автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Методологические основы автоматизации процессов промышленного производства сероасфальтобетонных смесей с оптимизацией компонентов минеральной части по гранулометрическому составу

Па правах рукописи

/

ВАСИЛЬЕВ ЮРИЙ ЭММАНУИЛОВИЧ

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА СЕРОАСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ С ОПТИМИЗАЦИЕЙ КОМПОНЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ПО ГРАНУЛОМЕТРИИЕСКОМУ СОСТАВУ

05.13.06 - Автоматизация «управлениетехнологическими процессами

и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 С Г *'' П

и. V , .1

005042606

МОСКВА-20 [2 г.

005042606

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский автомобилыю-дорожнып государственный технический университет (МАДИ)»

Официальные оппоненты: БЕРКУТ Андрей Ильич

доктор технических наук, профессор, Всероссийский научно-исследовательский институт специальных методов исследований «BI П-ШС'МИ». генеральный директор

БЕНЕВОЛЕНСКИЙ Сергей Борисович

доктор технических наук, профессор, Российский государственный технологический университет им. К.Э.Циолковского (МАТИ), заведующий кафедрой «Электроника и информатика»

СУВОРОВ Дмитрии Наумович

доктор технических наук, профессор, МАДИ, профессор кафедры «Автоматизация производственных процессов»

Ведущая организация: Государственное унитарное предприятие города Москвы «Научно-исследовательский институт московского строительства»

Защита состоится «30» мая 2012 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета Д.212.126.05 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект д.64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ.

Автореферат разослан «_»_2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

п

••'.¡} U Михайлова 11.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Решение проблемы продления срока службы дорожных покрытий неразрывно связано с задачей получения материалов, надежно работающих в условиях знакопеременных температур под воздействием интенсивного автомобильного движения. Современные дорожные покрытия должны обеспечивать повышенную сдвигоустойчивость при высоких летних температурах, трещиностойкость при пониженных температурах, характеризоваться высокой коррозионной стойкостью под влиянием противогололедных материалов. При этом существенную роль в оценке долговечности дорожных покрытий отводят их износостойкости, способности материала покрытия противостоять интегральному воздействию со стороны интенсивного движения транспорта при повышенных скоростях, шипованной резины, а также других влияющих факторов различной природы.

Повышение эксплуатационной (функциональной) надежности асфальтобетонов в последнее время у нас в стране и за рубежом связывают с применением различных модифицирующих добавок, которые призваны повысить транспортно-эксплуатационные свойства дорожных покрытий. Среди подобных модификаторов получили широкое применение полимерные тер-моэластопласты, резиновая крошка и другие.

Однако данные, полученные в последние годы, свидетельствуют, что роль битумного вяжущего, в том числе и модифицированного, в асфальтобетоне определяет в процессе износа дорожных покрытий не более 20%. Перспективно применение сероасфальтобетонных смесей. Сероасфальтобетон-ные смеси, в которых до 30 % битумного вяжущего замещается серой, характеризуются повышенной стойкостью к истирающим воздействиям и повышенными эксплуатационными'показателями.

Структурные особенности и свойства сероасфальтобетонных смесей позволяют рассматривать этот материал как новый вид дорожно-строительного материала, занимающий промежуточное место между традиционными асфальтобетонными и цементобетонными смесями.

Сероасфальтобетонные смеси могут рассматриваться в качестве наиболее перспективных материалов для устройства дорожных покрытий. Это объясняется также значительным ростом стоимости нефтяных битумов, необходимостью экономии энергетических ресурсов и, в первую очередь, нефтяного сырья, уменьшением ресурсов качественных каменных материалов в ряде районов строительства, а также возрастанием объемов производства серы из вторичных источников сырья, что приводит к тенденции снижения её стоимости.

Однако применение этого перспективного материала требует новых подходов к автоматизированному расчёту состава и принципам формирования сероасфальтобетонной смеси и параметрам автоматизированного технологического процесса ее производства. Традиционные методы подбора состава минеральной части асфальтобетонов в случае сероасфальтобетонов не

являются оптимальными. При определении фракционного состава минеральной части смеси необходимо опираться на результаты компьютерного моделирования.

Производство сероасфальтобетонных смесей может быть организовано на действующей асфальтосмесительной установке любого типа. Однако производство серосодержащего композиционного материала требует существенно более строгого подхода, прежде всего, к температурным параметрам технологического процесса.

Технологические операции производства являются качествообразую-щими элементами процесса формирования сероасфальтобетонной смеси. Получение смесей с высокими показателями качества требует решения проблемы выдерживания заданного состава и физико-механических свойств смеси в условиях неполной информации о характеристиках компонентов и технологического процесса с использованием технических средств автоматизации и управления, корректировки соотношений отдельных компонентов смеси. Решается достаточно общая задача повышения технико-экономических показателей всего производства, а качественные показатели смеси служат ограничениями, в пределах которых осуществляется оптимизация технологического процесса.

Принцип агрегирования, заложенный в конструкцию отечественных асфальтосмесительных установок, позволяет строить локальные системы автоматики отдельных агрегатов, используя для их настройки информацию о компонентах, играющих определяющую роль в структуре смеси.

Технико-экономические преимущества комплексного подхода при учете специфических технологических особенностей отдельных агрегатов, как частей системы автоматизированного формирования сероасфальтобетонной смеси очевидны и заключаются в значительном снижении стоимости и повышении качества её приготовления.

Традиционные технологии производства асфальтобетонной смесей отражают во многом устаревшие экономические, технологические и технические подходы предыдущей фазы экономического развития дорожной отрасли. Был достигнут предел их технического совершенствования, не позволяющий кардинально изменить свойства систем, приблизить их технико-экономические показатели к новейшим, все более ужесточающимся требованиям производства.

Назрела необходимость в разработке автоматизированной технологии производства нового материала для дорожных покрытий из сероасфальтобетонной смеси, объединяющей процессы подбора рецепта смеси, тепловой обработки заполнителей, классификации, дозирования и смешивания как единого технологического комплекса, включенного, в виде объекта автоматизации, в систему автоматического управления, с обратной связью, позволяющей перерасчитывать рецепт или изменять состав смеси за счет выбранных технологических параметров.

Необходима разработка новой концепции и методологических основ синтеза систем непрерывного производства и использования сероасфальто-

4

бетонной смеси в направлении интеграции технологии, технических средств процесса смесеобразования и управления.

Важнейшим в концептуальном плане становится комплексный подход к решению этой проблемы в рамках единой методологии проектирования автоматизированных систем. Прикладной интерес представляет реализация на основе предлагаемой методологии синтеза операций подбора рецепта смеси, синтеза систем поддержания температурных параметров минеральных компонентов, классификации, оптимизации связных систем дозирования и смешивания, и использование сероасфальтобетона для устройства покрытий автомобильных дорог.

Поэтому проблема разработки методологических основ автоматизации процессов промышленного производства композиционных сероасфальтобе-тонных смесей с оптимизацией компонентов минеральной части по гранулометрическому составу является актуальной.

Целью исследований является создание научно-методологических основ и практических методов построения системы автоматизации технологических процессов промышленного приготовления сероасфальтобетонных смесей.

Для достижения поставленной цели решены следующие основные задачи.

Проведен анализ современного состояния теории и практики разработки систем автоматизации агрегатов и технологических переделов промышленного производств асфальтобетонной и сероасфальтобетонной смесей.

Определены методологические принципы построения, требования к структуре, системе критериев и необходимым функциональным связям системы автоматизации, объединяющей в единый технологический комплекс процессы подбора рецепта смеси, тепловой обработки заполнителей, их классификации, дозирования и смешивания.

Разработаны принципы формирования структур композиционных материалов матричного типа и методические принципы их синтеза на основе компьютерного моделирования методом случайных упаковок.

Разработаны сложно структурированные модели отдельных агрегатов и устройств приготовления сероасфальтобетонных смесей, интегрированных в структуру автоматизированного управления качеством и производительностью всего технологического процесса.

На основе разработанных критериев оптимизации выбраны структура, функциональное наполнение, а также даны методы расчета и определения оптимальных параметров настройки локальных систем автоматизации.

Синтезирована математическая модель управления качеством производства сероасфальтобетонных смесей, интегрирующая процессы подбора рецепта смеси, тепловой обработки заполнителей, их классификации, связного многокомпонентного дозирования и перемешивания.

Методологические основы и методы исследования. Теоретические и расчетно-аналитические исследования базировались на фундаментальных положениях автоматизированного проектирования технических систем, тео-

5

рии автоматического управления, теории систем, теории вероятностей и других областях науки. Экспериментальные исследования опирались на методы моделирования и обработки результатов на ЭВМ.

Научная новизна диссертационной работы.

Впервые проведен системотехнический анализ специфических особенностей технологических переделов производства сероасфальтобетонных смесей в целях определения принципов структурного синтеза и функционального наполнения автоматизированной технологии их производства.

Созданы научно-методологические основы синтеза и практические методы построения автоматизированных систем производства сероасфальтобетонных смесей в направлении интеграции технологических процессов подбора рецепта смеси, тепловой обработки и классификации заполнителей, связного многокомпонентного дозирования и перемешивания, технических средств их реализации, методов и средств управления.

Разработана концепция построения локальных систем управления технологическими процессами со структурой, функциональными связями и критериями управления, отражающими специфический характер преобразования первичной информации, степени обобщения и особенностей ее использования в процессах управления.

Предложены принципы формирования структур композиционных материалов матричного типа на основе вероятностно-геометрической концепции, сформулированы требования к особенностям компьютерного моделирования таких структур и разработана математическая модель формирования структуры сероасфальтобетона.

На основе разработанной модели формирования структуры сероасфальтобетона синтезированы моделирующие алгоритм и программа, позволяющие осуществлять оптимальный подбор минеральной части сероасфаль-тобетонной смеси.

Используя концепцию построения комплексных систем, разработаны при принятых функциях оценки классификационные схемы функционально обособленных агрегатов в виде некоторой упорядоченной последовательности качественно совершенствующихся структур. Классификации носят прогностический характер, позволяя определять место действующих систем в ряду функционально подобных, оценивать потенциальные возможности и стратегию улучшения их качественных характеристик, позволяя обосновать структуры с новыми свойствами.

На защиту выносятся:

Комплекс теоретических и практических методов автоматизации процессов промышленного приготовления сероасфальтобетоных смесей, базирующихся на концепции системного подхода к выбору этапов и методов исследования сложно структурированных систем.

Автоматические системы оперативного управления локальными объектами и функционально связанными комплексами устройств технологических процессов подбора рецепта смеси, тепловой обработки и классификации минеральных компонентов, связного многокомпонентного дозирования и пере-

6

мешивания сероасфальтобетоных смесей, технических средств их реализации, методов и средств управления.

Принципы формирования структур композиционных материалов матричного типа на основе вероятностно-геометрической концепции и сформулированные требования к особенностям компьютерного моделирования таких структур.

Математическая модель формирования технологической структуры композиционных материалов, моделирующие алгоритм и программы, позволяющие осуществлять подбор оптимальной минеральной части сероасфаль-тобетонов.

Модели технологических объектов тепловой обработки и классификации заполнителей, связного многокомпонентного дозирования и перемешивания компонентов сероасфальтобетоных смесей.

Результаты применения разработанных систем автоматизации для приготовления сероасфальтобетоных и асфальтобетонных смесей и смесей другого назначения.

Практическая ценность и внедрение результатов исследования

Практическую ценность работы составляют спроектированные на сформулированных принципах автоматизированная система управления многостадийным процессом промышленного приготовления сероасфальтобе-тонных смесей, методы расчета вновь проектируемых и находящихся в эксплуатации систем.

Автоматизированная технология приготовления сероасфальтобетоных смесей, включающая в себя технические средства измерений и управления, имеет практическую направленность и предназначена для использования в' установках по производству сероасфальтобетоных смесей.

Применение разработанных систем автоматизации позволяет решать задачи оптимизации технологических режимов, как отдельных операций, так и всего технологического процесса промышленного приготовления сероасфальтобетоных смесей, обеспечивая, тем самым, повышение их качества и ряда других технико-экономических и эксплуатационных показателей. Комплекс технических средств управления обеспечивает высокий уровень автоматизации на всех технологических переделах асфальтобетонного производства по интегрированной технологии тепловой обработки и классификации заполнителей, связного многокомпонентного дозирования и перемешивания компонентов сероасфальтобетоных смесей.

На основе разработанной вероятностно-геометрической концепции и методических принципов структурного синтеза композита и компьютерного моделирования процесса случайного заполнения объема геометрическими элементами с распределенными размерами, решается технологическая задача оптимизации гранулометрического состава минеральных компонентов сероасфальтобетоных смесей, которые служат перспективным материалом для устройства верхних слоев дорожных покрытий с высокими эксплуатационными свойствами, значительно превышающими свойства и срок службы при традиционно используемых асфальтобетонных смесях.

7

Внедрение комплексной систем автоматизированного управления на асфальтобетонных заводах городов Москвы, Астрахани, Оренбурга, в том числе на АБЗ ООО «Транстромсервис», ЗАО «Шоссе», ЗАО «Союз-Jlec», позволило повысить качество сероасфальтобетонной смеси и, связанное с этим долговечность и надежность покрытий автомобильных дорог, за счет автоматизации процессов управления подбором рецепта смеси, тепловой обработкой заполнителей, классификацией, связным дозированием и смешиванием компонентов. Испытание образцов сероасфальтобетонов, минеральная часть которых подбиралась на основе компьютерного моделирования, показало снижение межпорционной вариации их физико-механических свойств по сравнению с принятыми на асфальтобетонных заводах методиками расчёта состава смеси по предельным зерновым характеристикам. Результаты экспериментальных исследований, полученные в ходе опытно-промышленной эксплуатации, показали, что внедрение разработанной системы управления снижает коэффициент вариации водонасыщения на 9... 10%, что приводит к увеличению однородности сероасфальтобетона по прочности и снижению на 5 % нормативного расхода серобитумного вяжущего на приготовление одной тонны сероасфальтобетонной смеси.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

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

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на 31 международной конференции Internationalen Symposiums «Ingenieur des 21 .Jahrhunderts» (Sankt-Petersburg, 2002), международной конференции «Моделирование и исследование сложных систем» (Москва, 2003), X Международной конференции «Durable and safe road pavements» (Варшава, 2004), всероссийском научно-техническом семинаре «Совершенствование конструктивно-технологических решений при строительстве мостовых сооружений» (Саратов, 2005), третьей специализированной выставке нанотехнологий и материалов «NTMEX-2006» (Москва, 2006), всероссийских совещаниях дорожников, проходивших в городах Астрахани (2007), Санкт-Петербурге (2008), Казани (2009), международной научно-практической конференции «Автомобильные дороги: инновации, техника, оборудование и материалы» (Саратов, 2007), научно-технической конференции «Новые технологии строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог» (Москва, 2007), XVIII научных чтениях «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» (Белгород, 2007), всероссийской научно-технической конференции журнала «Строительные материалы» «ДОР-СМ: Материалы для дорожного строительства» (Москва, 2009-2011 ), круглом столе «Применение инноваций в строительстве, ремонте и содержании конструкционных элементов мостовых сооружений (Санкт-Петербург, 2009),

8

всероссийском научно-техническом семинаре «Применение прогрессивных технических решений при строительстве автомобильных дорог» (Саратов,

2010), форуме «Городское хозяйство: пути развития» (Москва, 2010), 4-й всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством продукции и окружающей среды» (Москва, 2010), 68-й научно-методической и научно-исследовательской конференции «Управление строительно-техническими свойствами бетонов для автомобильных дорог и сооружений» (Москва, 2010), форуме «Городское хозяйство: пути развития» (Москва,

2011), XV научно-практической-конференции «Проблема управления качеством городской среды» (Москва, 2011), IV научно-практической конференции «Опыт регионов в реформировании ЖКХ» (Москва, 2011), научно-технических конференциях МАДИ (2002-2012), кафедрах «Автоматизация производственных процессов», «Автоматизированных систем управления» МАДИ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 87 работ, в том числе в изданиях рекомендованных ВАК РФ 27 работ, 2 монографии, получено 28 патентов на изобретение и патентов на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, списка литературы и приложений. Основное содержание составляет 337 страница текста, 109 иллюстраций, 13 таблиц, список литературы включает 222 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследований, приведены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу технологических схем производства асфальтобетонных смесей, технических средств, методов и средств автоматизации, результаты которого позволяют выявить их потенциальные возможности в части использования в структуре технологических линий асфальтобетонных заводов и установок по производству сероасфальтобетонных смесей. Сформулированы основные задачи технологического и технического совершенствования процессов производства сероасфальтобетонных смесей при внедрении методов и средств автоматизации.

