автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Комплексная автоматизация технологических процессов возведения промышленных объектов из монолитного железобетона

004611490

На правах рукописи

МИНЦАЕВ МАГОМЕД ШАВАЛОВИЧ

КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВОЗВЕДЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ ИЗ МОНОЛИТНОГО

ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА-2010 г.

004611490

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете)

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

НИКОЛАЕВ Андрей Борисович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

БЕНЕВОЛЕНСКИЙ Сергей Борисович

доктор технических наук, профессор БУЛГАКОВ Алексей Григорьевич

доктор технических наук, профессор МАКСИМЫЧЕВ Олег Игоревич

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук Комплексный научно-исследовательский институт РАН (КНИИ РАН), г. Грозный

Защита состоится "27" апреля 2010 г. в Ю00на заседании диссертационного совет Д.212.126.05 в Московском автомобильно-дорожном институте (государственно;, техническом университете) по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспе д.64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГГУ). Автореферат разослан 2010 г.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета института.

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Михайлова Н.В.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Промышленное строительство даже в условиях экономического кризиса в РФ является перспективным направлением строительной индустрии и его объемы, по мнению большинства экспертов, в ближайшие годы будут только возрастать. В настоящее время доля промышленных сооружений в общей стоимости строительно-монтажных работ составляет более 25%, а номенклатура типов и видов промышленных сооружений включает более 100 наименований.

Изменение конфигураций, увеличение объема массы и высотности промышленных объектов, а также требования к повышенной прочности требуют внедрения новых более эффективных технологий возведения, совершенствование которых должно идти путем не только технической модернизации отдельных операций, но и органическим включением в эти процессы систем управления на базе современных средств вычислительной техники.

По сравнению с другими технологиями, возведение промышленных объектов из монолитного железобетона, требует меньше средств и времени для создания индустриальной базы и выполнения подготовительных работ, а также обеспечивает высокие эксплуатационные качества, повышенную жесткость и трещиностойкость сооружений. Именно по этой причине монолитное строительство успешно применяется крупными строительными компаниями при возведении таких промышленных объектов, как дымовые трубы, градирни, силосы, тяжелые колонны, различные резервуары, энергетические объекты, подпорные стенки и другие сооружения промышленного назначения.

Повышение качества выпускаемой бетонной смеси (БС), интенсификация процессов её производства, эффективность транспортирования к месту укладки, распределения по местам бетонирования, уплотнения и выдерживания, требуют создания и внедрения новых технических и технологических решений с учетом встраиваемости в процесс элементов и систем автоматизированного управления.

Объекты монолитного строительства промышленного назначения разнообразны не только по своему конструктивному исполнению и набору технологических операций по их возведению, но и возможностей их автоматизации, опирающейся на совокупность технических средств получения, преобразования и использования управляющей информации. Это многообразие и зачастую нестандартность всего комплекса задач управления процессами по их возведению требует реализации полностью автоматизированного режима работы, как бетоносмесительной установки (БСУ), так и средств транспортирования, распределения, укладки БС и выдерживания бетона на строительной площадке. Приведение в соответствие технической насыщенности всех переделов технологического процесса (ТП) возведения монолитной конструкции и, наиболее производительной непрерывной технологии, требует разработки методов синтеза систем автоматизированного управления не

только отдельными техническими устройствами, но и всем комплексом технологического оборудования.

Необходима разработка системы комплексной автоматизации процесса возведения промышленного монолитного сооружения (Г1МС), которая должна опираться на триединство специфических индивидуальных характеристик объектов бетонирования, технологически обусловленной последовательности операций, реализующих данный процесс, и системы автоматизации, обеспечивающей непрерывность и согласованность отдельных технологических переделов в соответствии с заданными критериями оптимальности.

Каждый из перечисленных элементов идеологии создания комплексной системы автоматизированного управления несёт в себе индивидуальные черты, определяющие специфические методы и технические средства реализации в едином контексте сочетания технологии и управления.

Именно поэтому становится актуальным решение теоретических и практических задач синтеза комплексных иерархических систем управления непрерывным процессом возведения промышленных монолитных сооружений с использованием технических устройств различного принципа действия и конструктивного исполнения. Необходимо раскрыть новые качественные свойства этих систем, которые в полной мере окупят затраты на модернизацию и технические средства управления.

Цель и основные задачи исследования

Целью настоящей работы является научно-обоснованное решение проблемы создания комплексной системы автоматизированного управления непрерывными процессами возведения ПМС. В соответствии с поставленной целью в диссертации решаются следующие задачи:

• разработка концепции системного проектирования комплексной системы автоматизированного управления процессом возведения промышленных монолитных сооружений;

• обоснование наиболее перспективной структуры ТП возведения ПМС, исходя из специфических характеристик объекта бетонирования, последовательности технологических операций, реализующих процесс бетонирования и системы управления этими операциями и всем ТП в целом;

• разработка принципов и теоретических основ формирования структуры многоуровневых систем управления ТП ПМС;

в разработка принципов и механизмов формирования математических моделей процессов приготовления БС и операций бетонирования;

в создание методов оптимизации качественных характеристик локальных подсистем автоматизации, как элементов комплексной системы управления;

• создание методики моделирования локальных систем автоматизации ;

• экспериментальная проверка и практическое опробование методов комплексного управления процессами возведения ПМС.

Методы исследования

Теоретической основой диссертационной работы являются положения теории автоматического управления, теории систем, методы оптимизации, случайные процессы, методы математического моделировании и другие.

Научная новизна

Новым в работе является совокупность научных положений, которые легли в основу разработки теоретических и практических методов анализа и синтеза иерархических систем автоматизированного управления процессами возведения ПМС.

Получены следующие научные результаты:

• сформулирована концепция и решена проблема связного автоматизированного управления процессами возведения ПМС, использующих локальные подсистемы автоматизации приготовления БС и операций бетонирования;

в предложен оптимальный вариант наиболее полной по своим структурным и функциональным возможностям многоуровневой иерархической системы связного управления процессами возведения ПМС;

» разработаны принципы н механизмы формирования математических моделей операций и переделов непрерывного процесса возведения промышленных монолитных сооружений в соответствии с выбранными критериальными функциями;

• разработаны методы оптимизации качественных характеристик локальных технических устройств формирования ТП возведения ПМС, как элементов связных иерархических систем;

« разработан метод комплексного анализа и синтеза элементов, как локальных составляющих комплексной системы автоматизации ТГ1 возведения ПМС

Положения, выиосимые на защиту

« теоретические основы расчета и проектирования нового класса систем связного управления ТП непрерывного возведения ПМС, использующих локальные подсистемы автоматизации процессов смесеобразования и бетонирования;

• принципы формирования наиболее полных по своим структурным м функциональным возможностям многоуровневых систем управления процессами возведения ПМС;

• принципы и механизмы формирования математических моделей статической оптимизации связной системы непрерывного возведения ПМС в соответствии с предложенными критериальными охраничениями на область их изменения;

• метод управления качественными характеристиками бетонной смеси и процесса бетонирования на основе методологических принципов функциони-

5

рования связных многоуровневых иерархических систем управления сложноструктурированными объектами;

• единая методология оптимизации качественных характеристик локальных устройств технологического процесса различного принципа действия и конструктивного исполнения, как элементов связных систем непрерывного процесса возведения ПМС на основе принятых критериев оценок;

Практическая ценность и реализация результатов

Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований составляют новое направление в области теоретических и практических методов анализа и синтеза иерархических систем управления непрерывными процессами производства бетонной смеси и бетонирования, обеспечивающих реализацию существенно новых способов повышения качества и сроков возведения ПМС.

Результаты работы носят с одной стороны обобщающий характер, очерчивая и обосновывая возможность реализации целого класса принципиально новых многоуровневых систем связного управления непрерывными процессами возведения ПМС, а с другой стороны, имеют практическую направленность, предлагая ряд методов расчета конкретных структур различных принципов действия.

Предложенный в работе системотехнический подход ко всем технологическим применениям и устройствам различного принципа действия, вскрывает их внутреннее единство как систем регулирования и стабилизации заданных параметров при возведении промышленных монолитных сооружений, устанавливая закономерности внутреннего структурного и функционального взаимодействия отдельных элементов.

Показана возможность оперативного варьирования основными качественными характеристиками бетонной смеси (подвижность, удобоукладываемость) и компенсации ошибок дозирования компонентов бетонной смеси, обеспечивающих существенное улучшение её качественных показателей.

Обоснована возможность использования в схемах непрерывного дозирования наиболее простых по своему конструктивному исполнению дозаторов-измерителей расхода с разомкнутой системой измерения и компенсирующей обратной связи по производительности питателя.

Предложенные методы и технические средства автоматизированного управления процессами транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси позволяют не только оптимизировать качественные характеристики производства операций по непрерывному бетонированию объектов монолитного строительства промышленных объектов, но и существенно сократить долю малоквалифицированного ручного труда, повысить степень его интеллектуализации.

Разработанные принципы автоматизированного управления тепловой обработкой бетона в процессе выдерживания, позволяют наряду с сокращением цикла набора заданной прочности, повысить качество монолитного сооружения.

Практическую ценность работы составляет новая структурная схема автоматизированного управления процессом возведения ПМС, реализованная на предложенных принципах, а также методы расчета настроечных параметров проектируемых и находящихся в эксплуатации систем автоматики.

Разработанные методы и рекомендации прошли апробацию и внедрены для практического применения в ООО «Технопромстроймонтаж», ООО «МОЭМ-Технострой-В», ОАО «Волгопшроавтотранс».

Результаты внедрения и эксплуатации подтвердили работоспособность и эффективность разработанных методов.

Достоверность научных положений

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов, изложенных в работе, определяется корректным использованием современных математических методов, согласованным сравнительным анализом аналитических и экспериментальных данных, непротиворечивостью и воспроизводимостью результатов, полученных теоретическим путем.

Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения работы в ряде строительных предприятий.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на 65-й, 6б-й и 67-й научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (ГТУ), кафедрах «Автоматизация производственных процессов» и «Автоматизированные системы управления» МАДИ (ГТУ), на международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2006» (г. Москва), 30-й Московской международной выставке «Образование и карьера - XXI век» (Москва, 12-14 ноября 2009 г.), IX Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «НТТМ - 2009» (24-27 июня, Москва, ВВЦ).

Дубликаини

Основные научные результаты диссертации изложены в 44 печатных работах.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, библиографического списка из 212 наименований, двух приложений. Работа изложена на 374 страницах машинописного текста.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, определяются границы предметной области, рассматриваемой в диссертации, а также формулируются це-

ли и задачи исследований, характеризуется научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе проводится анализ технологических операций и особенностей возведения объектов промышленного назначения (градирен, силосов, труб и других сооружений с различной конфигураций поперечных сечений) из монолитного бетона и железобетона с точки зрения непрерывности их выполнения и места систем автоматизированного управления в организации этих процессов.

Анализ наиболее распространенных промышленных объектов монолитного строительства показал, что при разработке комплексной системы автоматизации необходимо исходить из особенностей используемого технологического оборудования и технологических операций их возведения: непрерывности технологического цикла; методов, способов и технических средств автоматизации, обеспечивающих оптимизацию качественных показателей процесса.

Технология возведения промышленных монолитных сооружений в скользящей опалубке идентична непрерывному технологическому процессу промышленного цеха, которая обеспечивает непрерывные процессы приготовлении, подачи, распределения и укладки бетонной смеси, а также выдерживания бетона в опалубке. С помощью скользящих опалубок можно обеспечить реализацию различных архитектурных форм промышленных объектов с различным поперечным сечением (рис. 1), а также обеспечить максимальные скорости выполнения бетонных работ.

Рис. 1. Промышленные монолитные объекты

Строительство дымовых труб, градирен, башен и других сооружений переменного сечения выполняется с помощью специальных систем скользящей опа-

лубки, отличительной особенностью которых является наличие радиально и тангенциально устанавливаемых регулирующих устройств, обеспечивающих сведение или разведение щитов опалубки, чем достигается возможность регулирования. Особенно эффективно возведение в скользящей опалубке промышленных монолитных объектов повышенной высотности до 300 - 400 м (рис. 2).

Можно выделить достаточно полный и наиболее характерный набор технологических переделов (опалубочные, арматурные, бетонные работы) и операций (приготовление бетонной смеси, подача, распределение и укладка смеси в опалубку и др.) процесса возведения монолитных сооружений, сочетание которых обеспечивает реализацию различных строительных технологий (рис.3).

Как правило, большинство из них требует привлечение для своего выполнения малоквалифицированного ручного труда и только ряд операций автоматизированы или могут быть сделаны таковыми.

а)

б)

400 350 300 250 200 150 100 50 0

ПЛП; .

<~~] !

! ]!

п

10

Рис. 2. Характеристики промышленных объектов, возводимых в скользящей опалубке а - доля объемов строительства ПМС: I I- цилиндрической. I I- конической,[ | - прямоугольной формы; б - диаграмма высот: I- силосы , 2 - метантенки, 3 - градирни, 4 - опоры морских платформ, 5 - опоры мостовые, 6 - башни грануляционные, 7 - башни смотровые, 8 - башни ТЦ, 9 -трубы, конические 10 - трубы цилиндрические

Система автоматизации должна отражать в своей структуре и алгоритмах комплексный характер управления, подразумевающий объединение задач оперативного управления отдельными операциями технологического цикла и технологического процесса возведения сооружения в целом. Такая интегрированная система управления в силу своей сложности, размера и разнообразия предполагает наличие блоков управления верхнего уровня с функцией координации отдельных локальных подсистем для исключения замедления темпов производства работ и возникновения непроизводительных расходов.

Локальные системы автоматизации, т.е. блоки управления нижнего уровня, управляют самим технологическим процессом в реальном масштабе времени. Они

осуществляют функции контроля и управления физическим процессом производства БС и бетонирования. На этом уровне производится оптимизация отдельных подпроцессов, осуществляется текущий контроль за ходом выполнения операций. К этому уровню также относятся входные и выходные устройства, измерительные приборы и средства индикации.

Комплексный ТП во »ведения монолитного сооружения

Рис.3. Технологический процесс возведения монолитного сооружения

Предложенная идеология определяет некоторые общие принципы, которые должны быть положены в основу формирования конкретной автоматизированной структуры технологического процесса возведения промышленных объектов из монолитного железобетона. Она определяет совокупность конкретных требований, которым должен удовлетворять как технологический процесс, так и связанная с ним система автоматизации.

Это требование, с одной стороны, заставляет выбирать только такую последовательность операция, управление которыми может быть автоматизировано. С другой стороны, это идентифицирует только те объекты промышленного монолитного строительства, которые могут быть возведены с помошью выбранной авто-

матизированной технологии. Решаемая проблема находится на пересечении двух множеств, первое из которых представляет собой автоматизированные операции, а второе - объекты монолитного строительства, возведение которых возможно с помощью объединенных определенным образом технологических операций.

Общие положения формирования автоматизированной системы управления непрерывными технологическими процессами, должны опираться на методологию, определяемую особенностями существующих технологий возведения промышленных объектов из монолитного железобетона. Принципы, положенные в основу автоматизированной технологии процессов приготовления, подачи, распределения, укладки и уплотнения бетонной смеси при возведении монолитного сооружения, могут быть реализованы в виде комплексной системой автоматизации, обобщенная структура которой представлена на рис. 4.

; Упраамнт > предприятия*

асуп

Л

ьпнпяпам» —I I .1 I ■■.,. I.- —,.!. ... / 1 -

атимшвиия { АРМ, ) АРМ, ] | АРМ»

I и-и_

Ишернет

ад

КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КС-КОДЫ* МХПРИМОВ

У*

А

Имфо {ми»фвичая сеть

ЦУУ

РЕЦЕПТ

Отртиечэе убавление

[ ЛУУ

Рклргделение * ушями* 6С

Промышленная сеть

£

ЛУУ \

Рис. 4. Обобщенная структура комплексной системы автоматизации

ТП возведения промышленного монолитного сооружения: - подсистема управления процессом приготовления БС; 2 - подсистема управления процессами подачи, укладки и уплотнения БС; 3 - подсистемы управления подъемом опалубки и выдерживанием БС; Д - датчики; ИМ - исполнительные механизмы; ЛУУ - локальное управляющие устройства, ЦУУ - центральное управляющее устройство; АРМ - автоматизированное рабочее место; БД - база данных, АСУП - автоматизированная система управления предприятия

Структура комплексной системы автоматизации состоит из двух основных уровней, оперативного управления отдельными операциями технологического процесса и статической оптимизации, информация от которых поступает на самый

верхний уровень - управления предприятием. Современные тенденции развития систем автоматизации направлены в сторону наибольшей интеграции уровней управления технологическими процессами и бизнес-процессами, а большинство автоматизированных систем управления в настоящее время построены именно по такому принципу.

