника". Т.2, ВИНИТИ, М., 1972. С. 1617.

5. Агрба Н.З. Система автоматизированного связного управления дозированием бетонной смеси максимальной производительности с изменяющейся структурой. -М., 1990. -20 с. МАДИ.

6. Агрегированный комплекс средств измерения и дозирования, Всесоюзное НТС. Одесса 1981. Тез.докл. -М. 1981. -20 с.

7. Автоматизированные технологические комплексы дозировочно-смесительных и химических производств: Сб.науч.тр./Киев. 1987. -12 с.

8. Автоматизированный растворно-бетонный узел. М.Гос ИНТИ, 1970. -9 с.

9. Алексеев Г.Ф. Методы и средства контроля точности весовых дозирующих устройств непрерывного действия. М. ЦНИИ ГЭИ приборостроения, 1977. -45 с.

10. АСУ процессами дозирования. -Д.: Машиностроение. (А.А. Денисов и др.), 1985. -23 с.

11. Акчурин А.Г., Битеев Ш.Б., Воробьев В.А., Горшков В.А., Суворов Д.Н. Моделирование, оптимизация и управление в производстве сборного железобетона. Алма-Ата: Гылым, 1991.

12. Баженов Ю.М. Технология бетона. -М.: Высшая школа, 1987. -415 с.

13. Барский Р.Г., Битеев Ш.В., Душимов Ю.Г. Автоматизация технологических процессов приготовления бетона. Алматы: Гыдым, 1991. С.136.

14. Барский Р.Г. Критерии эффективности при синтезе оптимальных алгоритмов управления многокомпонентным связным дозированием// Известия ВУЗов. Сер.Строительство и архитектура. №3. 1981, с. 86-92.

15. Барский Р.Г. Ермаков В.В. Оптимизация процесса дозирования многокомпонентных смесей при минимаксном критерии качества// Автоматика и телемеханика. №4. 1982. С.119-126.

16. Барский Р.Г., Заец В.Н. Исследование эффективности стабилизации результирующей массы при связном управлении многокомпонентным дозирования// Известия ВУЗов. Сер.Строительство и архитектура. №10. 1986, с. 83-86.

17. Барский Р.Г., Агрба Н.З. Методы оценки производительности систем управления процессами многокомпонентного дозирования/ Сер. Известия ВУЗов. №8. 1990, с. 67-70

18. Барский Р.Г. Основы теории и построение системы автоматизированного управления процессами многокомпонентногодозирования строительных смесей. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. -М. 1988. -446 с.

19. Барский Р.Г. Управление точностью поддержания заданного значения водоцементного отношения. // Автоматизация производственных процессов на автомобильном транспорте и в дорожном строительстве: Сб.науч.тр./МАДИ. -М. 1975. -с.49

20. Барский Р.Г., Скрипка о.в. Автоматизация процессов управления точностью при многокомпонентном дозировании// Автоматический контроль и управление в дорожном строительстве Сб.науч.тр./МАДИ. -М. 1978. -с.31-36.

21. Барский Р.Г., Воробьев В.А. Методы анализа и синтеза систем управления точностью многокомпонентного дозирования// Известия ВУЗов. Сер.Строительство и архитектура. №6. 1979, е.-136-142.

22. Барский Р.Г. Вероятностные модели систем управления дозированием: Учебное пособие/ МАДИ. -М. 1979. -с 86.

23. Барский Р.Г. Оптимальная корректировка дозаторов дискретного действия// Известия ВУЗов. Сер.Строительство и архитектура. №11. 1980, -с.41-50.

24. Барский Р.Г. Основы синтеза критериев косвенной оценки качества многокомпонентных смесей// Известия ВУЗов. Сер.Строительство и архитектура. №10. 1982, -с.82-87.

25. Барский Р.Г. Компенсация системотехнической погрешности дозирования дозаторов дискретного действия. Экспресс-информация. Сер. Совершенствование базы строительства.

26. Бау М.М. Разработка и исследование систем регулирования весовых автоматических дозаторов непрерывного действия на бетонных заводах. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. -М.: 1965. -171 с.

27. Bay M.M. Весовые автоматические дозаторы. -М.: 1977. -53 с. ЦНИИТЭстроймаш.

28. Bay М.М., Маврин К.А. Весовой автоматический дозатор цемента СБ-72. "Строительные и дорожные машины", №7, -М.: 1970. 12 с.