Общеизвестно, что для обеспечения расчетных скоростей и безопасности автомобильного движения, особенно на современных скоростных автомагистралях, необходимо иметь высокие транспортно-эксплуатационные характеристики верхних слоев дорожных покрытий, которые должны защищать нижележащие конструктивные слои дорожных одежд от доступа атмосферной влаги, характеризоваться высокой сдвигоустойчивостью, трещино-стойкостью, износостойкостью, что является непременным условием долговечности автомобильных дорог. При этом особое внимание необходимо уделять материалам, обеспечивающим высокую прочность, выдерживающим высокую интенсивность движения, поглощающим шум, в меньшей степени подверженных деструктивным процессам в период эксплуатации.

9

Проведенный анализ состояния дорожного строительства показывает, что для достижения прогресса в области сооружения и эксплуатации автомобильных дорог, необходимо уделить особое внимание разработке новых инновационных типов асфальтобетонов и технологии их изготовления. Это позволит существенно повысить эксплуатационные показатели дорожных покрытий и срок их службы, сделает возможным перебросить мощности, материалы и людские ресурсы, которые привлекались к ремонтным работам, на строительство новых автомобильных дорог.

Одним из перспективных направлений повышения долговечности и транспорт но-эксплуатационных показателей автомобильных дорог является применение разработанных в «Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ)» совместно с ООО «Газ-пром-ВНИИГАЗ» литых и уплотняемых сероасфальтобетонных смесей на основе вяжущего с оптимальным содержанием в его составе серы.

Традиционные асфальтобетоны и щебеночно-мастичные асфальтобетоны, в которых до 30 % битума заменена на элементарную серу, можно отнести к дорожным композитным материалам нового класса с повышенной сложностью структуры. В этом случае решение задачи производства сероас-фальтобетонной смеси возможно только на основе автоматизированной технологии, включающей в себя инновационную методику подбора состава смеси, комплекс технических средств управления её тепловой обработкой, классификацией заполнителей, связным многокомпонентным дозированием и перемешиванием компонентов.

Анализ наиболее распространенных промышленных схем и методов производства асфальтобетонной смеси с учетом специфических особенностей производства сероасфальтобетонных смесей показал, что при разработке комплексной системы автоматизации необходимо исходить из особенностей используемого технологического оборудования и технологических операций; методов, способов и технических средств автоматизации, обеспечивающих оптимизацию качественных показателей процесса.

Система автоматизации должна отражать в своей структуре и алгоритмах комплексный характер управления, подразумевающий объединение задач оперативного управления отдельными операциями технологического цикла и технологического процесса производства сероасфалътобетонной смеси (САБС). 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 возникновения нештатных ситуаций.

Локальные системы автоматизации, т.е. блоки управления нижнего уровня, управляют технологическими переделами в реальном масштабе времени. Они осуществляют функции контроля и управления физическим процессом производства сероасфальтобетонных смесей. На этом уровне производится оптимизация отдельных переделов, осуществляется текущий контроль за ходом выполнения операций. К этому уровню также относятся входные и выходные устройства, измерительные приборы и средства индн-

ю

кации. Предложенная идеология определяет некоторые общие принципы, которые должны быть положены в основу формирования конкретной автоматизированной структуры технологического процесса производства сероасфаль-тобетонных смесей. Она определяет совокупность конкретных требований, которым должен удовлетворять как технологический процесс, так и связанная с ним система автоматизации.

Принципы, положенные в основу автоматизированной технологии процессов подбора рецепта смеси, тепловой обработки и классификации минеральных составляющих, связного многокомпонентного дозирования и перемешивания компонентов сероасфальтобетоных смесей, могут быть реализованы в виде комплексной системой автоматизации, обобщенная структура которой представлена на рис. 1.

■ 5'правление ! предприлтнлч

асуп

Л

Статическая ошнииизапил

АРЛ1,

Интернет

Пнфориаиионнал сеть

Качественные показатели нсюлнык материалов

ж.

ЦУУ С

рецепт

-..........Ж

I ГТ7

5ы

Про.иьнтениам г

Рис. 1. Обобщенная структура комплексной системы автоматизации ТП 1 - подсистема управления процессом классификации; 2 - подсистема управления процессами тепловой обработки; 3 - подсистемы управления дозированием ¡г перемешиванием; 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 переделами технологического процесса и статистической 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 технологии производства сероас-фальтобетонной смеси на основании полученной первичной 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 сложноструктурированных 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 Текон, 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 (АСУТП) 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 технологическому процессу производства сероасфальтобетонной смеси реализуется в соответствии с конкретным пооперационно-технологическим и информаци-

12

онно-техническим наполнением комплексной системы автоматизированного управления.

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.

Вторая глава посвящена, разработке принципов формирования структур композиционных материалов матричного типа на основе вероятностно-геометрической концепции и требований к особенностям компьютерного моделирования таких структур.

Основной целью подбора составов сероасфальтобетонной смеси является формирование оптимальной структуры материала, позволяющей получить его заранее заданные свойства для обеспечения требуемых характеристик дорожного покрытия. Необходим выбор рационального соотношения между составляющими минеральной части, обеспечивающего максимальную плотность минерального скелета для получения сероасфальтобетона с заданными технологическими свойствами.

Результаты испытаний показали, что для получения минерального состава сероасфальтобетона с минимальным количеством пустот, а, следовательно, и с максимальной прочностью, необходимо применять не традиционные методы подбора составов минеральной части асфальтобетонных смесей. Эти методы должны быть максимально автоматизированы, чтобы свести к минимуму этап экспериментальной проверки, который связан со значительными временными и материальными затратами.

Результаты подбора состава минеральной части являются исходными данными для её классификации - процесса, который требует большого времени и немалых затрат энергии. Слишком длительный процесс классификации приводит к остыванию минеральных материалов, что нарушает технологию смешивания. Всё это вызывает значительные задержки в ходе технологического процесса производства асфальтобетонных смесей и, нарушение ритмичности их подачи на объекты строительства.

При использовании вероятностно-геометрической концепции, образование структур композиционных материалов заменяется моделированием процесса случайного заполнения объема геометрическими элементами сферической формы с распределенными размерами и ориентацией. Каждый такой элемент или каждая их группа описывается рядом физических параметров материала, ограниченного поверхностями данных геометрических фигур, а процесс моделирования переносится в виде соответствующих алгоритмов на компьютер.

Согласно принятой концепции построения модели случайного заполнения объема, очередная попытка упаковать сферу в момент времени t° радиусом R(t°) завершится, если выполнится условие

/=!

где X,—координаты пакуемой и упакованных сфер.

Каждая попытка упаковки очередной сферы продолжается до тех пор, пока не выполнится условие (1), а сам процесс заполнения продолжается до тех пор, пока в заданной области не останется пуассоновских точек, удовлетворяющих этому условию. Невыполнение условия (1) означает, что между упакованными сферами отсутствуют точки, в которые можно было бы поместить очередную сферу без пересечения с ранее упакованными.

Если через N обозначить число пуассоновских точек радиусом R(t) + R(t°) в некоторой выпуклой области единого объема, то вероятность попадания центра очередной пакуемой сферы в одну из этих точек равна e"N. Тогда число сфер, которое может быть упаковано в интервале времени от t° до t +dt, равно

dn = ae~Ndt.

Ожидаемое число пуассоновских точек N, будет: N = ayj[R(t)+R(t°)]sdt,

а

где у - объем s-мерной сферы единичного радиуса; а - плотность точек в

(s+l)-MepHOM пространстве;

Если процесс заполнения упорядочить таким образом, что вначале упаковываются сферы с наибольшим радиусом, затем радиус сфер монотонно убывает, сохраняя при этом заданное распределение сфер по размерам, то каждому моменту времени будет соответствовать свое значение радиуса R упаковываемого, в данный момент времени. Тогда за время T(R) будут упакованы сферы радиусом R и выше, количество которых выражается как

n(R)=a Je"Ndt°.

l"sT(R)

Упаковка сфер производится в некоторый гипотетический контейнер конечного объема. Лучше всего подходит контейнер кубической формы, ограниченный плоскостями, параллельными осям декартовых координат.

Кроме этого, в математической модели диаметр сфер удобно измерять в долях длины ребра куба, тогда эту длину можно принять за единицу (единичный куб). Этим достигается универсальность математической модели, так как все структурные характеристики носят в этом случае относительный к размерам упакованных элементов характер.

При упаковке очередной сферы положение в пространстве (в упаковке) ранее упакованных сфер принимается фиксированным. Признаком того, что

и

очередная 1-я сфера упакована, является условие непересечения ее другими (¡-1), ранее упакованными, сферами т, е.

(X,- -X,)2 +(У; -ук)К{2;-г,)2 >(/?,- + к,)2, к=0, 1,

где Хк, Ук, 2к - координаты центров ранее упакованных сфер; Л, и Пк -радиусы пакуемой и упакованной сфер.

Невыполнение хотя бы одного из этих условий ведет к тому, что пакуемая сфера с координатами центра (Х„ У„ отвергается.

Упакованные сферы не должны также пересекать границы принятого гипотетического контейнера. В случае упаковки в контейнер, представляющий собой единичный куб, для всех упакованных сфер должны соблюдаться условия

Я!, < У, < I - К,

= .....п.

Розыгрыш координат пакуемых сфер производиться при помощи компьютерных датчиков случайных чисел.

На основе общих теоретических принципов моделирования структуры композитных материалов методом случайных упаковок, был разработан алгоритм оптимальной упаковки минеральной части сероасфальтобетонной смеси (рис.2) при помощи которого можно осуществлять подбор составов её минеральной части (рис.3).

Рис. 3. Гистограмма процентного распределения диаметров упакованных сфер для диапазонов гранулометрического состава минеральной части

<5. ',5 -7,5...12,5 <12,5..15 <15-17.5 <17,5..2& >20

Диапазоны гранулометрического состава, мм

Как видно из рис.3, наибольшее количество упакованных сфер соответствует наименьшему диапазону гранулометрического состава, но одновременно с этим количество упакованных сфер, соответствующих размерам меньших минимального не превышает 5% от общего числа упакованных сфер, поэтому закон распределения размеров упакованных сфер, приведённый на рис.4 , соответствует распределению Вейбула.

На рис.4 приведена гистограмма процентного распределения объемных концентраций упакованных сфер, соответствующих диапазонам гранулометрического состава минеральной части асфальтобетона. Наибольшую часть объёма упаковки занимают сферы, соответствующие наибольшему диапазону, что полиостью соответствует реальной картине, наблюдаемой в асфальтобетонах и отвечает требованиям к сероасфальтобетонным смесям.

Приведённые результаты моделирования и их сопоставление с экспериментальными данными показывают, что, используя метод моделирования упаковки, можно подбирать гранулометрический состав минеральной части сероасфальтобетона с более высокой точностью, чем при использовании предельных кривых зернового состава.

Результаты моделирования служат основой для выбора количества и размерного ряда грохотов системы классификации минеральной части и дозирующих устройств.

Третья глава диссертации посвящена анализу работ, связанных с вопросами совершенствования технологии и автоматизации процессов классификации компонентов минеральной части сероасфальтобетона.

о количество сфер

В Объемная концентрация упакованных сфер

Рис. 4. Гистограмма процентного распределения количества упакованных сфер распределения их объемных концентраций

Диапазоны гранулометрического состава, мм

Экспериментальные исследования горизонтального виброгрохота позволили выявить технологические возможности и рациональные области их применения. В качестве экспериментального материала использовался гранитный щебень с содержанием 40 % верхнего класса и 35 % зерен размером меньше половины размера отверстий. Критериями оценки результатов экспериментальных исследований служили эффективность Е классификации и максимальная производительность О по исходному материалу, при которой обеспечивались качественные показатели процесса.

На графиках (рис.5) приведены зависимости эффективности классификации от исходной производительности.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что характер зависимостей Е=Д0) при рассеве на ситах с отверстиями различных диаметров на всех режимах примерно одинаков, имея ярко выраженный максимум.

Для поддержания максимального значения показателя эффективности классификации необходимо использование экстремальной системы регулирования (СЭР), эффективная работа которой зависит от случайных изменений свойств объекта и условий его работы.

Основным параметром регулирования в грохоте является эффективность классификации, которую необходимо поддерживать на максимально возможном при данных условиях уровне. Однако определить этот уровень для каждой конкретной ситуации достаточно сложно.

а)

Е, % 50

>

ч

— ..Л ----:

б)

! 1

УУ ■ Г ..'•'■ i f / i ч - ! f \ Ч j

- \ \; ---j

----з

- - 4

- W) ви 1W ira 140

°'т/ч Q, т/ч

Рис.5. Зависимость эффективности классификации от производительности на сите с отверстиями: а — 40x40 мм; б — 20x20 мм; I и 3—прямолинейная траектория колебаний, амплитуды соответственно равны 4,6 и 4 мм; 2 и 4 — эллиптическая траектория, амплитуды соответственно равны 4 и 3,5 мм

Поэтому требуется регулярная перенастройка режима работы грохота, обеспечивающая максимальную эффективность процесса классификации т.е. необходимо выбирать такой режим работы, при котором достигается его максимальная эффективность.

Проведенный анализ способов поиска экстремума применительно к процессам классификации показывает, что для его оптимизации при медленно меняющемся входном сигнале наиболее приемлем способ, основанный на шаговом поиске экстремума.

Для определения состава надрешеточного продукта в процесс определения Е используется гранулометрический анализатор.

Основные принципы метода гранулометрического анализа сводятся к следующему. Пробоотборник с необходимой частотой опробования произво-

17

дит отбор представительных по весу проб минеральной части и сбрасывает материал в промежуточный бункер, из которого устройство равномерной подачи материала направляет исследуемый поток на пьезодатчик.

Пьезодатчик преобразует удары серии частиц материала в последовательность электрических импульсов, амплитуды которых пропорциональны классам падающих частиц. Электрические импульсы усиливаются и поступают на электронный блок гранулометра, где производится обработка поступающих импульсов в соответствии с разработанным алгоритмом.

Для гранулометрического анализа необходимо произвести пьезоэлектрическое преобразование информации о крупности частиц в электрические импульсы, временное и амплитудное квантование сигналов.

Как известно, эдс, возникающая на обкладках пьезоэлемента при импульсном воздействии, определяется как:

где: V, и у - соответственно конечная скорость падения частицы и скорость, с которой частица отскакивает от преграды; т - время соударения частицы с поверхностью датчика.

На рис.6 приведена зависимость величины сигнала и0 на выходе пьезо-датчика от массы падающих частиц с высоты Ь = 100см. 1

Рис.6. Зависимость величины сигнала ио от массы падающих частиц

Реальные процессы возникновения электрических импульсов при единичном ударе (рис.7) характеризуются существенным затуханием и могут быть аппроксимированы функцией вида: ди|(т) = Ди,иве""-зтЭт|

где: а - коэффициент затухания; р = 1/068К, /Да„„

Рис.7. Изменение амплитуды сигнала на выходе пьезодатчика

Коэффициент затухания а пьезодатчика должен обеспечивать существенное затухание колебательного процесса за время Д^. С достаточной для практики точностью можно считать коэффициент затухания удовлетворительным по величине, если амплитуда второго импульса спустя время Д1| составит 5... 10% первоначальной амплитуды сигнала.

Тогда величина коэффициента затухания а пьезодатчика будет находиться в следующих пределах:

2-3'ё10-а< 231820

Задача выбора числа уровней квантования N и шага квантования по амплитуде q значительно упрощается, если установить постоянный шаг квантования qj=q=c,oтíъ\

Для случаев, когда входная величина имеет нормальный закон распределения, условия квантования сигналов можно представить в следующем виде:

где тх - математическое ожидание входной величины;

ох - среднеквадратическое отклонение входной величины.

( \ 2 5'

^ ^ " интеграл вероятности Гаусса;

\2п о 1

Ф - е " Дифференциальная плотность вероятностей

При многоуровневом квантовании с фиксированным числом каналов N. процентный выход частиц, зарегистрированный в.} - ом канале, можно определить из следующего выражения:

_ мод,

где: у) - выход фракции, зарегистрированный в ]-ом канале, %;

- производительность фракции, зарегистрированная в ]-ом канале;

Чо - суммарная производительность.

