автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Автоматизированный контроль тепловых нагрузок высокотемпературных производственных процессов

На правах рукописи

Хабаров Виталий Александрович

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОНТРОЛЬ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов

и изделий

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 9 ЛЕК 7ПЮ

Красноярск - 2010

004616670

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент

Непомнящий Олег Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Ченцов Сергей Васильевич

кандидат технических наук, доцент

Ушанов Сергей Викторович

Ведущая организация Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева»

Защита состоится «15» декабря 2010 года в 16:00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.099.05 при Сибирском федеральном университете по адресу: 660074, г. Красноярск, ул. академика Киренского, 26, ауд. УЛК-115.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского федерального университета по адресу: 660074, г. Красноярск, ул. академика Киренского, 26.

Автореферат разослан «15» ноября 2010 года.

И.о. ученого секретаря диссертационного совета, доктор технических наук

Легалов А. И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В современных условиях быстро растущего производства особое внимание уделяют активно развивающимся методам и средствам контроля производственных процессов.

Наиболее актуальными являются решения задач управления технологическими процессами, происходящими в тяжелых промышленных условиях. К таким производствам следует отнести: радиационно опасные производства, химически опасные производства, производства применяющие опасные транспортные средства и опасные технически сооружения, производства при высоких и сверхвысоких температурах. К последним относятся практически все направления в металлургии, производственные процессы, использующие обжиговые технологии (производства кирпича и керамических изделий), процессы производства пластмасс и полиэтилена высокого давления и др.

В данном случае температура производственного процесса и ее распределение по технологической полости является одним из основных факторов, влияющих на получения конечных изделий. В большинстве случаев необходимо измерять температуру в рабочей области [1]. Например, в полости обжиговой печи, пресс-формы, ванне электролизера и т.д. Необходимо получить трехмерное распределение температуры в означенном объеме, которое служит основанием для контроля температурного поля данного процесса.

Вопросам решения задачи распределения температурных полей посвящены работы Быкова В.И., Шайдурова ГЛ., Громыко А.И., Шокина Ю.И., Добронца Б.С., Злобина B.C., Lovell M.R., Dutta S., Morehouse J. H., Zhaowen Wang, Guanghua Chen, Wenju Tao и др. Тем не менее, известные работы не содержат готовых методик аппаратного восстановления температурного поля при высоких и сверхвысоких температурах в тяжелых промышленных условиях, позволяющих выполнить построение трехмерной модели температурного поля, на основании которой осуществляется контроль распределения температуры по технологической полости.

Результатом решения данной задачи является в первую очередь повышение качества изделий и сплавов, уменьшение процента брака, увеличение срока службы и отказоустойчивости оборудования, и как следствие возможность перехода на качественно новый уровень производства. Например, получение алюминия высокой чистоты, выплавка новых сплавов, разработка новых технологий обжига, что ведет к расширению ассортимента и повышению качества выпускаемой продукции.

Перечисленные факторы определяют актуальность разработки, как методов, так и новых средств (вычислительных систем) контроля высокотемпературных производственных процессов, основанных на

моделировании трехмерного распределения температурных полей в рабочей зоне.

Решение данной задачи в области высоких температур не является единственным приложением и может применяться в более низком температурном диапазоне.

Целью данной работы является разработка метода и аппаратно-программного комплекса (АПК) контроля тепловых нагрузок, при высокотемпературных производственных процессах, с целью повышения качества выпускаемой продукции, увеличения срока службы и отказоустойчивости оборудования в широком спектре применений.

Объект исследования - приборы и методы контроля температурных характеристик технологического оборудования, используемого для получения изделий и материалов при высоких и сверхвысоких температурах.

Предмет исследования - точностные характеристики приборов и методов контроля температурных полей технологического оборудования высокотемпературных производственных процессов.

Задачи исследования:

1. Выполнить анализ технических особенностей аппаратуры, современных методов и способов автоматизированного контроля температурных полей и факторов влияющих на повышение качества выпускаемой продукции, надежность и эффективность технологического оборудования.

2. Разработать метод восстановления температурного поля в трехмерной системе координат, зависимый по времени, увеличивающий точность и оперативность получаемой информации о состоянии распределения температуры в замкнутом пространстве технологической полости.

3. Разработать алгоритмы программной фильтрации и обработки информативных сигналов, а так же программы представления трехмерной визуализированной модели температурного поля на основании предложенного метода.

4. Разработать АПК для получения данных о температуре в заданных точках объекта, их обработки и анализа, построения визуализированной трехмерной модели температурного поля, провести его испытание в лабораторных и промышленных условиях, а так же выполнить экспериментальное внедрение АПК на производство.

Методы исследования. Поставленные задачи решены современными методами вычислительной математики с использованием методов аппроксимации функций, теории тепловых полей, математической статистики, методов электротехники и теплотехники. При разработке программного обеспечения и прикладных библиотек использовались средства САПР Lab VIEW, GueniDAQ и другие, а также языки программирования С# и AVR Assembler.

Результаты, выносимые на защиту:

1. Аппаратно-программный комплекс сбора данных, моделирования и контроля температурных полей.

2. Алгоритмы и программы обработки информативных сигналов, позволяющие выполнить программную фильтрацию исходных данных и построить изображение температурного поля для контроля распределения температуры в технологической полости.

3. Способ расположения температурных датчиков, основанный на решении комплекса предложенных уравнений, позволяющий повысить точность получаемой информации о распределении температурного поля.

4. Метод контроля температурного поля, основанный на предложенных базисных функциях, позволяющий, с высокой точностью, определить значение температуры в любой точке исследуемого пространства.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Предложен алгоритм обработки информативных сигналов, позволяющий снизить уровень помех в исходных данных и в результате получить более точную и достоверную информацию о распределении температурного поля.

2. Предложен набор базисных функций метода наименьших квадратов для восстановления температурного поля, основанный на использовании как полиномиальных, так и экспоненциальных зависимостей, позволяющий определить количество и способ расположения температурных датчиков в технологической полости с целью повышения точности и оперативности получаемой информации о распределении температурного поля.

3. Предложен метод контроля тепловых нагрузок, основанный на предложенных алгоритмах фильтрации сигнала и способе расположения датчиков в исследуемом пространстве позволяющий осуществить мониторинг распределения температуры в технологической полости.

Значения для теории. Исследован метод восстановления температурного поля, учитывающий распределение температуры в трехмерном пространстве и зависимый по времени. Оценена погрешность данного метода.

Практическое значение работы заключается в следующем:

1. Разработана аппаратура комплекса сбора данных, моделирования и контроля температурных полей для использования в тяжелых промышленных условиях при высоких и сверхвысоких температурах.

2. Разработан программный комплекс «Программа автоматизированного контроля тепловых нагрузок высокотемпературных производственных процессов».

3. Разработано программное обеспечение и библиотеки низкого уровня для микропроцессорной аппаратуры управления комплексом.

4. Разработан и внедрен в учебный процесс ИКИТ СФУ учебный комплекс дисциплины «Проектирование систем автоматизации технологических процессов» в том числе учебные пособия, лекционный и практический материал, а так же новое лабораторное оборудование,

используемые студентами, аспирантами и специалистами в области температурного анализа.