На нижнем оперативном уровне комплексной системы управления, находятся датчики (Д) для сбора информации и исполнительные механизмы (ИМ), осуществляющие непосредственное изменение состояния технологического оборудования. Информация с датчиков поступает на локальные управляющие устройства (ЛУУ), которые выдают управляющие воздействия на исполнительные механизмы.

Система предполагает оптимизацию рецепта бетонной смеси на основании полученной за определенный промежуток времени информации о качестве исходных материалов и промежуточных качественных характеристиках БС и твердеющего бетона. ЛУУ выполняют сбор, первичную обработку и хранение информации о состоянии оборудования и параметрах технологического процесса; автоматического логическое управление и регулирование; исполнение команд с уровня оперативного управления и статической оптимизации; самодиагностику работы программного обеспечения и состояния локальных устройств управления; обмен информацией с пунктами управления и т. д.

Современные принципы и методы автоматизации сложно-структурированных технологических процессов реализуются на основе специализированных управляющих вычислительных комплексов со стандартной комплектацией, включающих в себя программируемые логические контроллеры (ПЛК), интеллектуальные модули ввода-вывода и т.д. Примерами таких программно-технических комплексов могут служить аппаратные и программные средства автоматизации фирм Те-кон, Siemens, Allen Bradley, Schneider Electric, МЗТА и др., которые предлагают ПЛК, модули ввода-вывода и целый ряд интеллектуальных устройства, имеющих высокие коммуникационные и вычислительные возможности.

Связь между локальными контроллерами, датчиками, исполнительными механизмами и центральным устройством управления, как правило, осуществляется с помощью специализированных промышленных сетей (Modbus, HART, DeviceNET и др.), т.к. это позволяет с помощью одной линии связи управлять целым рядом устройств и получать информацию с первичных измерительных приборов.

Для организации связи между центральным вычислительным устройством, автоматизированными рабочими местами операторов, базой данных и другими объектами оперативного управления и статической оптимизации возможно использование информационных сетей типа Ethernet.

Современные программные системы проектирования и управления для автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ Iii) типа SCADA позволяют организовать полный интерфейс между различными уровнями. Таким образом реализуется принцип интеграции не только уровней оперативного

управления и статической оптимизации, но и, считавшегося недоступным для объединения с чисто технологическими задачами - уровня управления предприятием.

Предлагаемая концепция автоматизации применительно к ТП возведения монолитных промышленных объектов реализуется в соответствии с конкретным по-операционно-технологическим и информационно-техническим наполнением комплексной системы автоматизированного управления.

Технико-экономические преимущества заводов и установок с непрерывной технологией производства, по сравнению с аналогами периодического действия очевидны. Однако проблема непрерывного автоматизированного технологического процесса возведения Г1МС охватывает круг вопросов, связанных с разработкой новых принципов и методов автоматизации. Только тагам образом удается существенно повысить технико-экономические показатели производства, избежать влияния значительных колебаний количественных и качественных характеристик сырья, отклонений режимов функционирования отдельных агрегатов на качественные характеристики бетона.

Эффективное функционирование ТП со сложно соподчиненными агрегатами возможно только с помощью комплексной автоматизации, которая должна обеспечить такую структурно-функциональную связь элементов, при которой достижение заданной цели всего процесса наиболее вероятно.

С использованием вычислительной техники изменяется концепция создания систем автоматизации технологических процессов, обуславливая тем самым максимальную интеграцию технологии, технических средств и управления. Это позволяет не только реализовать алгоритмы управления высокой степени сложности в реальном масштабе времени, но и воспроизвести физические структуры неизменяемой части системы в вычислительной среде.

Решение проблемы требует использования системного подхода, когда акцент с качественных характеристик отдельных агрегатов и устройств управляемой системы переносится на определенна качественных характеристик всей системы в целом. Меняется не только структура системы управления, которая приобретает свойства многоуровневостн и иерархичности, но и сам характер взаимодействия отдельных технологических устройств. Начинает проявляться в структуре управления принцип связности, качественно изменяющий подход к оценке свойств системы и методам ее синтеза.

Однако отсутствует единая теоретическая база для анализа и синтеза непрерывных процессов возведения ПМС, как комплекса взаимосвязанных технологических операций в едином контексте проблемы интеграции технологии, технических средств реализации разнородных технологических операций и многоуровневой системы управления, функционирующей на основе критериев оптимизации. В имеющихся научных исследованиях основной акцент сделан на принципы автоматизации отдельных агрегатов, а не группы взаимосвязанных устройств, работающих в общем технологическом комплексе. Поэтому, необходимо решение научной

проблемы создания комплексной системы автоматизированного управления непрерывным процессом возведения промышленных монолитных сооружений.

Во второй главе разработаны методологические принципы проектирования автоматизированной системы управления непрерывным технологическим процессом возведения ПМС.

Для обеспечения управления процессом стабилизации характеристик бетонной смеси и бетона на строительном объекте необходим канал передачи информации о динамике изменения подвижности и прочности бетона от строительного объекта и БСУ на верхние уровни комплексной системы автоматизации. Поступающие с уровня оптимизации управляющие воздействия стабилизируют показатели качества БС, корректируя их заданные значения в процессе приготовления.

Существует практическая и теоретическая потребности для разработки комплекса методов и средств эффективного управления качественным подбором рецептуры бетонной смеси на БСУ, а также качественными характеристиками последующих операций транспортирования, распределения, укладки, уплотнения и выдерживания.

Наличие контролируемых характеристик материалов и имеющее место изменение характеристик смеси и бетона в процессе транспортирования, характеризуемых случайными отклонениями, делает целесообразным применение многоуровневой системы управления (рис.5).

Рис 5. Система управления процессом возведения ПМС

При управлении сложными системами неизбежно разделение функций управления на иерархической основе. Элементы иерархии на верхних уровнях осуществляют воздействие на ход технологического процесса не прямо, а через управляемые устройства нижестоящего уровня, вырабатывая для них найденные методами статической оптимизации задающие воздействия. Последние реализуются в автоматическом режиме локальными системами.

Задачи статической оптимизации и регулирования представляют собой как бы два непересекающихся множества со своим набором методов и средств решения.

Однако, необходима регулярная коррекция значения критерия оптимизации и настройка регулятора в зависимости от изменяющихся технологических параметров с дискретностью, определяемой полнотой информации об отклонении результата действия процесса от его оптимального значения. Взаимосвязь подобных задач очевидна и может быть реализована вполне органично только в многоуровневых иерархических моделях управления.

Выделение уровней в системе управления определяется объемом, поступающей на этот уровень информации, а следовательно и периодичностью ее использования для управления на нижних уровнях системы. Существенным в такой системе является периодичность изменения верхними уровнями иерархии значений настроечных параметров элементов нижнего уровня, которая возрастает при движении по иерархии сверху вниз. Как раз это свойство дает возможность объединить задачи статической оптимизации и автоматического регулирования, решаемые на различных уровнях иерархии. Для локальных систем характерен режим непрерывного автоматического управления по заданной программе или режим стабилизации. Изменение самого задания должно происходить с изменением статистических характеристик ТП. Поэтому, по каналу задания прикладываются корректирующие управления в конце каждого цикла, в течение которого можно получить исчерпывающую информацию о процессе. Такой принцип управления в реальном масштабе времени может быть реализован только в многоуровневой иерархической системе, когда непрерывный процесс управления условно разбивается на дискретные интервалы с заданной периодичностью приложения корректирующих воздействий.

Параметры управляющих воздействий локальных систем целенаправленно изменяются для осуществления лучшего управления локальными объектами. Верхние уровни управления системой функционируют на основе статистических сведений о параметрах исходных материалов и процесса. Эти уровни обеспечивают управление системой по усредненным, интегрированным параметрам. Здесь не требуется оперативная оптимизация в каждый момент времени. Оптимизация ведется на основании объема информации, достаточного для качественной характеристики процесса. Выявив достаточный для объективной оценки хода технологического процесса объем информации, осуществляется коррекция настроек локальных систем автоматики. Излохсенные принципы структуризации САУ позволяют представить функциональную схему (рис. 6) в виде трехуровневой иерархии.

Это позволяет сформулировать требования к управляющим элементам многоуровневой иерархии в контексте системных представлений. Их координирующие воздействия, используя информацию о воздействиях локальных подсистем нижнего уровня на ТП, должны следовать с меньшей, чем у них, периодичностью. Таким образом в иерархической системе взаимодействие локальных подсистем автоматического управления происходит через координирующий элемент более высокого уровня, что позволяет развязать уровни управления и достичь оптимального зна-

чения глобально го критерия не по множеству реализаций, а в процессе оперативного регулирования в каждом условно - дискретном цикле управления.

Исходные компоненты ЕС

II

Обработка данных о свойствах исходных материалов

Статическая оптимизация рецепта с

учетом свойств исходит материалов

Статическая оптимизация рецепта с учетом свойств 6С

Рис.6. Функциональная схема трехуровневой системы автоматизации Р - регулятор; ТО - технологический операция; БС - бетонная смесь; Б -бетон

Теоретической базой для решения поставленной проблемы является системный подход, обосновывающий этапы, научные и инженерные орудия проектирования «больших» систем. Существует ряд характерных особенностей, законов и принципов, с помощью которых описывается поведение таких систем, выделяемых в особый класс многоуровневых иерархических.

Основной задачей проектируемой системы управления должно быть приведение в соответствие разнообразия возмущающих воздействий с разнообразием реакций управляющей части. Наиболее важным структурным принципом проектирования иерархических систем является положенный в его основу интеллектуальный алгоритм, называемый функциональной иерархией, в виде трех иерархически соподчиненных уровней: выбора, обучения и самоорганизации. Уровень выбора предполагает отыскание такого способа управления при заданной функции оценки, который бы позволил получать результат, удовлетворяющий выбранной оценке в условиях множества неопределенностей, отражающих незнание зависимости между действием и его результатом. Решение задачи на уровне обучения предполагает конкретизацию и, по возможности, сужение множества неопределенностей, с которыми имеет дело слой выбора. Дальнейшее структурное совершенствование проектируемой системы достигается на уровне самоорганизации изменением стра-

тегии обучения, когда переход от одного варианта структуры к другому опирается на идеологию изменения стратегии обучения на уровне самоорганизации. Все многообразие проектируемых структур может быть упорядочено по выбранному основному признаку, который выступает в качестве критерия оценки.

Локальные объекты управления нижнего уровня образуют технологическую сеть, количественное изменение сложности которой приводит к качественному изменению свойств системы управления, сложность которой должна быть адекватна управляемому объекту.

В третьей главе произведена оптимизация процедуры расчета рецепта с учетом статистических качественных характеристик исходных материалов.

Подвижность БС в большой степени зависит от соотношения между песком и щебнем. Наилучшая подвижность достигается при некотором оптимальном соотношении, при котором толщина прослойки цементного теста максимальна. При содержании песка в смеси заполнителей сверх этого значения БС делается менее подвижной. Использование разнообразных материалов и способов приготовления БС часто ведут к заметным отклонениям водопотребности от средних значений, полученных по ориентировочным зависимостям.

При использовании стандартных характеристик материалов повышение точности технологических расчетов без их заметного усложнения может быть достигнуто применением интегральных характеристик заполнителей - их водопотребности В, которая более точно учитывает влияние заполнителей на свойства БС и ее структурные характеристики: эффективного или истинного (В / Я)„ и объемной концентрации цементного теста. Под эффективным или истинным (£/#)„ понимают такое водоцементное отношение, при котором бетонная смесь будет иметь ту же подвижность, что и цементное тесто. Хотя используемое для расчета рецепта значение (В/Ц)и может изменяться в некотором диапазоне, применяется его некоторое среднее значение, определяемое водопотребностью песка йц и щебня Вщ

(Д > Ц)„ = {х. -аЛ~ ащхп) / хп где х„хи,хщ,хг соответственно расходы воды, песка, щебня и цемента; я„,яи- постоянные коэффициенты; значения водопотребности песка б, = я„х„ и щебня й = «А •

Кроме водоцементного отношения, удобоукладываемость определяется значительным числом характеристик исходных материалов (гранулометрический состав песка, крупного заполнителя, расхода цемента, типа крупного заполнителя (КЗ), расходом воды, применением пластифицирующих добавок и пр.), влияющих на формирование рецепта БС и на изменение границ его существования..

Так, изменения среднего размера зерна и его среднего квадратического отклонения, влияющие на подвижность БС даны на рис. 7.

Условная удельная поверхность, определяемая гранулометрическим составом крупного заполнителя и рассчитанная, исходя из шарообразной формы зерен по результатам рассева, показана на рис. 8.

Изменение насыпной плотности в сухом, влажном состоянии и истинной плотности крупного заполнителя, а также изменение пустотности представлено на рис. 9, 10. Как видно, изменение удельной поверхности песка обратно пропорционально изменению модуля крупности (рис. 11,13). Данное обстоятельство вполне объяснимо зависимостью удельной поверхности песка от его крупности.

Указанные факторы, относящие к качественным характеристикам исходных материалов, показывают изменение подвижности в широком диапазоне (рис. 14).

Очевидно, что при расчете рецепта необходимо учитывать случайный характер изменения качественных характеристик исходных материалов БС, которые могут повлиять на выход рецепта из области ограниченной допустимыми значениями качественных характеристик.

Существующие алгоритмы расчета рецепта имеют, как правило, эмпирический характер структуры ряда формул и содержат большое количество опытных констант, что затрудняет применение их на практике. Эти алгоритмы отражают по существу детерминированный подход к расчету рецепта смеси. Результат статистического анализа факторов, влияющих на качество смеси, сводится в этом случае к получению их математического ожидания, величины которых и ложатся в основу детерминированного расчет рецепта. Более эффективный расчет рецепта должен учитывать еще одну обязательную для случайных процессов качественную характеристику в виде дисперсии случайного распределения, как это видно из рис. 6-14. Однако, и в этом случае информационные характеристики состава смеси будут не полными. Необходимо перейти к расчету состава БС в области заданных ограничений на ее качественные параметры.

Качество смеси формируется на основе оперативной информации о свойствах сырьевых компонентов. Существует определенная область изменения параметров качества = 1,2,...,т|), в пределах которой они не оказывают отрицательного влияния на ход процессов формирования готовых изделий, не увеличивают потери от брака, т.е. существуют ограничения на допустимые изменения параметров е,°.

0.4 О

' М 1 Э 1 И : в ! П ! М

Рис.7. Изменение среднего размера зерен КЗ и его среднеквадратического отклонения

Рис.8. Изменение условной удельной поверхности КЗ

3,00 2,50

11,50

Ь.ое е.ж о.оа.

в Б

5 5 8 3 £ 8 а

: а й ? г с з й 5 г, в п ; » I

........Ш-

--Пл.Вламн.-Пл.ерх.--пютчосл

Рис. 9. Изменение насыпной плотности в сухом, Рис. 10. Изменение пустоткости крупного влажном состоянии и истинной плотности заполнителя

кпупного заполнителя

¿уг

Плэтюстц ГАЯйЗ

АЧЛ " " "

Рис.11. Изменение модуля крупности песка

а.0

2О.0

г'®-0

8 ю.о

• ! I! 8 ! и I! I ; С ! 8 з § :

• - -Пъм.вл. —"—Ппож.суи —— ИСТ.Пл

Рис. 12. Изменения насыпной и истинной плотности песка

Рис.13. Изменение удельной поверхности песка

Рис. 14. Изменение подвижности БС

Так как глобальным критерием всей системы служит качество промежуточного или конечного продукта ¿>, то задача управления формируется как задача максимизации вероятности попадания качества в заданную технологическими нормами область со своими верхней и нижней границами изменения ():

вн^б^вв- (1)

В непрерывном технологическом процессе фиксирование отклонений техно логических показателей качества за цикл управления позволяет скорректировать граничные значения Оц и с помощью алгоритмов статической оптимизации, найти новое значение глобального критерия и определить новые значения заданий локальных систем нижнего уровня иерархии для следующего цикла управления.

Состав большинства строительных смесей основан на аддитивной зависимости параметров 0,с(7 = 1,2,..., т) от соответствующих свойств ач / -х компонентов:

.н

х) или = Лх£\

где А=\а0 |- (т + п)- матрица свойств компонентов, х)- процентное содержание )-го компонента в массе.

Таким образом, параметры О? отражают на более высоком уровне иерархии управления влияние на показатели качества смеси при подаче компонентов на смешение отдельных составляющих рецепта.

Доза g° }- го компонента в порции массы Оь определяется выражением

Случайные ошибки дозирования компонентов приводят к отклонению g'¡, х° от их расчетных значений на величину, определяемую ошибками д/ весодози-рующей аппаратуры у'-го компонента:

xJ = ^(1+0.01^), <5, =^г*Ю0[%], о

где 51 - погрешность дозирования _/ - го компонента принимает любое значение в интервале [~Д;",Д/].