В четвертой главе рассматриваются вопросы тепловой обработки компонентов сероасфальтобетонной смеси.

Для создания необходимого температурного режима на входе сушильного барабана используют передачу тепловой энергии, образующейся в результате смешения в топке потоков дымовых газов и воздуха, т.е. двух материальных потоков с разными теплосодержаниями.

При современной технологии производства асфальтобетонной смеси тепловые процессы: сушки песка и щебня и их нагрева, в зависимости от вида смеси до 160...180 °С, являются весьма энергоемкими. Поэтому отклонения режимных параметров от расчетных (оптимальных), ведут к существенным потерям энергии. Математическая модель объекта строится, исходя из определяющих уравнений физики процесса.

19

Процесс тепловой обработки компонентов сероасфальтобетонной смеси определяется температурой теплоносителя. Поступающее в барабан тепло расходуется на нагрев смеси сыпучих материалов, барабана и на покрытие теплопотерь во внешнюю среду.

Для создания требуемого температурного режима в сушильном барабане асфальтосмесительной установки температура теплоносителя tT - продукта сгорания топлива (мазута, газа), смешанного с воздухом G" в топочном устройстве, должна поддерживаться в соответствии с технологическим регламентом. Изменение производительности форсунки и необходимой полноты сгорания топлива осуществляют управлением количества воздуха Q,, с температурой t2 поступающего в корпус форсунки или количеством топлива с теплоемкостью N.

Основная задача регулирования состоит в поддержании заданного значения температуры /т теплоносителя на выходе топочного устройства, т.е. на входе в сушильный барабан. Статическая характеристика топочного устройства, то есть зависимость температуры U от расхода воздуха /т =fl. Qi) определяется соотношениями

Дляй>й:

и имеет ярко выраженный экстремум.

Экстремальные характеристики будут дрейфовать как при изменении количественного и качественного состава топлива, так и с изменением температуры окружающей среды.

Наиболее оптимальным вариантом регулирования tT является поиск экстремума.

В качестве модели сушильного барабана взято цилиндрическое тело радиуса R, причем г (0 < г < R) - расстояние любой его точки от оси цилиндра, t - время, T(r,t) - температура тела в произвольной его точке: ôT(p,x) _ô2î(p,z) | 1 дТ(р.-с) Эх dp2 р др

с начальными, граничными и конечными условиями:

T(p,Q) s const = Г0 - Тс, ( 0 < р < 1 );

Т(\,xj = const = О, (0<т^оо); T(pitco) = lim7Yp,,x) = 0, (0<р<1);

dp

где: t = — безразмерное время, p = — - безразмерная величина вместо г. t R

Отдельные решения уравнения ищутся в форме:

Т(р,х) = и(р)Г(х)

или

= = £>ЛТк (р,т)

А--1 А',1

Для функции Щр) получим уравнение:

и"(р) + -и'(р) + \2и(р) = 0, Х = 0, 0<р<1, Р

решение которого имеет вид:

и( р; = ларл

где J0(x) - функция Бесселя первого рода нулевого порядка.

При каждом X > О нетривиальное решение уравнения, будет:

T(p,x) = J0(\p)e-y}\^k>Q, 0<р< 1, 0<т<со.

Решение задачи теплопроводности при заданных начальных и граничных условиях в окончательном виде запишется, как

= 2 (Т0-Тс)^

1

0<р<1, О^т<00. где Т0,ТГ - начальное и конечное значения температуры; )(1/,(//А.) -функции Бесселя первого рода нулевого и первого порядков; //А - нули функции Бесселя.

Расчет функции Т\р, х) показан на рис.8, а на рис. 9 дана функция изменения температуры по оси цилиндрического тела, которая имеет свойственный всем тепловым объектам экспоненциальный характер.

т

1Л0

т

Рис.8. Функция Г(р, т)

о Л П 18 ->4 ,

Рис.9. Изменение температуры на оси цилиндрического тела

Возможности моделирования решения на ЭВМ, позволяют изменять параметры теплоносителя, обеспечивающего с помощью автоматизированной системы управления оптимальную температуру сушильного барабана в условиях изменяющейся температуры внешней среды.

В пятой главе даны принципы формирования критериев управления связным многокомпонентным дозированием и перемешиванием смеси, выбора оптимальной последовательности дозирования компонентов, разработки математических зависимостей процессов связного дозирования от законов управления и ограничений на погрешности дозирования.

При связном дозировании, перед началом дозирования очередного компонента анализируется результат дозирования предыдущих компонентов смеси и на основе принятого критерия оптимизации в программу дозирования очередного компонента вносятся соответствующие изменения. При завершении программы дозирования компонента Х| можно оценить отдозиро-ванную фактическую массу компонента Х^и^ при заданной уставке Ц., значение которой используется для коррекции доз компонентов, дозируемых на следующих этапах. В общем случае наличие корректирующих связей по выбранному параметру выражается функциональной связью:

= ), Х2(и2),-, Хм(им)]; 1 = 1,п где х,(и,) - фактические (измеренные) массы отдозированных компонентов

х^х,.....хм; - уставка задатчика дозатора компонента Хь

На рис.10 показан граф связного дозирования п компонентов смеси, а

В общем случае наличие корректирующих связей по выбранному параметру выражается функциональной связью:

1/,=фг,(и,),*,([/,)......У,(£/,_,)]; / = 1,л

где Х/(Ц) - фактические (измеренные) массы отдозированных компонентов X!, Х2,..., Хм ; и; - уставка задатчика дозатора компонента X,.

Закон управления дозами компонентов, зависит от принятого способа коррекции доз. При связном дозировании по схеме с «ведущим дозатором» (рис.11) коррекция осуществляется, исходя из условия:

= Х,о/Х,о; ¡= 1,п;] = (2)

где Хю - заданная масса «ведущего» компонента; Х^ - заданные массы «ведомых» компонентов смеси.

Если отдозированная масса «ведущего» компонента Хю не равна задан-

22

ной, то для соблюдения условия (2) закон управления, по которому будут скорректированы дозы «ведомых» компонентов запишется как

1.п-1. (3)

где Х,(и,) - отдозированная масса «ведущего» компонента; и,= X, - уставка задатчика «ведущего» дозатора; 1П+1, 0 = 1, П-1) - скорректированные уставки задатчиков «ведомых» дозаторов.

Если условие, связывающее массы компонентов смеси задано в виде

Р( = Х0.1)о/Хю; I = 2,п, (4)

то после дозирования компонента ХГ1 уставка задатчика дозатора компонента X;, дозируемого на j+l этапе, определится из соотношения

= /г/ ■1=1,п"1' (5)

где Х](Ц}) - отдозированная на 3 - ом этапе масса компонента XI-1; У/ = хл[уро, 0 = ] = 1,п) - коэффициенты долевого содержания компонентов

смеси; 1^+1 - уставка задатчика дозатора компонента XI, дозируемого на _)+1-м этапе.

На рис.12 представлен граф алгоритма связного дозирования по условию (4), а на рис.13 - структурная схема системы управления, реализующая это условие.

------©

Рис.12. Граф алгоритма связного дозирования п компонентов смеси

Уро У1

■ 1

Рис.13. Функциональная схема системы управления связным последовательным дозированием п компонентов смеси

Очевидно, что приращение результирующей массы смеси ДУр в каждом цикле будет зависеть как от вида критерия, связывающего массы \ -го и ] - го компонентов смеси, так и от очередности дозирования компонентов.

Управление дозированием компонентов бетонной смеси предполагает выполнение условия:

x'<xf^xf, (6)

где д-" - фактическая (отдозированная) масса i -го компонента; А'/ ,х? - соответственно нижняя и верхняя допустимые границы колебания отдозирован-ной массы i - го компонента, рассчитанные по (6).

Целесообразно использовать более универсальное условие:

у! < yf < у.; i = l,n, (7)

где:

Г, -г. Г, v.<. г, ^ к> ■ !-1

Если из (6) известны допустимые пределы колебания рецептуры смеси, то показатель качества управления многокомпонентным дискретным дозированием может быть записан в виде условия: к/ <У, йУ/; i = l,n.

где Vj - результирующая массы смеси

Одним из основных требований, предъявляемых к качеству управления процессом дискретного дозирования компонентов смеси является обеспечение выполнения технологических условий (6), (7).

Если потребовать, чтобы в каждом цикле дозирования соблюдались эти условия, то задачей системы управления, в общем случае, является обеспечение минимума по управляющему параметру Vj:

min

m пДК = (К~К,У, i = l.п. ' VteV '

то критерий оптимальности, минимизирующий погрешности дозирования запишется в следующем виде:

min min ¿4/, „ v . „

при ограничениях

\v~-v \<AVm\

I J rj\ J '

где Gj - очередность дозирования; U; - закон управления дозами компонентов (вид корректирующей связи); Vj - нормированная масса смеси; Vj - корректирующая масса смеси; Vpj - прогнозируемая перед очередным j - м этапом величина результирующей массы смеси Vp; AVf - допустимая погрешность

дозирования j - го компонента.

Ставится задача определения оптимальных законов управления Ц и очередности G] по принятому критерию оптимальности.

Закон управления дозами компонентов с учетом ограничений на допустимые погрешности дозирования запишется в виде:

и^гг

—---, если ДУ^ДУ/0"-

О-О-Хг.

и

АУ-'+ХХ^и,) _¡=1

а3

, если ЛУ, > ДУ™П\

Таким образом, переддозированном очередного I -го компонента смеси, корректирующая масса V; определится в виде:

П Гг "'

где первый индекс при С обозначает этап дозирования, после которого находится корректирующая масса , а второй индекс условный номер компонента в принятой очередности дозирования; коэффициенты С(1._Ш,...,С(М Ы) соответственно равны:

г _'-('- 0/, 4- св [1 - (; -1)у, ]+... + с„.,(. [I - (; -1К, 1

■ —-----—-------;

(/-1)1 Г и

с -'-('-' К,

('-01 г, к =1

Отсюда определяется уставка задатчика дозатора 1 - го компонента, дозирование которого будет произведено на ] - м этапе:

"--1---Р...+-

п 72 Гн

Погрешность дозирования 1 - го компонента смеси запишется в виде:

Д V, = Д V, - Ур

+... +

/1-3

+... +

АА',_, С„.1НМ) - - ]Г Ск[,^)Гк, +--_

Г,-

+ ... +

<1-1

Д*, ' - у, - I

+_*_1«_, С(„^1)У„)

У> "' Г.-г

Дисперсия погрешности дозирования. 1 - го компонента равна:

DV =—Ь-^-L+.,.+ +—^--L+...+

(у,)2 (/з)2

i

' +...+

(Ум)2

V._1«_)__ + + иХ«-1У«-\ +и1а-1«||-1)/»; +

(у,У "' (Г,,-.)2

Как видно из полученных выражений дисперсий, в каждом из них отсутствует погрешность дозирования компонента Х|. Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о преимуществе управления дозами компонентов по разработанному закону в сравнении с известными.

Всевозможные варианты последовательностей дозирования компонентов представляют собой граф, имеющий (п + 1) слоев, где первый слой означает начало дозирования, а последний - его конец.

Имеем п компонентов и п этапов дозирования этих компонентов.

Дозирование 1-го компонента вслед за ! -м с компенсацией ошибки дозирования последнего связано с уменьшением вероятности попадания качества смеси в область В на величину

* Ш = 1>2,...,п). Ошибка компонента дозируемого последним не компенсируется и приводит к снижению вероятности попадания качества смеси в область В на величину д/>я+) = Ру,(у =1,2,..,и). Требуется найти последовательность дозирования компонентов, дающую максимум вероятности попадания качества смеси в область В.

Решение этой задачи представляет собой перестановку (Я\>42'—>Я„) чисел (1,2,...,п),

Каждое из производимых назначений описывается соответствием (]=1,2,...,п), ) * Я]

Целью задачи является максимизация функции

л+1

.1-1

эО

А так как Р° = const, то максимизация функции

(8)

м

по всем перестановкам (<?],?2>—

Задача (8) является экстремальной, комбинаторной задачей, которая может быть сведена к задаче, решаемой с помощью методов линейного программирования.

Конечное множество, на котором задана целевая функция (8), представляет собой множество всех перестановок чисел (1,2,...,п) с исключением

26

} = Ч, • каждая такая перестановка описывается точкой в я2 мерном евклидовом пространстве.

Эту точку можно представить в виде квадратной матрицы размерностью п:

11 = 1»и

г = ги

'"»у=1,1»

а ее элементы естественно интерпретировать следующим образом:

= 1 , если ]-ый компонент дозируется вслед за ! компенсируя .¡-ую ошибку дозирования, и гь. = 0, в противном случае.

Однако в такой постановке не учитывается снижение вероятности за счет величины Р) компонентов, дозируемых последними. Поэтому рассмотрим матрицу ъ, введя (и + 1)-ый столбец с элементами

2 1, если ¡-ый компонент дозируется последним

/,я+1 - о, в противном случае

и (т + 1)- строку с элементами так как сама компенсация исключена,

ТО ПОЛОЖИМ = со при /=у, или

А^ = с, где с ^ щ , И, /, у = 1,2,.., и +1 (9)

Имея в наличии п дозируемых компонентов, поэтому по аналогии с (9) положим:

= с , у = 1,2,..,и.

Тогда элементы матрицы 2 должны быть подчинены условиям

/н-1

X2* =1,1 = 1,2, ,.,п + \, (]0)

л+1

^=1,у=1,2,..,и + 1. (П)

Условия (10, 11) говорят о том, что в каждой строке и в каждом столбце матрицы г имеется ровно по одной единице.

Условие (10) означает, что г -ая ошибка дозирования может быть компенсирована только один раз изменением дозы какого-либоу -го компонента, а условие (11) - что изменение дозы у'-го компонента может компенсировать ошибку только одного /' -го компонента. Соответствующие пары (]=)) в оптимальный план не войдут, но из-за условия (10) одной из -„+|,у будет равно 1, а следовательно, значение функции (11) будет больше истинного на с.

Задача заключается в нахождении чисел ^, удовлетворяющих условиям (10,11) и минимизирующих функцию:

/»♦1 »1+1

причем Р = - с.

Если заменить условия (8, 10, II) на условие неотрицательности пере-

27

менных у ^ 0, то задача выбора оптимальной последовательности дозирования компонентов превращается в обычную задачу линейного программирования, в которой, согласно теореме Биркгофа, решение достигается автоматически.

Экспериментальные исследования показали, что с поступлением в смеситель серобитумного вяжущего система постепенно превращает упругую среду в вязкоупругую. Изменения свойств вязкоупругой среды с течением времени меняют характеристики колебательного поля, а, следовательно, и характеристики вибрационных и акустических сигналов. Это обстоятельство позволяет определять консистенцию сероасфальтобетонной смеси на основе измерения уровня вибрации корпуса смесителя.

Для автоматической коррекции консистенции сероасфальтобетонной смеси в процессе ее приготовления путем непосредственной подачи серобитумного вяжущего в процессе перемешивания компонентов разработана система управления.

В шестой главе даются результаты экспериментальных исследований процессов производства и использования сероасфальтобетонной смеси.

Для процесса классификации задача оптимизации состоит в том, чтобы при воздействии на систему неконтролируемых возмущений х^), являющихся случайными функциями времени, обеспечить такое управление, чтобы получить максимально возможное значение критерия эффективности процесса классификации.

На рис.14 представлена функциональная схема моделирования поисковой системы автоматической оптимизации процесса классификации на основе системы экстремального регулирования (СЭР).

Рис.14. Функциональная схема СЭР

Гранулометрический состав надрешетного продукта определяется с помощью гранулометра, а для контроля масс компонентов используются интеграторы расхода с жесткой подвеской.

В функциональной схеме СЭР отсутствует элемент, физические свойства которого определяли бы экстремальную зависимость между входной и выходной величинами. Статическая характеристика с экстремумом формируется в данном случае искусственным способом в блоке формирования Е.

Данные о величине критерия эффективности Е поступают на блок статистической обработки БСО. Использование в системе блока БСО вызвано

необходимостью накопления данных с целью уменьшения влияния случайных помех, накладывающихся в процессе поиска на показатель качества оптимизируемой системы. Экстремальный регулятор поддерживает величину Е на выходе системы по возможности максимальной, и изменяет значения и в некоторые дискретные моменты времени.