Достоверность полученных результатов, защищенная приоритетом авторских публикаций, подтверждается удовлетворительным совпадением результатов, полученных с помощью разработанного АПК, с данными, полученными при использовании промышленного калиброванного сертифицированного термометра, при лабораторных и промышленных испытаниях АПК с различными материалами и способами нагрева.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на следующих конференциях:

1. III Всероссийская научно-техническая конференция «Молодежь и наука: начало XXI века», (г. Красноярск, 2007 г.).

2. XXVTI Российская школа, (г. Екатеринбург, 2007 г.).

3. VI Международная научно-техническая конференция «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации», (г. Курск, 2008 г.).

4. XII Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в машиностроении», (г. Пенза, 2008 г.).

5. VII Всероссийская научно-практическая конференция «Молодежь и современные информационные технологии», (г. Томск, 2009 г.).

Использование результатов работы. Результаты исследований диссертационной работы используются для получения данных о состоянии распределения температурного поля в алюминиевых слитках, полученных методом непрерывного литья на металлургическом производстве ООО «Красноярский металлургический завод».

Результаты работы использовались при моделировании и измерении параметров обжига, пуска и послепускового периода алюминиевого электролизера для разработки схемы установки термопар в футеровке катодного устройства электролизера и измерения его температурного поля на ОАО «РУСAJI Красноярский алюминиевый завод».

Результаты работы внедрены в учебном процессе ФГАОУ ВПО «Сибирский Федеральный Университет» для обучения студентов специальности 230100 «Вычислительная техника» и используются при чтении лекций, проведении практических занятий, выполнении курсовых работ и дипломных проектов. Использование результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими актами.

Публикации. По результатам проведенных исследований и выполненных работ опубликовано 16 печатных работ, в том числе 3 работы из списка изданий, рекомендованных ВАК. Материалы диссертационной работы использовались при подготовке 3-х опубликованных учебных пособий.

Осуществлена регистрация программного обеспечения АПК в реестре программ для ЭВМ Российской федерации (свидетельство о регистрации №2009617139 от 24.12.2009).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, выполнена на 150 страницах, содержит 81 рисунок, 12 таблиц, список используемых источников из 75 наименований и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, указаны цель и задачи исследования, научная новизна, практическая ценность и реализация результатов работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, отражены вопросы апробации и достоверности полученных результатов.

В первой главе диссертационной работы изложены результаты анализа предметной области, на основании которых отмечено, что для производств, связанных с высокими температурами, необходим контроль температурного режима, нарушение которого может привести к необратимым последствиям в технологическом процессе.

Одной из особенностей в таких производствах является сложность измерения температурных параметров контролируемого объекта, связанная как с конструктивными особенностями, так и с окружающей средой, которая может быть достаточно агрессивной (магнитные и электрические поля, различные виды производственных помех, загрязнения и пр.).

Рассмотрены высокотемпературные производственные процессы, где применение разрабатываемого прибора принесло бы наибольший экономический эффект.

Например при производстве кирпича, а именно при его обжиге, который заключается в постепенном и непрерывном нагревании сырца до установленной температуры (обычно до 920 - 980 °С), после чего изделия также постепенно охлаждаются. Условия обжига, т. е. скорость повышения и последующего понижения температуры, являются наиболее важным и ответственным процессом производства. При несоответствии распределения температурного поля заданному технологическому процессу, происходит перерасход топлива, повышается процент брака и др.

Еще одним наглядным примером является производство алюминия. При производстве алюминия способом электролиза криолитоглиноземных расплавов, весомый экономический эффект, достигается при продлении срока службы электролизера, в значительной степени зависящий от способа предстартового обжига, метода пуска и качества эксплуатации электролизера.

Катодное устройство электролизера состоит из катодного кожуха, углеродной, огнеупорной и теплоизоляционной футеровок. Предпусковой обжиг необходим для нагрева углеродистой футеровки до температуры, близкой к эксплуатационной. Перегрев приводит к накоплению повреждений в углеродистой футеровке, вызывает начальную деформацию, что способствует ее дальнейшему разрушению при пуске и эксплуатации. Выбор оптимальных режимов обжига позволяет добиться практически равномерного прогрева

подины [6, 7]. В данной ситуации, результатом решения задачи равномерного распределения тепловой нагрузки будет в первую очередь увеличение срока службы и отказоустойчивости оборудования, повышение качества изделий и сплавов.

На основании проведенных исследований, изложенных в главе 1, следует отметить:

1. Предполагаемое решение научно-технической задачи контроля высокотемпературного процесса найдет широкий спектр применения в различных областях промышленности, практически при любом технологическом процессе, использующим высокотемпературный режим производства. Более того область высоких температур не является единственным направлением применения решаемой задачи, а найдет применение и в области низких и умеренных температур.

2. Решение задачи контроля температурного поля позволит избежать перерасходов энергетических ресурсов, повысит качество выпускаемой продукции и срок службы оборудования, снизит процент брака и др.

3. Существующие подходы к решению поставленной задачи не обладают требуемой на современном этапе развития точностью и оперативностью контроля технологического процесса.

4. С целью разработки аппаратуры управления высокотемпературным процессом требуется разработка метода восстановления температурного поля, для получения достоверной информации о состоянии температуры в любой точке исследуемого пространства.

5. При разработке метода восстановления температурного поля следует использовать трехмерное представление, которое позволит получить более точную информацию о распределении температуры в контролируемой области.

Во второй главе диссертационной работы изложены различные способы интерполяции функции, которые можно использовать для восстановления температурного поля. Для повышения точности восстановления температурного поля предложен набор базисных функций метода наименьших квадратов.

Пусть имеются известные значения экспериментальных данных в узловых точках /О^.У;.^, tj) = /¿. Введем непрерывную функцию <p(x,y,z,t) для аппроксимации дискретной зависимости/feyi.Zi, ¿¡). В узлах функции f(x,y,z,t) и (p(x,y,z,t) будут отличаться на величину = (pix^y^Zi, ti) — f(.xi• Уи zi> ti)- Отклонения e£ могут принимать положительные и отрицательные значения. Чтобы не учитывать знаки, возведем каждое отклонение в квадрат и просуммируем квадраты отклонений по всем узлам

п п

Q='Yj£f = 'Y[<p(xi,yi,Zi,td - КхиУ1,2ик)]\ (1) ¡=0 ¡=0

Метод построения аппроксимирующей функции <р(х,у,г,^ из условия минимума величины <2 рассматривается как метод наименьших квадратов. Наиболее распространен способ выбора функции (р{х,у,г,1) в виде линейной комбинации.

(р{х,у,2,0 = с0<р0{х,у,2,£) + с^^х.у.г, 0 + ••• + ст<рт(х,у,г, О, (2)

где <р0(х, у, г, £:), <р1 (х, у, г, О,..., <рт(х, у, г, 0 - базисные функции, т < п; с0, съ..., ст — коэффициенты, определяемые при минимизации величины (}.

Выбор набора и количества базисных функций и соответственно коэффициентов влияет на точность и достоверность восстановления температурного поля. При выборе, традиционно, руководствуются следующим условием: если известна экспериментальная (исходная) погрешность данных -су, то выбор числа коэффициентов, определяется условием ~ а, и если лЩ. » а, число коэффициентов аппроксимации недостаточно для правильного воспроизведения графика экспериментальной зависимости. Если -Щ«а, многие коэффициенты в (2) не будут иметь физического смысла. В исследовании температурного поля физического объекта при высоких температурах достаточно сложно определить исходную погрешность данных. Следовательно, необходимо экспериментально определить необходимый и достаточный набор базисных функций.