29. Бесекерский В.А. МП системы автоматического управления. JL: Машиностроение, 1988. -364 с.

30. Бесекерский В.А. САУ с микроЭВМ. -М.: Наука, 1987 -318 с.

31. Битеев Ш.Б. САУ связного дозирования. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. Калинин, 1983. -16.

32. Богданов А.А. Анализ систем управления технологическими процессами дозирования компонентов бетонной смеси. Диссертация. М. 1972.

33. Буровой И.А. Автоматическое весовое дозирование твердых материалов Приборостроение. -М. № 12, 1960. -14 с.

34. Вальков В.М. Микроэлектронные вычислительные комплексы. JL: Машиностроение, 1990. -224 с.

35. Васильев В.И. Цифровое преобразование веса и адаптивное управление дозированием. -Киев, 1987. -16 с.

36. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. С.576

37. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: 1971.

38. Вентцель Е.С., Овчаров JI.O. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. 364 с.

39. Видинеев Б.Д. Дозаторы непрерывного действия. -М.: Энергия. 1978. -183 с.

40. Воронов А.А. Основы ТАУ. М.: Наука, 1988. -48 с.

41. Вотлохин Б.З. Приборы для измерения сыпучих материалов. -М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1979. -47 с.

42. Гальперин Ф.С. Основы тенденции развития весовых дозаторов непрерывного действия. -М.: ЦНИИТЭИ приборостроения. 1977. -51 с.

43. Гельфанд Я.Е. Управление цементным производством с использованием вычислительной техники. -Л.: Стройиздат. 1973. -178 с.

44. Горенко И.Г. Двухуровневое управление процессами приготовления смесей в производстве строительных материалов. -JL: 1988. -19 с.

45. Гордон А.Э. Микропроцессорные системы автоматизации управления бетоносмесительных заводов ЖБИ. -М.: ВНИИЭСМ. 1986. -12 с.

46. Гросман Н.Я., Шнырев Г.Д. Автоматизированные системы взвешивания и дозирования. -М.: Машиностроение, 1988. -292 с.

47. Григорьев А.Н. Устройство для снижения погрешности дозирования сыпучих материалов на базе инерционных алгоритмов: Автореф. Диссертациии на соиск. Учент. Степ. Канд.техн. наук. Одесса, 1985. -16 с.

48. Деревякин Н.А. Современное оборудование для подачи материалов. -М.: ЦНИТИхимнефтемаш, 1988.

49. Денисов А.А., Колесников Д.Н. теория больших систем управления. JL: Энергоиздат, 1982. 284 с.

50. Десов А.Е. Автоматическое регулирование жесткости и подвижности бетонной смеси. -М.: Стройиздат, 1969.

51. Джумагалиев Б.С. Разработка и исследование адаптивной СУ технической вязкости бетонных смесей. -Алма-Ата, 1989. -21 с.

52. Дрей Ф.М. Исследование автоматических весовых дозаторов непрерывного действия с комбинированной системой управления. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук -М. 1975.

53. Заец В.Н. Автоматизированная система управления и контроля дискретным дозированием компонентов бетонной смеси со стабилизацией результирующей массы. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. Калинин. 1987. -230 с.

54. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке БЭИСИК для персональных ЭВМ.

55. Иванов Р.Ц. Дозаторы сыпучих материалов: -М.: система "Информсталь", 1982. -49 с.

56. Исакович Е.Г. Весы и весовые дозаторы. -М.: Изд-во Стандартов, 1991. -375 с.

57. Ильинский В.И. Измерение массовых расходов. М.: Энергия, 1973. -143 с.

58. Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функции и функционального анализа. М.: Наука, 1981. -336 с.

59. Карпин Е.Б. Средства автоматизации для измерения и дозирования массы. -М.: Машиностроение 1971. -469 с.

60. Красовский А.А. Интегральные оценки и критерии качества регулирования. Техническая кибернетика. -Д.: Машиностроение. 1967. -627 с.

61. Карпелевич Ф.И. Элементы линейной алгебры и линейного программирования. М.: Наука, 1967. -312 с.

62. Кастильо Диас. МП система ' управления весовым ленточным дозатором непрерывного действия: Автореферат диссертации. -Одесса, 1987.-16 с.

63. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М.: Наука, 1974. -513 с.

64. Маврин К.А. Исследование действия сыпучих составляющих бетонной смеси : Автореферат диссертации. -М., 1973.

