автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Устройства контроля и регулирования систем управления трубоукладочными колоннами

О Л '

; . Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Новочеркасский государственный технический университет

На правах рукописи

ШОШИАШВИЛИ Михаил Элгуджевич УДК 021.643-523

Устройства контроля и регулирования систем управления трубоукладочными колоннами

Специальности: 05.13.05 — Элементы и устройства

вычислительной техники и систем управления

05.13.07 — Автоматизация технологиче-< ских процессов и произ-

водств

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОЧЕРКАССК 1995

Работа выполнена в Новочеркасском государственном техническом университет е.

Научный руководитель: заслуженный деятель науки н техники РФ, действительный член Международной Академии информатизации, доктор технических наук, профессор Загороднюк В. Т.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Водяник Г. М., кандидат технических наук, доцент Яцкевич В. Л.

Ведущее предприятие — АО «Южтрубопроводстрой», г. Ростов-на-Дону.

Защита состоится « » ' 1995 г.

на заседании специализированного Совета К. 063.30.04 при Новочеркасском государственном техническом университете:

346400, г. Новочеркасск Ростовской обл., ул. Просвещения, 132, ком. 107 главного корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета..

Автореферат разослан « »

1995 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических наук, доцент

В. И. Маринин

ОЕЗЛЛ ХАГЛКТЕТНСТНКА ГАБОТЫ

Лктуалыюсть темы. Открытие и освоение пеших месторождений нефти и газа в Восточных районах страны неразрывно связана со строительством магистральных трубопроводов и с одновременным увеличенном диаметра последних до 1420+1620 мм. Одним из наиболее сложных видов монтажных работ при сооружении магистральных трубопроводов является изоляционно-укладочные работы, которые выполняется изоляционно-укладочной колонной (ИУК), включающей в себя трубоукладчики, очистную и изоляционную машины. Работа ИУК характеризуется высокой неравномерностью нагружения трубоукладчиков, зависящей от изменения рельефа местности, разницы в рабочих' скоростях передвижения технологических нашим и самих трубоукладчиков, а также наличия у маиинистов опита работы в колонне. Все это приводит к частичной или полной потере поперечной устойчивости трубоукладчиков, а также к смятии стенок трубы вследствие чрезмерного увеличения их напряженного состояния.

Выполнить все более возрастающие требования к темпам строительства трубопроводов, преодолев при этом сложности ведения изоляционно-укладочных работ, позволит комплексная автоматизация данного технологического процесса.

Поэтому проблема создания системы автоматизированного управления ИУК и отсутствие в настоящее время способов и средств контроля параметров технологического процесса укладки трубопровода, которые позволили бы в полной мере использовать все преимущества данного метода строительства, а также повысить безопасность работ, делают тему диссертационной работы актуальной как в техническом, так и научном плане.

Цель п задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка и исследование устройств контроля и регулирования систем управления трубоукладочныни колоннами, повышающих эффективность процесса изоляционно-укладочных работ. Для этого необходимо решить следующие основные задачи: провести критический анализ состояния вопроса, сформулировать проблему и технические требования на разработку средств автоматизации изоляционно-укладочных работ; разработать принципы построения устройств для САУ ИУК; разработать и исследовать математические модели устройств автоматизации с цслыо проверки их работоспособности и выбора оптимальных парапотрсп; разработать и исслодояать аппаратика средства автоматизации наоляциошео-укладочних коле»!) и

предложить инженерную методику их расчета и проектирования; дать рекомендации по использование научных результатов.

В работе зашяааются; принципы построения устройств контроля и регулирования нагрузки на крюке трубоукладчика, курсового движения машин в колонне и дистанций мажду ними; алгоритм расчета допустимой нагрузки для устройства определения силовых параметров трубоукладчиха ; обобщенная математическая модель ПУК: математические модели устройств и процессов регулирования нагрузки на крюке трубоукладчика, курсового двйжения трубоукладчиков и дистанций между ними и результаты их исследований; результаты параиетрического синтеза регулятора нагрузки и его практическая реализация. .