Максимальное количество базисных функций определяется исходя из количества источников исходных данных - температурных датчиков, которые обычно располагают в вершинах измеряемого объекта, рисунок 1 (слева).

В данном случае максимальное количество базисных функций не должно превышать 16, тогда в качестве аппроксимирующей функции можно использовать известное уравнение, состоящее из 11 базисных функций:

<р{х,у,2, 0 = с0 + схх + с 2у + с3г + с4е + с5гу + с6хг + + с8уг + с9уг + c10zt (3)

или дополненное уравнение (3) комбинациями переменных, увеличив количество базисных функций до 16:

<р(_х,у, г, I) = с0 + схх + с2у + с3г + с4С + с5ху + сьхг + с7Л + с8уг + с9у£ + с10г1 + сг1хуЬ + с12хгг + с13уг£ + с14хуг + с^хугЬ (4)

Уравнение (4) содержит уже максимально возможное количество базисных функция для данного варианта набора и размещения информативных сигналов. Вследствие чего, предложено увеличить количество температурных датчиков вдвое и расположить их так, как показано на рисунке 1 (справа).

Рисунок 1 - Расположение температурных датчиков, слева - обычное расположение, справа - предложенное расположение

В данном случае максимальное количество базисных функций увеличивается до 32 и как следствие увеличивается точность восстановления температурного поля. Таким образом, в качестве аппроксимирующей функции предложено использовать дополненное уравнение (4) вторыми и третьими степенями переменных и их комбинациями:

(р[х, у, 2,0 = с0 + сгх + с2у + с3г + с4£ + с5ху + с6хг + с7хЬ + с8уг + с9у( + с10гЬ + сихуС + сг 2хгЬ + с13угЬ + с14хуг + c15д:yzí + с16 х2 + с17у2 + с1Яг2 + с1Эх2у + с20х2г + с21х2г + с22у2х + с23у2г + с24у^ + с25х3 + с2вУ3 + с27г3 + с2ВхН + с29уН + с30гЧ (5)

Для восстановления температурных полей, где заранее известно или предполагается, что температурное поле будет иметь резкие перепады температуры предлагается в качестве аппроксимирующей функции использовать дополненное уравнение (4) вторыми степенями переменных и их комбинациями, а так же экспоненциальными зависимостями переменных:

<р(х, у, г, О = с0 + сух + с2у + с3г + с4С + с5ху + с6хг + с^ + с8уг 4- с9у! + с10г! + c11xyt + с12хгЬ + с13угЬ +

с14хуг + с^хугг + с16х2 + с17у2 + с18г2 + с19х2у + с20х2г + с21Л + с22у2х + с23у2г + с2Аугг + с25е~ах + с26е~аУ + с27е~аг + с23е~ахЬ + с29е~+ с30е~аг,: (6)

Восстановление температурного поля происходит интервально, в каждый интервал времени происходит перерасчет коэффициентов, используемой аппроксимирующей функции, основанный на предыдущем состоянии распределения температуры и полученных новых данных.

Для установления точности приведенных аппроксимирующих функций (3-6) проведем их проверку на наборе значений температуры прямоугольного объекта, полученных в точках, расположенных в соответствии с рисунком 1 (справа). Значения температуры известны для нескольких временных интервалов. Данные значения являются узловыми и принимаются за эталонные.

В результате проведенных исследований выяснилось, что при использовании в качестве аппроксимирующих функций уравнения (3, 4) средние отклонения значений от эталонных составляют 2,6%, а для уравнений (5, 6)-0.01%.

Однако, при реальных измерениях в исходных данных содержится некоторая погрешность. На основании этого были проведены исследования по восстановлению исходной функции, когда в исходных данных присутствует случайная ошибка порядка 7-10%. Средние отклонения восстановленных значений от эталонных, для данных случаев и случая когда данные были без искажений, сведены в таблицу 1.

Таблица 1 - Отклонение восстановленных значений от эталонных

Метод восстановления Среднее отклонение, %

Без искажений Искажено 25% сигналов Искажено 50% сигналов Искажено 100% сигналов

Полиномиальная 0.01 3.2 4.7 7.8

МНК с уравнением (3) 2.6 2.6 3.0 3.6

МНК с уравнением (4) 2.6 2.6 2.7 ■ 2.8

МНК с уравнением (5) 0.01 0.4 0.5 1.2

МНК с уравнением (6) 0.01 0.4 0.5 1.2

На основании результатов исследований, изложенных в главе 2, следует отметить:

1. Из рассмотренных способов интерполяции функций для восстановления температурного поля выделен метод наименьших квадратов, поскольку именно этот метод позволяет получить данные с максимальной точностью при высокой погрешности измерения.

2. Для восстановления исходной функции предложено применять означенный метод, использующий в качестве аппроксимирующей функции предложенные уравнения (5,6), так как в этих случаях отклонения от исходной функции будут минимальны.

3. На основании полученного метода предложен способ расположения датчиков, позволяющий повысить точность получаемой информации о распределении температурного поля.

4. Применение предложенного метода для восстановления температурного поля подходит для простых по форме и однородных по составу объектов. Так же в нем не учитываются теплофизические свойства материалов, которые могли бы уменьшить влияние шума в исходных данных на результат, однако для решения большинства задач по оперативному контролю использование предложенного метода является достаточным и дает удовлетворительный результат.

Третья глава диссертационной работы посвящена разработке состава и структуры аппаратной части, алгоритмов обработки данных и функционирования АПК, а также реализации программного обеспечения.

На основании проведенных исследований, предварительных расчетов и теоретических выводов сформулированы основные требования к разрабатываемой аппаратуре.

Проведен патентный поиск среди аналогичных устройств, который показал, что известные, согласно доступным источникам, методики замера и программно-аппаратные комплексы не отвечают требованиям по информативности и оперативности контроля высокотемпературного технологического процесса. В частности при высокотемпературных исследованиях известными методами отсутствует возможность определения температуры в любой точке исследуемого объекта.

Дальнейшее исследования в данной области позволили разработать экспериментальный вариант устройства сбора данных для проведения испытаний при предпусковом обжиге и старте алюминиевого электролизера [2, 8].

Функциональные схемы экспериментальной системы и микропроцессорного модуля управления приведены на рисунках 2 и 3.

Термодатчики (8шт) Термодатчики (8шт) Термодатчики (8шт)

(*) КХС - Компенсация холодного спая Рисунок 2 - Общая, функциональная схема экспериментальной системы

Рисунок 3 - Функциональная схема микропроцессорного модуля управления

Для данной экспериментальной системы разработано программное обеспечение, структура которого представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Структура программного обеспечения экспериментальной системы сбора и обработки данных (упрощенно)

Результаты предварительных экспериментов, проведенных в тяжелых промышленных условиях, позволили сделать выводы с одной стороны о

правильности принятых решений эксплуатационного и алгоритмического плана, с другой стороны о недостаточной надежности экспериментального варианта системы. В связи с этим было принято решение о разработке промышленного варианта АПК как многоцелевой, сетевой, распределенной системы сбора и анализа данных [1,4,9]. На рисунке 5 изображена функциональная схема АПК.