При этом величины xJ, являясь функциями о), также приобретают случайный характер. При отсутствии систематических ошибок дозирования м\SJ }=0, математические ожидания X; не меняются, т.е. Л/{г0,}, но увеличивается дисперсия

\~D\c\ }+ 1(ГЧд{Л}+ Мг\к° 1 }

Назовем вкладом у-го компонента в /-й параметр качества величину У,,=ачх", ? тогда:

Как правило, у^ являются величинами одного порядка, а количество компонентов достаточно большим, что позволяет предположить нормальный закон распределения параметров . Если область П описывается верхними б,8 и нижними границами 2," изменения »-х параметров, то вероятность Р попадания качества массы в область П является мультипликативной функцией вероятностей I) попадания параметров д, в область П , описываемую через интеграл Лапласа Ф:

ч ) ( /

где У = - (т * п) - матрица вкладов , У, - / - й столбец матрица У, 6- л - вектор

относительных погрешностей дозирования компонентов.

Р,(Г1,^)=Ф

(2)

В формуле (2) математические ожидания и дисперсии

(У,, 6) {определяются следующими выражениями:

л/{а у, .¿)|= ■}+кк>х1 })> /.1

(»1 1-1

Если математические ожидания М {а° }так же, как } не зависят от случайных ошибок дозирования, то это сказывается лишь на изменении дисперсии параметров £),. При симметричности законов распределения 0, относительно мак-

симум Р° вероятности (2) будет обеспечен при }=0, (/ = 1,2,..«) и при условии:

П" А-п"

= (3)

которое означает совпадение М{0,(У,)}с центром отрезка [о/ -г ()"]. Условие (3) чаще всего выполняется, так как физико-химические свойства компонентов имеют нормальное распределение, а процентные содержания дг° подбираются таким образом, чтобы компенсировать флуктуации а. Следуя условию (3), преобразуем (2) к виду:

Щ,Л") = 2Ф

' а"-о:'

-К (4)

При отсутствия ошибок дозирования величина вероятности максимальна и равна Р". Случайные ошибки дозирования у-го компонента Д/ уменьшают вероятность Р0 на величину АР).

Для того чтобы обеспечить попадание всех элементов вектора 0 в область £2 задачи (I) по принципу абсолютно гарантированного результата состав х° строительных смесей не должен выходить за область ограничений:

а" + £а(Д»? 5 ¿а,х» <; 0?-±а„Ах! , (Лх?=0.01х;а/). (5)

У-1 Н

более узкую, чем область (1).

Следуя критерию эффективности системы управления, можно заменить детерминированные ограничения (5) менее жесткими, вероятностными условиями, а именно, вместо (5) потребовать выполнения этих ограничений с вероятностью, не ниже заданной:

№

где = к Ы]Га,,Дх, .

которые имеют ту же структуру, что и (4),

21

Таким образом, состав смеси, гарантирующий требуемое качество при случайных ошибках дозирования с вероятностью, равной 1 - у, должен соответствовать решению детерминированной задачи математического программирования:

орА г&уо? ]

или

Расчет состава смеси, со случайными значениями качественных параметров в области заданных ограничений, предполагает приближение каждого параметра качества к его оптимальном}' значению. С другой стороны, в режиме непрерывного приготовления БС, информация об ошибках дозирования поступает и накапливается на втором уровне статической оптимизации рецепта, где она периодически обрабатывается и используется для пересчета рецепта.

В четвертой главе рассмотрены вопросы автоматизации процессов приготовления бетонной смеси - дозирования и смешивания.

Системы дозирования могут быть упорядоченными в рамках единой классификационной схемы, концептуальная важность которой состоит в объединении на каждом уровне принятых существенных структурных признаков классификации дозирующих систем различных типов и принципов действия.

Каждый уровень разработанной классификации (рис. 15) соответствует своему типу систем в зависимости от характера и иерархического расположения и взаимодействия её элементов, образуя по вертикали последовательные классы одноуровневых одноцелевых, одноуровневых многоцелевых и многоуровневых многоцелевых систем.

Указанные структуры входят в континуум усложняющихся функциональных иерархий различной степени управляемости. На каждом уровне классификации можно выделить разряды, включающие в себя континуумы однородных по типу функциональной иерархии систем одной модификации, отличающихся «степенью управляемости» и достижения заданного значения критерия выбранного уровня. Полный континуум одноуровневых одноцелевых моделей показывает, что «степень управляемости», понимаемая как некое интегральное свойство систем дозирования в части увеличения их потенциальных возможностей, качественного совершенствования за счет богатства вариаций структурных элементов и типов управления, повышается при движении по континууму от разряда к разряду.

Классификация позволяет ранжировать все одноуровневые одноцелевые системы непрерывного дозирования. Из нее видно, что наилучшими метрологическими характеристиками обладают дозаторы-интеграторы расхода с разомкнутой схемой измерений и корректирующей обратной связью. Такие дозаторы имеют эффективный механизм ослабления влияния амплитудных значений входного сигнала, введением корректирующих связей по выходному сигналу транспортера, по-

зволяющих изменять производительность питающего устройства в зависимости от значений массы материала на ленте.

Положительная тенденция изменения свойств

ТИП С грум} Факторы сужения множссгеа Виды измерительных систем

С >х о во рм неопределенностей Замкнута* Комбинированная Разомкнутая С корректирующими синими

к о Типы питателей КК: Г Т В Л Г Т в | л Г т в 1 л г Т В л

V а ъ - 5. ё. ТД: А ш Л Л Ш | л А ш 1 л А ш л

о 7. г. о с И о Способ подвески ВТ (ни подвески ИТ Колебательный Жесткий к ж к ж К ж

я 3 г* с 1 и X л & к II М к 1 и : м к ;»¡м К П м

э и н з 1 2. 1 2 о Ё Наличие корректирующего элемента П И ПИ

л и 1 1 о з М- £ -§ = Тип измери-1с::ьнон системы 11елн- ; Линей- ■КЙИМЙ | НЬ!Й Комбинированный 1 1 ]

Многоуров- 1

невая одно- Согласование по процентным содержаниям компонентов 1

целевая 1

! ( Многоурое- ---1 1

1 ¡свая миого- Связные 1

ислсшя !

КК. 1Д - крупнокусковыс и тонкодиспсрсиыс материалы; Г - гравитационный,! тарельчатый, В - вибрационный, Л -ленточный, А - аэраиионнмй, Ш - шиешвый; К - консольный. II ■ параллельный, М - маятниковый

Рис. 15. Классификация систем непрерывного дозирования

Структурная схема дозатора-интегратора расхода с разомкнутой схемой измерений и корректирующей обратной связью представлена на рис. 16.

Исследование свойств дозаторов с корректирующей обратной связью осуществлено с помощью интегральных оценок и в первую очередь квадратичной, величина которой связана не только со временем, но и с видом переходного процесса. Анализ эффекта введения корректирующих обратных связей различного вида показал, что наиболее эффективной является структурная схема с пропорционально-интегральной (ПИ) обратной связью, в которой за настроечные параметры системы необходимо выбирать коэффициент усиления К и постоянная времени обратной связи .

Рис. 16. Структурная схема дозатора-интегратора расхода с обратной связью

Выбор настроечных параметров дозаторов непрерывного действия с ПИ -корректирующими связями произведен с помощью нормированной Р-диаграммы, на которую нанесены кривые равных значений квадратичных интегралов в безразмерной форме.

Процесс смешивания. Для получения смеси с заданной консистенцией и однородностью необходимо выдерживать оптимальную продолжительность смешивания составляющих БС.

Для решения поставленной задачи разработана самонастраивающаяся система автоматического управления (рис. 17).

Рис.17. Структура адаптивной системы управления ВД - датчики консистенции; ЛУУ - локальное управляющее устройство; ЗД - задатчик марки бетона и минимального времени перемешивания; У\ - исполнительный механизм коррекции подачи воды в бетоносмеситель; У2 - исполнительный механизм разгрузки смеси при достижении однородности; М - двигатель смесителя; Рв - внешнее возмущающее воздействие

Время перемешивания в смесителе будет переменной неизвестной величиной, зависящей от консистенции смеси, которая в свою очередь зависит от внешних факторов - Бв (влажность песка, марка бетона, износ лопастей, трение в подшипниках смесителя и др.). Локальное управляющее устройство ЛУУ вместе с объектом управления является обычной неадаптивной автоматической системой (связь 1 - открытие затвора У2 по истечении заданного по программе времени перемешивания и включение привода М бетоносмесителя). Показатели смеси контролируются датчиками консистенции ВД. сигналы от которых поступают на ЛУУ. При достижении оптимальной консистенции смеси вырабатывается команда на открытие затвора бетоносмесителя У2, что свидетельствует о готовности дозы.

Необходимо отметить, что минимальное дозирование воды в основном технологическом процессе осуществляется для каждого рецепта замеса на 80-85% независимо от влажности заполнителей, а окончательная подача воды подается непо-

средственно в бетоносмеситель клапаном У2 по мере приближения консистенции смеси, контролируемой сигналами датчиков. Для измерения консистенции БС в процессе перемешивания используется виброакустический метод.

Для организации непрерывного процесса подачи БС бетононасосом в место бетонирования необходима система сдвоенных бетоносмесителей, работающих попеременно и разгружающих готовую смесь в общий накопительный бункер.

В пятой главе решаются задачи построения локальных систем автоматизированного управления процессами подачи, укладки и уплотнения БС в опалубку.

Существующие требования технологического процесса транспортирования БС при помощи бетононасоса предопределяют использование исполнительных устройств гидравлического принципа действия. Они обладают большой надежностью, плавным характером регулирования с большим диапазоном перемещений, большим перестановочным усилием, высокой чувствительностью и быстродействием.

С учетом изменения скорости V перемещения штока силового гидроцилиндра Л/сй = ¿(Лу)/Л , линейное дифференциальное уравнение гидропривода бетононасоса с учетом нагружения БС, перемещаемой по бетоноводу, будет:

д*. (6)

2 ЕА2п А\ Л А„

или

¿2(Ау) , Г 4АУ) Ж2 2 ей

где Г, = Уй12ЕК& - постоянная времени, учитывающая сжимаемость гидрожидкости; Т2 = тКдр! А1 - постоянная времени, учитывающая инерционность нагрузки; КГх = ()дх/Аа - коэффициент усиления по скорости; Уо - объем полости

гидродвигателя; Е- - приведенное значение объемного модуля упругости гидрожидкости; Кол - коэффициент объемных потерь в гидроцилиндре.

Структурная схема модели гидропривода бетононасоса представлена на рис.18.

Первый участок структурной схемы показывает процесс преобразования входного сигнала в расход гидрожидкости на выходе золотникового гидрораспределителя и процесс формирования сигаала расхода в виде разности расхода иена-груженнош золотника и эффективного расхода, обусловленного динамическим состоянием нагруженного гидродвигателя и рабочего органа. Второй и третий участки характеризуют процесс изменения давления и движущего усилия в гидродвигателе. Сила сопротивления Гс изменяется в широких пределах и представляет собой сложный комплекс сил сопротивления перемещению массы БС в бетоноводе.

Математическая модель гидропривода является достаточно идеальной, т.к. не учитывает состояние критического нагружения бетонасоса, когда активная сила

ГД^ + Г^ + Ду-ЛГ* Д., (7)

перемещения БС по бетоноводу равна по величине силе сопротивления. Величина силы сопротивления - переменная и зависит от изменения массы нагружения. В этом случае модель гидропривода будет включать в себя нелинейное звено с существенно нелинейной статической характеристикой Р(х) типа люфта.

Рис. 18. Структурные динамические схемы гидропривода: а - линейная, б - нелинейная

При симметричных установившихся одночастотных колебаниях гармоническая линеаризация состоит в замене нелинейности Г(х) выражением

Ъ)-

о

в котором для нелинейности типа люфта

л

Ж ■ (л 2Ь I 11 —+ агс5т !--+2

2 I А

ИЩИ)

яА V. Ау

Для определения частоты О и амплитуды А автоколебаний используются выражения

Х = -2(Г,7;пг +К,хдг(А)=0, У =-Т}2Оь + Ку,д'2 (л) 4 П = 0. Исключая из этих уравнений величину КГх, определяется зависимость частоты О от амплитуды А в виде

Я:

1

Т,Ь(А) Т?"

причем автоколебания остаются устойчивыми только в ограниченном диапазоне изменения коэффициента усиления. На рис. 19 показаны области устойчивого равновесия и периодических режимов гидросистемы бетононасоса, границы которых определяются неравенством

¿а

Т-Чг

Яг

¿92 ¿а

(8)

Поскольку в системе с зазором > 0, то неравенство (8) может выпол-

Ъ'гХ

от-

няться только при I 1 > О. Но при А <2Ь, согласно Рис. 19 величина

¿а ) ¿а

рицательна. Следовательно, нижняя ветвь кривой А{Кух) на Рис. 19 явно соответст-

вует неустойчивому периодическому решению

Рис.19. Области состояния системы управления гидросистемой бетононасоса Для верхней же ветви неравенство (6) выполняется, так как при больших А ве-

личины

^ У г^п*

¿а

йа

примерно равны, а величина q' 0.

При этом (б) заменяется приближенным неравенством — < 1 (при ^>0,5)

или > 1 (при ^1<0,5), и для первого случая амплитуда автоколебаний определяется верхней ветвью кривой (рис.19.), а для второго - нижней. Границей устойчи-

2Р

вости в отсутствие нелинейности является А",? - —

Тх

Для укладки БС в опалубку используются стрелы-манипуляторы, состоящие из 3-5 шарнирно-сочленяемых секций, по которым проходит бетоновод. Для таких бетоноукладочных устройств их манип>'лящюнная система должна выдерживать статические и динамические нагрузки БС, транспортируемой по бетоноводу, обеспечивая при этом необходимую точность позиционирования. Локальная система

управления процессом укладки должна обеспечивать перемещение выходного звена манипулятора с необходимой точностью в условиях недетерминированной среды строительной площадки.

Наиболее важной и ответственной задачей управления укладкой БС является разработка оптимальной структуры манипулятора, удовлетворяющей сформулированным техническим требованиям, и определение ее кинематических параметров. Проведен структурно-кинематический анализ и выбрана кинематическая структура, параметры и траектория движения распределительного устройства. Анализ типов движений распределительного устройства и их характеристик позволяет разделить задачу построения структурных схем строительных роботов на составляющие, обеспечивающие передвижение манипулятора и его ориентацию. Из функциональных требований в первую очередь учитываются те, которые определяют формы, размеры и расположение рабочей зоны.

Сравнение и выбор оптимальной кинематической структуры распределительной стрелы по максимальному нормированному показателю осуществляется в соответствии с алгоритмом, представленном на рис.20.

Рис.20. Блок-схема алгоритма выбора оптимальной кинематической структуры распределительного устройства

Конструктивная схема распределительного устройства, оптимальной кинематической структуры, представлена на рис.21.

Количественная оценка манипулятивности характеризуется коэффициентом сервиса, который для выбранной конфигурации распределительной стрелы определяется из выражения:

С1 = -

(/2+/з+03

Рис. 21. Структура распределительного устройства оптимальной кинематической структуры

где 1г - длина корневой секции; - длина средней секции; /4 - длина концевой секции. Планирование траектории перемещения распре делительной стрелы между двумя последовательными узловыми точками бетонирования может осуществляться как в пространстве изменяемых углов сочленений, так и в базовых декартовых координатах. Основной целью управления перемещением распределительной стрелы в технологическом процессе бетонирования является автоматизированное выполнение движений звеньев стрелы из текущей конфигурации в желаемую при ограничениях в виде заданной траектории.

Независимое управление движением звеньев стрелы в каждом сочленении осуществляется с помощью встроенных следящих сервомеханизмов. Для организации такого управления используется математическая модель распределительной стрелы, состоящая из линейных динамических звеньев.

Для реализации алгоритма управления разработана система автоматизированного независимого управления сервоприводами в сочленениях (рис. 22).

ОГО)

ЛУУ

»«кыш«

д в, (Г)

Сочленение 1

в:1'«)

Блок Усилитель —* Гидропривод

упрааяенкя

О/ (!)

Датчик положения

КЗ

распределителя

вгт«)

(О

Сочленение Сочленение Сочленение Сочленение

г 3 4 5

Рис.22 Функциональная схема системы независимого управления сочленениями распределительной стрелы

После позиционирования концевой секции распределительного устройства в точку бетонирования и заполнения опалубки бетонной смесью производится ее уплотнение с использованием глубинных вибраторов. Степень уплотнения фиксируется датчиком СВЧ-принципа действия, сигнал с которого поступает в локальное устройство управления, обеспечивающего выполнение заданной последовательности технологических операций возведения монолитного сооружения.

