автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Разработка технологических режимов и системы автоматического управления процессом сушки паркетной фризы

кандидата технических наук
Глухов, Дмитрий Александрович
город
Воронеж
год
2005
специальность ВАК РФ
05.21.05
цена
450 рублей
Диссертация по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева на тему «Разработка технологических режимов и системы автоматического управления процессом сушки паркетной фризы»

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологических режимов и системы автоматического управления процессом сушки паркетной фризы"

ГЛУХОВ Дмитрий Александрович d

-z JsCCU'

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ ПАРКЕТНОЙ ФРИЗЫ

05.21.05 - Древесиноведение, технология и оборудование

деревообработки

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2005

\

ГЛУХОВ Дмитрий Александрович

1 ]^сси/

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ ПАРКЕТНОЙ ФРИЗЫ

05.21.05 - Древесиноведение, технология и оборудование

деревообработки

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2005 . «** *

Работа выполнена в Воронежской государственной лесотехнической академии

Научный руководитель: доктор технических наук,

заслуженный деятель науки и техники РФ, профессор Петровский Владислав Сергеевич

Научный консультант: доктор технических наук

Данилов Александр Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Филонов Александр Андреевич

доктор технических наук, профессор

Бурковский Виктор Леонидович

Ведущая организация: Воронежский государственный

архитектурно-строительный университет

Защита диссертации состоится 17 февраля 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.034.02 в Воронежской государственной лесотехнической академии (394613 г.Воронеж, у л Тимирязева 8, зал заседания ауд.118).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ВГЛТА.

Автореферат разослан 09 января 2006 г.

Учёный секретарь ^ __„

диссертационного сВВШ--КурьяновВ.К.

ТТОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

библиотека I

'Тяг' з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Лесопромышленный комплекс в современных условиях рыночной экономики требует улучшения организации производства, повышения производительности и эффективности использования сырья, применения ресурсосберегающих технологий, снижения энергозатрат, улучшения качества продукции.

Достижение этой цели возможно за счёт эффективной автоматизации и оптимизации технологических процессов с использованием современных методов регулирования и управления на основе высоких компьютерных технологий. При этом компьютерное автоматическое управление направлено на интенсификацию и повышение экономических показателей соответствующих производств. Основой для разработки систем автоматического управления (САУ) является получение адекватных математических моделей технологических процессов, алгоритмов и программ оптимального управления производством.

Эффективное решение этих задач возможно лишь на основе научных исследований и расчётов в области оптимизации технологических процессов и автоматизации управления.

Сушка паркетной фризы является наиболее длительной и энергозатратной операцией в процессе в производства паркета. Повышение её эффективности возможно за счёт сокращения расхода энергии на сушку и снижения величины потерь древесины из-за наличия дефектов в высушиваемом материале. Для достижения этой цели необходимо применение систем компьютерной поддержки выбора оптимальных режимов сушки. В свою очередь эффективность компьютерной поддержки зависит от адекватности реальному процессу математических моделей установившихся режимов технологий сушки паркетной фризы.

Большое значение для создания эффективного процесса сушки паркетной фризы имеет построение автоматических-систем инвариантных к. неоднородным возмущающим воздействиям на сам процесс и на его каналы подачи вещества и энергии, к значительной инерционности процесса сушки, к изменению в процессе эксплуатации параметров, коэффициентов целевых функций данной технологии.

Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью повышения эффективности процесса сушки паркетной фризы за счёт сокращения расхода энергии на сушку и снижения величины потерь древесины из-за наличия дефектов в высушиваемом материале.

Целью работы является разработка технологических режимов и системы автоматического управления процессом сушки паркетной фризы для снижения брака высушиваемой древесины и сокращения энергозатрат данной технологии.

Для достижения этой цели поставлены задачи:

- провести системный анализ процесса сушки паркетной фризы и разработать математические модели технологических режимов сушки;

- разработать алгоритмы и программы однокритериальной и многокритериальной оптимизации режимов сушки паркетной фризы для снижения брака высушиваемой древесины и сокращения общей продолжительности процесса;

- разработать автоматическую систему регулирования (АСР) температуры сушильного агента процесса сушки паркетной фризы инвариантную к колебаниям температуры греющего пара и снижающую инерционность переходных процессов;

- провести синтез инвариантной САУ процессом сушки паркетной фризы, с внедрением в практику основных результатов.

J\

Методика исследования. Научно-теоретические и производственные исследования процесса сушки паркетной фризы проводились с помощью теоретических положений сушки древесины, методов математической статистики, математического моделирования, теории планирования и проведения эксперимента, методов синтеза систем автоматического регулирования и управления.

Научная новизна работы:

проведён системный анализ процесса сушки паркетной фризы, отличающийся получением математических моделей технологических режимов, которые учитывают входные управляющие (задающие) воздействия: g, -температура 1-ой ступени сушки паркетной фризы; g2 ~ температура 2-ой ступени сушки паркетной фризы; g3 - температура 3-ей ступени сушки паркетной фризы; g4 - относительная влажность 1-ой ступени сушки паркетной фризы; g5 - относительная влажность 2-ой ступени сушки паркетной фризы; g6 - относительная влажность 3-ей ступени сушки паркетной фризы, возмущающее воздействие /¡ -начальная влажность фризы и выходные показатели процесса: У\ - растрескивание фризы; у2 - коробление фризы; уг - общая продолжительность сушки;

предложены алгоритмы и программы однокритериальной и многокритериальной оптимизации процесса сушки паркетной фризы, отличающиеся возможностью корректирования существующих режимов сушки с Целью снижения брака высушиваемой древесины и сокращения общей продолжительности процесса;

разработана АСР температуры сушильного агента процесса сушки паркетной фризы, отличающаяся инвариантностью к колебаниям температуры греющего пара и снижением инерционности переходных процессов;

представлена инвариантная САУ процессом сушки паркетной фризы, отличающаяся многокритериальной оптимизацией управления и высоким качеством процесса регулирования температуры и влажности сушильного агента.

Теоретическое значение. Установлены закономерности влияния входных режимных параметров и случайных возмущающих воздействий на основные выходные показатели технологического процесса сушки: брак фризы и продолжительность сушки. Получен математический аппарат численных расчётов параметров оптимальных режимов сушки, синтеза инвариантной САУ, для обеспечения повышения эффективность технологии сушки паркетной фризы.

Практическая ценность работы. На основании решения научно-технических задач разработаны компьютерные программы, позволяющие проводить однокритериальную и многокритериальную оптимизацию установившихся режимов процесса сушки паркетной фризы. Разработана структура, математические модели и комплекс технических средств позволяющие реализовать на сушильных камерах конвективного типа инвариантную САУ процессом сушки паркетной фризы. Практические разработки и рекомендации внедрены на деревообрабатывающих предприятиях специализирующихся на производстве штучного паркета ООО «Марка» г. Майкоп и ООО «Кодру» г.Воронеж.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежской государственной лесотехнической академии в 2003-2005 г.

Публикация работы. По теме диссертационной работы опубликовано 9 статей.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, библиографического списка из 102 наименований, 6 при-

приложений и включает 37 рисунков, 49 таблиц. Объем текста составляет 192 машинописных страниц.

Результаты, выносимые автором на защиту:

- Математические модели технологических режимов процесса сушки паркетной фризы в виде уравнений регрессии, позволяющие провести оптимизацию режимных параметров.

- Алгоритмы и программы однокритериальной и многокритериальной оптимизации режимов сушки паркетной фризы, дающие возможность снизить количество брака высушиваемой древесины в среднем на 3% и сократить продолжительность сушки на 4-5 суток.

- АСР температуры сушильного агента процесса сушки паркетной фризы инвариантная к колебаниям температуры греющего пара и снижающая инерционность переходных процессов, позволяющая добиться точной реализации заданных режимов сушки и этим сократить процент брака по растрескиванию высушиваемой древесины.