Натопи исследования. Для решения поставленных в работе задач были использованы основные законы классической физики, теоретической и строительной механики, когоди теории планирования эксперимента, математической статистики, численные методы и процедуры параметрической оптимизации. Основные расчеты и моделирование средств автоматизации проводилось с помощью ЭВМ. Полученные результаты проверялись экспериментально в лабораторных к производственных условиях.

Научная новизна работы заключается в тон, Что сформулированы требования к устройствам автоматизации ИУК и предложены принципы их построения, включающие: поддержание в заданных пределах координаты подвеса трубопровода и предотвращение аварийных ситуаций, связаных с потерей устойчивости трубоукладчика на местности (для устройства регулирования нагрузки); ведение трубоукладчика на определенном расстоянии от края траниеи/'отличл-'сцееся от известных тем, что корректировка курса осуществляется путем изменения положения троллейной подвески (для устройства регулирования курсового движения); использование упругого-троса для измерения расстояния между машинами, отличающееся от известных. тек, что передача информации о движении с одной машины ка другув осуществляется по этому ке тросу, длина которого изменяется при определенном натяжении, а последнее является сигналом управления (для устройства регулирования расстояния); впервые разработаны матёкатичесхиа модели процессов регулирования нагрузки на кроко, курсового движения . трубоукладчиков и

дистанций пеаду ними: впервые исследованы динамические процессы при регулировании нагрузки на крюке трубоукладчика и синтезированы параметры регулятора, обеспечивающие нииииун перерегулирований переходного процеса.

Практическая ценность работы. Разработаны новые способы и реализующие их оригинальные устройства регулирования, злинщен-нио авторскими свидетельствами, которые позволяют росить вопросы автоматизации изоляционно-укладочных работ. Предложенная методика и полученное на его основе выражение для определения допустимой нагрузки справедливо для целого класса гусеннчных тру-боукладчихсв и может быть легко реализовано с.помоцыо микропроцессорных или аналоговых средств. Разработаны прикладные программы для анализа и проектирования элементов и устройств, а также конструкций трубоукладчиков при инженерных расчетах.

Реализация рзбзтн. Результаты диссертационной работы, выполняемой в ранках госбюджетной темы 15.91 Миннауки Р1? "Разработка принципов создания систем контроля и управления мобильники монтажными машинами и подвижными строительными объектами", сформированной в соответствии с подпрограммами 0.55.21 ГКНТ СССР и 055.19. Госстроя СССР, используется при выполнении опыт-ио-конструкторских работ СКБ "ГазстроГшаиина". Практические результаты работы позволяют сократить число простоев и аварийных ситуаций колонны, решить ряд социальных проблем, связанных с утомляемостью обслуживающего персонала и, тем самым, повысить надежность и эффективность управления ИУК. Экономический эффект от применения средств, автоматизации ИУК в ценах до 1990 года составляет 61,5 тыс. руб на одну колонну.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях НГТУ с 1986 по 1994 годы^

публикация. По результатам выполненных исследований опубликовано 15 печатных работ, включая 7 описаний авторских свидетельств .

Структура яиссаргасвп. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 101 наименования и содержит 146 страниц основного текста, 68 рисунков. 1 таблицу и 3 приложения. ' ■

- 4 -

ОСНОВНОЕ С0ДВКХЛНИ2 rXEOTU

D первой главе проведен анализ особенностей выполнения изоляционно-укладочных работ и работы кранов-трубоукладчиков в колонне, который показал, что ввиду отсутствия средств контроля нагружения средняя загруженность колонны составляет 70+75*. При этом часть кранов перегружена, в результате чего они передвигаются фактически на одной гусенице и систематически приблих:аютсл к траноее. Все ото приводит к поломкам элементов трансмиссии, частым остановкам колонии, утомляемости машинистов и снижению общих тейпов строительства.