В шестой главе рассмотрены вопросы автоматизации процесса выдерживания бетона до набора заданной прочности в скользящей термоактивной опалубке. Решение задач автоматизации термической обработки бетона требует формулировки оценки качества создаваемых систем управления, разработки математической модели объекта управления с учетом специфики и общих закономерностей, протекающих в нем процессов и технологических требований.

Построение математической модели тепловой обработки с учетом предварительно сформированного критерия оптимальности позволяет решить задачу синтеза управляющего устройства с максимальным использованием свойств объекта.

Целесообразно рассматривать тепловую обработку монолитных бетонных и железобетонных конструкций в опалубке, как тепломассообменный объект, в котором наиболее существенными процессами являются энергетические взаимодействия элементов конструкции: БС в опалубке и опалубки с изолирующим внешним слоем. В расчетной схеме объекта (рис. 23 .а) учтены следующие потоки тепловой энергии: = - поступающий в опалубку; 02 ~Р1иазв{)л -ц)- от опалубки в изолирующий слой; Оз = Р"гна2н(^ + ~- от опалубки к бетону; О, = Р1На,;!(гг -?0)- от изолирующего слоя в окружающую среду; £>3 = Кг2 - выделяемый бетоном в период его твердения. На основе расчетной схемы получена система уравнений энергетических балансов (рис. 23.6):

1. опалубки- ЙЕ, /5г = й - —~ с,0т10&{ / дг,

2. бетона - сЕг /дт = дг + 05 = с2йт1ад12 /дг, (9)

3. изолирующего слоя опалубки - дЕ,/дт = Q2~Qi= съпцд1ъ !дт ,

где: температура изолирующего слоя опалубки, 0 С; температура окружающей среды, иС; Езп~ площадь поверхности теплообмена опалубки и изолирующего слоя; азя- коэффициент теплообмена между опалубкой и изолирующем слоем, Вт/м2*С; р2н~ площадь поверхности теплообмена бетона с опалубкой, м2 ;а7н -коэффициент теплообмена между опалубкой и бетоном, Вт/м2*С; г2 - температура бетона, °С; ~ эмпирические коэффициенты; К - коэффициент, учитываю-

щий величину и интенсивность тепловыделений вяжущего вещества, количество вяжущего вещества в бетоне и водовяжущее отношение, Вт/ °С; масса опалубки, кг; с20 - удельная теплоемкость бетона, кДж/кг °С; т20 - активная масса бетона, кг; Су- удельная теплоемкость изолирующего слоя, кДж/кг °С, тъ - активная

масса материала изолирующего слоя, кг; сУй - удельная теплоемкость энергоносителя, кДж/кг°С.

изолирующий слой опалубки В». ?

б)

¡>

Рис.23 . Расчетная схема объекта тепловой обработки бетона в опалубке а) - потоки тепловой энергии; б) структура энергетического баланса.

Подстановка выражений локальных потоков энергии в уравнения (9) приводит к следующей системе дифференциальных уравнений:

опалубка -

стт^Ы11(1т = -{Р2вагв +Ргяаги^ )А/, +Р7иа2ЯМ2

+ В]ва5вМ} ■ЬЩдЦ0 +?/с!06'0°Д/;

бетон - СщМг^Аг/= (10)

изолирующий слой опалубки - с3т3</Д?3/¿т = РъваъвЬлх ~(Ргвагв + Р%назн)&3. Модель объекта в векторно-матричной форме имеет вид:

с1Х/с!т = АХ+Ви, (И)

где - Л" = [х; х2 х3]; II = /м; и^иа/; я/ — Аг; х2 = Д*2*з = Л 'з= А /;

О

в =

А =

<3;; а,2 ац ац С>22 О а31 0 а33

ООО ООО

где А - квадратная матрица, характеризующая динамические свойства объекта управления; В - прямоугольная матрица, характеризующая влияние управляющих воздействий;

«л = -(^«м +-р2я«2я^1 + Щ^)1с1Вт10-, а,2= "гз = 021 = 1Г2на2п^/сгот2о- (122= К / с2йт20; ал = О/

«з; =; /сзгаз; «32 = 0; = (^заагзв + -/?.шазн)/с3«3; = Щ0О0° /

Уравнение (11) дает передаточную функцию системы тепловой обработки бетона:

к (Т3р +1)

гдр1 +(т;+г2)/7+1'

где Т{Г2 =а2/а0, Т]+Т2 =ах!а0 , Т3 =-Ъ^Ь0 , к = Ь0/а0.

Задача оптимального управления выдерживанием режима изотермической выдержки бетона в опалубке, учитывая уравнение термопрогрева опалубки как объекта регулирования (12)

сводится к тому, что требуется перевести объект из положения х-х0, х = 0 при 1 = 0 в положении х = о, х = 0 за минимальное время.

Передаточная функция объекта разлагается на простейшие множители:

Г(®)=

где

кх - к

Тг-Тх

7> + 1 Г, - г,

Г,* + 1

Тг - 7,

и представляется двумя фиктивными параллельно соединенными звеньями (рис. 23) с выходными координатами у\ и у2. Координаты у, и уг непрерывны, а сумма их, умноженная на и} дает: х = (у, + у2 и так как по условию задачи .г = 0 , то (.у, + у2 )и ~ 0 . Исходя из принципа максимума, управляющее воздействие, необходимое для попадания изображающей точке на линии у, + уг = 0, определяется выражением и, = -р\п&гх (О), т.е. имеется один интервал управления с координатами переключения н моментом переключения г/.

уХ0= У Ло>

Л + к,и ¡1 - е /Г'

'I

г(0= уг(о У/т> + к2и

За время ^ из точки ух и уг (рис. 24) происходит попадание ка прямую У',+>'1~ 0, т.е., достигается заданное значение координаты х при приложении максимального воздействия и. Для удержания координаты на прямой у, + уг = 0, необходимо соблюдение равенства аг-0 при свободном движении координат У,,У2, х и управляющем воздействии на втором участке:

Г35 + 1

Алгоритм оптимального управления системы и переходный процесс показаны на рис.25, 26.

К

715 + 1

и

1 - 7\Л+!

Ркс. 23. Объект управления

Рис. 24. Фазовый портрет системы

Г.. (Ы

t

V,(0

-t

Рис. 25. Алгоритм оптимального управления

t/iVKj

Рис. 26. Переходной процесс при одном интервале управления

В седьмой главе разработана структура комплексной системы автоматизации процессов возведения промышленных объектов из монолитного железобетона с использованием скользящей опалубки.

Предложена структура автоматизированного комплекса, включающего в себя системы управления процессами приготовления, подачи, распределения, уплотнения и выдерживания БС. Все перечисленные операции выполняются синхронно с подъемом скользящей опалубки. Автоматизированный комплекс обеспечивает автоматический подъем опалубки, изменение ее радиуса, а также корректировку положения опалубки при возникновении смещений и кручения.

Подъем опалубки осуществляется домкратами гидравлического принципа действия. Основная задача управления процессом подъема сводится к синхронизации работы отдельных домкратов и управление их перемещением. Для получения координированных по времени, положению, фазе, перемещению, скорости либо ускорению, движений отдельных домкратов необходимо использовать систему автоматического управлении отдельными гидравлическими устройствами. Вопросы автоматизированного управления скользящей и скользяще-отрывной опалубки с монолитном строительстве достаточно изучены в работах В.А. Воробьева, Булгакова А.Г., Т.О. Бока, Д.Я. Паршина, A.B. Сысоева, В.В. Ходыкина и др. Предложенные перечисленными исследователями методы и средства автоматизированного управления скользящей опалубкой позволяют ее рассматривать как объект управления, для эффективного функционирования которого необходима его интеграция в комплексную систему автоматизации процесса возведения ПМС (рис. 27).

Дтя эффективного функционирования предлагаемой системы производится согласование целей отдельных технологических подсистем с глобальной целью системы. Так, для БСУ нижний технологический уровень образуют смеситель и дозаторы непрерывного действия, вид моделей которых определяется структурным набором динамических элементов, типом функциональных связей и локальными критериями управления, на основе которых проводится статическая оптимизация подвижности, однородности бетонной смеси и ошибок дозирования. Следующий уровень структурного усложнения заправляющей системы предполагает управление процессами многокомпонентного дозирования и консистенцией БС на основе минимума критериальной функции, представляющей собой агрегированный показатель отклонений качества смеси от его оптимального значения.

ЛУУ

Рис. 27. Комплексная система автоматизации процесса возведения - локальное устройство управления, ЦУУ - центральное устройство управления, КУ- коммуникационное устройство, БД- база данных

Ошибки дозирования компонентов и отклонения значений подвижности БС в процессе перемешивания поступают на более высокий уровень системы управления для коррекции рецепта.

Локальные подсистемы перемешивания бетонной смеси и интегрирования расхода сыпучих материалов влияют на характер вырабатываемых на основе глобального критерия оптимизации рецепта координирующих воздействий, которые периодически поступают к ним в виде изменения задающих параметров. В каждом временном цикле измерений текущей массы материала и подвижности бетонной смеси корректируются настройки дозаторов и смесителя.

Технологический критерий качества смеси определяется непрерывно, а по его значению в конце каждого временного цикла вырабатываются обратные корректирующие воздействия на процесс подбора рецепта, а также изменения режимов функционирования локальных подсистем дозирования и смешивания. Косвенным результатом такого управления качеством является изменение режима работы бетоносмесителя и производительности дозаторов отдельных компонентов и необходимость в случае их существенных отклонений от номинала коррекции производительности технологической линии.

Обработка информации на верхних уровнях системы управления ведется централизованно с помощью персональных компьютеров (ПК), программно-алгоритмическое обеспечение которых дает возможность решения полученных моделей, а микропроцессорные средства обеспечивают необходимое быстродействие этих решений.

Наиболее рационально построить комплексную систему автоматизации производства БС и процессов бетонирования следующим образом. На нижнем уровне локальные системы автоматического регулирования осуществляют управление качеством отдельных операций дозирования, перемешивания, транспортирования, распределения и укладки БС со своими критериями.

Одновременно производится отбор информации в ПК для расчета значений критериев оптимизации качества более высокого уровня.

Наличие аккумулирующей емкости в виде загрузочного устройства бетононасоса позволяет весь процесс строительства сооружения разбить на два подпроцесса: непосредственно смесеобразования и бетонирования. Тогда оптимальная производительность первого из них обеспечивается согласованием произ-водительностей дозировочного отделения и смесительного агрегата. В случае значительных отклонений производительностей от номинала необходимое согласование между подпроцессами осуществляется через глобальный критерий производительности всей технологической линии изменением производительностей дозаторов.

Процессы бетонирования, реализуемые бетононасосом, распределительной системой укладки и уплотнения бетонной смеси, автоматически управляются локальными системами со своими локальными критериями, информация от которых

поступает на верхний уровень системы и используется для коррекции подвижности изменением рецепта и производительности технологической цепочки.

В восьмой главе рассмотрены практические рекомендации применения результатов теоретических исследований автоматизированных процессов возведения ПМС и использования программного обеспечения Б САБА для организации пользовательского интерфейса с целью обработки и визуализации данных моделирования локальных подсистем.

Практические рекомендации по результатам исследования опираются на модельные и физические эксперименты по разработанным системам автоматизации отдельных технологических операций приготовления и бетонирования ПМС. Физическая реализация экспериментальных исследований осуществлялись с использованием современных программных и аппаратных средств автоматизации.

Моделирование предложенных структур (рис.28) дозаторов-интеграторов расхода при помощи программного пакета МАТЪАВ 6.0/81тиНпк с введением корректирующей обратной связи по нагрузке весового транспортера позволило экспериментально показать существенное улучшение метрологических характеристик при различных законах регулирования за счет снижения динамической погрешности дозирования.

Рис. 28 Модельная схема интегратора расхода

Экспериментальные исследования автоматической системы управления консистенцией БС, проведенные в ООО «МОЭМ Технострой-В» показали, что для получения смеси с заданной консистенцией необходимо выдерживать оптимальную продолжительность смешивания компонентов. Для определения консистенции в процессе смешивания был разработан виброакустический датчик, встроенный в автоматическую систему адаптивного управления. Схема измерений виброакустических полей бетоносмесительной установки приведена на рис.29. Для ввода сигналов с датчиков использовался программируемый логический контроллер ПЛК-150 ОВЕН, обработка и визуализация данных в ПК осуществлялась с помощью SCADA-системы TRACE MODE 6.

Результаты экспериментальных исследований элементов разработанной автоматизированной технологии укладки БС проверялись методом кинематического моделирования в лабораторных условиях на модели в масштабе 1:10, что подтвердило правильность теоретических, положений по выбору геометрических па-

раметров манипуляционной системы, а также планирования оптимальной траектории перемещения концевой распределительного устройства. Экспериментальные исследования показали, что точность позиционирования модели манипуляционной системы осуществляется с погрешностью, не превосходящей 2-3%.

а) б)

Рис. 29. Экспериментальные исследования автоматической системы управления консистенцией БС а - кадр из мнемосхемы TRACE MODE 6.0 в процессе работы бетоносмесителя ; б - схема экспериментальной установки измерения виброакустического поля бетоносмесителя;

ПС - преобразователь сигнала;

Схема экспериментальной установки для исследования системы автоматического управления процесса тепловой обработки бетона в термоактивной опалубке (рис.30.) позволила обеспечить необходимую скорость подъема температуры БС и остывания бетона в условиях переменных внешних факторов, обеспечивая набор заданной прочности за кратчайший промежуток времени, а) б)

Рис. 30. Экспериментальная установка автоматического управление процессом

тепловой обработки бетона в термоактивных опалубках: а - внешний вид, б — схема; 1 - бетонная смесь; 2 - опалубка; 3,4 - датчики температуры наружного воздуха и бетона; 5 - датчик скорости ветра; 6 - регулятор подачи теплоносителя; 7 - локальное устройство управления (ЛУУ); 8 -центральное устройство управления (ЦУУ)

Экспериментальные исследования подтвердили правильность основных теоретических положений диссертации.

В заключении представлены выводы и основные результаты работы.

Приложение диссертации содержит документы об использовании результатов работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В результате проведенных исследований решена актуальная научно-техническая проблема синтеза связных иерархических комплексных систем автоматизированного управления непрерывными процессами возведения ПМС, обеспечивающих реализацию существенно новых способов повышения основных показателей производства;

2. Наиболее перспективными в части снижения стоимости возведения ПМС, уменьшения трудоёмкости, увеличение производительности, гибкости приспособления к меняющимся условиям производства, управляемости являются комплексы технологического оборудования и интегрированные с ними автоматизированные системы управления;

3. Разработанная концепция автоматизации возведения исходит из триединства конструктивных особенностей бетонируемых объектов, пооперационной технологии и системы автоматизированного управления, адекватной стратегии эффективного функционирования всей системы в целом;

4. Предложен вариант наиболее полной по своим технологическим, техническим, структурным и функциональным возможностям многоуровневой иерархической системы связного управления непрерывными процессами возведения ПМС;

5. Решена задача проектирования рецептуры БС, адекватной современным требованиям автоматизированной технологии промышленного производства смесей; разработана модель рецепта, характеристикой оптимальности которого служит вероятность попадания вектора качества смеси в заданную технологическими ограничениями область;

6. Разработана модель измерений текущей производительности питателя, которой соответствует реальный механизм образования погрешностей дозирования, вызванных изменением плотности материала. Модельная связь погрешностей дозирования с изменением производительности питателя позволяет скорректировать результаты измерений и тем самым уменьшить погрешность дозирования;

7. На основе модели измерений текущей производительности питателя предложены разомкнутые структуры непрерывного дозирования, расширяющие возможности изменения технологических схем и технического исполнения устройств для получения БС. Наиболее перспективно применение систем дозирования с «жесткой» подвеской весового транспортера маятникового типа, отсутствием системы автоматической стабилизации расхода и прямым измерением массы;

8. Одним из эффективных способов ослабления влияния колебаний амплитудных значений производительности питателя является введение корректирую-

38

щих связей по выходному сигналу весового транспортера, позволяющих изменять производительность питающего устройства в зависимости от значений массы материала на ленте;

9. Разработана адаптивная система управления качественными параметрами БС в бетоносмесителе, осуществляющая автоматическую коррекцию консистенции смеси в процессе ее приготовления путем непосредственной подачи воды во время перемешивания компонентов;

10. Разработана интегрированная по параметрам и приближенная к особенностям физико-механических процессов модель оптимального транспортирования БС; выбраны методы расчета, коррекции и автоматического управления системой транспортирования;

11. Разработан принцип автоматизации процессов распределения, укладки и уплотнения БС, позволяющий увеличить производительность, повысить качество и общую культуру производства.