- Синтез и внедрение в практику инвариантной САУ процессом сушки паркетной фризы, дающей возможность повысить эффективность управления процессом сушки.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, её новизна, сформулированы цель и задачи исследований. Показаны методы исследований, теоретическая и практическая ценность работы.

Первая глава посвящена анализу технологического процесса сушки паркетной фризы. Рассмотрены особенности современной технологии сушки. Дан сравнительный анализ существующих режимов сушки паркета. Проанализированы основные показатели качества паркетной фризы в процессе сушки. Сформулированы основные выходные критерии оптимизации процесса. Приведены существующие САУ процессом сушки древесины.

Во второй главе разработаны математические модели установившихся режимов процесса сушки паркетной фризы и проведена однокритериальная и многокритериальная оптимизация процесса с целью получения режимов, позволяющих снизить брак высушиваемого паркета и сократить продолжительность сушки.

В результате системного анализа процесса сушки паркетной фризы, как объекта многокритериального управления, был определён перечень всех возможных входных управляющих (задающих), возмущающих и выходных показателей. Было установлено, что данный перечень входных и выходных показателей процесса сушки паркетной фризы, подразумевает получения сложных и весьма многомерных математических моделей этого процесса, что практически не осуществимо на реальном оборудовании. В связи с этим, становится актуальной задача снижения количества входных и выходных показателей процесса, которая была решена методом экспертного оценивания.

В результате процесс сушки паркетной фризы был представлен в виде структурной схемы показанной на рисунке 1. Где^, -температура 1-ой ступени сушки паркетной фризы; g1 -температура 2-ой ступени сушки паркетной фризы; йз-температура 3-ей ступени сушки паркетной фризы; g^- относительная влажность 1-ой ступени сушки паркетной фризы; -относительная влажность 2-ой ступени сушки паркетной фризы; £б - относительная влажность 3-ей ступени сушки паркетной фризы; / -начальная влажность фризы;

д', — растрескивание фризы; у2- коробление фризы; у3- общая продолжительность процесса.

->•

8»->

а_у Процесс сушки

_у паркетной

g,_> фризы

8*_>

Рисунок 1 - Структурная схема процесса сушки паркетной фризы

Главной задачей математического моделирования установившихся режимов процесса сушки паркетной фризы является получение системы целевых функций в виде

Ух =^(«1 /,);

Уг =>'2(^1.^2. £з.*4>£з>£<;/1): 0)

Уз = Уз(8\>82>%з>84>8$>8б1А)> с ограничениями у1 2: 0; 2:0; %1шл <gl< ; /=1,2, ...,6; ]=1,2,3.

Кроме того, автором работы, как одним из вариантов математической модели процесса сушки паркетной фризы предлагается её представление в виде следующей целевой функции

Уа = УЛУз. &> &> Вб> А) - (2)

где у4 = ух + у2; У] - растрескивание фризы; у2 - коробление фризы.

Отличием данной функции от системы целевых функций (1) является использование показателя уъ - общей продолжительности процесса в качестве входного управляющего воздействия, а в качестве выходного показателя величину общего брака фризы в процессе сушки.

Разработка математических моделей, адекватно описывающих реальный процесс, невозможна без проведения экспериментов на реальном производстве.

Серия пассивных экспериментов, проводилась на предприятии специализирующимся на производстве высокоценного штучного паркета ООО «Марка» г. Майкоп, и заключалась в наблюдении за процессом сушки паркетной фризы из дуба и регистрацией управляющих воздействий на процесс, к которым относятся температура и влажность сушильного агента каждой из трёх ступеней сушки, возмущающего воздействия - начальной влажности фризы и выходных целевых функций - процента брака по растрескиванию, короблению и общего времени сушки.

Было проведено 18 опытных сушек в конвективных сушильных камерах периодического действия. Краткие результаты приведены в таблице 1.

Полученные результаты экспериментов позволили сделать вывод о наличии брака при сушке паркета в размере 3-5% по растрескиванию и до 1% по короблению и весьма длительной продолжительности сушек, которая составляет от 18 до 25 суток.

Для оценки взаимосвязи входных и выходных показателей процесса сушки паркетной фризы автором работы использовался метод корреляционного анализа.

> У1

* Уг

* Л

Таблица 1 - Результаты опытных сушек паркетной фризы из дуба

№ ( Наименование параметра | Обозначения | Значение

Входные управляющие (задающие) воздействия

1. Температура 1-ой ступени сушки, °С Я 33.51

2. Температура 2-ой ступени сушки, °С 46.46

3. Температура 3-ей ступени сушки, "С 63.36

4. Относительная влажность 1-ой ступени сушки, % 8А 47.63

5. Относительная влажность 2-ой ступени сушки, % 29.05

6. Относительная влажность 3-ей ступени сушки, % Яб 7.96

Входные возмущающие воздействия

1. Начальная влажность фриза, % 43.28

Выходные показатели процесса

1. Растрескивание фризы, % У1 4.19

2. Коробление фризы, % Л 0.75

3. Общая продолжительность сушки, час Уз 495.33

На основе корреляционного анализа были разработаны математические модели процесса сушки паркетной фризы в виде уравнений регрессий с парными и квадратичными взаимодействиями, адекватные реальному процессу: У, = 6*0 • *0 + 6/1 ■ / + 6*4 • *4 + 6* 1*1 • *,2 + 6*2*2 • *22 + 6*3*3 - *32 + + Ьg5g5 ■ g2 + 6*6*6 • g2 + Ъg\g2 ■gl■g2+Ьg\gЗ■gl■gí+Ьglg5■gt■gs+ (3) + Ьg\g6■g1■gl,^■Ьg2gг■g2■g3-^bg2g5■g2■g¡+bg2g6■g2■gй + + 6*3*5 ■gъ■g|+bgЗg6■g}■g6+bg5g6■g¡■g6; Л = ЬgQ • *0 + 6/1 • /, + 6*4 • *, + Ьg\g\ ■ g2 + ьё2*2 ■ *22 + 6*3*3 ■ g!2 + + bg5gS■ *,2 +bg6g6■ g6г + 6*1*2 •*,• *2 + 6*1*3 И)

+ 6* 1*6 •*,'*.+ 6*2*3 ■*,■*,+ 6*2*5 • *2 • *< + 6*2*6 • *2 • *6 + + 6*3*5 • *3 • *,+ 6*3*6 6*5*6 -*5-*6;

Л = г0 + 4/1 • / + • + • g■ + 6*2*2 • *22 + 6*3*3 • *з2 + + Ьё5г5 • */ + 6г6*6 • *62 + 6*1*2 • *, • + 6*1*3 • *, • *3 + • *, ■ *5 + (5) +ь*1*б • *, • *6+йг^гз • *2 • *3 + ь*2*5 • *2 • *3 + 6*2*6 • *2 • *6 + + 6*3*5 ■ *3 • *5 + 6*3*6 • *з • + 6*5*6 • *3 • *6;

У<=ЬgO■ga + ЬyЗ■y}+bfí■fí + • *, + 6*1*1 • *,г + 6*2*2 • g2 + 6*3*3 • g,г + + 6*5*5 - *,2 + 6*6*6 • *б2 + 6*1*2 •*,• *2 + 6*1*3 ■*,• *3 + 6*1*5 •*,•*, + (6)

+ 6*1*6•*,■*( + 6*2*3-*2 ^ + 6*2*5•*:•*, +6*2*6-*2-*4 + + 6*3*5-*3'*5+6*3*6-*3-*6 + 6*5*6-*,-*6.