Преодолеть многие трудности выполнения укладочных работ можно путем создания системы автоматизированного управления ИУК, основная задача которой сводится к-предельноку снижению нагрузок на трубопровод и краны, координации и синхронизации работы всех навии и моханизнов колонны. Изложенные принципы построения САУ ПУК и кроведошшй анализ технологического процесса выдвинули необходимость в разработке ряда средств автоматизации, среди которых устройства регулирования нагрузки (УРН), определения допустимой нагрузки (УОДН), регулирования курса трубоукладчика (УРК) и регулирования расстояния между машинами (УРР), а также позволили сформулировать требования к устройствам автоматизации колонны, основные из которых сводятся к току, что все разрабатываемые устройства должны обладать свойствами суперпизсрного управления; регулировать нагрузку на крюке необходимо с учетом со допустимого значения; процесс регулирования нагрузки должен проходить при минимуме переключений релейных зленеитоа; погрешности не должны превышать для УОДН -5%, УРН - 5П0£. УРР - iOS.

Анализ известных методов и средств контроля технологических параметров КУК и трубоукладчиков позволил установить, что готовых разработок» отвочаяцих поставленным требованиям в настоящее opens нот. • В связи с этим сформулированы задачи работы, ревенио которых необходимо для достижения поставленной а диссертации цели. .

Во второй где»» разработана статическая математическая модель иук. позаояжоаая рассчитывать как нагрузки на отдельные

машины, гак и прочностные характеристики и параметры изгиба трубы и вертикальной плоскости при конкретных расстановках всех машин и механизмов колонны. Исследования модели на ЭВМ позволили аргументированно подойти к постановке требований по точности для разрабатываемых устройств. Предложенная модель также может быть использована как основа расчетной модели при функционировании САУ.

Одним из основных элементов САУ ИУК является УРК на крюке трубоукладчика,основная задача которого заключается в поддержании координаты подвеса трубопровода. Достигается это путем стабилизации вектора усилия п грузовом каната, определяемого соотношениями: РВ=Р согДР; РГ=Р гг!пЛР; АР = Р-^-а «■ рв ' рг " соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие вектора усилия Р в грузовом канате; АР - отклонение грузового каната от вертикали. Такин образон, стабилизировать вектор усилия можно путей регулирования нагрузки Р и угла Лр. Регулировка последнего может бить выполнения за счет изменения угла ОС наклона стрелы. Исходя из этого, в УРН оходят контуры регулирования положения стрелы и величины нагрузки (рис. 1). В устройство входят также такие элементы как блок определения допустимой нагрузки БДН; блок, задающий коэффициенты запаса грузовой устойчивости Кэап и аварийной устойчивости Кав, величину максимальной грузоподъемности Ртах блок логического сравнения БЛС, выдающий сигнал, равный минимальному из двух поступающих на блок сигналов. С целью блокировки канала регулирования положения стрелы, которое .может вызвать нежелательное снижение величины допусимой нагрузки, в устройстве использованы элемент сравнения 4, релейный элемент 3 и логический элемент "И".

При разработке УРН было учтено требование экстренного перехода на ручное управление, для чего предложена схема управления гидравлическим приводом грузовой лебедки. Схема позволяет перейти на ручное управление лебедкой без дополнительных переключений .

Устройство определения допустимой нагрузки УОДН, в которое входит БДН, построено на основе непосредственного контроля за параметрами крана, влияющими на ого поперочнуя устойчивость и величину допустимой нагрузки, - углеки наклона стрелы б, в?кле-

а ff) < . 'ä

^ о о. с= а- « «о о £ ir «5- ц 8л s^ürf

нспня полиспаста ß, хрена нааииы К и положения контргруза. Из условия равновесия крана и отсутствия реакции под правой гусеницей било получено выражение для расчета допустимой нагрузки на крюке:

(С0-х„*Рк- хк-Сс• n)cosK-<G0- Уо+Рк- /к+СС' h)sin*K

^доп"* ....... .....—--- -I ...... — .1 и, -■— — .