12. Предложен критерий и разработана методика кинематического анализа и выбора оптимальной кинематической структуры распределительного устройства для бетонных работ при возведении ПМС; решена задача определения геометрических характеристик распределительного устройства для заданных технологических условий бетонирования; решены прямая и обратная задачи о положении распределительного устройства при планировании траектории ее перемещения;

13. Разработана математическая модель процесса тепловой обработки бетона в опалубке, как тепломассообменного объекта, отображающая существенные энергетические взаимодействия наиболее теплоемких элементов конструкции; предложен критерий управления в виде функционала оптимальности, отражающий энергетическую эффективность системы управления тепловой обработкой бетона;

14. Предложена самонастраивающаяся система автоматического управления тепловой обработкой бетона в термоактивных опалубках с коррекцией процесса выдерживания бетона до набора требуемой прочности;

15. Предложена структура комплексной системы автоматизации технологическими процессами возведения ПМС;

16. По результатам теоретических исследований осуществлены работы по внедрению методов проектирования и настройки автоматизированных систем управления операциями возведения ПМС.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Монографии

1. Минцаев М.Ш., Марсов В.И., Илюхин A.B., Попов В.П. Теория, логическое проектирование, измерение, контроль и диагностика в системах автоматического управления строительным производством. Монография. - Самара: РИА. 2009. - 560 с.

Публикации в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ

2. Минцаев, М.Ш. Моделирование систем автоматического управления термообработкой бетона в промышленном строительстве на основе нечеткой логики //Вестник МАДИ (ГТУ).-М.: 2005 г., № 5, С. 78-81

3. Минцаев, М.Ш., Мусин, P.P. Автоматизация бездефектного производства напряженной арматуры железобетонных изделий / Минцаев М.Ш., Мусин P.P.// Вестник МАДИ (ГТУ),-М.: вып. 1 (8), 2007 г., С. 60-63

4. Минцаев, М.Ш. Автоматизация процесса производства фракционированного щебня на смесительных установках непрерывного действия / Минцаев М.Ш., Воробьев В.А., Марсов В.И.// Изв. ВУЗов «Строительство». - Новосибирск: №1,2007 г., С. 70-75

5. Минцаев, М.Ш. Методологические основы синтеза систем управления технологическими объектами / Минцаев М.Ш., Суэтина Т.А„ Либенко A.B.// Журнал ACADEMIA архитектура и строительство, РААСН.-М.: вып. 3 , 2007, С.76-77

6. Минцаев, М.Ш. Особенности перемещения распределительной стрелы строительного робота / Минцаев М.Ш., Базин С.С,. Ефремов Д.А. // Вестник МАДИ (ГТУ). - М.: вып. 3(10), 2007 г., С. 56-58

7. Минцаев, М.Ш. Статистические параметры оценки параметров непрерывных технологических процессов / Минцаев М.Ш., Холодилов А.Ю., Костецкая О.Е // Вестник МАДИ (ГТУ). - М.: вып. 4 (11), 2008 г., С.109-111

8. Минцаев, М.Ш. Технология монолитного строительства с использованием несъемной опалубки / Минцаев М.Ш., Асхабов И.Б., Марсов В.И // Вестник МАДИ (ГТУ). - М.: вып. 2(17), 2009 г., С. 38-40

9. Минцаев, М.Ш. Формирование структуры для непрерывно-периодических схем дозирования / Минцаев М.Ш., Марсов В.И., Бокарев Е.И., Головко В.В. // Вестник МАДИ (ГТУ). -М.: вып. 1 (20), 2009 г.

10. Минцаев, М.Ш. Организация и управление технологическими процессами строительного производства с использованием SCADA-систем / М.Ш. Минцаев, H.A. Бурда-чёва / / Журнал ACADEMIA, РААСН. - М.: вып. 4, 2009 г., С. 82-84.

Публикации в других изданиях

11. Минцаев, М.Ш. Применение нечетких моделей в системах управления бетонорас-пределительными системами при возведении монолитных промышленных сооружений /

Минцаев М.Ш., Тихонов А.Ф., Аль-Фанди М. // Сб. науч. тр. «Автоматизация технологических процессов и производств в строительстве». -М.: МГСУ, 2003 г.

12. Минцаев, М.Ш. Измерение температуры и влажности при выдерживаний железобетонных изделий / Минцаев М.Ш., Тихонов А.Ф., Ходыкин В.В. // Сб.научлр. «Моделирование и оптимизация в управлении». -М.: МДДИ, 2003 г.

13. Минцаев, М.Ш. Особенности автоматизации бетонных работ монолитного домостроения И Сб науч. тр. «Электронные системы автоматического управления на транспорте и в строительстве». - М.:МАДИ, 2003 г.

14. Минцаев, М.Ш. Разработка программы компьютеризации автотранспортного предприятия / Минцаев Mill., Солодников С.Е., Аль-Фанди М. // Сб. науч. тр. «Информационные технологии в задачах управления и обучения», -М.: МАДИ, 2003 г. С. 22-29

15. Минцаев, M.IIL Линейная математическая модель пневмотранслортной установки // Сб. науч. тр. «Информационные технологии в задачах управления и обучения. - М.: МАДИ, 2003 г., С.120-123

16. Минцаев, М.Ш. Автоматизированное управление перемещением распределительного устройства в процессе бетонирования // Сб науч. тр. «Электронные системы автоматического управления на транспорте и в строительстве». -М.: МАДИ, 2003 г.

17. Минцаев, М.Ш. Принципы решения задачи угловой ориентации распределительной стрелы строительного робота / Минцаев МЖ, Лобов ОЛ. // Сб. науч. тр. «Информационные технологии в задачах управления и обучения». -М.: МАДИ, 2003 г.

18. Минцаев, М.Ш. Системы управления температурным режимом электротермобра-ботки бетона в монолитном домостроении // Сб науч. тр. «Теория и практика информационных технологий». - М.: МАДИ, 2004 г.

19. Минцаев, M.I1I. Математическое моделирование систем, автоматического управления термообработкой бетона в монолитном домостроении И Сб.науч.тр. «Телекоммуникационные технологии в промышленности и образовании». -М.: МАДИ, 2004 г.

20. Минцаев, М.Ш. Автоматизация бетонных работ монолитного домостроения // 62-я научно-методическая и научно-исследовательская конференция. - М.: МАДИ, 2004 г.

21. Минцаев, М.Ш. Принципы автоматизации процесса теплопрогрева бетона в монолитном домостроении // Сб. науч. тр. «Автоматизация в строительстве и на транспорте». -М.: МИКХиС, 2005 г.

22. Минцаев, М.Ш. Особенности оптимального управления нелинейным объектом / Минцаев МЛН., Либенко A.B., Абдулханова М.Ю. // Сб. науч. тр. «Автоматизация в строительстве и на транспорте». -М.: МИКХиС, 2005 г.

23. Минцаев, М.Ш.Матричная модель теплопрогрева бетона при возведении монолитных конструкций в монолитном домостроении / Минцаев М.Ш., Марсов В.И., Кальгин АЛ., Лахтина НЛО.// Сб. науч. тр. «Автоматизация в строительстве и на транспорте». -М.: МИКХиС, 2005 г.

24. Минцаев, М.Ш. Системы автоматизации смесительных установок непрерывного действия / Минцаев М.Ш., Либенко А.В„ Махер Э.Р„ Лобов О.П. // Сб. науч. тр. «Интегрированные технологии автоматизированного управления». -М.: МАДИ, 2005 г.

25. Минцаев, М.Ш.Адаптивная система регулирования тепловых параметров объектов строительной индустрии I Минцаев М.Ш.,Марсов В.И.,Лвбенок А.В.,Лахтина Н.Ю7/ Сб. науч. тр. «Автоматизация в строительстве и на транспорте». - М.:, МИКХнС, 2005 г.

26. Минцаев, М.Ш. Компьютерный лабораторный практикум по дисциплине «Физические основы электроники» / Минцаев М.Ш., Рожков В.М,, Асмолов Г.И. // Методическое пособие. - М.:МАДИ, 2005 г.

27. Минцаев, М.Ш. Перспективы компьютеризации лабораторного комплекса по дисциплине «Теория автоматического управления» // Сб. науч. тр. 64-й научно-методической и научно-исследовательской конференции. - М.: МАДИ, 2006 г.

28. Минцаев, М.Ш. Особенности перемещения распределительной стрелы строительного робота / Сб. науч. тр. Международной научно-техническая конференция «ИНТЕРСТРОЙМЕХ 2006». - М.: МГСУ, 2006 г.

29. Минцаев, М.Ш. Проектирование систем управления технологическими процессами производства строительных смесей / Минцаев М.Ш., Тихонов А.Ф., Либенко В.А., Хо-лодилов А.Ю. // Журнал «Технологии бетонов». - М.: № 6,2006 г. С. 38-40

30. Минцаев, М.Ш. Компьютерный лабораторный практикум по теории автоматического управления / Минцаев М.Ш., Марсов В.И., Марсова Е.В.,Пал В .И.// Методическое пособие. - М: МАДИ, 2006 г.

31. Минцаев, М.Ш. Синтез математической модели процессов тепловой обработки в монолитном домостроении Н Строительный вестник российской инженерной академии. Тр.секции «Строительство» РИА. -М.: РИА, вып. 7,2006 г. С.147-149

32. Минцаев, М.Ш. Структура и параметры манипуляционных систем в строительстве // Сб. науч. тр. «Инновационные технологии в промышленности, строительстве и образовании». - М.: МАДИ, 2007 г., С.137-141

33. Минцаев, М.Ш. 8САВА-системы: программные комплексы для автоматизации нового поколения // Сб. науч. тр. Всероссийской научно - практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. - Грозн.: ЧТУ, 2007 г.

34. Минцаев, М.Ш. Программное обеспечение для создания операторского интерфейса / Гематудинов Р.А. // Сб. науч. тр., Методы прикладной информатики в автомобильно-дорожном комплексе.- М.: МАДИ, 2007 г.

35. Минцаев, М.Ш. Компьютерный лабораторный практикум по курсу «Интегрированные системы проектирования и управления», Часть! / Минцаев М.Ш., Абдулханова М.Ю., Марсов В.И., Марсова Е.В // Методическое пособие.- М.:МАДИ (ГТУ), 2007 г.

36. Минцаев, М.Ш. Оценка статистических параметров непрерывных технологических процессов / Минцаев М.Ш.. Базин С.С., Ефремов Д.А. // Сб. науч. тр. - Владимир: вып.З, 2007 г., С. 31-33.

37. Мшщаев, М.Ш. Автоматизация тепловой обработки ЖБИ с минимизацией энергозатрат (Доклад) // 66-я научно-методическая и научно-исследовательская конференция. -М.: МАДИ, 2008 г.

38. Минцаев, М.Ш. Особенности автоматизации процессов прогрева бетона в монолитном домостроении // Сб. науч. тр. 66-н научно-методической и научно-исследовательской конференции. - М.: МАДИ, 2008 г.

39. Минцаев, М.Ш. Решение задачи теплопереноса методом разделения переменных для объектов с внутренним источником тепла / Минцаев М.Ш., Воробьев В.А. // Вестник ОСИ РААСН. - Белгород, вып. 12, 2008 г., С. 336-338

40. Минцаев, М.Ш. Технологические процессы производства бетона и асфальтобетона / Минцаев М.Ш., Абдулханова М.Ю, Абдулханова В.И // Учебное пособие. - М: Ротапринт, 2008 г., 210 с.

41. Минцаев, М.Ш. Адаптация систем тепловлажностной обработки ЖБИ и обработки конструкций различных геометрических размеров и форм с различной первоначальной влажностью // Сб. науч. тр. 67-й научно-методической и научно-исследовательской конференции. - М.: МАДИ, 2009 г.

42. Минцаев, M.UI. Комплексная автоматизация процесса возведения монолитных промышленных сооружений (Доклад) // 30-я Московская международная выставка «Образование и карьера - XXI век». - Москва: Гостиный Двор, 2009 г.

43. Минцаев, М.Ш. Автоматизация тепловых процессов в производстве бетонных работ в промышленном строительстве (Доклад) // 68-я научно-методическая и научно-исследовательская конференция. -М.: МАДИ, 2010 г.

44. Минцаев, М.Ш. Вопросы интеграции подсистем управления в комплексной автоматизации процессов возведения промышленных объектов из монолитного железобетона (Доклад) И 68-я научно-методическая и научно-исследовательская конференция. - М.: МАДИ, 2010 г.

Подписано в печать 29 декабря 2009 г. Формат 60x84x16 Усл. печ. л. 2,0 Тираж 100 экз. Заказ № 5 "Техполиграфцентр" Россия, 125319, г. Москва, ул. Усиевича, д. 8а. Тел.: 8-916-191-08-51

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОСТИ ИХ ВЫПОЛНЕНИЯ И МЕСТО СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ В ОРГАНИЗАЦИИ ЭТИХ ПРОЦЕССОВ 1.1 Промышленные объекты из монолитного железобетона и особенности их возведения

1.2. Комплексное производство железобетонных работ в монолитном 20 строительстве

1.2.1. Опалубочные работы

1.2.2. Скользящая опалубка и методы её автоматизации

1.2.3. Арматурные работы

1.2.4. Приготовление бетонной смеси для монолитного 41 строительства

1.2.5. Подача, распределение и уплотнение бетонной смеси

1.2.6. Выдерживание бетонной смеси в опалубке

1.3. Принципы автоматизации технологических процессов возведения 72 монолитных сооружений

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СИНТЕЗА

АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ВОЗВЕДЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ ИЗ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

2.1. Концепция управления процессами возведения промышленных 84 объектов из монолитного железобетона

2.2. Принципы адаптации автоматизированной системы управления 86 приготовления бетонных смесей и процесса бетонирования к условиям процесса

2.3. Многоуровневые системы автоматизации

2.4. Функциональная иерархия и её определение

2.5. Механизм образования иерархических систем

2.6. Критерии управления и их влияние на формирование 99 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 3. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕДУРЫ РАСЧЕТА РЕЦЕПТА С 105 УЧЕТОМ СТАТИСТИЧЕСКИХ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

3.1 Технологические показатели оптимизации состава смеси

3.2 Учет ошибок дозирования при определении состава смеси

3.3 Применение случайных ограничений для области оптимизации 118 состава бетонной смеси

3.4. Математическая модель статической оптимизации состава смеси

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. АВТОМАТИЧЕСКОЕ НЕПРЕРЫВНОЕ ДОЗИРОВАНИЕ И 123 СМЕШИВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ БЕТОННОЙ СМЕСИ

4.1. Классификация систем непрерывного дозирования

4.2. Система с "жесткой" обратной связью

4.3.Введение интегральной обратной связи

4.4.Структурная схема с пропорционально-интегральной обратно] 134 связью

4.5. Метод нормированных диаграмм

4.6. Нормированная запись интегральных оценок систем третьег порядка

4.7. Синтез дозаторов с интегральной и интегрально-пропорциональной 139 корректирующими связями по Б-диаграмме

4.8 Смешивание бетонной смеси 143 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 5. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ПОДАЧА, УКЛАДКА И

УПЛОТНЕНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ

5.1. Нагрузочные характеристики гидропривода

5.2. Линеаризованная модель гидропривода

5.3. Структурная динамическая схема гидропривода

5.4. Особенности динамических режимов гидросистемы при наличии 157 нелинейностей

5.5. Структурная схема гидросистемы с учетом контактного трения

5.6. Режим автоколебаний в САР ПС с учетом контактного трения

5.7. Динамические режимы в гидроприводе при учете нелинейности 168 типа люфта

5.8. Динамические режимы в гидроприводе при наличии 173 гистерезисной характеристики

5.9 Автоматизированное управление перемещением 174 распределительного устройства в процессе бетонирования и уплотнение бетонной смеси в опалубке

5.9.1 Выбор кинематической структуры бетонораспределительной 174 манипуляционной системы

5.9.2 Выбор геометрических параметров бетонораспределительной 184 манипуляционной системы

5.9.3 Планирование траектории перемещения распределительного 187 устройства

ГЛАВА 6. АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЫДЕРЖИВАНИЯ БЕТОНА ДО

НАБОРА ЗАДАННОЙ ПРОЧНОСТИ В ТЕРМОАКТИВНОЙ ОПАЛУБКЕ

6.1 Задача разработки модели тепловых процессов.

6.2. Синтез математической модели процессов тепловой обработки в 217 монолитном строительстве

6.3. Выбор критерия оптимизации управления тепловыми процессами

6.4. Оценка сравнительной эффективности критериальных функций 230 управления тепловыми процессами

6.5. Управляемость и наблюдаемость объекта тепловой обработки 236 бетона

6.6 Синтез систем оптимального управления процессами тепловой обработки бетона при возведении монолитных сооружений

6.6.1 Постановка задачи оптимального управления процессами 240 тепловой обработки бетона.