Система сбора данных I

Система сбора данных 2

Система сбора данных 3

Термопары Термопары

ADAM 1 ADAM 1 5018(1) .....—

Промышленная ЭВМ

Термонары Термопары (8 шт) ^ (8 шт)

Термопары Термопары (8 шт)

ADAM 5018 (1)

RS-485

Рисунок 5 - Функциональная схема промышленного варианта АПК

Структура и состав программного обеспечения высокого уровня, разработанного для промышленного варианта прибора изображена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Структура программного обеспечения промышленного варианта

АПК (упрощенно)

По результатам исследований и разработок, изложенных в главе 3, следует отметить:

1. Реализованный алгоритм программной фильтрация и обработки информативных сигналов, позволяет снизить уровень помех в исходных данных и в результате получить более точную, с погрешностью не более 5%, и достоверную информацию о распределении температурного поля.

2. Предложенная аппаратная методика построения трехмерного поля позволяет значительно ускорить процесс получения информации о состоянии температуры в исследуемой области по сравнению с известными методами плоскостного или точечного сканирования.

3. Реализованные на основании предложенного метода восстановления температурного поля алгоритмы в сочетании с аппаратными средствами замера позволили получить оперативное и высокоточное построение модели температурного поля. Получена возможность визуального, ручного или автоматизированного контроля распределения температур в технологической области.

В четвертой главе диссертационной работы изложены результаты проведенных экспериментов в лабораторных и промышленных условиях.

В частности, в лабораторных условиях, с целью проверки адекватности предложенного метода, оценки достоверности получаемых данных и точности измерений АПК, выполнены эксперименты с различными материалами (углеграфит, металлы, кирпич) и различными способами нагрева, в среднем по 25 экспериментов для каждого материала и способа, общим количеством порядка 100 экспериментов.

В ходе эксперимента, при нагревании объектов, проводились замеры температуры в контрольных точках К1-К4, расположение которых представлено на рисунке 7, с помощью сертифицированных калиброванных промышленных термометров.

Рисунок 7 - Расположение термопар в контрольных точках

В дальнейшем, эти результаты сравнивались с результатами полученными с помощью АПК на основании разработанного метода и алгоритмов. Результат одного из таких экспериментов с кирпичным блоком приведен ниже. В таблице 2 отображены значения температуры в контрольных точках К1-К4, а на рисунке 8 графики изменения температуры в этих точках.

Анализ результата показал что, применение в качестве аппроксимирующей функции уравнения (3) или (4), с 11 и 16 коэффициентами

соответственно, дает недостаточно точный результат, особенно это заметно при эксперименте, где материалом был кирпич.

Восстановление температурного поля с помощью уравнений (5) и (6) с 31 коэффициентами показали наилучшие результаты. Средние различия от эталонных значений составляют порядка 2-3%, против 15-20% при уравнениях (3, 4). Однако следует отметить, что при использовании уравнения (б) в случаях, когда температурное поле крайне неравномерно, результат получается более точный, таблица 2. В остальных же случаях использование уравнения (5) более оправдано.

Таблица 2 - Значения температуры, кирпичный блок

Контрольные точки Источник данных Время, мин.

0 5 10 20 ^ 30 45

Точка К1 Эталонные 23 47,39 74,22 103,35 137,91 158,07

МНК с ур. (3) 23 49,71 80,05 113,17 149,18 164,61

МНК с ур. (4) 23 49,69 80,04 113,15 149,17 164,62

МНК с ур. (5) 23 46,81 75,25 104,81 143,58 161,49

МНК с ур. (6) 23 49.43 74.42 103.80 137.81 158.39

Точка К2 Эталонные 23 29,48 33,80 40,37 52,90 66,84

МНК с ур. (3) 23 41,93 62,60 85,66 111,02 122,78

МНК с ур. (4) 23 41,94 62,61 85,67 111,03 122,77

МНК с ур. (5) 23 27,81 33,47 40,99 56,36 69,41

МНК с ур. (6) 23 29.32 34.05 40.69 52.65 67.40

Точка КЗ Эталонные 23 26,98 28,53 35,14 37,55 44,23

МНК с ур. (3) 23 34,55 46,12 59,49 74,65 83,16

МНК с ур. (4) 23 34,56 46,12 59,50 74,66 83,15

МНК с ур. (5) 23 27,08 31,29 35,98 39,16 47,92

МНК с ур. (6) 23 26.51 29.39 35.53 38.42 45,24

Точка К4 Эталонные 23 24,47 26,83 28,43 31,44 34,25

МНК с ур. (3) 23 26,92 28,91 32,31 36,92 41,77

МНК с ур. (4) 23 26,90 28,90 32,29 36,91 41,78

МНК с ур. (5) 23 25,52 27,51 29,94 32,89 36,29

МНК с ур. (6) 23 24.82 27.12 28.19 31.22 34.69

а) б)

20

О 5 10 20 30 МИИ 0 5 10 20 30 мш в) г)

■ Эталонные НИН - МНК с ур. (3) - МНК с ур. (4)

- МНК с ур. (5) Ж - МНК с ур. (6)

Г, С 45 ■

Рисунок 8 - График изменения температуры в контрольных точках: а - точка К1, б - точка К2, в - точка КЗ, г - точка К4

На рисунка 9 изображено плоскостное распределение температурного поля, которое является малоинформативным. На рисунке 10 изображено трехмерное температурное поле, полученное с по мощью разработанного АПК.

Рисунок 9 - Плоскостное распределение температурного поля: а - верхний слой, б - нижний слой

Рисунок 10 - Трехмерное распределение температурного поля

Обработка результатов, полученных в ходе лабораторных испытаний, показала адекватность и достоверность предложенных метода и алгоритмов. Об этом свидетельствуют статистические тесты, выполненные в программном пакете StatSoft Statistica 8 с помощью t-критерия Стьюдента и рангового критерия Вилкоксона. В ходе тестов проводилось сравнения двух выборок данных, одна из которых получена с помощью сертифицированного

калиброванного промышленного термометра, а другая с помощью разработанного АПК.

Достоверность получаемых данных и точность АПК так же были подтверждены промышленными испытаниями на ООО «Красноярский металлургический завод» в ходе поверхностного анализа распределения температурного поля алюминиевого слитка, получаемого путем непрерывного литья, а также, в ходе испытаний на ОАО «РУСАЛ Красноярский алюминиевый завод» при моделировании и измерении параметров обжига, пуска и послепускового периода алюминиевого электролизера.

Результаты проведенных научных исследований и разработок внедрены и активно применяются в учебном процессе ИКИТ СФУ. В частности разработан состав и архитектура лабораторного стенда многофункциональной, сетевой, распределенной системы сбора данных и управления, используемого в процессе обучения студентов и магистров [12, 14], представленного на рисунке

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате выполнения диссертационной работы были полученные следующие основные научные и практические результаты:

1. Предложено новое решение актуальной научно-технической задачи контроля трехмерного распределения температурного поля в технологической области при производственных процессах, связанных с высокотемпературными нагрузками.

11.

«

Рисунок 11 — Лабораторный стенд

2. Предложен метод восстановления температурного поля для получения информации о состоянии распределения температуры в замкнутом пространстве технологической полости.

3. На основании данного метода предложены алгоритмы обработки и представления результатов в виде трехмерной модели распределения температурного поля, предназначенные для контроля температурных характеристик в технологических процессах, происходящих при высокой температуре.

4. Разработан АПК с целью получения данных о состоянии температур в заданных точках объекта, обработки и анализа данных о состоянии трехмерной модели температурного поля.

5. Проведены экспериментальные испытания АПК в лабораторных условиях и статистическая обработка полученных результатов, подтвердившие достоверность предложенного метода трехмерного анализа температурного поля.