{(c+d)sinfl*n)cos(ß-tt) + ( (c+d)cora+h)sin(ß-Ct)

Gc- d-sJn(a+y) {(c+d)sina*ri)cos(ß-a)+{(c+d)cosd+h)sin(ß-a)'

где Gq, Gc , PK - веса соответственно базовой машины, стрелы и контргруза; х0 , у0 , хк . ук, с, d, п, h - координаты центров тяжести элементов крана и его геометрические параметры. Использование этой зависимости в качестве алгоритма для реализации в БДН связано с определенными трудностями. Ее упрощение позволило получить выражение, содержащее два функциональны* элемента, имеющее погрешность в рабочей зоне изменения углов не выше 1% и которое может быть принято в качестве алгоритма расчета допустимой нагрузки:

К,-Кг-У-К3 -sin(a^) р ж ■

Д°" sin(ß-k„-(I-ßo )

где К,= 0,996(Go-xo+PK-xK-Gc-n)/t; К2= (G0 • у0 • ук +Сс-h)/t;

К3= (Gc-d)/t.

D главе разработаны метод и устройство регулирования расстояния между трубукладчи.чаки, заключающиеся в тон, что все трубоукладчики разделяются попарно на ведущие и ведомые, а регулирование расстояния осуществляется путем изменения скорости движение мащин. Регулирующее воздействие на ведущую иапину, на которой размещена измерительная часть устройства, передается по электрическим линиям связи, а регулирующее воздействине на впереди идущий ведомый трубоукладчик передается механически по гибкому тросу путем изменения его натяжения. Этот трос одновременно является средством измерения расстояния между касинами.

Для нормального функционирования САУ трубоукладчики должны передвигаться на равноудаленной расстоянии от края транщеи, определяющей их курс. Изменение курса nasnmt осуществляется путем регулирования положения троллейной подвески, , имеющей привод хо-

да. Используя эти принципы, разработано устройство регулирования курсового движения УРК,' а котором отконенче от заданного курса измеряется в некоторой опережающей центр разворота масины точке, что позволяет регулировать хак по отклонению, так и его производной. В качестве регулирующего воздействия используется разворачивающая трубоукладчик сила, которая создается путем изменения положения троллейной подвесхи. Для повышения устойчивости регулирования курса в УРК введен внутренний контур стабилизации разворачивающей силы с дополнительной обратной связью по возмущающему параметру - скорости трубоукладчика. Разворачивающая сила Рр определяется через усилия Г] и в составляющих стрелы и угол наклона стрелы И как Рр ~ (Гг - в .

В третьей главе разработаны математические модели процессов регулирования расстояния между машинами, их курсового движения и нагрузки на крюке, проведены исследования ноделей на ЭВМ.

Математическая модель процесса регулирования нагрузки включает в себя такие элементы процесса как трубопровод, касн-нотрахторный агрегат, включающий в себя ЛВС, всережимный регулятор и турбокомпрессор, трансмиссия грузоподъемного оборудования с муфтами реверса и тормоза, лебедка, канатная система грузовой и стреловой лебедок, грунтовое основание, а также исполнительное устройство, представляющее собой электромеханический преобразователь (ЗИП) с парораспределителем и гидротолкатель с рычажной ci-.cTcr.cvl привода куфт реверса и тормоза. Математическая модель представляет собой систему алгебраических, логических и дифференциальных уравнений, оспоииио из которых приведены ниже:

Ли=(Ри3"я-*-х)«кр; .

Т02 . .и1-.0эИП1 ■. "змт- --Лр-р-рн!

, Т0* Тв1

• -)Сд-цЛдг*4ктАр . 0р1-У*1 -Кут'Рн!