65. Марсова Е.В. Микропроцессорное управление процессами смешения-дозирования.ЮВМ и микропроцессоры. Сб.науч.тр. МАДИ, -М.1992.

66. Марсова Е.В. Особенности связного дозирования с использованием критериев оценки качества бетонной смеси. ЭВМ и микропроцессоры в системах контроля и управления. Сб.науч.тр. МАДИ, -М.1995.

67. Марсова Е.В., Клименко А.С. Системотехническое проектирование дозирующих устройств. Ж: "Строительство", Новосибирск №7, 1995.

68. Марсова Е.В., Клименко А.С. Связная система многокомпонентного непрерывного дозирования. Деп. в ВИНИТИ №674-В95, 1995.

69. Марсова Е.В., Клименко А.С. Дозатор непрерывного действия с локальной системой компенсации возмущения. Деп. в ВИНИТИ №675-В95, 1995.

70. Марсова Е.В. Системотехническое проектирование иерархических систем управления РТК. Всероссийская конференция "Электротехнические системы транспортных средств и РТК. Тезисы докладов, 1995.

71. Марсова Е.В., Загреба Д.Н., Клименко А.С. Дозатор без накопительной емкости с измерительным элементом переменной структуры. Деп. в ВИНИТИ, №2986-В96, 1996.

72. Марсова Е.В., Загреба Д.Н. Оценка свойств интеграторов расхода в условиях помех. Деп. в ВИНИТИ №3488-В96, 1996.

73. Марсова Е.В., Загреба Д.Н. Электронная следяющая система измерения массы сыпучих материалов// Электронные системы автоматического управления в строительстве". Сб.науч.тр. МАДИ, 1996.

74. Марсов В.И. Синтез связных систем автоматизации процессов непрерывного дозирования компонентов бетонной смеси. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. -М., 1996. -364 с.

75. Марсова Е.В., Загреба Д.Н. Измерительные свойства весовых транспортеров.// "Электронные системы автоматического управления на транспорте и в строительстве" Сб.науч.тр., МАДИ, 1996.

76. Марсова Е.В., Абдулахнова М.Ю. Особенности структур автоматического управления сложными технологическими системами. Деп. в ВИНИТИ №3106-В98, 1998.

77. Марсова Е.В., Абдулахнова М.Ю. Математическая модель иерархической структуры управления. № Деп. в ВИНИТИ, №3105-В98, 1998.

78. Марсова Е.В., Абдулахнова М.Ю. Модель управления связным непрерывным дозированием составляющих керамической массы. Деп. в ВИНИТИ, №3107-В98, 1998.

79. Марсова Е.В., Абдулахнова М.Ю. Измерительные свойства дозаторов-интеграторов расхода с разомкнутой системой измерений. Деп. в ВИНИТИ, №276-В98, 1998.

80. Марсова Е.В., Абдулахнова М.Ю. Выбор типа обратной связи дозатора-иинтегратора расхода с разомкнутой системой измерений. Деп. в ВИНИТИ, №275-В98, 1998.

81. Марсова Е.В., Абдулахнова М.Ю. Автоматизированная система обработки информации и управления связными параллельными процессами.// Комплексные система автоматизированного управления . Сб.науч.тр. МАДИ, 1998.

82. Марсова Е.В., Абдулахнова М.Ю. Динамические процессы дозаторов с регулированием по скорости.// Электронные системы автоматического управления на транспорте и в

83. Марсова Е.В., Амелин М.В., Петленко Б.И. Электронные системы управления и контроля строительных и дорожных машин. М., "ИНТЭКСТ", 1998.

84. Марсова Е.В., Пал. В.И., Пиковская А.Я. Интеллектуальные датчики. М., МАДИ, 1998.

85. Марсова Е.В., Воробьев В.А. Новое поколение дозирующих устройств непрерывного действия. Ж.: "Строительство" №1, Новосибирск, 1999.

86. Метод рекомендации по внедрению САУ дозировочно-смесительного оборудования. -Киев: НИИСП, 1982.

87. Месарович, Д.Мако, И. Такахара. Теория иерархических многоуровневых систем. М. "Мир", 1973.

88. Мееров М.В. Системы многосвязного регулирования. -М.:, Наука. 1967. -341 с.

89. Мордкович Б.И. Системы питания технологических линий химических производств. -М.: Химия, 1976. -172 с.