6. Проведены опытно-промышленные испытания АПК на ООО «Красноярский металлургический завод» для построения поверхностного температурного поля слитков полученных методом непрерывного литья, так же подтвердившие достоверность предложенного метода.

7. Результаты работы использовались при моделировании и измерении параметров периода обжига и пуска алюминиевого электролизера ЗАО «Красноярский алюминиевый завод».

8. Результаты проведенных научных исследований и разработок внедрены и активно применяются в учебном процессе ИКИТ СФУ.

Полученные результаты подтверждают правильность выбранных направлений научных исследований, адекватность разработанного метода контроля температурных полей и алгоритмов обработки информативных сигналов, полную работоспособность и промышленную пригодность разработанной аппаратуры. Таким образом, можно с уверенностью констатировать факт о достижении поставленной цели данной работы.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Хабаров В.А. Аппаратный контроль температурных потоков в режиме реального времени / О.В. Непомнящий, Г.А. Скотников, В.А. Хабаров // Известия томского политехнического университета. - Томск: Изд-во ТПУ, 2009. -Т. 314, №5. - С. 54-58.

2. Хабаров В.А. Контроль температурного поля алюминиевого электролизера в процессе предстартового пламенного обжига / О.В. Непомнящий, В.А. Хабаров // Естественные и технические науки. - М.: Изд-во «Компания Спутник^», 2009. -№1. - С. 233-236.

3. Хабаров В.А. Сверхбольшие интегральные схемы. Проблемы проектирования / О.В. Непомнящий, Г.А. Скотников, В.А. Хабаров, М.В.

Мадудов // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского, - Тамбов: [б.и.],2009.-№6(20). -С. 166-173.

Прочие основные публикации по теме диссертационной работы:

4. Хабаров В.А. Аппаратное построение модели температурного поля / В.А. Хабаров, Е.А. Баранов, О.В. Непомнящий // Наука и технологии. Секция 5. Новые технологии. - Екатеринбург: УрО РАН, 2007. - С. 58-60.

5. Хабаров В.А. Моделирование температурных полей / В.А. Хабаров, Е.А. Баранов, А.Н. Колпаков // Молодежь и наука: начало XXI века: материалы Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 4 ч. 4.1. - Красноярск: СФУ,2007. - С.17-22.

6. Хабаров В.А. Мониторинг температурных полей алюминиевого электролизера в процессе предстартового пламенного обжига / В.А. Хабаров, О.В. Непомнящий // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации [Текст]: материалы VI Международной научно-технической конференции: в 2 ч. Ч. 1 / редкол.: Е.И. Яцун [и др.]; Курск, гос. Техн. ун-т Курск, 2008. - С. 71-73.

7. Хабаров В.А. Проблемы и решения мониторинга температурного поля в процессе пламенного обжига алюминиевого электролизера / В.А. Хабаров, О.В. Непомнящий // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. - Курск, 2008. - №11. - С. 129-131.

8. Хабаров В.А. Метод автоматизированного контроля температурного поля алюминиевого электролизера / В.А. Хабаров, О.В. Непомнящий // Современные технологии в машиностроении: сборник статей XII Международной научно-практической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2008. - С. 59-60.

9. Хабаров В.А. Прибор для измерения температурного поля алюминиевого электролизера / В.А. Хабаров, О.В. Непомнящий // Молодежь и современные информационные технологии. Сборник трудов VII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Ч. 1. - Томск: Изд-во СПБ Графике, 2009, - С. 67-68.

10. Хабаров В.А. Методы и средства акустического неразрушающего контроля высокотемпературных объектов / В.А. Хабаров, М.В. Мадудов, Г.А. Скотников, С.Ф. Тен // Молодежь и наука: начало XXI века: сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых : в 7 ч. 4.2 / сост. O.A. Половинкина; МИОЦ ФГОУ ВПО «СФУ». - Красноярск, 2009. - С. 37-40.

11. Хабаров В.А.Определение метода автоматизированного контроля при решении задачи управления процессом производства жидкого алюминия / В.А. Хабаров, М.В. Мадудов, Г.А. Скотников, С.Ф. Тен // Молодежь и наука: начало XXI века : сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых : в 7 ч. 4.2 / сост. O.A. Половинкина; МИОЦ ФГОУ ВПО «СФУ». - Красноярск, 2009. - С. 90-100.

Учебные пособия:

12. Хабаров В.А. Проектирование систем автоматизации технологических процессов : учеб. пособие / Е.А. Вейсов, О.В. Непомнящий, Е.А. Баранов, В.А. Хабаров. - Красноярск: ИПК СФУ, 2008. - 236 с.

13. Хабаров В.А. Микропроцессорные системы : учеб. пособие / О.В. Непомнящий, В.А. Хабаров, Г.А. Скотников - Красноярск: ИПК СФУ, 2009. -234 с.

14. Хабаров В.А. Микропроцессорные средства автоматизации : учеб. пособие / О.В. Непомнящий, Е.А. Вейсов, В.А. Хабаров, Г.А. Скотников -Красноярск: ИПК СФУ, 2009. - 185 с.

Разработка, зарегистрированная в Реестре программ для ЭВМ РФ:

15. Хабаров В.А. Программа автоматизированного контроля тепловых нагрузок высокотемпературных производственных процессов / В.А. Хабаров, О.В. Непомнящий, Г.А. Скотников, С.Ф. Тен II Св-во гос. регистрации №2009617139 от 24.12.2009 г. - М.: ВНТИЦ, 2009.

Подписано в печать 11.11.2010 Формат 60x84/16. Уч.-изд. л. 1,3 Тираж 100 экз. Заказ № 2609

Отпечатано:

Полиграфический центр БИК Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а

Введение.

Глава 1. Анализ объекта исследования и постановка задачи.

1.1. Высокотемпературные технологические производства.

1.1.1. Производство кирпича.

1.1.2. Производство алюминия.

1.1.3. Термическая обработка металлов.

1.2. Задача контроля высокотемпературного поля.

1.3. Способы измерения температуры.

1.3.1. Электрические термометры расширения.

1.3.2. Пирометры частичного излучения.

1.3.3. Термоэлектрические термометры.

Выводы.

Глава 2. Метод восстановления температурного поля.

2.1. Анализ способов восстановления температурного поля.

2.2. Интерполяция методом наименьших квадратов.

2.3. Выбор аппроксимирующей функции МНК.

2.4. Проверка точности аппроксимирующих функций.

Выводы.

Глава 3. Разработка программно-аппаратного комплекса.

3.1. Анализ существующей аппаратуры.

3.1.1. Многоканальный регулятор температуры Термодат-13.

3.1.2. Универсальный измеритель-регулятор температуры ТРМ138.

3.1.3. Измеритель температуры Термоизмеритель ТМ-12.

3.2. Разработка структуры и архитектуры АПК.

3.3. Разработка алгоритмов функционирования комплекса.

3.3.1. Разработка алгоритма сбора и предварительной обработки данных.

3.3.2. Разработка алгоритма передачи данных.

3.3.3. Разработка алгоритма построения модели температурного поля.

3.4. Разработка аппаратной части комплекса.

3.4.1 .Разработка аппаратной части экспериментального варианта АПК.

3.4.2. Разработка аппаратной части промышленного варианта АПК.

3.5. Разработка программного обеспечения комплекса.

3.5.1. Разработка ПО экспериментального варианта АПК.

3.5.2. Разработка ПО промышленного варианта АПК.

Выводы.

Глава 4. Экспериментальные исследований и их результаты.