Определение величинырабочего шага производится по алгоритму:

л" = - = £| * - Ъ}

где средние значения Ё, и Ё2 определяются на основе пробных шагов и выражаются в следующем виде:

В, = - £к - 8 + А Ё2 = 1 £к + 8 + х\; п' 1 П '-I 1

Переход системы из одного состояния в другое осуществляется через фиксированный интервал времени.

Используя результаты теоретических исследований, был реализован автоматизированный технический комплекс для управления технологическими переделами производства сероасфальтобетонной смеси, структурная схема которого приведена на рис. 1.

Проводимый лабораторией завода испытание образцов сероасфальто-бетона, приготовленных из контролируемых замесов, показал, что внедрение разработанной системы управления позволяет снизить межпорционную вариации физико-механических параметров свойств по сравнению наблюдаемой при принятом на асфальтобетонных заводах. Учитывая последнее, экономический эффект от внедрения системы управления достигается повышением качества готовой смеси, а в связи с этим и долговечности дорожного покрытия.

На рис.16 показаны значения величины водонасыщения (\У), полученные в лабораторных условиях без использования (а) и в результате применения разработанной системы управления (б). Наблюдается значительное снижение вариации величины XV. Аналогичная закономерность также получена для других физико-механических параметров сероасфальтобетонной смеси а)____ б)

■L-. .1 ! x: r—i--- V —— - ....

Г* \~f* ■f 1t

144 J.. 4" ¿..i ,¡. i,

¡ -Ч-Т- - -f- —

-i 1 Lili LLl ¡ ^ i J

1 > ¡ I 5 Í 7 8 Я ¡tlIlllUHISI¡lJllHíÚ111111211>lbltJSl*lli

1 1 3 i S Ь 7 s !»101J1233Í*3Í1&172Í1S7D2JÍ2Í3Í«5Í6J77Í?9Í0

Рис. 16. Результаты опытно-промышленной эксплуатации системы управления связным

дозирования

Для экспериментальной проверки в реальных условиях эксплуатации дорожных объектов качества сероасфальтобетонных смесей полученных с применением автоматической системы управления классификацией мине-

29

рального материала были проведены опытные работы по устройству дорожного покрытия на ряде объектов, в том числе:

Московская кольцевая автомобильная дорога:

- внешняя сторона, 5-я полоса - 51 -й км (рис. 17);

- внешняя сторона, 1,2,4 и 5 полосы - 89 км;

Садовое кольцо (Москва) Таганский тоннель (внешняя сторона). Работы по мониторингу транспортно-эксплуатациокного состояния экспериментальных участков с покрытием из сероасфальтобетонной смеси осуществлялись с использованием автоматизированного дорожного сканера «АДС-МАДИ»® (рис. 18).

Результаты мониторинга с использованием разработанной системы диагностирования сравнительных испытаний обычных асфальтобетонов, серо-асфальтобетона произведённого по традиционной технологии и сероасфаль-тобетона произведённого с применением разработанной системы управления показали, что физико-механические свойства сероасфальтобетонов выше, чем эти же параметры у обычных асфальтобетонов. Однако сероасфальтобе-тон, произведённый с применением разработанной системы управления имеет более высокие показатели, чем сероасфальтобетон произведённый по традиционной технологии. Это, прежде всего, касается такого важного параметра, как однородность смеси.

Результаты обследования экспериментальных участков свидетельствуют о повышенная стойкость к колееобразованию дорожных покрытий из се-роасфальтобетона (рис. 19).

Рис. 17. Опытный участок с покрытием из сероасфальтобетонной смеси, 51 км (построен июнь, 2010 г.).

Рис. 18. Автоматизированный дорожный сканер «АДС-МАДИ»'8' для мониторинга транспортно-эксплуатационного состояния дорожных объектов

Расстояние от оггм пол ось; двмженил, а»

Расстояние от оси полосы движения, м

Рис. 19. Мониторинг состояния дорожного покрытия: а) сероасфальтобетон; б) асфальтобетон соответственно после эксплуатации в течение: 1) - 1, 2) - 1,5 и 3) - 2 года

Высокие физико-механические свойства сероасфальтобетонных покрытий, в том числе их износостойкость и колееустойчивость подтверждаются результатами мониторинга экспериментальных участков, а также в ходе проведения испытаний с использованием универсального комплекса для испытания дорожных покрытий (рис. 20).

Рис. 20. Универсальный комплекс для испытания дорожных покрытий и автомобильных шин

Экспериментальные исследования, проведенные в условиях асфальтобетонных заводов, а также в процессе строительства и обследования экспериментальных участков с применением сероасфальтобетонных смесей подтвердили результаты, полученные теоретическим путем.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 .Перспективным направлением повышения надежности и долговечности дорожных покрытий, является разработка новых видов материалов для их устройства - сероасфальтобетонов и технологии их изготовления, позволяющих существенно повысить эксплуатационные показатели и повысить срок службы автомобильных дорог.

2. Решена актуальная научно-техническая проблема синтеза комплексной системы автоматизированного управления процессом производства сероасфальтобетонных смесей, обеспечивающих реализацию инновационных технологий повышения качества дорожных покрытий.

3. Анализ технологии и технических средств процесса приготовления

сероасфальтобетонной смеси, позволил применить научный подход и методические основы разработки моделей, критериальных функций и систем автоматизации, ориентированных на оптимизацию всех технологических переделов процесса производства сероасфальтобетонных смесей.

4. Разработаны принципы формирования структур композиционных материалов матричного типа на основе вероятностно-геометрической концепции методом случайных упаковок, сформулированы требования к особенностям компьютерного моделирования таких структур и разработана математическая модель формирования структуры сероасфальтобетона.

5. На основе предложенной математические модели сушильного барабана разработана структурно и функционально адаптированная к условиям технологического процесса система оптимального управления тепловыми процессами сушки минеральных составляющих смеси, позволяющая обеспечить снижение энергоемкости производства сероасфальтобетонных смесей.

6. Разработана оптимальная по критерию эффективности технологическая схема и экстремальная система автоматического управления процессом классификации, обеспечивающая максимальную производительность и энергетическую эффективность непрерывного процесса получения фракционированного состава минеральных компонентов сероасфальтобетонной смеси.

7. Исследование циклических дозаторов, применяемых на смесительных установках периодического действия для дозирования минеральных компонентов сероасфальтобетонной смеси, показало, что даже прн высокой точности отдельно взятых элементов системы дозирования, такие системы в динамическом режиме взвешивания обладают погрешностями дозирования, в ряде случаев превосходящими нормативные показатели.

8. Разработана математическая модель и закон управления процессом связного дискретного многокомпонентного дозирования, с учетом технологических ограничений на величину результирующей массы смеси, позволяющий прогнозировать ее величину в зависимости от допустимых погрешностей дозирования компонентов;

9. Определена оптимальная очередность дозирования компонентов, по критерию минимума суммарной дисперсии погрешностей связного дозирования компонентов смеси, в соответствии с которой, компоненты смеси должны дозироваться в порядке убывания дисперсий их погрешностей.

10. Разработана микропроцессорная система управления технологическим процессом связного дискретного дозирования компонентов сероасфальтобетонной смеси, которая вырабатывает в каждом цикле дозирования отдельных компонент соответствующие корректирующие воздействия по уменьшению погрешностей процентных содержаний компонентов в результирующей массе смеси.

11. За счет внедрения комплексной систем автоматизированного управления на асфальтобетонных заводах достигнуто повышение качества промышленного производства сероасфальтобетонной смеси. Результаты экспериментальных исследований, полученные в ходе опытно-промышленной

32

эксплуатации, показали, что внедрение разработанной системы управления снижает коэффициент межпорционной вариации физико-механических показателей на 9... 10%, что приводит к увеличению однородности сероасфальто-бетона и снижению на 5 % нормативного расхода серобитумного вяжущего на приготовление сероасфальтобетонной смеси.

13. Результаты обследования экспериментальных участков свидетельствуют о повышенная стойкость к колееобразованию дорожных покрытий из сероасфальтобетона.

14. Экспериментальные исследования подтвердили результаты, полученные теоретическим путем.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ Публикации в рецензируемых журналах из списка ВАК:

1. Васильев, Ю. Э. Регулярные межлабораторные испытания / Ю. Э. Васильев, В. Л. Шляфер, П. В. Козик и др. / Наука и техника в дорожной отрасли. № 2 2006 - С 41-43. ' '

2. Васильев, Ю. Э. Механохимнческая активация битума / Ю. Э. Васильев, В. М. Юмашев, И. В.Субботин // Промышленное и гражданское строительство 2010 №

2. - С.38-39. ' "

3. Васильев, Ю.Э. Применение распределителей литых асфальтобетонных смесей / Ю.Э.Васильев // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. 2010, № 4 (20). - С. 88 - 92.

4. Васильев, Ю.Э. Оценка свойств дорожно-строительных материалов на этапе автоматизированных испытаний / Ю.Э. Васильев // Строительные материалы //2010 № 5. - С. 25 - 28.

5. Васильев, Ю. Э. Методика измерений характеристик дорожно-строительных материалов, аттестация, градуировка, поверка / Ю. Э. Васильев, И. Б. Челпанов, С. И. Возный, Б. А. Мырзахметов // Строительные материалы 2010, № 5. - С. 92-95.

6. Васильев, Ю. Э. Метод оценки степени уплотнения асфальтобетона / П.Б. Рапопорт, Н. В. Рапопорт, Ю. Э.Васильев и др. // Строительные материалы, 2010, Л» 5 -С. 17-18.

7. Васильев, Ю.Э. Литой асфальтобетон для конструкций дорожной одежды мостового полотна / Ю.Э. Васильев // Строительные материалы, 2010, № 10 - С 49 -51.

8. Васильев, Ю.Э., Автоматизация технологической подготовки и сквозного производства материалов в системе ремонта улично-дорожной сети / Ю. Э. Васильев // Автоматизация и современные технологии. № 2, 2011. - С. 24-26.

9. Васильев, Ю.Э. Адаптивное управление подвижностью при дискретном производстве цементобетонных смесей / Ю. Э. Васильев, В. В. Каменев, А. В. Кочетков, В. Л. Шляфер // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) - 2(25), М„ 2011. - С. 62 - 67. Ю.Васильев, Ю.Э. Техническое регулирование в дорожном хозяйстве / Ю. Э. Васильев, Ю. В. Борисов, Н. Е. Кокодеева, С. В. Карпеев // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) -3(26), М„ 2011.-С. 14-19.

Н.Васильев, Ю.Э. Научные основы технической диагностики цементобетонных заводов / Ю. Э. Васильев, М. Н. Алехина // Вестник Московского автомобилыю-

33

дорожного государственного технического университета (МАДИ) - 4 (27), 2011. -С. 43-44.

12.Васильев, Ю.Э. Стандартизация испытаний материалов и изделий в дорожном хозяйстве / Челпанов И.Б., Васильев Ю.Э., Арканухина С.П., Каменев В.В. // Промышленное и гражданское строительство 2011, № 4. - С. 64 - 67.

13.Васильев, Ю.Э. Статистические методы организации контроля качества при производстве дорожно-строительных материалов / Ю. Э. Васильев, В. В. Каменев,

B. Л. Шляфер, А. В. Кочетков // Качество. Инновации. Образование. - № 5, 2011. -

C. 28-31.

М.Васильев, Ю. Э. Принципы связного дозирования компонентов бетонной смеси / Ю.Э.Васильев, О.О.Иваев, Е.И.Бокарев, В.Л.Шляфер // Приволжский научный журнал. Н.Новгород. 2011. № 5. - С. 25-26.

15.Васильев, Ю. Э. Связное циклическое дозирование компонентов при ограничениях на результирующую массу смеси / Ю. Э. Васильев, О. О. Иваев, Е. И. Бокарев,

B. Л. Шляфер // Приволжский научный журнал. Н.Новгород.2011. № 5. - С. 31 -35.

16.Васильев, Ю. Э. Автоматизация и управление подвижностью цементобетонных смесей при их дискретном производстве / Ю. Э. Васильев, И. Б. Челпанов, С. П. Аржанухина, В. В. Каменев // Строительные материалы. № 5, 2011. - С. 34 - 36.

17.Васильев, Ю.Э. Оценка сходимости пульсирующего знакового адаптивного регулирования / Ю. Э. Васильев // Качество. Инновации. Образование. № 9. 2011. -

C. 29-30.

18.Васильев, Ю. Э. К вопросу обеспечения качества дорожных покрытий / Ю. Э. Васильев, В. М.Приходько // Строительные материалы № 10, 2011. - С.12 - 13.

19.Васильев, Ю.Э. Сероасфальтобетонные смеси / М. Н. Алехина, Ю. Э. Васильев, Н. В. Мотин, И. Ю. Сарычев И Строительные материалы № 10, 2011. - С. 12 - 13.

20.Васильев, Ю.Э. Управление процессами грохочения сыпучих компонентов асфальтобетонной смеси / Ю.Э. Васильев, A.B. Либенко, М.Н. Алехина, Н.В. Мотин // Строительные материалы, 2011, № 11. - С. 15-17.

21.Васильев, Ю.Э. Автоматизация подбора минеральной части сероасфальтобе-тонных смесей на основе компьютерного моделирования / Ю.Э.Васнльев, М.Н. Алехина // Промышленное и гражданское строительство. № 11, 2011. - С. 118-121.

22. Васильев, Ю.Э. Учет влияния случайных возмущений на работу системы экстремального регулирования топочного устройства при оптимизации процесса сушки компонентов бетонной смеси / Ю.Э.Васильев, А.В.Илюхин, A.M. Колбасин, Е.В. Марсова // Строительные материалы, № 2, 2012. - С. 34-35.

23.Васильев, Ю. Э. Автоматизация и управление результатами межлабораторных сравнительных испытаний прочности цементобетона / Ю. Э. Васильев // Качество. Инновации. Образование. - № 10,2011. - С. 57-60.

24. Васильев, Ю. Э. Гармонизация нормативно-методического обеспечения СРО и систем добровольной сертификации / Ю. Э. Васильев // Стандарты и качество. 2012, №2. С. 40-43.

25.Васильев, Ю.Э. К вопросу обеспечения качества дорожных покрытий / Васильев Ю.Э., Приходько В.М. // Строительные материалы 2011, № 10. - С. 45

26. Васильев Ю.Э. Автомобильно-дорожный сканер «АДС-МАДИ» / Васильев Ю.Э., Беляков А.Б. // Наука и техника в дорожной отрасли. 2008. № 2. - С. 10-11.

27. Васильев Ю.Э. Будущее диагностики - за передвижными лабораториями / Васильев Ю.Э., Беляков А.Б. // Наука и техника в дорожной отрасли. 2008. № 1. - С. 3

Монографии:

28.Васильев, Ю, Э. Автоматизированные технологии в приготовлении бетонной смеси /А.В. Илюхин, В.И. Марсов, Ю.Э. Васильев - М.: МАДИ. 2012. -120 с.

29.Васильев, Ю.Э. Научные основы технического регулирования дорожного хо зяйства. Науч. изд. / H. Е. Кокодеева, В.В. Столяров, Ю. Э. Васильев. - Саратов. Изд-во Сарат. гос. техн. ун-та. 2011. - 240 с.

Публикации в других изданиях:

30.Васильев, 10. Э. Пути совершенствования оценки свойств асфальтобетонных смесей / Ю. Э. Васильев, В. Л. Шляфер // Автомобильные дороги, № 6 (907) 2007. -С. 24-26.

31.Васильев, Ю. Э. Уроки прогнозирования / П. Б. Рапопорт, Ю.Э. Васильев, А. В. Кочетков, H. Е. Кокодеева // Автомобильные дороги. 2011. № 2. - С. 17-19.

32.Васильев, Ю. Э. Уроки прогнозирования / П. Б. Рапопорт, Ю. Э. Васильев, А. В. Кочетков, H. Е. Кокодеева // Автомобильные дороги. 2011. № 3. - С. 58-6з'(продолжение).

33.Васильев, Ю. Э. Статистические методы контроля качества цементобетонных смесей / Ю. Э. Васильев, В. В. Каменев, В. Л. Шляфер // Автомобильные дороги 2011. № 3. - С. 64 - 68.