Для нахождения коэффициентов регрессии каждой из четырёх целевых функций был использован метод наименьших квадратов. Полученные коэффициенты регрессии представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Коэффициент уравнений регрессии у1, у2, У3 и

Выходные целевые функции Коэффициенты регрессии У и'Л Уг.% Уз.час У А,У'

ьг о 15.105 -6.748021 -161.0161 1.194244

ЬуЗ - - - -0.0444846

ь/\ 0.0483041 0.0019497 11.23661 0 5501096

4 0.0427284 0.0122469 -0.26278 0 0432857

bg\gi^ 0.7585247 -0.3641740 52.3975 2 725231

-0.0429584 -0.0278203 -13 84390 -0 6866187

bgЗgЗ 0.087964 -0.1162445 -3.74045 -0 194673

Ьg5g5 -0.1087497 0 0171086 - 12 90037 -0 6655083

bg6g6 -8.0754200 1.0232330 64.45942 -4.184736

ъg\gг -0.6392749 0.4132595 -55.15145 -2 679405

bg\gЗ 0.4687810 -0.3782304 3.18341 0.232163

Ъg\g5 - 1.0031060 0.7399191 -20 0444 - 1.154854

Ьв 1^6 -2.768603 0.9946867 -72 56114 -5 001769

Ъг 28З -0.4185509 0.3336446 2.005489 0 8072273

1.3992350 -0.8737462 50.13682 2 755804

bg2g6 1.3992350 -0.8737462 50.13682 2 755804

ЬgЗg5 -0.658613 0.3388437 -14.98172 - 0.9862249

ЬgЗg6 1.4861790 02565377 -16.53384 1 007216

bg5g6 2.076455 -0.8457192 7.32609 1.556634

Разработанные математические модели были проверены на адекватность путём сравнения экспериментальных и расчётных значений целевых функций. Средняя ошибка в процентах вычислялась по формуле

у УI зксп У1 расч

кср=~-£=—100%, (7)

N

где кср - средняя ошибка; У1ЖСп и У,расч -экспериментальное и расчётное значение целевой функции, 1 = 1,2.....N - число экспериментов. Далее полученные средние ошибки для каждой из четырёх целевых функций сравнивались с допустимой в деревообработке ошибкой км„ср =2-3%, Полученный результат менее 0.1%, для каждой из целевых функций, говорит о высокой точности и адекватности полученных математических моделей реальному процессу сушки паркетной фризы.

Задача оптимизации сводилось к поиску таких значений управляющих (задающих) воздействий g[, g2, £3, gf, g¡, gí принадлежащих допустимой области, при которых целевые функции у^, уг, у3 и у4 принимают минимальные значения с учётом возмущающего воздействия /.

В результате, была проведена однокритериальная, по каждому из выходных показателей yt, у2, У г и У а и многокритериальная, по совокупности показателей У\, у2, У) оптимизация.

Для совместного учёта трёх критериев при проведении многокритериальной оптимизации использовался нормализированный обобщённый критерий оптимальности y(g) в виде взвешенной суммы трёх нормализированных критериев (свёртки критериев), то есть единой аддитивной функции.

На основании результатов экспертного оценивания был определен обобщённый нормализированный критерий оптимальности

y(g) = 0.348 • у, (g)+0.300 • у2 (g) + 0.352 ■ Уз (g). (8)

Оптимизационные задачи были решены методом покоординатного поиска (Гаусса-Зейделя). По данному алгоритму были реализованы программы в интегрированной среде Visual С++ 6.0.

В результате были получены оптимальные режимы сушки паркетной фризы из дуба, которые представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Оптимальные режимы сушки паркетной фризы из дуба

Начальная Темпера- Темпера- Темпера- Относи- Относи- Относи-

влажность тура 1-ой тура 2-ой тура 3-ей тельная тельная тельная

фризы, % ступени ступени ступени влажность влажность влажность

сушки, °С сушки, "С сушки, °С 1-ой 2-ой 3-ей

ступени ступени ступени

сушки, % сушки, % сушки, %

35.0 31.4 46.2 65.6 38.6 29.2 7.5

40.0 33.2 48.0 64.6 444 30.8 7.5

45.0 32.6 47.8 61.2 48.8 28.0 8.4

50.0 35.4 48.6 61.4 53.4 30.0 8.5

55.0 33.8 48.6 - 61.6 58.8 28.8 8.5

Данные оптимальные режимы сушки паркетной фризы из дуба были внедрены на ООО «Марка» г.Майкоп и ООО «Кодру» г.Воронеж, что позволило снизить технический брак древесины в процессе сушки в среднем и сократить общую продолжительность процесса и этим ■повысить производительность сушильных камер, снизить расход пара и электроэнергии на единицу высушиваемого материала.

В третей главе представлена разработка и синтез многокритериальной инвариантной САУ процессом сушки паркетной фризы.

Многокритериальная САУ процессом сушки паркетной фризы представлена на рисунке 2, где gf,g°,g°, £ - входные управляющие (задающие) воздействия на объекты регулирования (температуру и влажность сушильного агента), £»» & - воздействия температуры и влажности сушильного агента на паркетную фризу; -начальная влажность фризы, /81 - температура греющего пара, У\ - растрескивание фризы, ^-коробление

фризы, уъ - общая продолжительность процесса.

Данная САУ процессом сушки Паркетной фризы включает в себя две АСР: температуры и влажности сушильного агента. При этом регулирование осуществляется на базе цифрового вычислительного устройства (ЦВУ) реализующего ПИД-регулятор, корректирующее звено позволяющее устранить колебания

температуры сушильного агента, гибкою положительною обратную связь (дифференцирующие звено) снижающую инерционность сушильной камеры для АСР температуры сушильного агента и ПИД-регулятор для АСР влажности сушильного агента.

Рисунок 2 - Структурная схема САУ процессом сушки паркетной фризы

Температура пара в сушильной камере является доминирующим показателем, влияющим на качество высушиваемой древесины. В связи с чем, в работе бал произведён синтез АСР температуры сушильного агента.

Для математического описания звеньев данной АСР использовался аппарат передаточных функций. В работе доказано, что сушильная камера представляющая собой тепловую ёмкость и может быть описана как апериодиче-

^

ское звено первого порядка ^^(Р)^, =——, где кш„ - коэффициент усиления камеры; Гм

метры передаточной функции сушильной камеры ккам, определялись экспериментальным и расчётным методами.

При выполнении режимов процесса сушки древесины имеет место существенное несовпадение фактической температуры сушильного агента Тф (/) и заданной Г3(г). Это связано с интенсивным отбором тепла со значительным понижением температуры сушильного агента. Как правило, это явление может быть вызвано поглощением тепла стенками камеры, непредусмотренными открытиями дверей камеры, а также климатическими условиями. Неравенство

-постоянная времени камеры; р =—параметр Лапласа. Пара-

температур может наблюдаться на значительном промежутки времени сушки, несмотря на наличие ПИД-регулирования.

Это неблагоприятное явление усугубляется значительной инерционностью сушильных камер. В этой связи представляется необходимым применение математического аппарата синтеза систем комбинированного управления, инвариантных к возмущающим воздействиям, а в частности колебаниям температуры греющего пара.

Для реализации АСР температуры сушильного агента инвариантной к возмущающему воздействию, необходимо введение специального блока коррекции <р{Р), который обеспечивал форсированное введение в закон ПИД-регулирования возмущающего воздействия 7*п(/) - колебаниям температуры греющего пара. Реализация данной системы возможна на базе программируемого цифрового вычислительного устройства (ЦВУ), которое позволит дополнительно к ПИД-регулированию обеспечивать сглаживание колебаний температуры сушильного агента в камере. Структурная схема такой системы представлена на рисунке 3.

Тф(1) - фактическая температура сушильного агента; ДГ(0 - ошибка регулирования температуры; Тр{()-регулирующие воздействие регулятора направленное на изменение температуры сушильного агента в камере; заданная температура сушильного агента; (р(Р) - блок коррекции; Г„(г) - температура греющего пара

Рисунок 3 - Структурная схема АСР температуры сушильного агента инвариантной к возмущающему воздействию

Для стабилизации температуры процесса сушки древесины передаточная функция системы комбинированного управления ¡УГ(Р) по отклонению &Т(Р) от возмущающего воздействия Тп(Р) будет иметь вид

АТ(Р) ТУ^-дХРуЩР)^

—г^о:—' (8)

где Ф^Р)^, = ^^ ; 1У/(Р)/Ш- передаточная функция системы в разомкнутом

Т„ (Р)

состоянии от изменения температуры греющего пара Ти{ г); Щр)ра, = ; Щ?)*», ~ передаточная функция сушильной каме-

ры по каналу возмущающего воздействия ТЛ(Р); ЩР)^ - передаточная функ-

ция ПИД-регулятора; ЩР)^ = ; Ш{Р)раз- передаточная функция

системы в разомкнутом состоянии; ЩР)^ - передаточная функция сушильной камеры по каналу регулирования.