Ор ■ -- ; Рн!- -;- ;

- . Ьс1

•• • Рв'^д-^а.тр'Х'^уп-Гр X » V» --;-;-;-;—;-:-:-

О, если х > О ; О, если х ( х^ ;

гР1 -

суп.х, если х<0 ; с^х-х,,), если х>х^ ;

Иг = Г^Тр); Н„ » Гг(Гр); Мдв- Г( Шдв, Ъ ) ;Ь=Г(0»лп );

м< 1 -1) 1 _Н1 (1 ♦ 1) _ит 1 * -М, Ш| » -;

■ + С(1-1>1' Фп-щ : М1 " к1,(|,1 :

Мд - Мэй - кия'^я - «тм•signO)л; Ма - М.,4 ♦ к^.ш,,;

Мд - к* м., - мт - ма Ы. - - ; Шп ---;

Зл "п

рн - -

7гр » - ; у - Угр ;

пГр

Рн - ро * Угр* стр + Угр-*тр: Рк - Ду-скг + ДУ-ккг ;

ЛУ - - Угр - У9е„ - Укр - Устр; Ду > ¿V;

уОСИ ' * Р*-соз<£- 20) - Лл - 1*п - ка-Уосн )/!г.;р ;

«г - (Рк-Ьт + Ил'!** + "п'^-яп - к8-шг)/Зкр;

V1lr) =• Ыд - [+ п + Ьстр.г1п(1К)]; ^стр *стр « + А (Гц » г2(Гк.Р.«о) :

Устр = а ЬсТр-ьс-э1л(1а + 1К) ; ч6 = кб-мб/1гр ,

где Ди - сигнал ошибки; Рн3ал и Гк - заданное значение нагрузки и усилие в грузовом канате; кр - коэффициент передачи; Ц - выходной сигнал релейного регулятора; Иэмп " напряжение питания ЭМП; Тф;, Т}2 - постоянные времени форсирующего звена; р, Рн, Др-давления на входе гидрораспределителя, нагрузки и приведенный перепад давленчя в магистрали: Ср - расход в магистрали; кл , кт - гидравлические сопротивления при ламинарном и турбулентном течении жидкости; 2п,кут,Ьс1 - площадь пораня толкателя, коэффициент утечек и эквивалентная жесткость гидролинии; V. X - скорость и перемещение толкателя; Ртр, Гяро» спр сила сухого трения, начальное поджатие пружины и жесткость пружины; р>п» ~ реакции упора и рычагов; , К? - моменты на муфте к

тормозе; Ь - перемещение рейки топливного насоса двигателя; ь^ -скорость 1-го вала трансмиссии; ^, М1 (1♦1> - моменты в передачах трансмиссии; (1 +1> » 1<1 < 1 * 1) " коэффициенты жесткости и демпфирования в передачах трансмиссии; 31 - моменты инерции передач; Шл , Ып, 3Л , Эп - скорости вращения и моменты инерции левой и правой полуиуфт сцепления; Угр, угр - скорость и перемещение крюка; Р0 - начальное усилие на крюке; с^, скг, к1р , кКГ

- коэффициенты жесткости и демпфирования трубопровода и грузового каната; У6 , Уосн, Укр , Устр - скорости перемещения груза за счет вращения барабана, просадки основания, крена машины и просадки стрелы; Хс - сумма весов храма; Нл, Йп - реакции под левой и правой гусеницами крана; Ка, коэффициенты демпфирования грунта при просадке и крене машины; (0Й - скорость крена; хс , п, Ц.тр, ц , 1-нл *. п " геометрические параметры крана; Зстр> кстр " момент инерции и коэффициент демпфирования стрелы; Ъс - коэффициент скорости Устр; - радиус барабана; 1гр кратность грузового полиспаста.