4.1. Экспериментальные исследования в лабораторных условиях.

4.1.1. Нагревание кирпича.

4.1.2. Нагревание углеграфитового блока.

4.2. Исследование возможности применения АПК для прогнозирования распределения температурного поля во времени.

4.3. Статистическая обработка результатов лабораторных исследований.

4.4. Испытания АПК на ООО "Красноярский металлургический завод".

Выводы.

В современных условиях быстро растущего производства особое внимание уделяют активно развивающимся методам и средствам контроля производственных процессов.

Наиболее актуальными являются решения задач управления технологическими процессами, происходящими в тяжелых промышленных условиях. К таким производствам следует отнести: радиационно опасные производства, химически опасные производства, производства применяющие опасные транспортные средства и опасные технически сооружения, производства при высоких и сверхвысоких температурах [1, 2]. К последним относятся практически все направления в металлургии, производственные процессы, использующие обжиговые технологии (производства кирпича и керамических изделий), процессы производства пластмасс и полиэтилена высокого давления и др. [3,4].

В данном случае температура производственного процесса и ее распределение по технологической полости является одним из основных факторов, влияющих на получения конечных изделий. Например, в полости обжиговой печи, пресс-формы, ванне электролизера и т.д. Необходимо получить трехмерное распределение температуры в означенном объеме, которое служит основанием для контроля температурного поля данного процесса.

Вопросам решения задачи распределения температурных полей посвящены работы Быкова В.И., Шайдурова Г.Я., Громыко А.И., Шокина Ю.И., Добронца Б.С., Злобина B.C., Lovell M.R., Dutta S., Morehouse J. H., Zhaowen Wang, Guanghua Chen, Wenju Tao и др. Тем не менее, известные работы не содержат готовых методик аппаратного восстановления температурного поля при высоких и сверхвысоких температурах в тяжелых промышленных условиях, позволяющих выполнить построение трехмерной модели температурного поля, на основании которой осуществляется контроль распределения температуры по технологической полости.

Результатом решения данной задачи является в первую очередь повышение качества изделий и сплавов, уменьшение процента брака, увеличение срока службы и отказоустойчивости оборудования, а так же возможность перехода на качественно новый уровень производства. Например, получение алюминия высокой чистоты, выплавка новых сплавов, разработка новых технологий обжига, что ведет к расширению ассортимента и повышению качества выпускаемой продукции.

Перечисленные факторы определяют актуальность разработки, как методов, так и новых средств (вычислительных систем) контроля высокотемпературных производственных процессов, основанных на моделировании трехмерного распределения температурных полей в рабочей зоне. Решение данной задачи в области высоких температур не является единственным приложением и может применяться в более низком температурном диапазоне.

Целью данной работы является разработка метода и аппаратно-программного комплекса (АПК) контроля тепловых нагрузок, при высокотемпературных производственных процессах, с целью повышения качества выпускаемой продукции, увеличения срока службы и отказоустойчивости оборудования в широком спектре применений.

Объект исследования - приборы и методы контроля температурных характеристик технологического оборудования, используемого для получения изделий и материалов при высоких и сверхвысоких температурах, в сложных промышленных условиях.

Предмет исследования — точностные характеристики приборов и методов контроля температурных полей технологического оборудования высокотемпературных производственных процессов.

Задачи исследования:

1. Выполнить анализ технических особенностей аппаратуры, современных методов и способов автоматизированного контроля температурных полей и факторов влияющих на повышение качества выпускаемой продукции, надежность и эффективность технологического оборудования.

2. Разработать метод восстановления температурного поля в трехмерной системе координат, зависимый по времени, увеличивающий точность и оперативность получаемой информации о состоянии распределения температуры в замкнутом пространстве технологической полости.

3. Разработать алгоритмы программной фильтрации и обработки информативных сигналов, а так же программы представления трехмерной визуализированной модели температурного поля на основании предложенного метода.

4. Разработать АПК для получения данных о температуре в заданных точках объекта, их обработки и анализа, построения визуализированной трехмерной модели температурного поля, провести его испытание в лабораторных и промышленных условиях, а так же выполнить экспериментальное внедрение АПК на производство.

Методы исследования. Поставленные задачи решены современными методами вычислительной математики с использованием методов аппроксимации функций, теории тепловых полей, математической статистики, методов электротехники и теплотехники. При разработке программного обеспечения и прикладных библиотек использовались средства САПР и языки Lab VIEW, С# и AVR Assembler.

Результаты, выносимые на защиту:

1. Аппаратно-программный комплекс сбора данных, моделирования и контроля температурных полей.

2. Алгоритмы и программы обработки информативных сигналов, позволяющие выполнить программную фильтрацию исходных данных и построить изображение температурного поля для контроля распределения температуры в технологической полости.

3. Способ расположения температурных датчиков, основанный на решении комплекса предложенных уравнений, позволяющий повысить точность получаемой информации о распределении температурного поля.

4. Метод контроля температурного поля, основанный на предложенных базисных функциях, позволяющий, с высокой точностью, определить значение температуры в любой точке исследуемого пространства.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Предложен алгоритм обработки информативных сигналов, позволяющий снизить уровень помех в исходных данных и в результате получить более точную и достоверную информацию о распределении температурного поля.

2. Предложен набор базисных функций метода наименьших квадратов для восстановления температурного поля, основанный на использовании как полиномиальных, так и экспоненциальных зависимостей, позволяющий определить количество и способ расположения температурных датчиков в технологической полости с целью повышения точности и оперативности получаемой информации о распределении температурного поля.

3. Предложен метод контроля тепловых нагрузок, основанный на предложенных алгоритмах фильтрации сигнала и способе расположения датчиков в исследуемом пространстве позволяющий осуществить мониторинг распределения температуры в технологической полости.

Значения для теории. Исследован метод восстановления температурного поля, учитывающий распределение температуры в трехмерном пространстве и зависимый по времени. Оценена погрешность данного метода.

Практическое значение работы заключается в следующем:

1. Разработана аппаратура комплекса сбора данных, моделирования и контроля температурных полей для использования в тяжелых промышленных условиях при высоких и сверхвысоких температурах.

2. Разработан программный комплекс «Программа автоматизированного контроля тепловых нагрузок высокотемпературных производственных процессов».

3. Разработано программное обеспечение и библиотеки низкого уровня для микропроцессорной аппаратуры управления комплексом.

4. Разработан и внедрен в учебный процесс ИКИТ СФУ учебный комплекс дисциплины «Проектирование систем автоматизации технологических процессов» в том числе учебные пособия, лекционный и практический материал, а так же новое лабораторное оборудование, используемые студентами, аспирантами и специалистами в области температурного анализа.

Достоверность полученных результатов, защищенная приоритетом авторских публикаций, подтверждается удовлетворительным совпадением результатов, полученных с помощью разработанного АПК, с данными, полученными при использовании промышленного калиброванного сертифицированного термометра, при лабораторных и промышленных испытаниях АПК с различными материалами и способами нагрева.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на следующих конференциях:

1. III Всероссийская научно-техническая конференция «Молодежь и наука: начало XXI века», (г. Красноярск, 2007 г.).

2. XXVII Российская школа, (г. Екатеринбург, 2007 г.).

3. VI Международная научно-техническая конференция «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации», (г. Курск, 2008 г.).

4. XII Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в машиностроении», (г. Пенза, 2008 г.).

5. VII Всероссийская научно-практическая конференция «Молодежь и современные информационные технологии», (г.Томск, 2009 г.).