Для устранения ошибки регулирования температуры (Д Г(?) = 0 ) от колебаний температуры греющего пара Тп{0 уравнение (8) должно иметь вид

-1 , ш(р\ * Преобразовав полученное выражение, находим

1 Т Г V ^^ ^ р^д

передаточную функцию блока коррекции ^/^форсированно подавляющего возмущающее воздействие Т„(О

ЦТ (р)

= = т0 + т]- Р+т2-Р2 + т1-Р3 +(9)

где 70>г,,г, г„— константы.

Передаточная функция АСР температуры сушильного агента в камере в замкнутом состоянии инвариантная к основному возмущающему воздействию (рис. 3) будет иметь вид

цг (Р) _

1+^(Р);из ' (10)

где ЩР)^ = Щ^р.гЩР)^; Я'р.Л^)- передаточная функция системы в разомкнутом состоянии по каналу управляющего воздействия;

= ; передаточная функция системы в

разомкнутом состоянии по каналу возмущающего воздействия Гп(<).

Передаточная функция сушильной камеры по возмущающему воздействию представляет собой апериодическое звено первого порядка с передаточной функцией

к/

где к; - коэффициент усиления камеры по возмущающему воздействию Г„(<); 7} - постоянная времени камеры по возмущающему воздействию.

Передаточная функция блока компенсации возмущающих воздействий АСР температуры сушильного агента в камере определяется согласно выражению (7). Для компенсации влияния величины изменения температуры греющего пара достаточно реализация двух членов ряда. Следовательно, передаточная функция блока коррекции возмущающего воздействия будет иметь вид

<р(Р) = та + тх-Р,

к/ „ _ Ь/'Тюш М/

где т0 = - ; г,=—--—.

нам ком люш

Качество функционирования АСР исследовалось при помощи переходных характеристик. Для их построения использовался классический метод решения дифференциальных уравнений. Переходные характеристики АСР температуры сушильного агента инвариантной к колебаниям температуры сушильного агента были реализованы средствами среды МаШСАБ 2001 и представлены на рисунке 4.

Анализ переходных характеристик показывает, что введение корректирующего звена по возмущающему воздействию - температуры греющего пара снижает колебания температуры сушильного агента в камере, что позитивно

влияет на снижение количества брака по растрескиванию высушиваемой древесины.

В процессе автоматического управления процессами сушки древесины необходимо снизить инерционность выхода на режим сушильной камеры в переходных процессах. Энергетические потоки процессов сушки древесины являются инерционными и это вызывает нежелательные слишком длительные переходные процессы. Значительное перерегулирование температуры негативно сказывается на качестве получаемой продукции. Для устранения динамических забросов температуры сушильного агента, для максимального снижения инерционности в процессах регулирования, целесообразно к процессу ПИД-регулирования добавить положительную гибкую обратную связь. Структурная схема такой системы

1000

1

" - - Входной сигнал

- • " Вш. сигнал системы без корректирующих звены

— Вых сигнал системы с корректирующим звеном

Рисунок 4 - Переходные характеристики АСР температуры сушильного агента инвариантной к колебаниям температуры в камере

№Ж(Р)- гибкая положительная обратная связь

Рисунок 5 - Структурная схема системы охваченной, гибкой положительной обратной связью

В качестве передаточной функции гибкой положительной обратной связи автором работы использовалось дифференцирующее звено №(Р)0С = кк ■ Р, где

к0. - коэффициент усиления гибкой положительной обратной связи.

Передаточная функция сушильной камера охваченной гибкой положительной обратной связью имеет вид

где - передаточная функция объекта регулирования т.е сушильной ка-

меры; Ш(Р)Х - передаточная функция гибкой положительной обратной связи.

Передаточная функция системы в замкнутом состоянии представленной на

Щр)

рисунке 5 имеет вид ЩР)™ = х + щр) ' где

- передаточная функция системы в разомкнутом состоянии; ЩР)^, - передаточная функция регулятора; ЩР)хии1- передаточная функция сушильной камеры охваченной гибкой положительной обратной связью.

Для построения переходных характеристик АСР температуры сушильного агента охваченной гибкой положительной обратной связью использовался классический метод (рисунок 6).

Анализ представленных переходных характеристик показал, что охват сушильной камеры гибкой положительной обратной связью позволил снизить время выхода на режим сушильной камеры с «600 сек до «225 сек, а следовательно повысить качество высушиваемой древесины и снизить затраты на энергоресурсы.

В качестве цифрового вычислительного устройства осуществляющего регулирование температуры и влажности сушильного агента в САУ процессом сушки паркетной фризы может быть использован любой доступный программируемый регулятор.

В диссертации разработаны схемы автоматизации и современный комплекс технических средств, позволяющий на базе программируемого по времени регулятора температуры и влажности изготовленного ПО «ОВЕН» МПР51-Щ4 реализовать инвариантную многокритериальную САУ процессом сушки паркетной фризы.

В четвёртой главе представлены результаты апробации разработанных оптимальных режимов сушки паркетной фризы на ООО «Марка» г.Майкоп и ООО «Кодру» г.Воронеж, технико-экономическая эффективность результатов исследований и научных разработок, а также рекомендации производству.

1001

- - " Входной сигнал

— Вых, сигнал системы без корректирующих звеиье Вых. сигнал системы с гибкой обратной связью

Рисунок 6 - Переходные характеристики АСР температуры сушильного агента снижающей инерционность камеры

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Исследованы особенности технологического процесса сушки паркетной фризы, на основе которых разработана структура математических моделей в виде уравнений регрессии, связывающих технический брак высушиваемой древесины и общую продолжительность сушки с режимными параметрами сушильного агента и начальной влажностью паркетной фризы.

2. В результате проведения регрессионного анализа результатов пассивных экспериментов получены математические модели процесса сушки паркетной фризы в виде уравнений регрессии второй степени, адекватно отражающих реальную технологию.

3. Используя метод покоординатного поиска (метод Гаусса-Зейделя) проведена однокритериальная и многокритериальная оптимизация установившихся режимов процесса сушки паркетной фризы, позволившая получить режимные параметры температуры и влажности сушильного агента, снижающие брак древесины в процессе сушки и сокращающие общую продолжительность процесса.

4. Предложена структура инвариантной многокритериальной САУ процессом сушки паркетной фризы.

5. Произведённый синтез АСР температуры сушильного агента, показал что введение корректирующего звена по возмущающему воздействию - температуры греющего пара практически устраняет колебания температуры сушильного агента в камере, что позволяет значительно снизить количество брака по растрескиванию высушиваемой древесины от динамических забросов температуры.

6. Произведённый синтез АСР температуры сушильного агента показал, что охват сушильной камеры гибкой положительной обратной связью позволил снизить время выхода на режим сушильной камеры в среднем на 6.5 мин, а следовательно повысить качество высушиваемой древесины.

7. Разработанный комплекс технических средств позволяет на базе современного цифрового оборудования реализовать инвариантную САУ процессом сушки паркетной фризы.

8. Разработанные оптимальные режимы процесса сушки паркетной фризы из дуба были внедрены на ООО «Марка» г.Майкоп, что позволило добиться снижения брака высушиваемой древесины в среднем на 3 % и сократить общее время сушки на 4-5 суток.