34. Васильев, Ю. Э. Разработка принципиальной концепции единой общей методической основы испытаний дорожно-строительных материалов и конструкций на примере асфальтобетонных смесей, асфальтобетона и асфальтобетонных конструкций дорожной одежды / Ю.Э. Васильев, Г.И. Евгеньев, Э.В. Котлярскнй, С. То-локонников // Методы и средства повышения надежности материалов и сооружений на автодорогах с учетом транспортных воздействий. Сб. научн. трудов МАЛИ М. 1996. -С. 187-194.

35.Васильев, Ю. Э. Cast bilumen concrete modified with sulfur / Ю. Э. Васильев, М.Н.Алехина // Труды X Международной конференции «Durable and safe road pavements», Kielce, 11-12 мая, 2004. Варшава: 2004. - с. 135-136.

36.Васильев, Ю. Э. Управление качеством в дорожной отрасли на основе статистических методов управления процессами / Ю. Э. Васильев, Ю.В. Штефан, В.Л. Шляфер // Сб. «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрни (XVIII научные чтения), часть 4, Белгород, 2007.-е. 45.

37.Васильев 10. Э. Управление качеством в дорожной отрасли на основе статистических методов управления процессами / Ю.Э. Васильев, Ю.В. Штефан, В.Л. Шляфер // Сб. «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрни (XV111 научные чтения), часть 4, Белгород, 2007. - 97.

38.Васильев, Ю. Э. Особенности управления качеством строительных материалов Управление качеством образования, продукции и окружающей среды. / Ю. Э. Васильев, В. Л. Шляфер, В. В. Каменев // Материалы 4-й Всероссийской научно-практической конференции 11-13 ноября 2010 г.

39.Васильев, Ю. Э. Методы управления выходными показателями качества для дискретного производства цементобетонных смесей / В. В. Каменев, Ю. Э. Васильев, С. М. Евтеева, А. В. Кочетков // Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных с международным участием «Совре-

менные научные исследования в дорожном и строительном производстве» 19-20 мая 2011.

40.Васильев, Ю. Э. Испытания средств измерений дорожно-строительных материалов / И. Б. Челпанов, Ю. Э. Васильев, В. В. Каменев, С. М. Евтеева // Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных с международным участием «Современные научные исследования в дорожном и строительном производстве», 19-20 мая 2011.

41-.Васильев Ю.Э. Автоматизированные технологии приготовления компонентов конструкций мостового полотна на основе асфальтобетона с полимерно-битумным вяжущим / Ю. Э.Васильев, Н. В.Мотин, А. В. Кочетков, И. Ю. Сарычев // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики. 6-я Международная конференция по проблемам горной промышленности строительства и энергетики. - Матер. Конф.: ТулГУ, Тула, 2011, Т.2. - С. 70-74.

42. Васильев, Ю. Э. Испытания средств измерений дорожно-строительных материалов / Ю. Э. Васильев, И. Б.Челпанов, С. М. Евтеева, С. И. Возный // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики. 6-я Международная конференция по проблемам горной промышленности строительства и энергетики. - Матер. Конф.: ТулГУ, Тула, 2011, Т.2. - С. 6469.

43. Васильев, ГО. Э. Управление дозированием компонентов дозирования бетонной смеси с использованием моделирования структурно геометрических характеристик бетона / Ю.Э.Васильев, О.О.Иваев, В.Л.Шляфер // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2011. - С. 35-36.

44. Васильев, Ю. Э. Принципы связного многокомпонентного дозирования / Шля-фер В.Л., Е. И. Бокарев // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2011.

45. Васильев, Ю. Э. Связное циклическое дозирование компонентов при ограничениях на допустимые погрешности / Шляфер В.Л., Е. И. Бокарев // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2011.

46. Васильев, Ю. Э. Выбор оптимааьной последовательности связного дозирования компонентов цементобетонной смеси / Шляфер В.Л., В. В. Каменев, Е. И. Бокарев // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2011.

47. Васильев, Ю. Э. Принципы формирования многоуровневых систем связного дозирования / Ю.Э.Васильев, Е.И.Бокарев // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2012.

48.Васильев, Ю. Э. Дозирование компонентов бетонной смеси с учетом структурно-геометрических характеристик бетона / Ю.Э.Васильев // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2012.

49. Васильев, Ю. Э., Сравнительная оценка связного и не связного дозирования / Васильев Ю.Э. // Сборник научных трудов кафедры АСУ. - М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет. 2012.

50.Васильев, 10 Э. Универсальный стенд для испытаний дорожных покрытий / Васильев Ю.Э. // Форум «Городское хозяйство: Пути развития». Тезисы, Москва.

51 Васильев, Ю. Э. Испытания средств измерений, аттестация, градуировка, поверка / И. Б. Челпанов, Ю. Э. Васильев, A.B. Кочетков, В. В. Талалай // Новые дороги России: сборник трудов Международной конференции. Пенза, 14-17 ноября 2011 г Саратов: ООО «Издательский центр «Наука». С. 118 - 125. Нормативные и методические документы:

52.Васильев, Ю. Э. Машины, оборудование, инструмент для техобслуживания н ремонта строетельной техники. Московский территориальный строительный каталог. МТСК-5.7/2003 г. /В. И. Кузнецов, С. Л. Ишков, Ю. Э. Васильев и др. // М ■ Управление научно-технической политики в строительной отрасли г. Москвы ГУП «НИИ Мосстрой»

53. Васильев, 10. Э. Смеси асфальтобетонные щебнемастичные и асфальтобетон

Технические условия ТУ-5718-001-00011168-2000 / Ю. Э. Васильев, Н. Б. Варенцо-

ва // М.: Московский автомобильно-дорожный институт (технический университет). 2000. *

54.Васильев, Ю. Э. Смеси сероасфальтобетонные литые и литой сероасфальтобе-тон. Технические условия ТУ 5718-001-53737504-03. / Ю. Э. Васильев, Э В Кот-лярскии, Н. Н. Миронов и др. // М.: Департамент жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства города Москвы. 2003. - 5 с.

55.Васильев, Ю. Э. TP 164-04. Технические рекомендации по устройству и ремонту дорожных покрытий с применением литого асфальтобетона. М.И. Клейман, Л.В. Городецкий, Ю.Э. Васильев и др. М.: Управление научно-технической политики в строительной отрасли. ГУП«НИИ Мосстрой», 2005

56.Васильев, Ю. Э. Инструкция по строительству и ремонту дорожных покрытий с применением литого сероасфальтобетона Ю. Э.Васильев, О А Военко Н.Н.Миронов ВСН 202-03 - М.: НИИ МК МАДИ(ГТУ), 2003

57.Васильев, Ю. Э. Технические рекомендации по строительству и ремонту дорожных покрытий с применением литого сероасфальтобетона TP 151 03 IO Э.Васильев, O.A. Воейко, Н.Н.Миронов - М.: НИИ МК МАДИ(ГТУ), 2003

58.Васильев, Ю. Э. Серный цемент, серный бетон, серный битум,'сероасфальт / Ю. Э. Васильев, Н. Н. Кисленко, Н. В. Мотин / ИРЦ Газпром, 2002

59. Васильев, Ю. Э. СТО 5718-151-31323949 -2012. Сероасфальтобетонные смеси и серобетон /Васильев Ю.Э., Мотин Н.В., Сарычев И.Ю. «Газпром-ВНИИГаз», 2012. Патенты на изобретение и полезную модель:

60.Васильев, Ю. Э. Патент на изобретение 2104980, МПК6 С04В26/26, С04В111:20, Е01С19/10. Способ приготовления асфальтобетонной смеси и устройство для его осуществления / Котлярский Э.В., Васильев Ю.Э., Домагаров А.Ю. и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 95117819/03 18 10 1995-опубл. 20.02.1998. ' '

61. Васильев, Ю. Э. Патент на изобретение 2197445, МПК 7 С04В26/26. Способ приготовления литой асфальтобетонной смеси / Алексеев С.З., Васильев Ю.Э., Ге-раськин В.И и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ и «ВНИИГАЗ» - Заявка: 2001119426/03, 16.07.2001; опубл. 27.01.2003.

62.Васильев, Ю. Э. Патент на изобретение 2212487 МПК7 Е01С7/35 Е01С23/06, E04G23/00, С04В28/36. Способ ремонта бетонных и железобетонных

покрытий и конструкций / Ремизов В.В., Васильев Ю.Э., Алексеев С.З. и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ, «ВНИИГАЗ»; - Заявка: 2001126658/03, 03.10.2001; опубл. 20.09.2003.

63.Васильев, Ю. Э. Патент па изобретение 2223991, МПК7 C08L95/00, С04В26/26. Способ получения сероасфальтобетона / Мотин Н.В., Алёхина М.Н., Васильев Ю.Э. и др.; заявитель и патентообладатель «ВНИИГАЗ». - Заявка: 2002108746/03,08.04.2002; опубл. 02.20.2004.

64.Васильев, Ю. Э. Патент на изобретение 2223992, МПК7 C08L95/00, С08КЗ/06. Способ получения серобитума / Мотин Н.В., Алёхина М.Н., Васильев Ю.Э. и др.; заявитель и патентообладатель «ВНИИГАЗ». - Заявка: 2002108747/04, 08.04.2002; опубл. 20.02.2004.

65.Васильев, Ю. Э. Патент на изобретение 2372442, МПК Е01С23/00, G01B5/28, G01C7/04 способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети посредством передвижной дорожной лаборатории и средство локальной подсветки для его осуществления / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Беляков А.Б.; заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 2008108507/03, 07.03.2008; опубл. 10.11.2009.

66.Васильев, Ю. Э. Патент на изобретение 2373324, МПК Е01С23/07 G01B5/28, G01C7/04. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети посредством передвижной дорожной лаборатории и функциональный комплекс для его осуществления / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Беляков А.Б. и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 2008132196/03, 06.08.2008; опубл. 20.11.2009.

67.Васильев, Ю. Э. Патент на изобретение 2373325, МПК Е01С23/07, G01B5/28, G01C7/04. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети посредством передвижной дорожной лаборатории и функциональный комплекс для его осуществления / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Беляков А.Б.; заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 2008132199/03, 06.08.2008, опубл. 20.11.2009.

68.Васильев, Ю. Э. Патент на изобретение 2397286, МПК Е01С23/07, G01B5/28, G01C7/04. Способ измерения и регистрации технико-эксплуатационных показателей поверхности покрытия дорожной одежды и функциональный комплекс для его осуществления / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Юмашев В.М.; заявитель и патентообладатель - МАДИ; - Заявка: 2009102174/03, 26.01.2009, опубл. 20.08.2010.

69.Васильев, Ю. Э. Патент на изобретение 2400594, МПК Е01С23/07, G01B5/28, G01C7/04 способ измерения и регистрации технико-эксплуатационных показателей поверхности покрытия дорожной одежды и функциональный комплекс для его осуществления / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Юмашев В.М.; заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 2009102175/03, 26.01.2009, опубл. 27.09.2010.

70.Васильев, Ю. Э. Патент на изобретение 2435230, МПК G09B9/02. Способ исследования физико-механических характеристик дорожных покрытий в условиях испытательного комплекса (варианты) / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Юмашев В.М. и др. заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 2010107786/28, 04.03.2010; опубл. 27.11.2011.

71 .Васильев, Ю. Э. Патент на полезную модель 72981, МПК Е01С23/07, G01B5/28. Передвижная дорожная лаборатория мониторинга улично-дорожной сети / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Беляков А.Б.; заявитель и патентообладатель МАДИ; -Заявка: 2008104899/22, 13.02.2008; опубл. 10.05.2008.

72.Васильев, Ю. Э. Патент на полезную модель 73884, МПК Е01С23/07, G01B5/28. Передвижная дорожная лаборатория мониторинга улично-дорожной сети / При-ходько В.М., Васильев Ю.Э., Беляков А.Б.; заявитель и патентообладатель МАДИ-- Заявка: 2008108504/22, 07.03.2008; опубл. 10.06.2008.

73.Васильев, Ю. Э. Патент на полезную модель 79109, МПК Е01С23/07, G01C7/04. Передвижная дорожная лаборатория мониторинга улично-дорожной сети (варианты) / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Беляков А.Б. и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 2008132193/22, 06.08.2008, опубл. 20.12.2008.

74.Васильев, Ю. Э. Патент на полезную модель 92419, М1Ж7 С04В26/26. Функциональный комплекс для приготовления литой асфальтобетонной или иной би-тумно-мииералыюй смеси / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Юмашев В.М. и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ, ВНИИГАЗ, - Заявка: 2009103222/22' 02.02.2009; опубл. 20.03.2010.

75. Васильев, Ю. Э. Патент на полезную модель 93408, МПК Е01С23/07, E02D1/00, G01B5/28, G01C7/04. Передвижная дорожная лаборатория мониторинга улично-дорожной сети (варианты) / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Юмашев В.М.; заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 2009102176/22, 26.01.2009-опубл. 27.04.2010.

76.Васильев, Ю. Э. Патент на полезную модель 96505, МПК B01J19/10, С04В26/26, Е01С19/10. Функциональный комплекс для приготовления композиционной асфальтобетонной смеси (варианты) / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Юмашев В.М. и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 2010106706/22, 26.02.2010-опубл. 10.08.2010.

77.Васильев, 10. Э. Патент на полезную модель 96506, МПК7 B01J19/10, C08L95/00, С08К13/02. Функциональный комплекс для приготовления композиционного сероасфальтобетона (варианты) / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Юмашев В.М. и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ. - Заявка: 2010106700/22, 26.02.2010; опубл. 10.08.2010.

78.Васильев, Ю. Э. Патент на полезную модель 96657, МПК G01M7/00, G01M7/06, E01F11/00. Испытательный комплекс для исследования физико-механических характеристик дорожных покрытий (варианты) / Приходько В.М., Васильев 10.Э., Юмашев В.М. и др. заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 2010107789/22, 04.03.2010; опубл. 10.08.2010.

79.Васильев, Ю. Э. Патент на полезную модель 96787, МПК B01J19/10 С04В26/26 Е01С19/10. Функциональный комплекс для приготовления асфальтобетонной смеси (варианты) / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Юмашев В.М. и др. заявитель и патентообладатель МАДИ, - Заявка: 2010106702/22, 26.02.2010; опубл. 20.08.2010.

80.Васильев, 10. Э. Патент на полезную модель 97961, МПК В28В7/00. Форма для изготовления литых серобетонных изделий / Самсонов P.O., Мамаев A.B., Васильев и др.; заявитель и патентообладатель «ВНИИГАЗ» - Заявка: 2010116880/03, 28.04.2010, опубл. 27.09.2010.

81.Васильев. Ю. Э. Патент на полезную модель 97998, МПК С04В28/36, C08L95/00. Комплекс для приготовления композиционного серобитума / Самсонов P.O., Мамаев A.B., Васильев и др.; заявитель и патентообладатель «ВНИИГАЗ» -Заявка: 2010116879/03, 28.04.2010, опубл. 27.09.2010

82.Васильев, Ю. Э. Патент на полезную модель 98012, МПК 7 Е01С13/10. Комплекс для приготовления сероасфальта / Самсонов P.O., Мамаев A.B., Васильев Ю.Э. и др.; заявитель и патентообладатель «Газпром ВНИИГАЗ». - Заявка: 2010116877/03,28.04.2010; опубл. 27.09.2010.

83.Васильев, Ю. Э. Патент на полезную модель 98940, МПК B01J19/10. Функциональный комплекс для приготовления сероасфальтобетона (варианты) / Приходько В.М., Васильев Ю.Э., Юмашев В.М. и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ, -Заявка: 2010106698/22, 26.02.2010, опубл. 10.11.2010.

84.Васильев, Ю. Э. Свидетельство на полезную модель 22154. МПК 7 Е01С23/07. Устройство для определения шероховатости дорожного покрытия / Поспелов П.И., Васильев Ю.Э., Шевяков A.A.; заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 2001119372/20, 13.07.2001; опубл. 10.03.2002.

85.Васильев, Ю. Э. Свидетельство на полезную модель 8800. МПК 6 G01C7/04. Устройство для записи микропрофиля дорожного покрытия / Поспелов П.И., Васильев Ю.Э., Беляков А.Б. и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ; - Заявка: 98103412/20, 02.03.1998; опубл. 16.12.1998.

86.Васильев, Ю. Э. Евразийский патент 003910. МКП Е01С 7/35, Е01С 23/06, E04G 23/00, С04В 28/36. Способ ремонта бетонных и железобетонных покрытий и конструкций / Ремизов В.В., Васильев Ю.Э., Алексеев С.З. и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ, «ВНИИГАЗ»; - Заявка: 2001126658, 03.10.2001; опубл. 30.10.2003.