6.6.2 Синтез оптимального управления при повышении 242 энергетического состояния объекта

6.6.3 Синтез оптимального управления при понижении 245 энергетического состояния объекта

6.6.4 Оптимальное управление с учетом нелинейности модели 247 объекта

6.6.5. Алгоритм оптимального управления процессом

5.9.4 Синтез передаточной функции регулятора следящих систем звеньев распределительного устройства

5.9.5. Автоматизированная система управления процессом уплотнения бетонной смеси в опалубке ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ поддержания постоянной температуры опалубки

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 7. СТУКТУРА КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ

АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ВОЗВЕДЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СКОЛЬЗЯЩЕЙ ОПАЛУБКИ

7.1. Вопросы интегрирования автоматизированной скользящей 258 опалубки в комплексную систему автоматизации технологическим процессом возведения ПМС

7.2. Синтез локальной системы автоматического управления 265 скользящей опалубкой

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 7.

Промышленное строительство даже в условиях экономического кризиса в РФ является перспективным направлением строительной индустрии и его объемы, по мнению большинства экспертов, в ближайшие годы будут только возрастать. В настоящее время доля промышленных сооружений в общей стоимости строительно-монтажных работ составляет более 25%, а номенклатура типов и видов промышленных сооружений включает более 100 наименований.

Изменение конфигураций, увеличение объема массы и высотности промышленных объектов, а также требования к повышенной прочности требуют внедрения новых более эффективных технологий возведения, совершенствование которых должно идти путем не только технической модернизации отдельных операций, но и органическим включением в эти процессы систем управления на базе современных средств вычислительной техники.

По сравнению с другими технологиями, возведение промышленных объектов из монолитного железобетона, требует меньше времени и средств для организации индустриальной базы и выполнения подготовительных работ. Кроме этого монолитный бетон обеспечивает высокое эксплуатационное качество, сейсмостойкость и трещиностойкость сооружений. Поэтому монолитное строительство успешно применяется крупными строительными компаниями при возведении таких промышленных объектов, как дымовые трубы, градирни, силосы, тяжелые колонны, различные резервуары, энергетические объекты, подпорные стенки и другие сооружения промышленного назначения.

Повышение качества выпускаемой бетонной смеси (БС), интенсификация процессов её производства, эффективность транспортирования к месту укладки, распределения по местам бетонирования, уплотнения и выдерживания, требуют создания и внедрения новых технических и технологических решений с учетом встраиваемости в процесс элементов и систем автоматизированного управления.

Объекты монолитного строительства промышленного назначения разнообразны не только по своему конструктивному исполнению и набору технологических операций по их возведению, но и возможностей их автоматизации, опирающейся на совокупность технических средств получения, преобразования и использования управляющей информации. Это многообразие и нестандартность всего комплекса задач, связанных с управлением процессами по их возведению, требует реализации полностью автоматизированного режима работы, как бето-носмесительной установки (БСУ), так и средств транспортирования, распределения, укладки БС и выдерживания бетона на строительной площадке. Приведение в соответствие технической насыщенности всех переделов технологического процесса (ТП) возведения монолитной конструкции и, переход к наиболее производительным непрерывным технологиям, предопределяет необходимость внедрения методов и принципов автоматизированного управления не только отдельными техническими устройствами, но и всем комплексом технологического оборудования.

Необходима разработка системы комплексной автоматизации процесса возведения промышленного монолитного сооружения (ПМС), которая должна опираться на триединство специфических индивидуальных характеристик объектов бетонирования, технологически обусловленной последовательности операций, реализующих данный процесс, и системы автоматизации, обеспечивающей непрерывность и согласованность отдельных технологических переделов в соответствии с заданными критериями оптимальности.

Каждый из перечисленных элементов идеологии создания комплексной системы автоматизированного управления несёт в себе индивидуальные черты, определяющие специфические методы и технические средства реализации в едином контексте сочетания технологии и управления.

Именно поэтому становится актуальным решение теоретических и практических задач синтеза комплексных иерархических систем управления непрерывным процессом возведения промышленных монолитных сооружений с использованием технических устройств различного принципа действия и конструктивного исполнения. Необходимо раскрыть новые качественные свойства этих систем, которые в полной мере окупят затраты на модернизацию и технические средства управления.

Цель и основные задачи исследования

Целью настоящей работы является научно-обоснованное решение проблемы создания комплексной системы автоматизированного управления непрерывными процессами возведения ПМС. В соответствии с поставленной целью в диссертации решаются следующие задачи:

• разработка концепции системного проектирования комплексной системы автоматизированного управления процессом возведения промышленных монолитных сооружений;

• обоснование наиболее перспективной структуры ТП возведения ПМС, исходя из специфических характеристик объекта бетонирования, последовательности технологических операций, реализующих процесс бетонирования и системы управления этими операциями и всем ТП в целом;

• разработка принципов и теоретических основ формирования структуры многоуровневых систем управления ТП ПМС;

• разработка принципов и механизмов формирования математических моделей процессов приготовления БС и операций бетонирования;

• создание методов оптимизации качественных характеристик локальных подсистем автоматизации, как элементов комплексной системы управления;

• создание методики моделирования локальных систем автоматизации ;

• экспериментальная проверка и практическое опробование методов комплексного управления процессами возведения ПМС.

Методы исследования

Теоретической основой диссертационной работы являются положения теории автоматического управления, теории систем, методы оптимизации, случайные процессы, методы математического моделировании и другие.

Научная новизна

Новым в работе является совокупность научных положений, которые легли в основу разработки теоретических и практических методов анализа и синтеза ю иерархических систем автоматизированного управления процессами возведения ПМС.

Получены следующие научные результаты:

• сформулирована концепция и решена проблема связного автоматизированного управления процессами возведения ПМС, использующих локальные подсистемы автоматизации приготовления БС и операций бетонирования;

• предложен оптимальный вариант наиболее полной по своим структурным и функциональным возможностям многоуровневой иерархической системы связного управления процессами возведения ПМС;

• разработаны принципы и механизмы формирования математических моделей операций и переделов непрерывного процесса возведения промышленных монолитных сооружений в соответствии с выбранными критериальными функциями;

• разработаны методы оптимизации качественных характеристик локальных технических устройств формирования ТП возведения ПМС, как элементов связных иерархических систем;

• разработан метод комплексного анализа и синтеза элементов, как локальных составляющих комплексной системы автоматизации ТП возведения ПМС

Положения, выносимые на защиту

• теоретические основы расчета и проектирования нового класса систем связного управления ТП непрерывного возведения ПМС, использующих локальные подсистемы автоматизации процессов смесеобразования и бетонирования;

• принципы формирования наиболее полных по своим структурным м функциональным возможностям многоуровневых систем управления процессами возведения ПМС;

• принципы и механизмы формирования математических моделей статической оптимизации связной системы непрерывного возведения ПМС в соответствии с предложенными критериальными ограничениями на область их изменения;

• метод управления качественными характеристиками бетонной смеси и процесса бетонирования на основе методологических принципов функционирования связных многоуровневых иерархических систем управления сложноструктурированными объектами;

• единая методология оптимизации качественных характеристик локальных устройств технологического процесса различного принципа действия и конструктивного исполнения, как элементов связных систем непрерывного процесса возведения ПМС на основе принятых критериев оценок;

Практическая ценность и реализация результатов

Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований составляют новое направление в области теоретических и практических методов анализа и синтеза иерархических систем управления непрерывными процессами производства бетонной смеси и бетонирования, реализующих существенно новые способы, повышающие качество и сокращающие сроки возведения ПМС.

Результаты работы носят с одной стороны обобщающий характер, очерчивая и обосновывая возможность реализации целого класса принципиально новых многоуровневых систем связного управления непрерывными процессами возведения ПМС, а с другой стороны, имеют практическую направленность, предлагая ряд методов расчета конкретных структур различных принципов действия.

Предложенный в работе системотехнический подход ко всем технологическим применениям и устройствам различного принципа действия, вскрывает их внутреннее единство как систем регулирования и стабилизации заданных параметров при возведении промышленных монолитных сооружений, устанавливая закономерности внутреннего структурного и функционального взаимодействия отдельных элементов.

Показана возможность оперативного варьирования основными качественными характеристиками бетонной смеси (подвижность, удобоукладываемость) и компенсации ошибок дозирования компонентов бетонной смеси, обеспечивающих существенное улучшение её качественных показателей.

Обоснована возможность использования в схемах непрерывного дозирования наиболее простых по своему конструктивному исполнению дозаторов-измерителей расхода с разомкнутой системой измерения и компенсирующей обратной связи по производительности питателя.

Предложенные методы и технические средства автоматизированного управления процессами транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси позволяют не только оптимизировать качественные характеристики производства операций по непрерывному бетонированию объектов монолитного строительства промышленных объектов, но и существенно сократить долю ручного труда, повысить степень его интеллектуализации.

Разработанные принципы автоматизированного управления тепловой обработкой бетона в процессе выдерживания, позволяют наряду с сокращением цикла набора заданной прочности, повысить качество монолитного сооружения.

Практическую ценность работы составляет новая структурная схема автоматизированного управления процессом возведения ПМС, реализованная на предложенных принципах, а также методы расчета настроечных параметров проектируемых и находящихся в эксплуатации систем автоматики.

Разработанные методы и рекомендации прошли апробацию и внедрены для практического применения в ООО «Технопромстроймонтаж», ООО «МО-ЭМ-Технострой-В», ОАО «Волгогипроавтотранс».

Результаты внедрения и эксплуатации подтвердили работоспособность и эффективность разработанных методов.

Достоверность научных положений

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов, изложенных в работе, определяется корректным использованием современных математических методов, согласованным сравнительным анализом аналитических и экспериментальных данных, непротиворечивостью и воспроизводимостью результатов, полученных теоретическим путем.

Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения работы в ряде строительных предприятий.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на 65-й, 66-й и 67-й научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДГТУ (МАДИ), кафедрах «Автоматизация производственных процессов» и «Автоматизированные системы управления» МАДГТУ (МАДИ), на международной научно-технической конференции «Ин-терстроймех-2006» (г. Москва), 30-й Московской международной выставке «Образование и карьера - XXI век» (Москва, 12-14 ноября 2009 г.), IX Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «НТТМ - 2009» (2427 июня, Москва, ВВЦ).

Публикации

Основные научные результаты диссертации изложены в 44 печатных работах.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, библиографического списка из 212 наименований, двух приложений. Работа изложена на 374 страницах машинописного текста.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В результате проведенных исследований решена актуальная научно-техническая проблема синтеза связных иерархических комплексных систем автоматизированного управления непрерывными процессами возведения ПМС, обеспечивающих реализацию существенно новых способов повышения основных показателей производства;

2. Наиболее перспективными в части снижения стоимости возведения ПМС, уменьшения трудоёмкости, увеличение производительности, гибкости приспособления к меняющимся условиям производства, управляемости являются комплексы технологического оборудования и интегрированные с ними автоматизированные системы управления;

3. Разработанная концепция автоматизации возведения исходит из триединства конструктивных особенностей бетонируемых объектов, пооперационной технологии и системы автоматизированного управления, адекватной стратегии эффективного функционирования всей системы в целом;

4. Предложен вариант наиболее полной по своим технологическим, техническим, структурным и функциональным возможностям многоуровневой иерархической системы связного управления непрерывными процессами возведения ПМС;

5. Решена задача проектирования рецептуры БС, адекватной современным требованиям автоматизированной технологии промышленного производства смесей; разработана модель рецепта, характеристикой оптимальности которого служит вероятность попадания вектора качества смеси в заданную технологическими ограничениями область;

6. Разработана модель измерений текущей производительности питателя, которой соответствует реальный механизм образования погрешностей дозирования, вызванных изменением плотности материала. Модельная связь погрешностей дозирования с изменением производительности питателя позволяет скорректировать результаты измерений и тем самым уменьшить погрешность дозирования;

7. На основе модели измерений текущей производительности питателя предложены разомкнутые структуры непрерывного дозирования, расширяющие возможности изменения технологических схем и технического исполнения устройств для получения БС. Наиболее перспективно применение систем дозирования с «жесткой» подвеской весового транспортера маятникового типа, отсутствием системы автоматической стабилизации расхода и прямым измерением массы;

8. Одним из эффективных способов ослабления влияния колебаний амплитудных значений производительности питателя является введение корректирующих связей по выходному сигналу весового транспортера, позволяющих изменять производительность питающего устройства в зависимости от значений массы материала на ленте;

9. Разработана адаптивная система управления качественными параметрами БС в бетоносмесителе, осуществляющая автоматическую коррекцию консистенции смеси в процессе ее приготовления путем непосредственной подачи воды во время перемешивания компонентов;

10. Разработана интегрированная по параметрам и приближенная к особенностям физико-механических процессов модель оптимального транспортирования БС; выбраны методы расчета, коррекции и автоматического управления системой транспортирования;

11. Разработан принцип автоматизации процессов распределения, укладки и уплотнения БС, позволяющий увеличить производительность, повысить качество и общую культуру производства.

12. Предложен критерий и разработана методика кинематического анализа и выбора оптимальной кинематической структуры распределительного устройства для бетонных работ при возведении ПМС; решена задача определения геометрических характеристик распределительного устройства для заданных технологических условий бетонирования; решены прямая и обратная задачи о положении распределительного устройства при планировании траектории ее перемещения;

13. Разработана математическая модель процесса тепловой обработки бетона в опалубке, как тепломассообменного объекта, отображающая существенные энергетические взаимодействия наиболее теплоемких элементов конструкции; предложен критерий управления в виде функционала оптимальности, отражающий энергетическую эффективность системы управления тепловой обработкой бетона;

14. Предложена самонастраивающаяся система автоматического управления тепловой обработкой бетона в термоактивных опалубках с коррекцией процесса выдерживания бетона до набора требуемой прочности;

15. Предложена структура комплексной системы автоматизации технологическими процессами возведения ПМС;

16. По результатам теоретических исследований осуществлены работы по внедрению методов проектирования и настройки автоматизированных систем управления операциями возведения ПМС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Монолитное строительство может успешно применяется крупными строительными компаниями при возведении таких промышленных объектов, как дымовые трубы, градирни, силосы, различные резервуары, энергетические объекты, подпорные стенки и другие сооружения промышленного назначения.

Создания и внедрение новых технических и технологических решений с учетом встраиваемости в процесс элементов и систем автоматизированного управления позволяет повысить качество выпускаемой БС, интенсифицировать процессы её производства и бетонирования. Многообразие конструкций ПМС и технологических операций по их возведению и нестандартность всего комплекса задач управления технологическими процессами требует реализации полностью автоматизированного режима работы от операций приготовления БС до операций выдерживания и набора прочности бетона.

Разработанная системы комплексной автоматизации процесса возведения промышленного монолитного сооружения (ПМС), опирается на триединство специфических индивидуальных характеристик объектов бетонирования, технологически обусловленной последовательности операций, реализующих данный процесс, и системы автоматизации, обеспечивающей непрерывность и согласованность отдельных технологических переделов в соответствии с заданными критериями оптимальности.

Элементы разработанной концепции комплексной системы автоматизированного управления несут в себе индивидуальные черты, определяющие специфические методы и технические средства реализации в едином контексте сочетания технологии и управления. Это позволило решить актуальную задачу синтеза комплексной иерархической системы управления непрерывным процессом возведения промышленных монолитных сооружений с использованием технических устройств различного принципа действия и конструктивного исполнения. Раскрыты новые качественные свойства этих систем, которые в полной мере окупят затраты на модернизацию и технические средства управления.

1. Евдокимов, Н.И. Сытник B.C. Технология монолитного бетона и железобетона: уч. пособие/ А.Ф.Мацкевич. - М.: Высшя школа, 1980 - 335 с.

2. Булгаков, А.Г. Анализ и синтез систем автоматизированного управления строительными опалубками: дис. .докт. техн. наук 05.13.07: защищена 30.06.1992/ Булгаков Алексей Григорьевич; Москва, 1992.

3. Интернет-ресурс www.promstroy-tehno.ru.

4. Афанасьев, A.A. Интенсификация работ при возведении зданий и сооружений из монолитного железобетона / A.A. Афанасьев. М.: Стройиздат, 1990. - 384 с.

5. Паршин, Д.Я. Анализ и синтез робототехнических и мехатронных комплексов для крупнопанельного и монолитного строительства: дис. . докт. техн. Наук 05.02.05 / Паршин Дмитрий Яковлевич; ЮРГУ, 2007

6. Атаев, С. С. Технология индустриального строительства из монолитного бетона / С.С. Атаев М.: Стройиздат, 1989 . - 336 с.

7. Афанасьев, A.A. Возведение зданий и сооружений из монолитного железобетона: монография / A.A. Афанасьев.- М.: Стройиздат, 1990. 384 с.

8. Руководство по конструкциям опалубок и производству опалубочных работ / Центр, н. и. и проект, эксперимент, ин -т организации, механизации и технической помощи строительству Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1983.-501 с.:.