9. Внедрение оптимальных режимов процесса сушки паркетной фризы из дуба на ООО «Кодру» г.Воронеж позволило добиться сокращения брака высушиваемой фризы в среднем на 5 % и уменьшить время сушки на в среднем на 4 суток.

10. Разработаны рекомендации производству по использованию научно-технических разработок предложенных в диссертации, большинство из которых было внедрено в реальное производство паркета.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в статьях:

1. Глухов, Д.А. Оптимизация технологического процесса сушки паркетной фризы {Текст] / Д.А. Глухов // Проблемы и перспективы лесного комплекса : Материалы международной научно-практической конференции 26-27 мая 2005 г. Т.1 / Под ред. авторов; Фед. Агенство по науке и инновациям, администрация Воронеж, обл., ВГЛТА. - Воронеж, 2005. - С. 80-82.

2. Глухов, Д.А. Математическое моделирование и оптимизация установившихся режимов процесса сушки паркетной фризы по критериям снижения брака и сокращения продолжительности процесса [Текст] / Д.А. Глухов // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса : Межвузовский сборник научных трудов / под ред. B.C. Петровского. - Воронеж : ВГЛТА, 2005. - С. 20-23.

3. Глухов, Д.А. Оптимизация установившихся режимов процесса сушки паркетной фризы с целью снижения уровня брака высушиваемой древесины [Текст] / Д.А. Глухов // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного

комплекса : Межвузовский сборник научных трудов / под ред. B.C. Петровского. - Воронеж : ВГЛТА, 2005. - С. 190-193.

4. Глухов, Д.А. Совершенствование систем автоматического управления процессами гидротермической обработки древесины [Текст] / Д.А. Глухов // Технология и оборудование деревообработки в XXI веке : сб. науч. тр. / под ред. В.А. Щамаева. - Воронеж : ТВГЛТА, 2003. - С. 69-72.

5. Глухов, Д.А. Компьютерная автоматизация процесса сушки пиломатериалов [Текст] / Д.А. Глухов // Природопользование: ресурсы, техническое обеспечение : межвуз. сб. науч. тр. / под ред. Ф.В. Пошарникова. - Воронеж : ВГЛТА, 2004. - Выпуск 2. - С. 177-179.

6. Глухов, Д.А. Оптимизация систем автоматического управления процессами сушки паркетной фризы [Текст] / Д.А. Глухов // Технологии, машины и производство лесного комплекса будущего : Материалы международной научно-практической конференции / ВГЛТА. - Воронеж : ВГЛТА, 2004. - Часть I. -С. 66-69.

7. Глухов, Д.А. Синтез высокоточных программных и следящих систем автоматического регулирования [Текст] / Д.А. Глухов, B.C. Петровский // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса : Межвузовский сборник научных трудов / под ред. B.C. Петровского. - Воронеж : ВГЛТА, 2002.-С. 176-184.

8. Глухов, Д.А. Определение оптимальных настроек регулятора[Текст] / Д.А. Глухов, B.C. Петровский // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления лесного комплекса : Межвузовский сборник научных трудов / под ред. B.C. Петровского. - Воронеж : ВГЛТА, 2002. - С. 176-184.

9. Глухов, Д.А. Управление предприятием по производству паркета при скачке цен на сырьё [Текст] / Д.А. Глухов // Проблемы функционирования стабилизации и устойчивости развития предприятий лесопромышленного комплекса в новом столетии : сб. науч. тр. / под ред. В.П. Бычкова, Т.Л. Безруко-вой. - Воронеж : ВГЛТА, 2004. - С. 397-399.

Просим принять участие в работе диссертационного совета Д 212.034.02 или выслать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, Воронежская государственная лесотехническая академия, ученому се1фетарк>. Телефон, факс 8-0732-53-72-40.

Глухов Дмитрий Александрович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ ПАРКЕТНОЙ ФРИЗЫ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 30.12.05. Формат 60x90 1/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 110 экз. Заказ Х°630

1 í

i

i

У

I

I

I

c/2V>

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Глухов, Дмитрий Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ПРОЦЕССА СУШКИ ПАРКЕТНОЙ ФРИЗЫ.

1.1 Анализ возникающих внутренних напряжений в древесине в процессе сушки.

1.2 Анализ существующих режимов сушки паркетной фризы.

1.3 Анализ основных показателей качества паркетной фризы в процессе сушки.

1.4 Существующие математические описания основных критериев оптимизации процесса сушки древесины.

1.4.1 Технические критерии оптимизации.

1.4.2 Технологические критерии оптимизации.

1.4.3 Экономические критерии оптимизации.

1.5 Существующие системы автоматического управления технологическим процессом сушки древесины.

1.6 Цели и задачи исследования.

Выводы.

ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССА СУШКИ ПАРКЕТНОЙ ФРИЗЫ.

2.1 Системный анализ процесса сушки паркетной фризы - как объекта управления.

2.2 Метод экспертного оценивания процесса сушки паркетной фризы.

2.3 Планирование и проведение пассивных экспериментов.

2.4 Статистическая обработка и корреляционный анализ процесса сушки паркетной фризы.

2.5 Получение математической модели установившегося процесса сушки паркетной фризы в виде системы целевых функций ух, у2, Уз.

2.6 Получение математической модели установившегося процесса сушки паркетной фризы в виде целевой функции у4.

2.7 Однокритериальная и многокритериальная оптимизация процесса сушки паркетной фризы на основе математических моделей в виде системы целевых функций ух, у2, Уз.

2.8 Однокритериальная оптимизация процесса сушки паркетной фризы на основе математических моделей в виде целевой функции

Выводы.

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ ПАРКЕТНОЙ

ФРИЗЫ.

3.1 Структура и основные составляющие многокритериальной САУ процессом сушки паркетной фризы.

3.2 Синтез АСР температуры сушильного агента в камерах периодического действия.

3.2.1 Структура и основные элементы АСР температуры сушильного агента без корректирующих звеньев.

3.2.2 Структуры и основные элементы АСР температуры сушильного агента инвариантной к температуре греющего пара.

3.2.3 Структуры и основные элементы АСР температуры сушильного агента охваченной гибкой положительной обратной связью.

3.2.4 Математическое моделирование элементов АСР температуры сушильного агента.

3.2.5 Переходные характеристики АСР температуры сушильного агента в камере периодического действия без корректирующих звеньев.

3.2.6 Математическое моделирование АСР температуры сушильного агента в камере инвариантной к температуре греющего пара.

3.2.7 Построение переходных характеристик АСР температуры сушильного агента в камере инвариантной к температуре сушильного агента.

3.2.8 Математическое моделирование АСР температуры сушильного агента в камере с гибкой положительной обратной связью.

3.2.9 Построение переходных характеристик АСР температуры сушильного агента в камере охваченной гибкой положительной обратной связью.

3.3 Схемы автоматизации и разработка комплекса технических средств инвариантной многокритериальной САУ процессом сушки паркетной фризы

Выводы.

ГЛАВА 4 ВНЕДРЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССА СУШКИ ПАРКЕТНОЙ ФРИЗЫ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ, РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

4.1 Внедрение в производство оптимальных режимов сушки паркетной фризы

4.2 Технико-экономическая эффективность результатов исследований и научных разработок.

4.3 Рекомендации производству.

Введение 2005 год, диссертация по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, Глухов, Дмитрий Александрович

Актуальность темы. Лесопромышленный комплекс в современных условиях рыночной экономики требует улучшения организации производства, повышения производительности и эффективности использования сырья, применения ресурсосберегающих технологий, снижения энергозатрат, улучшения качества продукции.

Достижение этой цели возможно за счёт эффективной автоматизации и оптимизации технологических процессов с использованием современных методов регулирования и управления на основе высоких компьютерных технологий. При этом компьютерное автоматическое управление направлено на интенсификацию и повышение экономических показателей соответствующих производств. Основой для разработки систем автоматического управления (САУ) является получение адекватных математических моделей технологических процессов, алгоритмов и программ оптимального управления производством.