87.Васильев, Ю. Э. Евразийский патент 003911. МКП С04В 26/26. Способ приготовления литой асфальтобетонной смеси / Алексеев С.З., Васильев Ю.Э., Гераськин В.И. и др.; заявитель и патентообладатель МАДИ, «ВНИИГАЗ»; - Заявка: 2001119426,16.07.2001; опубл. 30.10.2003.

Подписано в печать 20 февраля 2012 г. Формат 60x84x16 Усл.печ.л. 2,0 Тираж 100 экз. Заказ №14

ТЕХПОЛИГРАФЦЕНТР Россия. 125319 , г. Москва, уп. Усиевича, д. 8 а. Тел. : 8-Э16-191-08-51 Тел./факс (499) 152-17-71 E-mail: 7tpc7@mail.ru

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОНОВ И МЕТОДОВ ИХ АВТОМАТИЗАЦИИ.

1.1. Сероасфальтобетонные смеси.

1.2. Типы, технические требования и область применения сероасфальтобетонных смесей.

1.3. Последовательность приготовления смеси.

1.4. Классификация и особенности типов асфальтобетонных заводов.

1.5. Технологический процесс приготовления асфальтобетонных смесей.

1.6. Особенности технологического процесса приготовления сероасфальтобетонных смесей.

1.7. Методы подбора состава асфальтобетонных смесей.

1.8. Формирование качества асфальтобетонных смесей автоматизированной системой управления.

Выводы и выбор основных направлений исследований.

ГЛАВА 2. ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУР КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МАТРИЧНОГО ТИПА И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТИ СЕРОАСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.

2.1. Задача подбора составов сероасфальтобетонной смеси.

2.2. Вероятностно-геометрическая концепция формирования структур композиционных материалов.

2.3. Теоретические основы вероятностно-геометрической концепция.

2.4. Методы компьютерного моделирования случайных упаковок.

2.5. Алгоритм моделирования оптимальной структуры минеральной части сероасфальтобетона.

2.6. Результаты компьютерного моделирования структуры минеральной части сероасфальтобетона.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ ГРОХОЧЕНИЯ.

3.1.Характеристики крупности исходного сырья и продуктов дробления.

3.2. Грохоты и схемы классификации.

3.3. Динамическая модель ситового грохота.

3.4. Статические характеристики виброгрохота.

3.5. Особенности поиска экстремума системы управления классификацией

3.6. Определение параметров процесса поиска экстремума статической характеристики грохота.

3.7. Учет влияния случайных возмущений на работу СЭР грохота.

3.8. Разработка метода гранулометрического анализа крупной фракции минеральной части сероасфальтобетонной смеси.

3.9. Временное и амплитудное квантование сигналов.

3.10. Разработка алгоритма функционирования электронного гранулометра155 Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ОБЪЕКТОВ АСФАЛЬТОСМЕСИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ АБЗ.

4.1. Процессы сушки и подготовки теплоносителя.

4.2. Постановка задачи разработки модели тепловых процессов.

4.3. Математические модели процессов тепловой обработки строительных изделий и материалов.

4.4. Сушильный барабан как объект управления.

4.5. Модель теплового объекта - сушилки.

4.6. Методы автоматизации и оптимизации управления тепловой обработкой.

4.7. Системы автоматизации процессов сушки.

4.8. Системы автоматического управления процессом сушки по параметрам высушиваемого материала.

4.9. Выбор критерия оптимизации управления тепловыми процессами.

4.10. Оптимизация тепловых процессов сушильного барабана.

Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. СВЯЗНОЕ МНОГОКОМПОНЕНТНОЕ ДОЗИРОВАНИЕ СЕРОАСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ.

5.1. Связное многокомпонентное дозирование и алгоритмы управления.

5.2. Выбор критерия оценки качества управления связным дискретным дозированием.

5.3. Задача определения оптимальной последовательности дозирования и оперативной коррекции рецептуры компонентов смеси.

5.4. Задача определения оптимальной последовательности дозирования компонентов смеси.

5.5. Задача оптимального управления процессом связного дискретного дозирования.

5.6. Определение оптимального алгоритма дозирования компонентов смеси.

5.7. Взаимосвязь погрешностей связного дискретного дозирования и законов управления.

5.8. Моделирующие алгоритмы дозирования компонентов.

5.9. Программа имитации законов управления.

Выводы к главе 5.

ГЛАВА 6. ЭКСПЕТИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА СЕРОАСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ.

6.1. Испытания на лабораторном стенде и опытно-промышленная эксплуатация подсистемы управления связным дозированием.

6.2. Моделирование системы автоматической оптимизации процесса классификации.

6.3. Прибор для автоматического определение консистенции сероасфальтобетонной смеси.:.

6.4. Испытания консистометра на асфальтосмесительной установке.

6.5. Моделирование адаптивной системы регулирования температуры сушильного барабана.

6.6. Комплексная система автоматизированного управления производством сероасфальтобетона.

6.7. Экспериментальная проверка результатов.

6.8. Экспериментальной проверки качества сероасфальтобетонных смесей в реальных условиях эксплуатации дорожных объектов.

6.9. Результаты мониторинга транспортно-эксплуатационного состояния дорожных покрытий из сероасфальтобетона.

Выводы по главе 6.

Около 50% объема перевозок в настоящее время осуществляется автомобильным транспортом. Одновременно с этим снижается удельный вес перевозок железнодорожным транспортом, что говорит о высокой конкурентоспособности автомобильного транспорта.

По данным, приведённым в [57,61,136] нормативным требованиям отвечают только 37% федеральных и 41% региональных и межмуниципальных дорог.

За последнее время автомобильный парк РФ вырос на 75%, протяженность же автомобильных дорог только на 10% [136], что существенно сказалось на интенсивности движения. Одновременно эксплуатация большегрузных автомобилей увеличила осевую нагрузку. Все это определило повышение требований к транспортно-эксплуатационным характеристикам асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог, которые в основном зависят от состава и качества применяемого материала. Нарушение технологии приготовления асфальтобетонной смеси влечет за собой снижение эксплуатационных показателей дорожного покрытия.

Проект «Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2030 года» [136] и федеральная целевая программа «Развитие транспортной системы России (2010 - 2015 годы)», подпрограмма «Автомобильные дороги» в приложении 1, определяют масштабы строительства, реконструкции и ремонта отечественных автомобильных дорог [3].

В соответствии с этой программой асфальтобетон будет основным материалом покрытия автомобильных дорог. В [2] приведены данные свидетельствующие о том, что асфальтобетон - это основной материал в качестве покрытий автомобильных дорог (табл. 1).

Доля асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог

Таблица 1

Применение асфальтобетона и цементобетона в странах мира

Страна Тип покрытия (%)

Асфальтобетон Цементобетон

США 92,42 7,58

ФРГ 99,50 0,50

ЯПОНИЯ 94,80 5,20

ФИНЛЯНДИЯ 100,0

РОССИЯ 95,00 5,00

Для Российской Федерации в сравнении с другими странами характерен низкий срок службы асфальтобетонных покрытий. Так, в США срок эксплуатации асфальтобетонного покрытия - в среднем 16,8 лет, а тот же показатель в нашей стране, как правило, не больше одного сезона [5, 61,136].

В настоящее время качество производства асфальтобетонных работ и связанный с этим срок службы дорожных покрытий в России изменилось в лучшую сторону. Связано это с внедрением современных АБЗ, использовани- ем новейших асфальтоукладчиков, катков и передовых технологических приемов устройства дорожных покрытий. Применяются средства автоматизации на асфальтоукладчиках и ударно-вибрационное уплотнение смеси катками иностранных фирм Dynapac, Hamm, Bomag, Ingersoll-Rand-ABG и др.

Одновременно основной положительный эффект связан с применением качественных материалов для производства асфальтобетоннных смесей. Но пока не все в настоящее время в асфальтобетонной технологии устраивает дорожные фирмы и ведущих специалистов России. Это объясняется недостаточным внедрением новых типов асфальтобетонных смесей, разработанных с использованием инновационных технологий.

Для обеспечения нормативных скоростей и безопасности движения автомобилей, особенно на скоростных автомагистралях, необходимы высокие эксплуатационные показатели качества верхних слоев дорожных покрытий и защиты нижних слоев дорожной одежды от проникновения атмосферной влаги, что определяет в первую очередь долговечность автомобильных дорог. Поэтому необходимо использовать материалы с высокой прочностью, выдержи-* вающих повышенную интенсивность движения автотранспорта.

Основными качественными эксплуатационными показателями асфальтобетона, являются: прочность в зависимости от температуры окружающей среды, водонасыщение, трещиностойкость и сдвигоустойчивость. В летний период асфальтобетонное покрытие может разогреваться до температуры 60.70°С, снижая тем самым прочностные и деформативные параметры асфальтобетона. Действующая нагрузка от транспортных средств вызывает в дорожном покрытии пластические деформации, приводящие к образованию волн и колеи на его поверхности. Поэтому асфальтобетонные смеси должны обладать повышенной теплоустойчивостью. В зимний период, при низких температурах окружающей среды, в асфальтобетоне наблюдаются температурные деформации на поверх-" ности покрытия, приводящие к образованию трещин. Поэтому нормативными документами в зависимости от условий строительства рекомендуется применение различных материалов и конструкций дорожного покрытия на основе требований к транспортно - эксплуатационным показателям дороги.

Сказанное выше показывает, что для существенного улучшения качества строительства и эксплуатации автомобильных дорог, необходима разработка технологии изготовления новых типов асфальтобетонов. Это позволит повысить эксплуатационные показатели и срок службы дорожных покрытий.

Одним из наиболее перспективных материалов для устройства дорожных покрытий является сероасфальтобетон, в котором часть битума заменяется серой. Это объясняется рядом причин, основными из которых-являются следующие: значительный рост стоимости нефтяных битумов, необходимость экономии энергетических ресурсов и в первую очередь нефтяного сырья, уменьшение ресурсов качественных каменных материалов в ряде районов строительства, возрастание объемов производства серы из. вторичных источников сырья, что приводит к тенденции снижения её стоимости.

Однако применение этого перспективного материала требует новых подходов, как к расчёту его состава, так и к особенностям технологии фракционирования дробленого материала.

Традиционные методы подбора состава минеральной части асфальтобетонов в случае сероасфальтобетонов не оптимальны и дают неудовлетворительные результаты. При определении фракционного состава дробленого материала необходимо опираться на результаты компьютерного моделирования, исходя из оптимального заполнения материалом заданного эталонного объема.

Традиционные технологии производства асфальтобетонной смесей отражают во многом устаревшие экономические, технологические и технические подходы предыдущей фазы экономического развития дорожной отрасли. Был достигнут предел их технического совершенствования, не позволяющий кардинально изменить свойства систем, приблизить их технико-экономические показатели к новейшим, все более ужесточающимся требованиям производства.

Назрела необходимость в разработке технологии производства нового материала для верхних «защитных» слоев дорожных покрытий - сероасфаль-тобетона, объединяющей процессы подбора рецепта смеси, тепловой обработки заполнителей, классификации, дозирования и смешивания как единого технологического комплекса, включенного, в виде объекта автоматизации, в систему автоматического управления, с обратной связью, позволяющей перерасчитывать рецепт или изменять состав смеси за счет выбранных режимных параметров. Технико-экономические преимущества комплексного подхода при учете специфических технологических особенностей отдельных агрегатов, как частей системы автоматизированного формирования асфальтобетонной смеси очевидны и заключаются в значительном снижении стоимости и повышении качества её приготовления. Необходима разработка новой концепции и методологических основ синтеза систем производства и использования сероасфаль-тобетонной смеси в направлении интеграции технологии, технических средств и управления. Важнейшим в концептуальном плане становится комплексный подход к решению этой проблемы в рамках единой методологии проектирования автоматизированных систем. Прикладной интерес представляет реализация на основе предлагаемой методологии разработка процедуры подбора рецепта смеси, систем тепловой обработки заполнителей, классификации, связных систем дозирования и смешивания, и использование сероасфальтобетона для устройства покрытий автомобильных дорог.

Целью исследований является создание научно-методологических основ и практических методов построения системы автоматизации технологических процессов промышленного приготовления сероасфальтобетонных смесей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 .Перспективным направлением повышения надежности и долговечности дорожных покрытий, является разработка новых видов материалов для их устройства - сероасфальтобетонов и технологии их изготовления, позволяющих существенно повысить эксплуатационные показатели и повысить срок службы автомобильных дорог.

2. Решена актуальная научно-техническая проблема синтеза комплексной системы автоматизированного управления процессом производства серо-асфальтобетонных смесей, обеспечивающих реализацию инновационных технологий повышения качества дорожных покрытий.

3. Анализ технологии и технических средств процесса приготовления сероасфальтобетонной смеси, позволил применить научный подход и методические основы разработки моделей, критериальных функций и систем автоматизации, ориентированных на оптимизацию всех технологических переделов процесса производства сероасфальтобетонных смесей.

4. Разработаны принципы формирования структур композиционных материалов матричного типа на основе вероятностно-геометрической концепции методом случайных упаковок, сформулированы требования к особенностям компьютерного моделирования таких структур и разработана математическая модель формирования структуры сероасфальтобетона.

5. На основе предложенной математические модели сушильного барабана разработана структурно и функционально адаптированная к условиям технологического процесса система оптимального управления тепловыми процессами сушки минеральных составляющих смеси, позволяющая обеспечить снижение энергоемкости производства сероасфальтобетонных смесей.

6. Разработана оптимальная по критерию эффективности технологическая схема и экстремальная система автоматического управления процессом классификации, обеспечивающая максимальную производительность и энергетическую эффективность непрерывного процесса получения фракционированного состава минеральных компонентов сероасфальтобетонной смеси.

7. Исследование циклических дозаторов, применяемых на смесительных установках периодического действия для дозирования минеральных компонентов сероасфальтобетонной смеси, показало, что даже при высокой точности отдельно взятых элементов системы дозирования, такие системы в динамическом режиме взвешивания обладают погрешностями дозирования, в ряде случаев превосходящими нормативные показатели.

8. Разработана математическая модель и закон управления процессом связного дискретного многокомпонентного дозирования, с. учетом технологических ограничений на величину результирующей массы смеси, позволяющий прогнозировать ее величину в зависимости от допустимых погрешностей дозирования компонентов;

9. Определена оптимальная очередность дозирования компонентов, по критерию минимума суммарной дисперсии погрешностей связного дозирования компонентов смеси, в соответствии с которой, компоненты смеси должны дозироваться в порядке убывания дисперсий их погрешностей.

10. Разработана микропроцессорная система управления технологическим процессом связного дискретного дозирования компонентов сероасфальтобетонной смеси, которая вырабатывает в каждом цикле дозирования отдельных компонент соответствующие корректирующие воздействия по уменьшению погрешностей процентных содержаний компонентов в результирующей массе смеси.

11. За счет внедрения комплексной систем автоматизированного управления на асфальтобетонных заводах достигнуто повышение качества промышленного производства сероасфальтобетонной смеси. Результаты экспериментальных исследований, полученные в ходе опытно-промышленной эксплуатации, показали, что внедрение разработанной системы управления снижает коэффициент межпорционной вариации физико-механических показателей на 9. 10%, что приводит к увеличению однородности сероасфальтобетона и снижению на 5 % нормативного расхода серобитумного вяжущего на приготовление сероасфальтобетонной смеси.

13. Результаты обследования экспериментальных участков свидетельствуют о повышенная стойкость к колееобразованию дорожных покрытий из сероасфальтобетона.

14. Экспериментальные исследования подтвердили результаты, полученные теоретическим путем.

1. Абуталиев Ф.Б. Об одном методе, повышающем качество дозирования многокомпонентных смесей / Ф. Б. Абуталиев, Р. Г. Барский, В. В.Ермаков. Ташкент: Изд. Академии Наук Узб. СССР. 1985. С.53-57.

2. Автоматизация процессов дозирования в металлургии. Под ред. М. А. Шиловича. М.: Металлургия, 1977, 401 с.

3. Автоматизация технологических процессов непрерывного транспортирования строительных сыпучих материалов. М.: Строительство, 2000. - 211 с.

4. Автомобильные дороги. СНиП 3.06.03-85.