9. Минцаев, М.Ш. Технология монолитного домостроения с использованием несъемной опалубки и возможности ее автоматизации / М.Ш. Минцаев, В.И. Марсов, И.Б. Асхабов // Вестник МАДИ (ГТУ): вып. 2 (17). Москва: МАДИ, 2009, - С. 38-40

10. Баталов, B.C. Бетон в режимах тепловой обработки: монография / B.C. Баталов . — Магнитогорск, 2007. 115 с.

11. Минцаев, М.Ш. Автоматизация технологического процесса тепловой обработки бетона методом термоактивных опалубок в монолитном домостроении: Дис. . канд. техн. наук 05.13.06/ Минцаев Магомед Шавалович; .МАДИ (ГТУ) . Москва, 2004, - 148 с.

12. Хаютин, Ю.Г. Монолитный бетон: технология производства работ: учебное пособие / Ю.Г. Хаютин . 2 - е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. -576 с.

13. ГОСТ Р 52086-2003 "Опалубка. Термины и определения" (принят и введен в действие постановлением Госстроя РФ от 22 мая 2003 г. N 42) , Formworks. Terms and definitions

14. Березовский, Б.И. Возведение монолитных конструкций зданий и сооружений / Б.И. Березовский, Н.И. Евдокимов, Б.В. Жадановский и др. -М.: Стройиздат, 1981. 335 с.

15. Афанасьев, A.A. Бетонные работы : учеб. для проф. обучения рабочих на пр-ве. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1991.- 288 с.

16. Интернет-ресурс www.opal-skol.ru.

17. Коробов, Н.С. Автоматизация арматурных работ в монолитном домостроении: дис. . канд. техн наук 05.13.06 / Коробов Николай Сергеевич ; МАДИ (ГТУ).- Москва, 2006. 195 с.

18. Жмылевская, M.JL, Мобильные и подвижные роботы, используемые в немашиностроительных отраслях / Б.В.Гришин, M.JI. Жмылевская. М.: ВНИИТЭМР, 1991.-280 с.

19. Атаев, С.С. Технология, механизация и автоматизация строительства: учеб. для вузов по спец. " Экономика и управление в строительстве"/ С.С. Атаев, В.А. Бондарик, И.Н. Громов и др. ; Под ред. С.С. Атаева , С.Я. Луцкого. М.: Высш. шк., 1990. - 592 с.

20. Могилевский, Я.Г. Машины и оборудование для бетонных и железобетонных работ / Я.Г. Могилевский, И.Г. Совалов, A.JI. Копелевич; .М.: Высш. шк., 1992. 342 с.

21. Кобринский, A.A. Манипуляционные системы роботов: основы устройства, элементы теории / A.A. Кобринский, А.Е Кобринский. М.: Наука, 1985. - 344 с.

22. Кобринский, А.Е. Автоматические манипуляторы с программным управлением (промышленные роботы). Состояние, перспективы, проблемы / А.Е. Кобринский, А.И. Корендясов, Б.А. Саламандра и др. // Станки и инструмент. 1974.- № 11. - С. 4-11.

23. Козырев Ю. Г. Промышленные роботы: справочник. М.: Машиностроение , 1983. - 373 с.

24. Попов, Е.П. Манипуляционные роботы: динамика и алгоритмы / Е.П. Попов, А.Ф. Верещагин, С.Л. Зенкевич . М.: Наука, 1978. - 400 с.

25. Воробьев, В.А., Состояние, проблемы, тенденции развития строительной робототехники / В.А. Воробьев, Б.Д. Кононыхин Б.Д. // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1988. - № 12. - С. 67 - 76.

26. Тихонов, А.Ф. Строительные роботы и манипуляторы как объекты управления // А.Ф. Тихонов, Б.Д. Кононыхин , Г.Ю. Френкель // Опыт применения манипуляторов и роботов в строительстве: Сб. научных работ МДНТП. М.,1988. - С. 5 - 11.

27. Кононыхин, Б.Д. Состояние и современные проблемы автоматизации машин строительного производства и предприятий строительной индустрии / Б.Д. Кононыхин, В.А. Воробьев // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1989. - № 4. - С. 73 - 79.

28. Вильман, Ю. А. Основы роботизации в строительстве: учеб. пособие для студ. вузов по строит. Спец / Ю.А. Вильман. М.: Высш. шк., 1989. - 271 с.

29. Френкель, Г.Ю. Роботизация процессов в строительстве / Г.Ю. Френкель. М.: Стройиздат, 1987. - 173 с.

30. Френкель, Г.Ю. Применение роботов и манипуляторов при производстве железобетонных изделий / Г.Ю. Френкель. М.: Высш. шк., 1987. - 72 с.

31. Загороднюк, В. Т. Строительная робототехника/ В.Т. Загороднюк, Д.Я. Паршин . М.: Стройиздат, 1990. - 268 с.

32. Королев, K.M. Интенсификация приготовления бетонной смеси / K.M. Королев. М.: Стройиздат, 1986,144 с.

33. Еремин, Н.Ф. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов./ Н.Ф. Еремин. М.: Высшая школа, 1986,220 с.

34. Гельфанд, Я.Е., Управление технологическими процессами приготовления многокомпонентных смесей / Я.Е. Гельфанд, JIM. Яковис, С.К. Дороганич, M.J1. Комова. Л.: Стройиздат, 1988,288 с.

35. Бау, М.М. Микропроцессорные системы управления бетоносмесительными установками / М.М. Бау и др. // Тр. ВНИИСтройдормаша. 1989.

36. Рульнов, A.A. Автоматизация непрерывного процесса смесеобразования на основе дозаторов-интеграторов расхода / A.A. Рульнов, Е.В.Марсова. Изв. Вузов «Строительство», 2000, №7, С. 29-31

37. Рульнов, A.A. Автоматизация процессов транспортирования тонкодисперсных строительных материалов. / A.A. Рульнов, Е.В.Марсова // Строительные материалы, технологии и оборудование XXI века. 2000, №4, С. 28-29

38. Рульнов, A.A. Непрерывно-циклическое дозирование сыпучих материалов / A.A. Рульнов, Е.В.Марсова // Строительные материалы, технологии и оборудование XXI века, 2000, №5, С. 4-6

39. Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов / Ю.И. акаров. М.: Машиностроение, 1983,215 с.

40. Минцаев, М.Ш. Формирование структуры для непрерывно-периодических схем дозирования / Минцаев М.Ш., Марсов В.И., Бокарев Е.И., Головко В.В. // Вестник МАДИ (ГТУ). М.: вып. 1 (20), 2009 г.

41. Евдокимов, В.А. Механизация и автоматизация строительного производства/В.А. Евдокиомов . Л.: Стройиздат, 1985.

42. Бушуев, С. Д. Автоматика и автоматизация производственных процессов / С.Д. Бушуев, B.C. Михайлов. М.: Высшая школа, 1990,256 с.

43. Тихонов, А.Ф. Автоматизированные бетоносмесительные установки и заводы. / А.Ф. Тихонов, K.M. Королев -М.: Высшая школа, 1990,192 с.

44. Справочник проектировщика АСУ ИП (под ред. Г.Л. Смиляского). -М.: Машиностроение, 1993,528 с.

45. Минцаев, М.Ш. Проектирование систем управления технологическими процессами производства строительных смесей / Минцаев М.Ш., Тихонов А.Ф., Либенко В.А., Холодилов А.Ю. // Журнал «Технологии бетонов». М.: № 6, 2006 г. С. 38-40

46. Каталымов, A.B. Дозирование сыпучих и вязких материалов / A.B. Каталымов, В.А.Любартович. Л.: Химия, 1990,240 с.

47. Виденеев, Ю.А. Автоматическое непрерывное дозирование сыпучих материалов / Ю.А. Виденеев. М.: Энергия, 1984,120 с.

48. Марсов, В. И. Синтез связных систем автоматизации процессов непрерывного действия компонентов бетонной смеси: автореф. дис. . докт. техн. наук (05.13.06.). М.: МАДИ (ТУ), 1996, 32 с.

49. Марсова, Е.И. Автоматизированное проектирование систем непрерывно-циклического дозирования строительных материалов: (автореф. дис. . докт. техн. наук (05.13.06.) М.: МГСУ, 2000, 32 с.

50. Тихонов, А.Ф., Некоторые аспекты синтеза структур автоматического управления сложными технологическими системами / А.Ф. Тихонов, Е.В. Марсова. // сб. «Автоматизация инженерно-строительных технологий, машин и оборудования». М.; МГСУ, 1999, С. 23-25

51. Тихонов, А.Ф. Непрерывно-дискретные модели управлениятехнологическими процессами / А.Ф. Тихонов, Е.В. Марсова // сб. «Автоматизация технологических процессов и производств в строительстве». М.: МГСУ, 2000, С. 54-57

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

53. Сергеев, В.А. Контроль приготовления бетонорастворных смесей с заданным В/Ц / В.А. Сергеев . JI. : 1988. - 19 с.

54. Титов, М.А. Исследование и создание комплекса оборудования непрерывного действия для бетонных смесей / М.А. Титов. ВНИИСтройдормаш. М .: 1974, - 22 с.

55. Марсов, В.И., Автоматическое управление технологическими процессами на предприятиях строительной индустрии /В.И. Марсов, В.А. Славуцкий . -Л.: Стройиздат, 1975, 393 с.

56. Горенко, И.Г. Двухуровневое управление процессами приготовления смеси в производстве строительных материалов / И.Г. Горенко. Л., 1998. -19 с.

57. Руководство по укладке бетонных смесей бетононасосными установками / Центр, н. и. и проект, эксперимент, ин -т организации, механизации и технической помощи строительству Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1978.- 144 с.

58. Интернет-ресурс http://www.betonpump.com

59. Указания по применению роботов и манипуляторов в строительстве / ЦНИИОМТП. М. : Стройиздат, 1987. - 55 с.

60. Аншин, С.С.Проектирование и разработка промышленных роботов / С.С. Аншин , A.B. Бабич, А.Г. Баранов и др.; gofl общ. ред. Я.А. Шифрина , П.Н. Белянина. М.: Машиностроение, 1989. - 272 е.:

61. Асаи, К. Промышленные роботы: Внедрение и эффективность: Пер. с яп. / К. Асаи , С. Кигами Т. Кодзима и др. М.: Мир, 1987. - 384 с.

62. Корендясев, А.И. Манипуляционные системы роботов / А. И. Корендясев, Б.Л. Саламандра, Л.И. Тывес и др.; Под общ. ред. А.И. Корендясова. М.: Машиностроение, 1989. - 472 с.

63. Пат. № 64 5147 Япония (JP) , МКИ: Е 04 G 21/02. Способ автоматической укладки бетонной смеси посредством бетоноукладчика с автоматическим управлением передвижения.

64. Пат. № 2057867 Российская Федерация, МКИ: Е 04 G 21/02. Способ автоматической укладки и уплотнения бетонной смеси / А.Ф. Мацкевич, Н. М. Плотников, В.В. Ходыкин. Опубл. 1996, Бюл. № 10.

65. Пат. № 2132676 Великобритания ( GB), МКИ: Е 04 G 21/04. Устройство для горизонтального бетонирования.

66. Савинов, O.A. Вибрационная техника уплотнения и формования бетонных смесей /O.A. Савинов, Е.В. Лавринович . Л.: Стройиздат, Ленингр. отд., 1986. - 280 с.

67. Пат. № 64 1618 Япония (JP) , МКИ: Е 04 G 21/ 06. Способ и устройство для автоматического уплотнения бетонной смеси.

68. Пат. № 2057867 Российская Федерация, МКИ: Е 04 G 21/02. Способ автоматической укладки и уплотнения бетонной смеси / А.Ф. Мацкевич, Н. М. Плотников, В.В. Ходыкин. Опубл. 1996, Бюл. № 10.

69. Михайлов Ю.А. Сушка перегретым паром. М.: Энергия, 1967.-200 с.

70. Минцаев, М.Ш. Программное обеспечение для создания операторского интерфейса / Гематудинов P.A. // Сб. науч. тр., Методы прикладной информатики в автомобильно-дорожном комплексе.- М.: МАДИ, 2007 г.

71. Минцаев, М.Ш. Комплексная автоматизация процесса возведения монолитных промышленных сооружений (Доклад) // 30-я Московская международная выставка «Образование и карьера XXI век». - Москва: Гостиный Двор, 2009 г.

72. Минцаев, М.И1. Программное обеспечение для создания операторского интерфейса / Гематудинов P.A. // Сб. науч. тр., Методы прикладной информатики в автомобильно-дорожном комплексе.- М.: МАДИ, 2007 г.

73. Минцаев, М.Ш. SCADA-системы: программные комплексы для автоматизации нового поколения // Сб. науч. тр. Всероссийской научно -практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. -Грозн.: ЧТУ , 2007 г.

74. Минцаев, М.Ш. Методологические основы синтеза систем управления технологическими объектами / Минцаев М.Ш., Суэтина Т.А„ Либенко A.B.// Журнал ACADEMIA, РААСН.-М.: вып. 3 , 2007, С.76-77

75. Минцаев, М.Ш. Статистические параметры оценки параметров непрерывных технологических процессов / Минцаев М.Ш., Холодилов А.Ю., Костецкая О.Е // Вестник МАДИ (ГТУ). М.: вып. 4(11), 2008 г., С. 109-111

76. Эйкхофф, П. Основы идентификации систем управления / П.Эйкхофф. -М.: Мир, 1975. -388 с.

77. Солодовников, В.В. Теория автоматического регулирования/ В.В. Солодовников. Кн. 1, 2, 3, 4. М Машиностроение, 1967. - 768 с.

78. Силивестров, А. Н., Идентификация и оптимизация автоматических систем / А.Н. Селиверстов , П.И. Чинаев . М.: Энергоатомиздат, 1987. -200 с.

79. Попов, Е.П., Теория линейных систем автоматического регулирования и управления / Е.П. Попов. М.: Наука, 1989. -304 с.

80. Кадымов, Я.В. Переходные процессы в системах с распределенными параметрами / Я.В. Кадымов. -М.: Наука, 1968. 192 с.

81. Казамаров, А.А. Динамика двумерных систем автоматического регулирования / Плотник А. М., Роднянский Л.О. М,: Наука, 1967. - 308 с.

82. Егоров, К. В Основы теории автоматического регулирования / К.В. Егоров. М.: Энергия, 1967. - 648 с.

83. Баранчук, Е. И. Взаимосвязанные и многоконтурные регулируемые системы / Е.И. Баранчук. Л.: Энергия, 1968. - 28 с.

84. Пугачев, В. С., Основы статистической теории автоматических систем / В.С. Пугачев И.Е. Казаков, Л.Г. Евланов. М.: Машиностроение, 1974. -440 с.

85. Савицкий, С.К. Инженерные методы идентификации энергетических объектов / С.К. Савицкий. Л.: Энергия, 1978. - 72 с.

86. Макаров, И. М. Линейные автоматические системы / И.М. Макаров, Б.М. Менский. М.: Машиностроение, 1982. - 504 с.

87. Нетушил, А.В. Теория автоматического управления. Нелинейные системы управления при случайных воздействиях.; Под редакцией А. В. Нетушила. -М.: Высшая школа, 1983. -432 с,

88. Райниш, К. Кибернетические основы и описание непрерывных систем / К. Райниш. М.: Энергия, 1978. -456 с.

89. Юревич, Е.И. Теория автоматического управлении /Е.И, Юревич. Л.: Энергия, 2003. -416 с.

90. Eyman Earl D., Kerr Thomas. Model; a particular class of a class of non-linear systems. «Int. I. Contr. » , 1973, 18, 324, 1189- 1199.

91. Thathachar M.A.L., Ramaswamy S. Identification by the correlation method. « Int. I. Contr.», 1973, 18, №4, 741-752.

92. Funahashi Y., Nakamura K. Discrete time system identification by the correlation method. «IEEE Trans. Automat Contr.», 1973, 18, №5, 551 - 552.

93. Hamza M.H., Sheirah M.A. On-line identification of distributed parameter systems. «Automática, 1973,9,№6, 689- 698.

94. Минцаев, М.Ш. Вопросы интеграции подсистем управления в комплексной автоматизации процессов возведения промышленных объектов из монолитного железобетона (Доклад) // 68-я научно-методическая и научно-исследовательская конференция. М.: МАДИ, 2010 г.

95. Либенко, А.В., Иерархические системы управления технологическими процессами / Эль Равашдех Махер, О.П.Лобов , А.Ю. Холодилов // «Интегрированные технологии автоматизированного управления». Сб. науч. тр. -М.: МАДИ, 2005, С. 100-105.