Эффективное решение этих задач возможно лишь на основе научных исследований и расчётов в области оптимизации технологических процессов и автоматизации управления.

Сушка паркетной фризы является наиболее длительной и энергозатратной операцией в процессе производства паркета. Повышение её эффективности возможно за счёт сокращения расхода энергии на сушку и снижения величины потерь древесины из-за наличия дефектов в высушиваемом материале. Для достижения этой цели необходимо применение систем компьютерной поддержки выбора оптимальных режимов сушки. В свою очередь эффективность компьютерной поддержки зависит от адекватности реальному процессу математических моделей установившихся режимов технологий сушки паркетной фризы.

Большое значение для создания эффективного процесса сушки паркетной фризы имеет построение автоматических систем инвариантных к неоднородным возмущающим воздействиям на сам процесс и на его каналы подачи вещества и энергии, к значительной инерционности процесса сушки, к изменению в процессе эксплуатации параметров, коэффициентов целевых функций данной технологии.

Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью повышения эффективности процесса сушки паркетной фризы за счёт сокращения расхода энергии на сушку и снижения величины потерь древесины из-за наличия дефектов в высушиваемом материале.

Целью работы является разработка технологических режимов и системы автоматического управления процессом сушки паркетной фризы для снижения брака высушиваемой древесины и сокращения энергозатрат данной технологии.

Для достижения этой цели поставлены задачи:

- провести системный анализ процесса сушки паркетной фризы и разработать математические модели технологических режимов сушки;

- разработать алгоритмы и программы однокритериальной и многокритериальной оптимизации режимов сушки паркетной фризы для снижения брака высушиваемой древесины и сокращения общей продолжительности процесса;

- разработать автоматическую систему регулирования (АСР) температуры сушильного агента процесса сушки паркетной фризы инвариантную к колебаниям температуры греющего пара и снижающую инерционность переходных процессов;

- провести синтез инвариантной САУ процессом сушки паркетной фризы, с внедрением в практику основных результатов.

Методика исследования. Научно-теоретические и производственные исследования процесса сушки паркетной фризы проводились с помощью теоретических положений сушки древесины, методов математической статистики, математического моделирования, теории планирования и проведения эксперимента, методов синтеза систем автоматического регулирования и управления. Научная новизна работы:

- проведён системный анализ процесса сушки паркетной фризы, отличающийся получением математических моделей технологических режимов, которые учитывают входные управляющие (задающие) воздействия: gj -температура 1-ой ступени сушки паркетной фризы; g2 - температура 2-ой ступени сушки паркетной фризы; g3 -температура 3-ей ступени сушки паркетной фризы; g4 - относительная влажность 1-ой ступени сушки паркетной фризы; g5 -относительная влажность 2-ой ступени сушки паркетной фризы; g6 - относительная влажность 3-ей ступени сушки паркетной фризы, возмущающее воздействие fx -начальная влажность фризы и выходные показатели процесса: у{ - растрескивание фризы; у2 - коробление фризы; у3 - общая продолжительность сушки;

- предложены алгоритмы и программы однокритериальной и многокритериальной оптимизации процесса сушки паркетной фризы, отличающиеся возможностью корректирования существующих режимов сушки с целью снижения брака высушиваемой древесины и сокращения общей продолжительности процесса;

- разработана АСР температуры сушильного агента процесса сушки паркетной фризы, отличающаяся инвариантностью к колебаниям температуры греющего пара и снижением инерционности переходных процессов;

- представлена инвариантная САУ процессом сушки паркетной фризы, отличающаяся многокритериальной оптимизацией управления и высоким качеством процесса регулирования температуры и влажности сушильного агента.

Теоретическое значение. Установлены закономерности влияния входных режимных параметров и случайных возмущающих воздействий на основные выходные показатели технологического процесса сушки: брак фризы и продолжительность сушки. Получен математический аппарат численных расчётов параметров оптимальных режимов сушки, синтеза инвариантной САУ, для обеспечения повышения эффективность технологии сушки паркетной фризы.

Практическая ценность работы. На основании решения научно-технических задач разработаны компьютерные программы, позволяющие проводить однокритериальную и многокритериальную оптимизацию установившихся режимов процесса сушки паркетной фризы. Разработана структура, математические модели и комплекс технических средств позволяющие реализовать на сушильных камерах конвективного типа инвариантную САУ процессом сушки паркетной фризы. Практические разработки и рекомендации внедрены на деревообрабатывающих предприятиях специализирующихся на производстве штучного паркета ООО «Марка» г. Майкоп и ООО «Кодру» г.Воронеж.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежской государственной лесотехнической академии в 2003-2005 г.

Публикация работы. По теме диссертационной работы опубликовано 9 статей.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, библиографического списка из 102 наименований, 6 приложений и включает 37 рисунков, 49 таблиц. Объем текста составляет 192 машинописных страниц.

Заключение диссертация на тему "Разработка технологических режимов и системы автоматического управления процессом сушки паркетной фризы"

Основные результаты научно-технических исследований заключаются в следующем:

1. Исследованы особенности технологического процесса сушки паркетной фризы, на основе которых разработана структура математических моделей в виде уравнений регрессии, связывающих технический брак высушиваемой древесины и общую продолжительность сушки с режимными параметрами сушильного агента и начальной влажностью паркетной фризы.

2. В результате проведения корреляционного анализа результатов пассивных экспериментов получены математические модели процесса сушки паркетной фризы в виде уравнений регрессии второй степени, адекватно отражающих реальную технологию.

3. Используя метод покоординатного поиска (метод Гаусса-Зейделя) проведена однокритериальная и многокритериальная оптимизация установившихся режимов процесса сушки паркетной фризы, позволившая получить режимные параметры температуры и влажности сушильного агента, снижающие брак древесины в процессе сушки и сокращающие общую продолжительность процесса.

4. Предложена структура инвариантной многокритериальной САУ процессом сушки паркетной фризы.

5. Произведённый синтез АСР температуры сушильного агента, показал, что введение корректирующего звена по возмущающему воздействию -температуры греющего пара практически устраняет колебания температуры сушильного агента в камере, что позволяет значительно снизить количество брака по растрескиванию высушиваемой древесины от динамических забросов температуры.

6. Произведённый синтез АСР температуры сушильного агента показал, что охват сушильной камеры гибкой положительной обратной связью позволяет снизить время выхода на режим сушильной камеры в среднем на 6.5 мин, а следовательно повысить качество высушиваемой древесины и снизить затраты на энергоресурсы.

7. Разработанный комплекс технических средств позволяет на базе современного цифрового оборудования реализовать инвариантную САУ процессом сушки паркетной фризы.

8. Разработанные оптимальные режимы процесса сушки паркетной фризы из дуба были внедрены на ООО «Марка» г. Майкоп, что позволило добиться снижения брака высушиваемой древесины в среднем на 3 % и сократить общее время сушки на 4-5 суток.

9. Внедрение оптимальных режимов процесса сушки паркетной фризы из дуба на ООО «Кодру» г. Воронеж позволило добиться сокращения брака высушиваемой фризы в среднем на 5 % и уменьшить время сушки в среднем на 4 суток.

Ю.Разработаны рекомендации производству по использованию научно-технических разработок предложенных в диссертации, большинство из которых было внедрено в реальное производство паркета.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе были решены актуальные научно-технические задачи оптимизации установившихся режимов сушки паркетной фризы и разработки инвариантной системы автоматического управления этим процессом для достижения максимальной эффективности паркетного производства.

Библиография Глухов, Дмитрий Александрович, диссертация по теме Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки

1. Алексеев, В.М. Оптимальное управление Текст. / В.М. Алексеев, В.М. Тихомиров, C.B. Фомин. М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979.

2. Алтухова, Ю.С. Экономика деревообрабатывающей промышленности Текст. / Ю.С. Алтухова, М.А. Павлов, A.C. Шайтор. М. : Машиностроение, 1993.-450 с.