5. Агалецкий П. Н. Динамические измерения механических величин / П. Н. Агалецкий // Метрология и измерительная техника". Т.2, ВИНИТИ, М., 1972. С. 16-17.

6. Агрба Н. 3. Система автоматизированного связного управления дозированием бетонной смеси / Н. 3. Агрба. М.: МАДИ. 1990. - 20 с.

7. Александров А.Е. Автоматизированное управление составом асфальтобетона / А. Е. Александров // Строительные материалы», № 11, 1999.

8. Александров А.Е. Автоматизированная система управления составом асфальтобетона / А. Е. Александров, С. А. Ахрименко С.А. // Изд. Инженерной Академии РФ. Брянск, 1999.

9. Александров А.Е., Суворов Д.Н. Математическая модель формирования прочности асфальтобетона как объекта экстремального управления / А. Е. Александров, Д. Н. Суворов. М.: Труды МАДИ, 1999.

10. Александровская Л. Н, Теоретические основы испытаний и экспериментальная отработка сложных технических систем / Л. Н., Александровская, В. И. Круглов, А. Г. Кузнецов М.: Логос, 2003. С. 736.

11. АСУ процессами дозирования / A.A. Денисов и др.- М.: Машиностроение, 1985.-23 с.

12. Асфальтобетонные и цементобетонные заводы: Справочник / В.И. Колы-шев, П. П. Костин. М.: Машиностроение, 1982. - 352 с.

13. Афанасьева О. В. Теория и практика моделирования сложных систем / О. В.фанасьева, Е. С. Голик, Д. А Первухин. СПб : СЗГЗТУ, 2005. - стр. 132.

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

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

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

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

18. 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.

19. Барский Р. Г. Автоматизация технологических процессов приготовления бетона / Р. Г. Барский, Ш.В. Битеев. Алматы: Гылым, 1991. С.136.

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

21. Бау М.М. Весовые автоматические дозаторы непрерывного действия / М. М. Бау. М.: ЦНИИТИ Строймаш, 1977. 48 с.

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

23. Беляев И. М. Методы теории теплопередачи / Н. М. Беляев, А. А. Рядно Части 1,2.- М.: Высшая школа, 1982. 328, 304 с.

24. Бесекерский В. А. Микропроцессорные системы автоматического управления / В. А. Бесекерский,- М.: Высшая школа 1982. 384 с.

25. Бесекерский. В. А. Системы автоматического управления. М.: Машиностроение/ В. А. Бесекерский. 1988. - 366 с.

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

27. Богданов A.A. Управление технологическими процессами дозированиякомпонентов бетонной смеси / А. А. Богданов. Диссертация. М. 1972.

28. Борисов В. А. Технологическая точность асфальтобетонных заводов: В.А.Борисов. Изд-во Саратов, ун-та, 1975. -160 с.

29. Бочаров В. С. Экспресс-контроль качества в дорожном строительстве.- / В. С. Бочаров. Орел : Машиностроение-1, 2003. С. 297.

30. Бунькин И. Ф. Иерархия задач автоматизации производства асфальтобетонной смеси / И. Ф. Бунькин, В. А. Воробьев В. А. //Известия вузов. Строительство, 2001. №7. С.51-56.

31. Бунькин И.Ф., Воробьев В.А. Моделирование и оптимизация управления составом асфальтобетонных смесей / И. Ф. Бунькин, В. А. Воробьев В. А. -М.: Российская инженерная академия, 2001. 328 с.

32. Вальков В.М. Микроэлектронные вычислительные комплексы / В. М. Вальков. Л: Машиностроение, 1990. -224 с.

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

34. Васильев Ю. Э. Регулярные межлабораторные испытания / Ю. Э. Васильев,

35. B. Л. Шляфер, П. В. Козик и др. / Наука и техника в дорожной отрасли. № 2, 2006.-С. 41-43.

36. Васильев Ю. Э. Механохимическая активация битума / Ю. Э. Васильев, В. М. Юмашев, И. В.Субботин // Промышленное и гражданское строительство. 2010, № 2. С.38-39.

37. Васильев Ю.Э. Применение распределителей литых асфальтобетонных смесей / Ю.Э.Васильев // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. 2010, № 4 (20). С. 88 - 92.

38. Васильев Ю.Э. Оценка свойств дорожно-строительных материалов на этапе автоматизированных испытаний / Ю.Э. Васильев // Строительные материалы // 2010, №5.-С. 25 -28.

39. Васильев Ю. Э. Методика измерений характеристик дорожно-строительных материалов, аттестация, градуировка, поверка / Ю. Э. Васильев, И. Б. Челпа-нов, С. И. Возный, Б. А. Мырзахметов // Строительные материалы 2010, № 5.1. C. 92-95.

40. Васильев Ю. Э. Метод оценки степени уплотнения асфальтобетона / П.Б.

41. Рапопорт, Н. В. Рапопорт, Ю. Э.Васильев и др. // Строительные материалы, 2010,№5 .-С. 17-18.

42. Васильев Ю.Э. Литой асфальтобетон для конструкций дорожной одежды мостового полотна / Ю.Э. Васильев // Строительные материалы, 2010, № 10. -С. 49-51.

43. Васильев Ю.Э., Автоматизация технологической подготовки и сквозного производства материалов в системе ремонта улично-дорожной сети / Ю. Э. Васильев // Автоматизация и современные технологии. № 2, 2011. С. 24-26.

44. Васильев Ю.Э. Техническое регулирование в дорожном хозяйстве / Ю. Э. Васильев, Ю. В. Борисов, Н. Е. Кокодеева, С. В. Карпеев // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) 3(26), М., 2011. - С. 14 - 19.

45. Васильев Ю.Э. Научные основы технической диагностики цементобетонных заводов / Ю. Э. Васильев, М. Н. Алехина // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) 4 (27), 2011.-С. 43-44.

46. Васильев Ю.Э. Стандартизация испытаний материалов и изделий в дорожном хозяйстве / Челпанов И.Б., Васильев Ю.Э., Аржанухина С.П., Каменев В.В. // Промышленное и гражданское строительство 2011, № 4. С. 64 - 67.

47. Васильев Ю.Э. Статистические методы организации контроля качества при производстве дорожно-строительных материалов / Ю. Э. Васильев, В. В. Каменев, В. Л. Шляфер, А. В. Кочетков // Качество. Инновации. Образование. -№5, 2011.-С. 28-31.

48. Васильев Ю. Э. Принципы связного дозирования компонентов бетонной смеси / Ю.Э.Васильев, О.О.Иваев, Е.И.Бокарев, В.Л.Шляфер // Приволжский научный журнал. Н.Новгород. 2011. № 5. С. 25-26.

49. Васильев Ю. Э. Связное циклическое дозирование компонентов при ограничениях на результирующую массу смеси / Ю. Э. Васильев, О. О. Иваев, Е. И. Бокарев, В. JL Шляфер // Приволжский научный журнал. Н.Новгород.2011. №5.-С. 31-35.

50. Васильев Ю. Э. Автоматизация и управление подвижностью цементобетонных смесей при их дискретном производстве / Ю. Э. Васильев, И. Б. Челпанов, С. П. Аржанухина, В. В. Каменев // Строительные материалы. №5, 2011.-С. 34-36.

51. Васильев Ю.Э. Сероасфальтобетонные смеси / М. Н. Алехина, Ю. Э. Васильев, Н. В. Мотин, И. Ю. Сарычев // Строительные материалы № 10, 2011. -С.12- 13.

52. Васильев Ю.Э. Управление процессами грохочения сыпучих компонентов асфальтобетонной смеси / Ю.Э. Васильев, A.B. Либенко, М.Н. Алехина, Н.В. Мотин // Строительные материалы, 2011, № 11. С. 15-17.

53. Васильев Ю.Э. Автоматизация подбора минеральной части сероасфальто-бетонных смесей на основе компьютерного моделирования / Ю.Э.Васильев, М.Н. Алехина // Промышленное и гражданское строительство. № 11, 2011. -С. 118-121.

54. Васильев Ю. Э. Автоматизация и управление результатами межлабораторных сравнительных испытаний прочности цементобетона / Ю. Э. Васильев // Качество. Инновации. Образование. № 10, 2011. - С. 57-60.

55. Васильев Ю. Э. Гармонизация нормативно-методического обеспечения СРО и систем добровольной сертификации / Ю. Э. Васильев // Стандарты икачество. 2012, № 2. С. 40

56. Васильев Ю.Э. К вопросу обеспечения качества дорожных покрытий / Васильев Ю.Э., Приходько В.М.// Строительные материалы 2011, № 10. С. 45

57. Васильев Ю.Э. Автомобильно-дорожный сканер «АДС-МАДИ» / Ю. Э. Васильев, А. Б. Беляков // Наука и техника в дорожной отрасли. 2008. № 2. С. 10-11.

58. Васильев Ю.Э. Будущее диагностики за передвижными лабораториями / Ю. Э. Васильев, А. Б. Беляков // Наука и техника в дорожной отрасли. 2008. № 1. - С. 3 - 7.

59. Васильев Ю. Э. Автоматизированные технологии в приготовлении бетонной смеси / A.B. Илюхин, В.И. Марсов, Ю.Э. Васильев М.: МАДИ. 2012. -120 с.

60. Васильев Ю.Э. Научные основы технического регулирования дорожного хозяйства. Науч. изд. / Н. Е. Кокодеева, В.В. Столяров, Ю. Э. Васильев. Саратов. Изд-во Сарат. гос. техн. ун-та. 2011. - 240 с.

61. Вентцель Е.С. Теория вероятностей / Е. С. Венцель. М.: Наука, 1969. С.576

62. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология / Е. С. Венцель. М.: Наука, 1980. 208 с

63. Венцель Е. С. и Теория случайных процессов и ее инженерные приложения / Е. С. Венцель, О JI. Овчаров. М.: КНОРУС, 2011. - стр. 448.

64. Волчков С. А. Мировые стандарты управления промышленным предприятием в информационных системах (ERP системах) / С. А. Волчков // Организатор производства. 1999 г. №1. С.43.

65. Воробьев В. А., Илюхин А. В. и Марсов В. И. Теория, логическое проектирование, измерение, контроль и диагностика в системах автоматического управления / В. А. Воробьев, А. В. Илюхин, В. И Марсов. М.: РИА, 2009. - С. 790.

66. Воробьев В.А. Автоматизация технологического процесса приготовления асфальтобетонных смесей / В. А. Воробьев, А. А. Кальгин // Изв. ВУЗов «Строительство», 2001, №3, с.32-34

67. Воробьев В.А. Непрерывное дозирование сыпучих компонентов строительных смесей / В. А. Воробьев, А. В. Либенко, А. Р. Махер // Сб. науч. тр. Секции «Строительство» РИА. Вып. 7, 2006, с. 184-186.

68. Воробьев В.А., А.В.Либенко. Автоматизация процесса производства фракционированного щебня на смесительных установках непрерывного действия / В. А. Воробьев, А. В. Либенко // Изв. вузов «Строительство», № 1, Новосибирск, 2007/ С .61-64.

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

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

71. Воробьев В.А. Непрерывное измерение массы в линиях транспортирования сыпучих материалов / В. А. Воробьев, Е. В.Марсова // Известия ВУЗов «Строительство», 2000, с. 120-123

72. Воробьев В. А. Новое поколение дозирующих устройств непрерывного действия. / В. А.Воробьев, Е. В. Марсова // Строительство № 1. Новосибирск, 1999. 148 с.

73. Воробьев В. А. Автоматизация технологических процессов производства асфальтобетонных смесей / В. А. Воробьев, А. А. Кальгин, Е. В.Марсова // Изд-во секции «Строительство» Р.И.А., М.,2000. С. 45-47,197 с.

74. Воробьев В. А. Тенденции и перспективы автоматизации производства асфальтобетона / В. А. Воробьев, Д. Н.Суворов, А. И. Доценко // Известия вузов. Строительство» № 8, 2005

75. Воронов А. А. Основы теории автоматического управления. М.: «Энергия», 1985, с.497.

76. Воронов А .А. Основы теории автоматического управления/ В. А. Воронов. М.: Наука, 1988. 448 с.

77. Воронов H.A. Автоматизация тепловых процессов обработки бетона. Киев: Будевильник, 1975. -176 с.

78. Вотлохин Б.З. Приборы для измерения сыпучих материалов / Б.З. Вотло-хин. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1979. -47 с.

79. Герасимов А. Н. Линейные системы автоматического управления: учеб. пособие / А.Н.Герасимов, Н. Н., Григорьева, И.О. Жаринов. СПб.: ГУАП, 2009. С. 232.

80. Глухов В.Н. Автоматическое регулирование процессов термообработки и сушки строительных изделий / В. Н. Глухов. Л.: Стройиздат, 1982. -88 с.

81. Гонтарь А. А. Моделирование связных технологических процессов строительного производства / А. А. Гонтарь, А. Ф. Тихонов // Сб. науч. тр. «Автоматизация технологических процессов в строительстве». М.: МАДИ, 1999. С. 54-57.

82. Гордон А.Э. Микропроцессорные системы автоматизации управления бе-тоносмесительных заводов ЖБИ / А. Э. Гордон -М.: ВНИИЭСМ. 1986. -12 с.

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

84. Горенко И.Г. Двухуровневое управление процессами приготовления смеси в производстве строительных материалов / И. Г. Горенко. М: 1998. - 19 с.

85. Государственный доклад по безопасности дорожного движения. Москва, 2001. Ьир://\у\у\у, gibdd.ru/index2. php?id= 178

86. Гросман Н.Ч. Автоматизированные системы взвешивания и дозирования / Н. Ч. Гросман, Г. Д. Шныров. М.: Машиностроение, 1988, 292 с.

87. Давыдов В.Н. Изготовление изделий из асфальтобетонных смесей / В. Н. Давыдов. -М.: Издательство АСВ, 2003, 295 с.

88. Датчик контроля гранулометрического состава продуктов дробления конусных и молотковых дробилок. «Отчет от НИР ВНИИнеруд», Тольятти, 1972, с. 21.

89. Дорф Р. К. Современные системы управления / Р. К. Дорф, Р. X. Бишоп. -М. : Лаборатория базовых знаний, 2004. С. 832.

90. Доценко А. И. Комплексная автоматизация производства асфальтобетонной смеси с учетом влияния факторов ее транспортировки, укладки и уплотнения / А. И. Доценко. -М.: Дис. д-ра техн. наук: 15.13.06, 2005.

91. Доценко А.И. Комплексная система управления производством асфальтобетона / А. И. Доценко // Строительные материалы» №3, 2005.

92. Доценко А.И. Моделирование гранулометрии для системы автоматизированного управления производства асфальтобетона/ А. И. Доценко. Строительные материалы» № 9, 2005.

93. Доценко А.И. Основные принципы комплексного управления производства асфальтобетона / А. И. Доценко // Известия вузов. Строительство» №7, 2005

94. Елисеев В. Комплекс технических средств для автоматизации процессов взвешивания и дозирования / В. Елисеев // Современные технологии автоматизации, 1999. №1. с.36-38.

95. Джонс М. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных / М. Джонс, Ф. Лион Ф. М.: Мир, 1980.- 610с

96. Известия вузов. Строительство и архитектура. 1983. №9.

97. Завьялов В. А. О критерии энергетической эффективности одного класса управляемых систем / В. А. Завьялов, С. М. Пушкарев // Известия вузов. Энергетика. 1982.,-№6.

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

99. Интерстроймех-2005» : Тезисы докладов международной научно-технической конференции. Тюмень, 2005, с.33-37.

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

101. ЮЗ.Кальгин A.A. Математическая модель теплопереноса в системах транспортирования битума при приготовлении асфальтобетонной смеси / А. А. Кальгин // Бетон и железобетон, 2001, №4. С. 24-26.

102. Кальгин А. А. Автоматизация асфальтосмесительных установок непрерывного действия / А. А. Кальгин, A.A. Гонтарь // Тез. докл. международной научно-технической конференции «Итоги строительной науки», Владимир, 2000, 3 с.

103. Юб.Карпин Е. Б. Средства автоматизации для измерения и дозирования масс / Е. Б. Карпин. М.: Машиностроение, 1979, 411 с.

104. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел / Г. Карслоу, Д. Егер. -М. : Наука, 1964. 487 с.

105. Клушанцев Б. В. Асфальтобетонные и цементобетонные заводы: Справочник / Б. В. Клушанцев. М.: «Машиностроение», 1982, 352 с.