96. Либенко, А.В. Системотехническое проектирование иерархических систем управления/ А.В. Либенко // «Автоматизация в строительстве и на транспорте». Сб. науч. тр. -М.: МАДИ, 2005, С. 76-79.

97. Марсова, Е.В., Системотехническое проектирование дозирующих устройств/ Е.В. Марсова,, А.С. Клименко // Изв. ВУЗов «Строительство», 1995, №7, С. 76-78

98. Марсова, Е.В. Системотехническое проектирование иерархических систем управления РТК / Е.В. Марсова // «Электротехнические системы транспортных средств и роботизированных производств». Тез. докл. Всероссийской конференции / -Суздаль, 1995, С. 7 -9.

99. Либенко, А.В. Оптимизация состава строительных смесей при случайных ограничениях / А.В. Либенко, А.Ф.Тихонов, О.Е. Костецкая // Технология бетонов, М.-, №1, 2006, С 52-55

100. Вознесенский, В. А. Современные методы оптимизации композиционных материалов / В.А. Вознесенский. Киев, Бущвельник, 1983, 144 с.

101. Абдулханова, В.И. Автоматизация непрерывных технологических процессов перемешивания и дозирования компонентов асфальтобетонных смесей: дис. . канд. техн. наук 05.13.06 / Абдулханова Валентина Ивановна, М.: МАДИ (ГТУ), 2004,

102. Буров, Ю.С. Технология строительных материалов и изделий / Ю.С. Буров. М.: Стройиздат, 1982,464 с.

103. Каталымов, A.B., Дозирование сыпучих и вязких материалов / A.B. Каталымов, В.А.Любартович . Л.: Химия, 1990,240 с.

104. Барский, Р.Г. Основы теории и построение системы автоматизированного управления процессами многокомпонентного дозирования строительных смесей: дис. . докт. техн. наук 05.13.03 / Барский Родион Георгиевич. М. 1988.-446 с.

105. Барский, Р.Г. Управление точностью поддержания заданного значения водоцементного отношения. / Р.Г. Барский // Автоматизация производственных процессов на автомобильном транспорте и в дорожном строительстве: Сб.науч.тр./МАДИ. -М. 1975. -С.49-52

106. Барский, Р.Г. Автоматизация процессов управления точностью при многокомпонентном дозировании /Р.Г. Барский, В,А.Любартович // Автоматический контроль и управление в дорожном строительстве Сб.науч.тр./МАДИ. -М. 1978. С.31-36.

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

108. Барский, Р.Г. Вероятностные модели систем управления дозированием: Учебное пособие/ Р.Г. Барский. М: МАДИ,. 1979. - 86 е.

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

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

111. Барский, Р.Г. Компенсация системотехнической погрешности дозирования дозаторов дискретного действия. Экспресс-информация / Р.Г.Барский, М.: МАДИ, 1999, 120 с.

112. Бау, М.М. Разработка и исследование систем регулирования весовых автоматических дозаторов непрерывного действия на бетонных заводах.: дис. . канд. техн. наук 05.13.07 М.: 1965. -171 с.

113. Бау, М.М. Весовые автоматические дозаторы / М.М. Бау. М.: 1977. -53 с.

114. Бау, М.М., Весовой автоматический дозатор цемента СБ-72 / М.М. Бау, К.А. Маврин //Строительные и дорожные машины, №7, М. : 1970. С. 12 - 19

115. Бесекерский, В.А. МП системы автоматического управления / В.А. Бесекерский. JI.: Машиностроение, 1988. -364 с.

116. Романовский, P.A. Средства обмена в локальной сети управления многокомпонентным непрерывным дозированием и оценка их эффективности: автореф. дис. . канд. техн.наук . Киев, 1988. -14 с.

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

118. Минцаев, М.Ш. Системы автоматизации смесительных установок непрерывного действия / Минцаев М.Ш., Либенко А.В„ Махер Э.Р„ Лобов О.П. // Сб. науч. тр. «Интегрированные технологии автоматизированного управления». -М.: МАДИ, 2005 г.

119. Силаев, А.Б. Система оперативного управления технологическим процессом связного дискретного дозирования компонентов бетонной смеси: автореф. дис. . канд. техн. наук. Калинин.: 1984.-19 с.

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

121. Битеев, Ш.Б. САУ связного дозирования: автореф. дис. канд. техн. наук. -Калинин, 1983. -16 е.

122. Славуцкий, В.А. Исследование автоматических весовых дозаторов непрерывного действия с регулированием по расходу: автореф. дис. . канд. техн. наук. -М.: 1974. -19 с.

123. Скрипка, О.В. Применение связного многокомпонентного дискретного дозирования в технологическом процессе приготовления бетонных смесей.: дис. . канд. техн. наук -М.: 1981. ЦНИИОМТП. -18 с.

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

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

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

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

128. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель. М.: Наука, 1969. 576 с.

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

130. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель, Л.О. Овчаров. -М.: Наука, 1969. 364 с.

131. Трахтенберг, В.Д. Исследование автоматических весовых дозаторов непрерывного действия с регулированием по расходу: автореф. дис. . канд. техн. наук М.: 1974. -19 с.

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

133. Воронов, A.A. Основы ТАУ / A.A. Воронов. М.: Наука, 1988. -48 с.

134. Гальперин, Ф.С. Основы тенденции развития весовых дозаторов непрерывного действия / Ф.С. Гальперин. —М.: ЦНИИТЭИ приборостроения. 1977. -51 с.

135. Гельфанд, Я.Е. Управление цементным производством с использованием вычислительной техники / Я.Е. Гельфанд. -JI.: Стройиздат. 1973. -178 с.

136. Щечка, К.Г. Исследование и разработка весовых дозаторов непрерывного действия для сыпучих материалов: автореф. дис. . канд. техн. наук. -Иваново. 1973. -21 с.

137. Гросман, Н.Я.Автоматизированные системы взвешивания и дозирования /Н.Я. Гросман. -М.: Машиностроение, 1988. -292 с.

138. Григорьев, А.Н. Устройство для снижения погрешности дозирования сыпучих материалов на базе инерционных алгоритмов: автореф. Идис. . канд. техн. наук. Одесса, 1985. -16 с.

139. Деревякин, H.A. Современное оборудование для подачи материалов / H.A. Деревякин. -М.: ЦНИТИхимнефтемаш, 1988.

140. Денисов, A.A., теория больших систем управления /A.A. Денисов, Д.Н. Колесников . JL: Энергоиздат, 1982. 284 с.

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

142. Десов, А.Е. Автоматическое регулирование жесткости и подвижности бетонной смеси / А.Е, Десов. —М.: Стройиздат, 1969.

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

144. Дрей, Ф.М. Исследование автоматических весовых дозаторов непрерывного действия с комбинированной системой управления: дис. . канд. техн. наук М. 1975.

145. Заец, В.Н. Автоматизированная система управления и контроля дискретным дозированием компонентов бетонной смеси со стабилизацией результирующей массы : дис. . канд. техн. наук. Калинин, 1987. -230 с.363

146. Дьяконов, В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке БЭЙСИК для персональных ЭВМ/ В.П. Дьяконов. М.: Наука, 1989, 116 с.

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

148. Исаакович, Е.Г. Весы и весовые дозаторы / Е.Г. Исаакович. -М.: Изд-во Стандартов, 1991.-375 с.

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

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

151. Маврин, К.А. Исследование действия сыпучих составляющих бетонной смеси : автореферат диссертации канд. техню наук . -М., 1973.

152. Марсова, Е.В. Системотехническое проектирование дозирующих устройств/ Е.В. Мрсова, A.C. Клименко // Ж: "Строительство", Новосибирск №7, 1995.

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

154. Красовский, A.A. Интегральные оценки и критерии качества регулирования. Техническая кибернетика / A.A. Красовский. Л.: Машиностроение. 1967. -627 с.

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

156. Марсов, В.И. Синтез связных систем автоматизации процессов непрерывного дозирования компонентов бетонной смеси: дис. . докт. техн. наук 05.13.06 / Марсов Вадим Израилевич . М.: МАДИ (ГТУ), 1996. -364 с.

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

158. Марсова E.B. Особенности структур автоматического управления сложными технологическими системами / Е.В. Марсова , М.Ю. Абдулханова Деп. в ВИНИТИ №3106-В98, 1998.

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

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

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

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

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

164. Нагорный B.C. Устройство автоматики гидро- и пневмосистем: Учеб. пособие техн. вузов / B.C. Нагорный, A.A. Денисов . М.: Высш. шк., 1991. -367 с.

165. Шалимо, Т.Е. Особенности трубопроводного транспорта бетонной смеси бетононасосами/ Т.Е, Шалимо, И.И. Тулупов , М.Ф. Марковский. -Мн.: Наука и техника, 1991. 175 с.

166. Свешников, В.К. Станочные гидроприводы / В. К. Свешников, А.А. Усов // Справочник. М.: Машиностроение, 1982. -464 е.,ил

167. Сысоев, А.В. Математическое описание гидропривода с дроссельным регулированием автоматизированной системы подъема опалубочного комплекса / А.В. Сысоев // Техн. науки: сб. тр. аспирантов и магистрантов / ННГАСУ. Н.Новгород, 2004. - С. 299-302.

168. Темный, В.П. Основы гидроавтоматики / В.П. Темный -М.: Наука, 1972.-224с.

169. Чупраков, Ю.И. Гидропривод и средства автоматики / Ю.И. Чупраков // Учебное пособие для вузов М.: Машиностроение, 1979. -232 с, ил.

170. Юков А.Я. Разработка технологии монтажа перегородок из гипсовых плит с использованием манипулятора: дис. . . . канд. техн. наук : 05.23.08 . -Защищена 09.11.89. М., 1989.- 106 е.:

171. Сергеев А.Г. Определение рациональных параметров рабочего оборудования укладчика сборного бордюра /А.Г. Сергев М., 1981. - с. 118. -Деп. в ВИНИТИ , № 6

172. Халимов, У.Х. Совершенствование технологии устройства сборного дорожного покрытия с использованием бортового крана манипулятора, оснащенного вакуумным грузозахватом: дис. . канд. техн. наук: 05.23.08. -Защищена 11.10.92. - М., 1992. - 136 е.

173. Lee T. W. , Yang D. С. H. On the Evaluation of Mechanical Manipulator . Trans. ASME J. Mechanism, Transm. Autom. Design, 105, 70 77, 1983.

174. Фу К., Гонсалес P., Ли К. Робототехника: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. -624 е.: ил.

175. Фролов, Е.И. Механика промышленных роботов : Учеб. пособие для вузов : В 3 кн. / Под ред. К.В. Фролова , Е.И. Воробьева. М.: Высш. шк., 1988.-367 е.:

176. Шахинпур, М. Курс робототехники : Пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 527 е.: ил.

177. Paul R. P., Shimano В. E., Mayer G. Kinematic Control Equations for Simple Manipulators IEEE Trans. Systems M. Cybern., SMC-II, No. 6, pp. 449—455, 1981.

178. Kohli D, Soni A. H. Kinematic Analysis of Spatial Mechanisms via Successive Screw Displacement, J. Engr. for Industry, Trans. ASME, 2, series В pp. 739—747, 1975.

179. Uicker J. J., Jr„ Denavit J„ Hartenberg R. S. An Iterative Methods for the Displacement Analysis of Spatial Mechanisms, Trans. ASME, J. Appl. Mech., 31, Series E, pp. 309—314, 1964.

180. Lee C. S. G., Ziegler M. A Geometric Approach in Solving the Inverse Kinematics of PUMA Robots, IEEE Trans. Aerospace and Electronic Systems, AES-20, No. 6, pp. 695 706, 1984.

181. Paul R. P. Manipulator Cartesian Path Contro. IEEE Trans. Systems, Man. Cubern, SMC—9, No. 11, pp. 702-711; 1979.

182. Taylor R. H. Planning and Execution of Straight Line Manipulator Trejectories, IBM J. Res. Devel., 23, No. 4, pp. 424—436, 1979.1978.

183. Lin C. S., Chang P. R., Luh J. Y. S. Formulation and Optimization of Cubic Polynomial Joint Trejectories for Industrial Robots. IEEE Trans. Automatic Control. AC-28. No. 12, pp. 1066 1073. 1983.

184. Ходыкин, B.B. Автоматизация технологических процессов производства бетонных работ в монолитном домостроении/ Дис. канд. техн. наук: 05.13.06, М: МАДИ, 1999. - 141 с.

185. Пиевский, И.М., Скоростная сушка гипсовых и гипсобетонных изделий / И.М. Пиевский, С.С.Печуро. Стройиздат, 1975. - 168 с.

186. Баумштейн, И.П.Автоматизация процессов сушки в химической промышленности /И.П. Баумштейн, Ю.А. Майзель. М.: Химия, 1970. - 232 с.

187. Берлинер, М. А. Автоматическое управление процессами сушки. В кн.: Автоматизация процессов сушки в промышленно и сельском хозяйстве:под редакцией М.А. Берлинера. М. А. - М.: Машгиз, 1979. - 254 с.367

188. Лыков, A.B. Теория сушки / A.B. Лыков. М.: Энергия, 1978. - 472 с.

189. Малинина, Л. А. Тепловлажностная обработка тяжелых бетонов / Л.А. Малинина. М.: Стройиздат, 1977. - 98 с.

190. Волосян, Л. Я. Тепло и массообмен при термообработке бетонных и железобетонных изделий / Л.Я. Волосян. -Минск: Наука и техника, 1973. 126 с.

191. Лешинский, Л.М. Испытание прочности бетона / Л.М. Лешинский. М.: Стройиздат, 1973. - 196 с.

192. Заседателев, К. Б., Тепло- и массоперенос в бетоне специальных промышленных сооружений — К.Б. Заседателев, В.Г. Петров Денисов - М.: Стройиздат, 1973. - 168 с.

193. Флеминг, У. Оптимальное управление детерминирован- ными стохастическими системами/ У. Флеминг, Р. Ришел. М.: Мир, 1978. .- 320 с.

194. Куропаткин, П.В. Оптимальные и адаптивные системы / П.В

195. Куропаткин. М.: Высшая школа, 1980. - 288с.

196. Дегтярев, Ю.И. Методы оптимизации / Ю.И. Дегтярев. М. Советское радио, 1980, 272 с.

197. Атанс, М. Оптимальное управление / М. Атанс, В. Фалб. М.: Машиностроение 1971. - 764 с.

198. Юревич Е.И. Теория автоматического управления/ Е.И. ЮБревич. Л.: Энергия, 2006. -416 с.

199. Воронов, H.A. Автоматизация тепловых процессов обработки бетона / H.A. Воронов, к.: Будевильник, 1989. 176 с.

200. Казамаров, A.A. Динамика двумерных систем автоматического регулирования / A.A. Казамаров, A.M. Плотник , Л.О. Роднянский. М,: Наука, 1977. - 308 с.

201. Егоров, К. В Основы теории автоматического регулирования / К.В. Егоров. М.: Энергия, 1977. - 648 с.

202. Баранчук, Е. И. Взаимосвязанные и многоконтурные регулируемые системы / Е.И. Баранчуук. Л.: Энергия, 1978. - 28 с.

203. Ивахненко, А. Г., Моделирование сложных систем по экспериментальным данным / А.Г. Ивахненко , Ю.П. Юрачковский . М.: Радио и связь, 1987. - 120 с.

204. Коршунов, Ю.М. Математические основы кибернетики / Ю.М. Коршунов. М.: Энергоатомиздат. 1987. -496 с.

205. Крут, Г. КПланирование эксперимента в задачах идентификации и экстраполяции / Г. Крут, Ю.А. Сосулин, В.А. Фатуев В. А. М.: Наука, 1977. - 208 с.

206. Дьяконов, В.П. Simulink 4 : Специальный справочник / В.П. Дьяконов. -СПб: Питер, 2002. 528с.

207. Дьяконов, В.П. Математические пакеты расширения MATLAB : Специальный справочник /В.П.Дьяконов. СПб: Питер, 2001.-480с.

208. Минцаев, М.Ш. Компьютерный лабораторный практикум по курсу «Интегрированные системы проектирования и управления», Часть 1 / Минцаев М.Ш., Абдулханова М.Ю., Марсов В.И., Марсова Е.В // Методическое пособие.- М.:МАДИ (ГТУ), 2007 г.

209. Поспелов, Д.А. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта / Под ред. Д.А.Поспелова, М.: Наука, 1986. -386 с.

210. Схема включения предварительных усилителей обоих каналов прибора дляизмерения консистенции1. КЫ-*чику $ъут*. 1. Ь ) I ,9

211. Принципиальная электрическая схема одного из каналов прибора дляизмерения консистенции

212. Т^^ГУЛ: ТТ^^Г у; -■ • 7^7: —¿ЕЁ-и* ^.>--.л •.-.1—•*■■— 1. Фщтъщуг.,'.^; V.г *•.т* : | V '/ 1 .