3. Алябьев, В.И. Основы математического моделирования лесопромышленных процессов Текст. / В.И. Алябьев. М. : 1990. - 398 с.

4. Аш, Ж. Датчики измерительных систем Текст. : в 2-х книгах / Ж. Аш. [и др.]. М. : Мир, 1992. - 480 с.

5. Батищев, Д.И. Методы оптимального проектирования Текст. : учеб. пособие вузов / Д.И. Батищев. М. : Радио и связь, 1984. - 248 с.

6. Батищев, Д.И. Отимизация в САПР Текст. : учеб. / Д.И. Батищев, Я.Е. Львович, В.Н. Фролов. Воронеж : Издательство ВГУ, 1997. - 446 с.

7. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического управления Текст. / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. Изд. 4-е, перераб. и доп. - СПб : Издательство Профессия, 2003. - 753 с.

8. Билей, П.В. Сушка древесины твёрдых лиственных пород. Производственное (практическое) издание Текст. / П.В. Билей. М. : Экология, 2002. -224 с.

9. Богданов, Е.С. Автоматизация процессов сушки пиломатериалов Текст. / Е.С. Богданов. -М. : Лесная промышленность, 1979. 176 с.

10. Богданов, Е.С. Справочник по сушке древесины Текст. / Е.С. Богданов, В.А. Козлов, М.Н. Пейч. М. : Лесная промышленность, 1981. - 192 с.

11. Богданов, Е.С. Технологические требования к АСУТП сушки пиломатериалов Текст. / Е.С. Богданов // Деревообрабатывающая промышленность. -М., 1981-№4.-С. 18-19.

12. Болдырев, П.В. Сушка древесины Текст. : Практическое руководство / П.В. Болдырев. СПб.: Профикс, 2002. - 160 с.

13. Боровиков, A.M. Справочник по древесине Текст. / A.M. Боровиков, Б.Н. Уголев. -М.: Лесная промышленность, 1989.-296 с.

14. Бывших, М.Д. Об автоматизации процессов сушки Текст. / М.Д. Бывших. -М. : Деревообрабатывающая промышленность, 1961. 26 с.

15. Вариводина, И.Н. Моделирование и управление процессом камерной сушки мебельных заготовок дуба Текст. : дис. . канд. техн. наук / И.Н. Вариводина. Воронеж, 1993. - 187 с.

16. Вершинин, O.E. Применение микропроцессоров для автоматизации технологических процессов Текст. / O.E. Вершинин. Л. : Энергоиздат, 1986. -207 с.

17. Воронов, A.A. Основы теории автоматического регулирования и управления Текст. : учеб. пособие для вузов / A.A. Воронов, В.К. Титов, Б.Н. Ново-гранов. М.: Высшая школа, 1977. - 519 с.

18. Воронов, A.A. Теория автоматического управления Текст. / A.A. Воронов. М.: Высшая школа, 1986'. - 504 с.

19. Глухов, Д.А. Компьютерная автоматизация процесса сушки пиломатериалов Текст. / Д.А. Глухов // Природопользование: ресурсы, техническое обеспечение : межвуз. сб. науч. тр. / под ред. Ф.В. Пошарникова. Воронеж : ВГЛТА, 2004. - Выпуск 2. - С. 177-179.

20. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика Текст. / В.Е. Гмурман. М.: Высш. шк., 1977. - 479 с.

21. Горбунов, В.Л. Справочное пособие по микропроцессорам и микроЭВМ Текст. / В.Л. Горбунов [и др.]. М.: Высшая школа, 1988. - 272 с.

22. ГОСТ 19.003-80. Схемы алгоритмов и программ, обозначения условные графические Текст. -М.: Изд-во стандартов, 1980.

23. ГОСТ 19.773 84. Пиломатериалы хвойных и лиственных пород. Режимы сушки в камерах периодического действия Текст. - М. : Изд-во стандартов, 1984.

24. ГОСТ 24.104-85. Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы управления. Общие требования Текст. М.: Изд-во стандартов, 1985. - 10 с.

25. ГОСТ 24.601-86. Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы управления. Стадии создания Текст. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 5 с.

26. Емельянов, А.И. Проектирование систем управления технологическими процессами Текст. / А.И. Емельянов, О.В. Капник. М. : Энергия, 1983. - 400 с.

27. Зайцева, Т.В. Оптимизация управления автоматизированным процессом сушки паркетной фризы Текст. : дис. . канд. техн. наук / Т.В. Зайцева. Воронеж, 1986.-210 с.

28. Зарубин, B.C. Математическое моделирование в технике Текст. : учеб. для вузов / B.C. Зарубин. М. : Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. -496 с.

29. Зацепина, С.А. Теория управления (системы автоматизированного управления) Текст. : учеб. пособие / С.А. Зацепина, Я.Е. Львович, В.Н. Фролов. -Воронеж, ВГУ, 1998.

30. Зацепина, С.А. Теория управления Текст. : учеб. пособие / С.А. Зацепина, Я.Е. Львович, В.Н. Фролов. Воронеж, издательство ВГУ, 1989.

31. Извеков, А.Д. Моделирование и управление технологическими процессами гидротермической обработки древесины в условиях неоднородностей параметров объектов и внешних воздействий Текст.: дис. канд. техн. наук / А.Д. Извеков. Воронеж, 1998. - 200 с.

32. Измерения в промышленности. Справ, изд. в 3-х кн. Кн. 1. Теоретические основы Текст. / под ред. П. Профоса. М.: Металлургия, 1990. - 492 с.

33. Измерения в промышленности. Справ, изд. в 3-х кн. Кн. 2. Теоретические основы Текст. / под ред. П. Профоса. М.: Металлургия, 1990. - 384 с.

34. Каминский, М.Л. Монтаж приборов и систем автоматизации Текст. / М.Л. Каминский, В.М. Каминский. М.: Высшая школа, 1997. - 304 с.

35. Кирьянов, Д.В. Самоучитель MathCAD 2001 Текст. / Д.В. Кирьянов. -Спб.: БХВ-Питербург, 2001. 544 с.

36. Кныш, Ю.В. Интенсификация конвективной сушки пиломатериалов твёрдолиственных пород Текст.: дис. канд. техн. наук/Ю.В. Кныш. Киев, 1991.- 180 с.

37. Красовский, Г.И. Планирование эксперимента Текст. / Г.И. Красовский, Г.Ф. Филаретов. Мн.: Издательство БГУ, 1982. - 137 с.

38. Кречетов, И.В. Пути автоматизации сушки пиломатериалов Текст. / И.В. Кречетов // Автоматизация процессов сушки в промышленности и сельском хозяйстве. М., 1963. - 52 с.

39. Кречетов, И.В. Сушка древесины Текст. / И.В. Кречетов. М.: Гослес-бумиздат, 1949. - 527 с.

40. Кречетов, И.В. Сушка древесины Текст. / И.В. Кречетов. М.: Лесная промышленность, 1980.-432 с.

41. Кречетов, И.В. Сушка и защиты древесины Текст. / И.В. Кречетов. М.: Лесная промышленность, 1987. - 328 с.

42. Лебедев, В.А. Исследование автоматического контроля и разработка систем автоматического управления процессом сушки пиломатериалов в камерах периодического действия Текст. : дис. . канд. техн. наук / В.А. Лебедев. -Колинин, 1979.-196 с.

43. Лыков, A.B. Теория сушки Текст. / А. В. Лыков. М. : Энергия, 1968. -156 с.

44. Лыков, A.B. Тепло- и массообмен в процессах сушки Текст. / A.B. Лыков. М.: Госэнергоиздат, 1956. - 464 с.

45. Любовичкий, П.В. Сушка древесины с цикловым обогревом (опыт работы предприятий) Текст. / П.В. Любовичкий. М.: Лесная промышленность, 1986. -56 с.

46. Мамиконов, А.Г. Проектирование АСУ Текст. / А.Г. Мамиконов. М. : Высшая школа, 1987. - 303 с.

47. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений Текст. М.: Экономика, 1977. - 33 с.

48. Мингазов, М.Г. Осциллирующие режимы сушки пиломатериалов Текст. / М.Г. Мингазов, Н.В. Качалин. М.: Лесная промышленность, 1976. - 49 с. (7)

49. Музалевский, В.И. Технологические измерения и приборы в лесной и деревообрабатывающей промышленности Текст. : учеб. для вузов / В.И. Музалевский, Л.В. Леонов. -М.: Экология, 1991.-400 с.

50. Надёжность и эффективность в технике Текст. : Справочник / под ред. B.C. Авдуевского [и др]. М. : Машиностроение, 1988, т.З. Эффективность технических систем. - 345 с.

51. Налимов, В.В. Теория эксперимента Текст. / В.В. Налимов. М. : Наука, 1971.-215 с.

52. Основы научных исследований Текст. : учеб. для техн. вузов / под ред. В.И. Крутикова, В.В. Попова. М.: Высшая школа, 1989.

53. Патякин, В.И. Техническая гидродинамика древесины Текст. / В.И. Па-тякин, Ю.Г. Тишин, С.М. Базаров. М. : Лесная промышленность, 1990. - 303 с.

54. Периудов, Ф.И. Введение в системный анализ Текст. / Ф.И. Периудов, Ф.П. Тарасенко. М.: Высшая школа, 1989.

55. Петровский, В. С. Моделирование систем управления Текст. / B.C. Петровский. Воронеж : ВГЛТА, 1998. - 290 с.

56. Петровский, B.C. Автоматизация производственных процессов лесопромышленных предприятий Текст. /B.C. Петровский, В.В. Харитонов. М. : Лесная промышленность, 1990.-471 с.

57. Петровский, B.C. Теория управления Текст. : учеб. пособие / B.C. Петровский. Воронеж; ВГЛТА, 1998. - 166 с.

58. Пижурин, A.A. Исследование процессов деревообработки Текст. / A.A. Пижурин. -М.: Лесная промышленность, 1985. 210 с.

59. Пижурин, A.A. Основы моделирования и оптимизации процессов деревообработки Текст. / A.A. Пижурин, М.С. Розенблит. М. : Лесная промышленность, 1988.-201 с.

60. Платонов, А.Д. Гидротермическая обработка и консервирование древесины Текст.: Тексты лекций / А.Д. Платонов. Воронеж : ВГЛТА, 2002. - 24 с.

61. Подбельский, В.В., Фомин С.С. Программирование на языке Си Текст. : учеб. пособие / В.В. Подбельский, С.С. Фомин. М. : Финансы и статистика, 2000.-600 с.

62. Ползик, П.В. Автоматика и автоматизация производственных процессов деревообрабатывающих предприятий Текст. / Л.Г. Молчанов, В.К. Вороницин. М.: Лесная промышленность, 1987. - 409 с.

63. Рассев, А.И. Сушка древесины Текст. : учеб. пособие. Изд. 4-е / А.И. Ра-сев М. : МГУЛ, 2000. - 228 с.

64. Расчёт, проектирование и реконструкция лесосушильных камер Текст. / под ред. Е.С. Богданова. М.: Экология, 1993. - 351 с.

65. Родионов, В.Д. Технические средства АСУТП Текст. / В.Д. Родионов, В.А. Терехов, В.Б. Яковлев. -М.: Высшая школа, 1989. 263 с.

66. Романов, В.Г. Дистанционный контроль и автоматизация регулирования режимов сушки древесины в камерах Текст. / В.Г. Романов, Ю.Г. П.В. Соколов. -М.: Лесная промышленность, 1974. 168 с.

67. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины. Архангельск, 1985.- 135 с.

68. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины Текст. Архангельск, 1985. -15 с.

69. Секунов, Н.Ю. Самоучитель Visual С++ 6 Текст. / Н.Ю. Секунов. Спб.: БХВ-Питербург, 1999. - 960 с.

70. Селюгин, Н.В. Сушка древесины Текст. / Н.В. Селюгин. Л. : Гослес-техиздат, 1940. - 548 с.

71. Серговский, П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины Текст. / П.С. Серговский, А.И. Рассев. М. : Лесная промышленность, 1987.-360 с.

72. Серговский, П.С. Режимы и проведение камерной сушки пиломатериалов Текст. / П.С. Серговский. М.: Лесная промышленность, 1976. - 136 с.

73. Современные методы проектирования систем автоматического управления. Анализ и синтез Текст. / под ред. Б.Н. Петрова, В.В. Солодовникова, Ю.И. Топчеева. М.: Машиностроение, 1967. - 702 с.

74. Соколов, П.В. Сушка древесины Текст. / П.В. Соколов. М. : Лесная промышленность, 1968. - 360 с.

75. Справочник по сушке древесины Текст. / Е.С. Богданов, В.А. Козлов, В.Б. Кунтыш, В.И. Мелехов М.: Лесная промышленность, 1990 - 304 с.

76. Справочник экономиста деревообрабатывающей промышленности Текст. — М.: Лесная промышленность, 1974. 488 с.

77. Степура, А.И. Система автоматического управления и регулирования процессом сушки древесины в камерах периодического действия Текст. : дис. . канд. техн. наук / А.И. Степура. М., 1983. - 212 с.

78. Стефании, Е.П. Основы построения АСУ ТП Текст. / Е.П. Стефани. М. : Энергоиздат, 1982. - 352 с.

79. Тарасик, В.П. Математическое моделирование технических систем Текст.: учеб. для вузов / В.П. Тарасик. М.: ДизайнПРО, 1997. - 640 с.

80. Техника проектирования систем автоматизации технологических процессов Текст. : справочное пособие / под ред. Л.И. Шипетина.- М. : Машиностроение, 1976.-495 с.

81. Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения Текст. / Б.Н. Уголев. М.: Лесная промышленность, 1986. - 368 с.

82. Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения Текст. /Б.Н. Уголев. -М.: Экология, 1991. -214 с.

83. Фролов, В.Н. Управление технологическими процессами в условиях не-однородностей Текст. / В.Н. Фролов. Воронеж : Издательство ВГУ, 1982. -85 с.

84. Хикс, Ч. Основные принципы планирования эксперимента Текст. / Ч. Хикс. М.: Мир, 1967. - 321 с.

85. Хренова, В.П. Автоматизация технологических процессов лесопромышленного комплекса и технологии деревообработки Текст.: учеб. пособие / В.П. Хренова. Воронеж : ВГЛТА, 1993. - 121 с.

86. Шубин, Г.С. Проектирование установок для гидротермической обработки древесины Текст. / Г.С. Шубин. М.: Лесная промышленность, 1983. - 272 с.

87. Шубин, Г.С. Сушка и тепловая обработка древесины Текст. / Г.С. Шубин. -М. : Лесная промышленность, 1990.-335 с.

88. Шульгин, Ю.Н. Оптимизация режимов сушки технологической древесины Текст. / Ю.Н. Шульгин, В.Ф. Бильба // Тез. докл. Всесоюз. научно-технич. совещания "Сушка древесины". Архангельск, 1975. - 23 с.

89. Bramhal, G. Semi-empirical method to calculate kiln schedule modifications from some lumber species Text. / G. Bramhal // Wood Science. 1976. № 8(4). - P. 213-222.

90. Jschernits, J.L. Drying rate of northern red oak lumber as an analytical function of temperature, relative humidity and thickness Text. / J.L. Jschernits, W.J. Simpson//Wood Science. 1979. -№ 11(4). -P. 202-208.

91. Rosen, H.N. Functional relations and approximations for characterizing wood drying curves Text. / H.N. Rosen // Wood Science. 1982. № 15(1). - P. 4955.

92. Vlasov G.D. Technology of woodworking Text. / G.D. Vlasov, V.A. Kulikov, S.V. Rodionov. Moscow, Higher school publishing house, 1967. - 45 p.