106. Кокодеева Н. Е. Техническое регулирование в дорожном хозяйстве / Н. Е. Кокодеева Н. Е., В. В. Столяров, Ю. Э. Васильев. Саратов: Издательство СГТУ, 2011 - стр. 232.

107. ПО.Колбасин A.M. Оптимизация состава многокомпонентной смеси при детерминированных ограничениях / А. М. Колбасин, А.В.Либенко // Новые технологии в автоматизации управления. Сб. науч. тр. М. МАДИ. 2006, с. 69-72.

108. Колбасин A.M. Принципы связного дозирования многокомпонентных смесей / А. М. Колбасин, А. В.Либенко // Новые технологии в автоматизации управления. Сб. науч. тр. М. МАДИ. 2006, с. 73-75.

109. Котлярский Э. В. Строительно-технические свойства дорожного асфальтового бетона / Э. В. Котлярский. М.: МАДИ, 2004, с. 194. ПЗ.КуропаткинП. В. Оптимальные и адаптивные системы / П. В. Куропат-кин. - М.: Высшая школа, 1980. -288 с.

110. Ларкин И.Ю. Математическая модель смешивания сыпучих составляющих строительных смесей / И. Ю. Ларкин, А. Ф. Тихонов, В. И. Марсов // Механизация и автоматизация строительства и строительной индустрии. Сб. науч. тр. М. МГСУ. 2004, с. 96-99.

111. Лермит Р. Проблемы технологии бетона / Р. Лермит, ред. Десов А. Е./ пе-рев. Контовт В. И. М: Издательство ЛКИ, 2008. - Классика инженерной мысли: строительство : стр. 296. Изд. 3-е.

112. Ли Э. Б. Основы теории оптимального управления / Э. Б. Ли, Л. Маркус. -М.: Наука, 1972. 576 с.

113. Либенко А. В. Компенсация погрешностей при связном управлении многокомпонентным дозированием / А. В. Либенко, А.Р. Махер // Иновационные технологии на транспорте и в промышленности. Сб. науч. тр. М. МАДИ. 2007, с. 117-120.

114. Либенко А. В. Автоматическое регулирования однородности дозируемых компонентов бетонной смеси / А. В. Либенко, И.Ю.Ларкин. Сб. науч. тр. Секции «Строительство» РИА. Вып. 1, 2005, с. 151-156.

115. Либенко А. В. Системы автоматизации смесительных установок непрерывного действия / А. В. Либенко, М. Ш. Минцаев, О. П. Лобов // «Интегрированные технологии автоматизированного управления». Сб. науч. тр. М.: МАДИ, 2005, с. 105-109.

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

117. Лыков А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1968. - 472 с.

118. Лыков А. В. Тепломассообмен / А. В. Лыков. Справочник. М.: Энергия, 1972.- 560 с.

119. Лыков А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. М., 1979, 495 с.17!.

120. Марсов В. И. Автоматическое управление технологическими процессами на предприятиях строительной индустрии / В. И. Марсов, В. А. Славуцкий. -Л.: Стройиздат», 1975,287 с.

121. Марсова Е. В. Замкнутые системы измерений дозаторов-интеграторов расхода / Е. В. Марсова. Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды». Тез. докл. 57-ой научно-технической конференции. Самара, 2000, 6 с.

122. Марсова Е. В. Модель дозаторов непрерывного действия с разомкнутыми системами измерения расхода / Е. В. Марсова // Сб.науч.тр. «Автоматизация инженерно-строительных технологий, машин и оборудования» / -М.: МГСУ,

123. Марсова Е. В. Новое поколение дозирующих устройств непрерывного действия / Е. В. Марсова // Изв. ВУЗов «Строительство», 1999, №1, с. 129-131

124. Марсова Е. В. Регулирование расхода при транспортировании сыпучих материалов / Е. В. Марсова // Сб.науч.тр. «Электронные системы автоматического управления на транспорте и в строительстве» / -М.: МАДИ, 1999, с. 5255

125. Марсов В. И.Электронные системы управления и контроля строительных и дорожных машин / В. И. Марсов, В. М. Амелин, Б. И.Петленко и др. М., ИНТЭКСТ, 1998.

126. Марсова Е.В., Особенности проектирования дозаторов-интеграторов расхода непрерывного действия / Е. В. Марсова, С. Е.Солодников, М. Н. Кузнецов // Сб.науч.тр. «Автоматизация технологических процессов в строительстве» / -М.: МАДИ, 2000, с. 17-20

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

128. Методические рекомендации по укладке и уплотнению асфальтобетонных смесей различного типа при использовании высокопроизводительных асфальтоукладчиков и катков / Минтрансстрой. СоюзДорНИИ,- М: 1984.- 13 с.

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

130. Михайлович B.C., Кукса К.И. Методы последовательной оптимизации / В. С. Михайлович, К. И. Кукса. -М.: Наука, 1983, -207 с.

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

132. Моисеев Н. Н. Элементы теории оптимальных систем / Н. Н. Моисеев. -М.: Наука, 1975. 528 с.

133. Национальная программа модернизации и развития автомобильных дорог Российской Федерации до 2025 года. Министерство транспорта и связи Российской Федерации. http://www.rosav 1 odor.ru/doc/nacprogr/ programma2 Q25.zip

134. Несветаев Г. В. Бетоны: учебно-справочное пособие / Г. В. Несветаев.-Ростов н/Д : Феникс, 2011. стр. 381.

135. Новиков А. Н. Асфальтосмесительные установки / А. Н. Новиков. М.: Высш. шк., 1987.-207 с.

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

137. Ноглин И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энерго-атомиздат. 1991. - 304с

138. Оделевский В. И. Расчет обобщенной проводимости гетерогенных систем / В. И. Одолевский//ЖТФ. 1951. Т.21. №6. С. 667.685.

139. Отраслевые дорожные нормы ОДМ 218.0.006.-2002 Росавтодор.: М., 2002.

140. Перекович Н. С. Исследование операций: задачи, принципы, методология / Н. С. Перекович. М.: Наука, 1980. 208 с

141. Первозванский А. А. Математические модели в управлении производством / А. А. Первозванский. М.: Наука, 1975. 616 с.

142. Перегудов В. В. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей / В. В. Перегудов, М. И. Роговой. М.: Стройиздат, 1983. 416 с.

143. Пермяков В. Б. Обоснование величины контактных давлений для уплотнения асфальтобетонных смесей / В. Б. Пермяков, А. В. Захаренко // Строительные и дорожные машины, 1989. С. 5.

144. Печеный Б. Г. Битумы и битумные композиции / Б. Г. Печеный. М,: Химия, 1990. 257с.

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

146. Пономарева А. А. Исследование и разработка автоматизированной системы управления связным многокомпонентным дозированием в производстве керамических масс / А. А. Пономарева. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. Калинин, 1981. 187 с.

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

148. Попов Е. П. Теория линейных САР и управления / Е. П. Попов. М.: «Наука», 1989, 301 с.

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

150. Прозрачное эффективное предприятие реального времени / А. Вайнберг, В. Березка МО "СОЛЕВ",Армии Роэрль (Armin Roehrl), Стефан Шмидл (Stefan Schmiedl) Approximity Gmbh,В. Ленынин, В.Куминов - ЗАО "РТСофт". Мир компьютерной автоматизации, №1, 2002.

151. Пугачев В. С. Основы статистической теории автоматических систем. B.C. Пугачев, И.Е. Казаков, Л.Г. Евланов. М.: Машиностроение, 1974. 400 с.

152. Римкевич С. В. Моделирование структуры распределенной системы управления производством асфальтобетон / С. В. Римкевич. «Телекоммуникационные технологии в промышленности и образовании», Сборник научных трудов. МАДИ-ГТУ, М.: 2003. с. 39-44

153. Римкевич С. В. Концепция распределенной системы управления асфальтобетонным заводом / С. В. Римкевич, Д. Н. Суворов. «Теория и практика организации информационных технологий», Сборник научных трудов МАДИ-ГТУ, М: 2004. с, 151-158

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

155. Руденская И. М. Органические вяжущие для дорожного строительства И. М. Руденская, А. В.Руденский. М.; Транспорт, 1984. 226 с.

156. Рульнов А. А. Автоматизация процессов транспортирования тонкодисперсных строительных материалов / А. А. Рульнов, Е. В.Марсова // Строительные материалы XXI века, №5, 2000, с. 4-6

157. Рульнов А. А. Непрерывно циклическое дозирование сыпучих материалов / А. А. Рульнов, Е. В. Марсова // Строительные материалы и технологии XXI века, №4, 2000, с. 28-29.

158. Рульнов А. А. Непрерывно-циклическое дозирование сыпучих материалов / А. А. Рульнов, Е. В. Марсова // // Строительные материалы и технологии XXI века, №4, 2000, с. 28-29

159. Рульнов А. А. Непрерывное транспортирование сыпучих материалов / А. А. Рульнов, Е. В. Марсова // // Тез. докл. международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях», -С.-Петербург, 2000, Зс.

160. Руппель А. А. Анализ и синтез систем автоматизации технологических процессов / А. А. Руппель. Омск: СибАДИ, 2006. - стр. 87.

161. Рыбьев H.A. Строительные материалы на основе вяжущих веществ / И. А. Рыбьев. М.: Высшая школа, 1978.- 309 с.

162. Сангалов Ю. А. Элементная сера. Состояние проблемы и направления развития / Ю. А.Сангалов, С. Г.Карчевский, Р. Г. Теляшев. Уфа: Издательство ГУП ИНХП РБ, 2010. 136 с.

163. Сафронов В. Д. Автоматизация технологических процессов циклического дозирования компонентов асфальтобетонной смеси в комбинированном режиме грубого взвешивания и досыпки / В. Д. Сафронов. 2005 : Дис. канд. техн. наук: 05.13.06.

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

165. Советов Б. Я. Теоретические основы автоматизированного управления / Б.

166. Я. Советов, В. В. Цехановский, В. Д. Чертовский. М. : Высшая школа, 2006. -стр.463.

167. Соколов Ю. В. Проектирование состава дорожных асфальтобетонов / Ю. В. Соколов. Омск : СибАДИ, 1979, 96 с.

168. Солодовников В. В. Статистическая динамика линейных систем автоматического управления / В. В. Солодовников. -М.: Физматгиз,1960. -556 с.

169. Суворов Д. Н. Компьютерное моделирование в исследованиях и проектировании свойств асфальтобетона / Д. Н. Суворов // Сб. науч. тр. «Автоматизация технологических процессов в строительстве» М.: МАДИ, 1999, с.86-90

170. Табак А. Оптимальное управление и математическое программирование / А. Табак, Б. Куо. М.: Наука, 1975. - 280 с.

171. Теория автоматического регулирования. Под ред. В. В. Солодовникова. Кн. 1, 2, 3, 4. -М.: Машиностроение, 1967. 768 с.

172. Технологическое обеспечение качества строительства асфальтобетонных покрытий: Метод. Рекомендации Омск: Изд-во СибАДИ, 1999. 240 с.

173. Технологическое обеспечение качества строительства асфальтобетонных покрытий. Омск: Омский дом печати, 2004.

174. Технологическое оборудование асфальтобетонных заводов / В. А. Тимофеев, А.А. Васильев, И.А. Васильев, В.А. Декань. М.: Стройиздат, 1981.278 с.

175. Указания по оценке прочности и расчету усиления нежестких дорожных одежд. ВСН 52-89. Москва, 1989

176. Уокенбах Д. Microsoft Office Excel 2007: M.: Диалектика, 2008. - стр. 928.

177. Фейгин JI. А. Дробильно-сортировочные и транспортирующие машины / J1. А. Фейнгин. М.: «Высшая школа», 1977, с. 236.

178. Фельдбаум А. А. Методы теории автоматического управления / А.А. Фельдбаум, А.Г.Бутковский. М.: Наука, 1981, 744 с.

179. Фихтенгольц Г. М. Курс дифференциального и интегрального исчисления /Г. М. Фихтенгольц. Оборонгиз. 1957. 539 с.

180. Флеминг У. Оптимальное управление детерминированными и стохастическими системами / У. Флеминг, Р. Ришел. М.: Мир, 1978. -320 с.

181. Хрущева И. В. Основы математической статистики и теории случайныхпроцессов / И. В. Хрущева, В. И.Щербаков, Д. С. Леванова. СПб-М-Краснодар : Лань, 2009. - стр. 336.

182. Цирлин А. М. Оптимальное управление технологическими процессами / А. М. Цирлин. М.: «Энергоатомиздат», 1986, 396 с.

183. Шикин Е. В. Математические методы и модели в управлении / Е. В. Ши-кин, А. Г. Чхартишвили. М. : Дело, 2004. - С. 440.

184. Чеховский Ю. В. Понижение проницаемости бетона / Ю. В. Чеховский. -М.: Энергия. 1968.- 131 с.

185. Янушевский Р. Т. Теория линейных оптимальных многосвязных систем управления / Р. Т. Янушевский. М.: Наука, 1972. - 464 с.

186. Патент на изобретение 2104980, 6С04В26/26, С04В111:20, Е01С19/10. Способ приготовления асфальтобетонной смеси 20.02.1998.

187. Патент на изобретение 2197445, С04В26/26. Способ приготовления литой асфальтобетонной смеси 27.01.2003.

188. Патент на изобретение 2212487. Е01С7/35, Е01С23/06, E04G23/00, С04В28/36. Способ ремонта бетонных и железобетонных покрытий и конструкций 20.09.2003.

189. Патент на изобретение 2223991, C08L95/00, С04В26/26. Способ получения сероасфальтобетона 02.20.2004.

190. Патент на изобретение 2223992, C08L95/00, С08КЗ/06. Способ получения серобитума 20.02.2004.

191. Патент на изобретение 2372442, Е01С23/00, G01B5/28, G01C7/04 Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети посредством передвижной дорожной лаборатории 10.11.2009.

192. Патент на изобретение 2373324, Е01С23/07 G01B5/28, G01C7/04. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети посредством передвижной дорожной лаборатории 20.11.2009.

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

194. Bikerman J.J. The fundamentals of taching adhesion (47-1) Jomal of Colloidal Scionce Vol. 2. 1947.-p. 183

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

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

197. F35 Evaluation BoardStarting Guide: http://www.falcom.de/119. f35xxl hardware description: http://www.falcom.de/

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

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

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

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

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

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

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

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

206. LCPC-SETRA. Cataloque des degradations de chausses. Minister de I'equipement, 1992

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

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

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

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

211. Mossing Edgar W. Vibrations Verdichtung von bituminösen Decken und Belagen "Baurndustrae", 1976, 20, N 9. p. 8-11

212. Note technique complémentaire au guide pour le contrôle du compactage des couches de chaussees. S.E.T.R.A., LCPC, 1998

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

214. УТВЕРЖДАЮ» ль н biii директор х1АО «Союз-Лес»илейкин В.В. 2012 г.о внедрении результатов диссертационной работы Васильева Ю.Э.

215. Методологические основы автоматизации процессов промышленного производства сероасфальтобетонных смесей с оптимизацией компонентов минеральной части по гранулометрическому составу»

216. Технологическая схема и система автоматизированного управления процессом грохочения обеспечила увеличение производительности разделения минеральных компонентов по фракциям.

217. Результаты мониторинга за транспортно-эксплуатационным состоянием экспериментальных участков свидетельствует о повышенной стойкости к колееобразованию дорожных покрытий из 1 обетона, что взначительной степени обеспечивает срок их служ(

218. Главный инженер ЗАО «Союз-Лес»1. Сарычев И.Ю.

219. А Общество с Ограниченной Ответственностью1. ЛромСпецМаш»

220. Юр.адрес: 39002б,г.Рязань.ул.Татарская .д-56А.стр1.

221. Тел., факс 8-4912-984967 Email :tsmr05@yandex.ru

222. ИНН 6234030308КПП623401001ОГРН10662340376931. Исх. № «2Ь> 02- 2012г.1. СПРАВКА

223. И7420. г. Москва, ул. Наметкина, л 8 Тел.(499) 120-93-33

224. Адрес для корреспонденции 123458, г. Москва, Проезд 607, д 12, корп 2

225. УТВЕРЖДАЮ» ^гаьный директор нстромсервис»катулов П.М. Í2¿ 2012 г.

226. Главный инженер ООО «Транстромсервис»1. Захарьянов А.И.