Использование результатов работы. Результаты исследований диссертационной работы используются для получения данных о состоянии распределения температурного поля в алюминиевых слитках, полученных методом непрерывного литья на металлургическом производстве ООО «Красноярский Металлургический Завод».

Результаты работы использовались при моделировании и измерении параметров обжига, пуска и послепускового периода алюминиевого электролизера для разработки схемы установки термопар в футеровке катодного устройства электролизера и измерения его температурного поля на ОАО «РУСАЛ Красноярский алюминиевый завод».

Результаты работы используются в учебном процессе ФГАОУ ВПО «Сибирский Федеральный Университет» для обучения студентов специальности 230100 «Вычислительная техника» и используются при чтении лекций, проведении практических занятий, выполнении курсовых работ и дипломных проектов. Использование результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими актами.

Публикации. По результатам проведенных исследований и выполненных работ опубликовано 16 печатных работ, в том числе 3 работы из списка изданий, рекомендованных ВАК. Материалы диссертационной работы использовались при подготовке 3-х опубликованных учебных пособий.

Осуществлена регистрация программного обеспечения АПК в реестре программ для ЭВМ Российской федерации (свидетельство о регистрации №2009617139 от 24.12.2009).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, выполнена на 150 страницах, содержит 81 рисунок, 12 таблиц, список используемых источников из 75 наименований и приложений.

7. Результаты работы использовались при моделировании и измерении параметров периода обжига и пуска алюминиевого электролизера ЗАО «Красноярский алюминиевый завод».

127

8. Результаты проведенных научных исследований и разработок внедрены и активно применяются в учебном процессе ИКИТ СФУ.

Полученные результаты подтверждают правильность выбранных направлений научных исследований, адекватность разработанного метода контроля температурных полей и алгоритмов обработки информативных сигналов, полную работоспособность и промышленную пригодность разработанной аппаратуры. Таким образом, можно с уверенностью констатировать факт о достижении поставленной цели данной работы.

1. ГОСТ 12.0.003-74. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. Введ. 01.01.1976. - М.: Госстандарт СССР : Изд-во стандартов, 1976. - 7 с.

2. Топольский, Н.Г. Понятие и критерии техногенных чрезвычайных ситуаций. Информационно-справочное пособие / Н.Г. Топольский, Н.П. Блудчий. М.: Академия ГПС, 2003. - 41 с.

3. Ефремова, О.С. Опасные и вредные производственные факторы и средства защиты работающих от них / О.С. Ефремова. — М.: Альфа-Пресс, 2009.-304 с.

4. Макдональд, Д. Промышленная безопасность, оценивание риска и системы аварийного останова / Дейв Макдональд М.: Группа ИДТ, 2007.-416 с.

5. Смит, Д. Дж. Безотказность, ремонтопригодность и риск. Практические методы для инженеров, включая вопросы оптимизации надежности и систем, связанных с безопасностью / Дэвид Дж. Смит. М.: Группа ИДТ, 2007. - 432 с.

6. Пономарев, И.Г. Российский рынок силикатного кирпича / И.Г. Пономарев // Строительные материалы. — 2009. — № 9. — С. 7—9.

7. Наумов ,М.М. Технология глиняного кирпича / М.М. Наумов и др. М.: Стройиздат, 1969. - 140 с.

8. Чернявский, Е.В. Производство глиняного кирпича / Е.В. Чернявский. -М.: Стройиздат, 1974.-245 с.

9. Хигерович, М.И. Производство глиняного кирпича / М.И. Хигерович, В.Е. Байер. -М.: Стройиздат, 1984. 176 с.

10. Богданов, B.C. Технологические комплексы и линии для производства строительных материалов и изделий: Учебное пособие для вузов Изд. 2-е,перераб., доп. / B.C. Богданов, A.A. Борщевский, A.C. Ильин. — М.: Высшая школа, 2003. — 199 с.

11. Шлегель, И.Ф. Шахтные обжиговые печи / И.Ф. Шлегель, В.В. Соколова // Строительные материалы. — 1993. — № 5. — С. 16-21.

12. Нохратян, К.А. Сушка и обжиг в промышленности строительной керамики / К.А. Нохратян. — М.: Стройиздат, 1962. — 341 с.

13. Перегудов, В.В. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей / В.В. Перегудов, М.И. Роговой. — М.: Стройиздат, 1983. -288 с.

14. Шлегель, И.Ф. Линия обжига кирпича ШЛ 320 / И.Ф. Шлегель, П.Г. Гришин, В.Е. Мирошников, М.Ю. Степанов, Г.В. Титов, И.В. Войцещук // Строительные материалы. 2003. - № 3. — С. 30-37.

15. Бакунов, B.C. Практикум по технологии керамики и огнеупоров / B.C. Бакунов и др. М.: Стройиздат, 1972. - 524 с.

16. Ветюков, Э.А. Электрометаллургия алюминия и магния / Э.А. Ветюков, A.M. Цыплаков, С.Н. Школьников. М.: Металлургия, 1987. - 320 с.

17. Колодин Э.А. Производство обожженных анодов алюминиевых электролизеров / Э.А. Колодин, В.А. Свердлин, Р.В. Свобода. — М.: Металлургия, 1980. 84 с.

18. Янко, Э.А. Производство анодной массы / Э.А. Янко, Д.Н. Воробьев. — М.: Металлургия, 1980. 344 с.

19. Щенков, В.В. Разработка новых технологических процессов получения алюминия / В.В. Щенков, С.Н. Литвак // Цветная Металлургия. — 1974. -№9.-С. 38-41.

20. Безукладников, А.Б. Новые способы получения алюминия / А.Б. Безукладников, Ю.В. Останин, А.Н. Татакин // Научные исследования и опыт проектирования в металлургии легких металлов. М.: Металлургия, 1981.-С. 101-106.

21. Сандлер P.A. Электрометаллургия алюминия и магния / P.A. Сандлер, А.Х. Ратнер. Л.: ЛГИ, 1983. - 94 с.

22. Беляев, A.C. Ремонт алюминиевых электролизеров / A.C. Беляев, М.А. Беляев. М.: Металлургия, 1986. — 144 с.

23. Чалых, Е.Ф. Технология и оборудования электродных и электроугольных предприятий / Е.Ф. Чалых. М.: Металлургия, 1972. — 432 с.

24. Янко, Э.А. Производство алюминия в электролизерах с верхним токоподводом / Э.А. Янко, Ю.Д. Лозовой. — М.: Металлургия, 1976. — 160 с.

25. Вольфсон, Г.Е. Производство алюминия в электролизерах с обожженными анодами / Г.Е. Вольфсон, В.П. Ланкин. — М.: Металлургия. 1974. — 136 с.

26. Панов, E.H. Исследование температурных режимов обжига катодных устройств алюминиевых электролизеров / E.H. Панов, Ф.К. Тепляков, С.А. Никифоров, А.П. Кукшин // Цветные металлы. — 1987. — Т. 8. — С. 40-43.

27. Багаев, Б.М. Обжиг подины алюминиевого электролизера после капитального ремонта / Б.М. Багаев, B.C. Злобин, Н.С. Михалицин // ' Техн.-экон. вестник КрАЗа. 1998. - Т. 11. - С. 21-22.

28. Багаев Б.М. Оптимизация режимов обжига алюминиевого электролизера / Б.М. Багаев, B.C. Злобин // Тр. Междунар. конф. «Математические модели и методы их исследования», 25—30 августа 1997. Красноярск: КрГУ, 1997. -С. 85.