90. Михайлович B.C., Кукса К.И. Методы последовательной оптимизации. -М.: Наука, 1983,-207 с.

91. Немеровский А.С. Интеграторы измерительных приборов. Гос.изд., Стандартов. -М. 1970. -341 с.

92. Огиевич В.А. Технология непрерывного приготовления бетонных смесей. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. М.; 1972.-47 с.

93. Осипов А.Б. Автоматические дозаторы-интеграторы расхода непрерывного действия для дорожно-строительных материалов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.1996, 342 стр.

94. Орлов С.П. Весы и дозаторы. -М.; Машиностроение. 1972. -328 с.

95. Петров Б.Н., Емельянов С.В., Уланов Г.М. Оптимизация и инвариантность в системах автоматического регулирования с переменной структурой // Труды 2 международного конгресса ИФАК по автоматическому управлению АН СССР, 1963.

96. Первозванский А.А. математические модели в управлении производством. -М.: Наука, 1975. -616 с.

97. Полунов Ю.Л. Цифровые измерительно-управляющие устройства тензометрических весов и дозаторов. -М.: Энергоатомиздат, 1986. -151 с.

98. Пономарева А.А. Исследование и разработка автоматизированной системы управления связным многокомпонентным дозированием впроизводстве керамических масс. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. Калинин, 1981. -187 с.

99. Попов Е.П. Теория линейных САР и управления. -М.: 1989. -301 с .

100. Поляков В.И. Автоматизация дозирования и учета расхода компонентов смеси. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. Воронеж, 1994. -17 с.

101. Приборы для измерения и дозирования масс. -М.: ЦНИИТЭИ приборостроения, 1980. -142 с.

102. Проблемы автоматизации процессов взвешивания и дозирования. Всесоюзная научно-техническая конференция. -М., 1985. -108 с.

103. Пугачев B.C. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления. Технико-теоретическая литература, М.: 1957.-408 с.

104. Рогинский Г.А. Дозирование сыпучих материалов. -М.: Химия, 1978. -173 с.

105. Романовский Р. Средства обмена в локальной сети управления многокомпонентным непрерывным дозированием и оценка их эффективности: Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук .Киев, 1988. -14 с.

106. Рыхмек А. МП устройство для безленточных дозаторов непрерывного действия с коррекцией производительности. Одесса, 1987.-15 с.

107. Сергеев В.А. Контроль приготовления бетонорастворных смесей с заданным В/Ц. -Л.: 1988. -19с.

108. Силаев А.Б. Система оперативного управления технологическим процессом связного дискретного дозирования компонентов бетонной смеси. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. -Калинин.: 1984.-19 с.

109. Славуцкий В.А. Исследование автоматических весовых дозаторов непрерывного действия с регулированием по расходу. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. -М.: 1974. -19с.

110. Скрипка О.В. Применение связного многокомпонентного дискретного дозирования в технологическом процессе приготовления бетонных смесей. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук -М.: 1981. ЦНИИОМТП. -18 с.

111. Солодовников В.В. Статистическая динамика линейных систем автоматического управления. -М.: Физматгиз, №960. -556 с.

112. Титов М.А. Исследование и создание комплекса оборудования непрерывного действия для бетонных смесей. ВНИИСтройдормаш. -М.: Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук 1974, -22 с.

113. Тихонов В.Е. Основы теории систем. -М.: 1976. -72 с.

114. Товбин Л.И. Регуляторы ленточных дозаторов с консольными грузоприемными устройствами. "Механизация и автоматизация производства". №5, 1968. -12-15 с.

115. Трахтенберг В.Д. Исследование автоматических весовых дозаторов непрерывного действия с регулированием по расходу. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук -М.: 1974. -19 с.

116. Утеуш Э.В., Утеуш З.В. Введение в кибернетическое моделирование. -М.: Энергия. 1971.-218 с.

117. Фельдбаум А.А. Электрические системы автоматического регулирования. Оборонгиз. 1957. -539 с.

118. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. Оборонгиз. 1957. -539 с.

119. Цирлин A.M. оптимальное управление технологическими процессами. М.: Энергоатомиздат, 1986. -396 с.

120. Шорон О.Е. Адаптивная система САУ приготовления бетонных смесей. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. КИСИ. Киев. 1988. -16 с.

121. Щечка К.Г. Исследование и разработка весовых дозаторов непрерывного действия для сыпучих материалов. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. Иваново. 1973. -21 с.