29. Горунович, С.Б. Термонапряженное состояние подовой секции алюминиевого электролизера / С.Б. Горунович, B.C. Злобин, В.М. Садовский // Сиб. журн. индустр. математики. — 2002. — Т. 5, № 2(10). — С. 61-69.

30. Потылицын, Г.А. Механизм разрушения подины при обжиге электролизера / Г.А. Потылицын, B.C. Злобин, Н.П. Геращенко // Цветные металлы. 1983. - Т. 5. - С. 42-44.

31. Абрикосов, A.A. Основы теории металлов / A.A. Абрикосов. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 600 с.

32. Шмыков, A.A. Справочник термиста / A.A. Шмыков -М.: Машгиз 1961. -350 с.

33. Блантер, М.Е. Фазовые превращения при термической обработке стали / М.Е. Блантер. М.: Металлургия, 1962. — 269 с.

34. Геллер Ю.А. Инструментальные стали / Ю.А. Геллер. М.: Металлургия, 1975.-584 с.

35. Артингер, И. Инструментальные стали и их термическая обработка. Пер. с венгр / И. Артингер. М.: Металлургия, 1982. - 312 с.

36. Лариков, Л.И. Тепловые свойства металлов и сплавов / Л.И. Лариков. — Киев: "Наукова Думка", 1985. 437 с.

37. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали / В.А. Кудрин. — М.: Мир, 2003.-552 с.

38. Лахтин, Ю.М. Термическая обработка стали. Основы теории и технологии / Ю.М. Лахтин М.: НТО Машпром, 1973. - 72 с.

39. Материаловедение и технология металлов — М.: Высшая школа, 2002. — 640 с.

40. Новиков, И.И. Теория термической обработки металлов / И.И Новиков — М.: Металлургия, 1974. 400 с.

41. Романов, Л.М. Электрические печи литейных цехов для выплавки черных и цветных сплавов / Л.М. Романов, А.Н. Болдин, А.Н. Граблев. — М.: МГИУ, 2007.-104 с.

42. Колачев, Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов / Б.А. Колачев, В.А. Ливанов. В.И. Елагин. М.: Металлургия, 1972. - 480 с.

43. Шубин, Р.П. Технология и оборудование термического цеха / Р.П. Шубин, B.C. Пиходько. М.: Машиностроение, 1971. - 280 с.

44. Филинов, С.А. Справочник термиста / С.А. Филинов, И.В. Фригер. М.: Машиностроение, 1975. - 352 с.

45. Геращенко, O.A. Температурные измерения. Справочное руководство / O.A. Геращенко, В.Г. Федоров. — Киев: Наукова думка, 1989. 704 с.

46. Алексеев, К.А. Монтаж средств измерений и автоматизации. Справочник. 3-е изд., перераб. и дополн. / К.А. Алексеев, B.C. Антипин, A.A. Ганашек. -М.: Энергоатомиздат, 1988. 488 с.

47. Ломакин, В. Высокопроизводительные микропроцессоры и микроконтроллеры класса «система на кристалле» / В. Ломакин // Электроника: НТБ. 2005. -№ 6. - С. 8-13.

48. Гуляев A.B. Восстановление и точность представления температурного поля при обжиге подины электролизера / A.B. Гуляев // Вестник Красноярского государственного университета. — 2006. —.№2. — С. 143 —' 149!

49. Современные технические и программные средства обеспечения АСУ и АСУ ТИ: Тезисы докладов. М.: ГАОВВЦ, 2005: - 345 с.

50. Преображенский, В.П. Теплотехнические измерения и приборы / В.П. Преображенский М.: Энергия, 1978. — 704 с.

51. Чистяков, С.Ф.* Теплотехнические измерения и приборы / С.Ф. Чистяков, Д.В1Радун:-М1: Высшая школа, 1972.-392 с.

52. Бриндли, К. Измерительные преобразователи: Справочное пособие / К. Бриндли. —М;: Энергоатомиздат, 1991. — 478 с.

53. Виглеб Г. Датчики. Устройство и применение / Г. Виглеб. — Mi: Мир, 1989.-451 с.

54. Крамарухин, Ю.Е. Приборы для измерения температуры / Ю.Е. Крамарухин.-М.: Машиностроение, 1990.— 355 с.

55. Мухин, B.C. Приборы контроля и средства автоматики тепловых: процессов / B.C. Мухин, И.А. Саков. -М.: Высшая школа, 1988. — 641 с.

56. Темкин, А.Г. Обратные методы теплопроводности. М.: Энергия, 1973. 464 с. .■■'■■.'.■

57. Цой, П.В. Системные методы расчета краевых задач тепломассопереноса, / П.В Цой. М.: МЭИ, 2005. - 568 с.

58. Самарский, A.A. Введение в численные методы / A.A. Самарский. М.: Наука, 1982.-269 с.

59. Завьялов, Ю.О. Методы сплайн-функций / Ю.О. Завьялов, Б.И. Квасов, В. Л. Мирошниченко. М.: Наука, 1980. — 352 с.

60. Форсайт, Дж. Машинные методы математических вычислений / Дж. Форсайт, М. Малькольм, К. Моулер. Пер. с англ. — ГЛ.: Мир, 1980. — 280 с.

61. Гулин, A.B. Численные методы / A.B. Гулин, A.A. Самарский. М.: Наука, 1989.-432 с.

62. Лоуренс Питер. Методы компьютерных вычислений для физиков Электронный ресурс. / Питер Лоуренс. — Петрозаводск: «Иерархиология», 2004. Режим доступа : http://solidbase.karelia.ru/ edu/meth calc/.

63. Шандров, Б.В. Технические средства автоматизации: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.В. Шандров, А.Д. Чудаков. — М.: Академия, 2007. 368 с.

64. Нестеров, А.Л. Проектирование АСУТП. Книга 2 / А.Л. Нестеров. М.: ДЕАН, 2009. - 944 с.

65. Федоров, Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП. Проектирование и разработка / Ю.Н. Федоров. — М.: Инфра-Инженерия, 2008. 928 с:

66. Парк, Дж. Сбор данных в системах контроля и управления / Джон Парк, Стив Маккей. М.: Группа ИДТ, 2006. - 504 с.

67. Парк, Дж. Передача данных в системах контроля и управления / Джон Парк, Стив Маккей, Эдвин Райт. М.: Группа ИДТ, 2007. - 480 с.

68. Денисенко, В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием /В.В. Денисенко. М.: Горячая Линия -Телеком, 2009. - 608 с.

69. Нестационарные системы автоматического управления. Анализ, синтез и оптимизация. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. - 632 с.

70. Благовещенская, М.М. Информационные технологии систем управления технологическими процессами / М.М. Благовещенская, Л.А. Злобин. — М.: Высшая школа, 2005. 768 с.

71. Подчукаев, В.А. Теория автоматического управления (аналитические методы) / В.А. Подчукаев. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 392 с.

72. Соснин, О.М. Основы автоматизации технологических процессов и производств / О.М. Соснин. — М.: Академия, 2009. — 240 с.

73. Плетнев, Г.П. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике / Г.П. Плетнев. М.: МЭИ, 2007. - 352 с.

74. Кобзарь, А.И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников / А.И. Кобзарь. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 618 с.

75. Боровков, A.A. Математическая статистика / A.A. Боровков. — М.: Наука, 1984.-472 с.