В ходе моделирования процесса регулирования нагрузки проводились исследования динамики отдельных частей УРН с целью установления соотношений параметров рычажной системы и исполнительного гидропривода крана из условия отсутствия проскальзывания груза, а также определения параметров критического крена трубоукладчика в зависимости от величины нагрузки на крюке.Все это позволило подготовить рекомендации по проектированию и настройке исполнительных приводов трубоукладчиков и выбору рабочих скоростей грузовых лебедок при различных режимах работы крана. Кроме того, оценивалась работа составных частей крана к модели при опускании груза в автоматическом режиме при условии, когда начальная нагрузка на крюке превышает допустимое по устойчивости значение. Графики переходных процессов этого процесса показаны на рис. 2. Здесь приняты следующие обозначения: Гк, гкзад " усилие в канате и заданная нагрузка стабилизации; Увр , Устр, укр - скорости перемещения груза за счет просадки основания, просадки стрелы и крена трубоукладчика соответственно; Д1р

- величина просадки крана под правой гусеницей.

Определение параметров релейного регулятора проводилось с использованием численных методов параметрической оптимизации. В

-гг-

качестве целевой функции при оптимизации использовалась функция вида:

9(1^) - BiafHf,), (1)

где Кв - (Квп'^воп^ " вектор коэффициентов возврата реле при подъеме и опускании груза; п„ - число переключений релейных элементов, при ограничении на статическую точность регулятора. В работе решена задача нахождения максимальной области значений вектора кн , в которой имеет место целевая функция е>(Кв ) при определенном значении зоны нечувствительности регулятора Äfk. В ходе исследований было установлено, что при опускании груза на минимальном вылете стрелы, когда система имеет наибольший коэффициент усиления, оптимальный процесс регулирования протекает при дпух переключениях регулятора. При углах наклона стрелы О. > 18+20° при опускании груза, а также при любых вылетах стрелы при подъемеч груза оптимальный процесс регулирования протекает при одном переключении. Были также определены границы выполнения условия (1). Это позволило рекомендовать следующие параметры настройки регулятора: коэффициент возврата для реле подъема: А'вп* " (0,45 + 0,52); коэффициент возврата для реле опускания: *'hon = " (0,42 * 0,48); зона нечувствительности регулятора: Лгк* 10 + 12 кН. . Во всех случаях оптимального регулирования максимальная статическая ошибка не превышает 8,5кН.

В главе также разработаны математические модели процессов регулирования расстояния между машинами и их курсового движения. В ходе исследований процесса регулирования расстояния было установлено, что УРР позволяет регулировать расстояние с погрешностью до 25 мм и динамической ошибхой до 1,6%. Результаты моделирования процесса регулирования курсового движения трубоукладчика подтвердили возможность использования УРК для эффективного регулирования заданного курса. Так при длине выносного измерителя 4,8 м УРК позволяет скорректировать заданный курс на расстоянии 20 м с ошибкой не более 14 мм.

в четвертой главе описаны принципы реализации УРН; сделана оценка погрешностей средств автоматизации; приведены результаты производственных испытаний регулятора нагрузки; предложены технические решения, повышающие эффективность САУ ИУК.

Для проверки полученных в работе теоретических положений

по регулированию нагрузки на крюке трубоукладчика разработан регулятор нагрузки, з основе которого положены принципы построения УРН. Блок определения допустимой нагрузки реализован на аналоговых элементах. Синусные преобразователи построены на основе кусочной аппроксинацин, а функциональный делитель реализован по схеме следящего АЦП с использованием 10-разрядных ЦАП, реверсивных двоичных счетчиков и тактового генератора импульсов. Усилие в грузовом канате определяется по величине растяжения концевой ветви грузовдго каната.

На основании структурного анализа погрешностей регулятора нагрузки дана его метрологическая оценка. Так при малых уг/"ах наклона стрелы (до 10а) погрешность УОДН не превышает 4,1%, а самого регулятора - 5,53% с учетом работы блока определения допустимой нагрузки и 3,71?« без учета работы этого блока: для

а

средних вылетов стрелы (а=30 ) погрешности соответственно равны для УСДК - 1,81% и для УРН - 4,12%, что удовлетворяет поставленным требованиям. Оценены также основные погрешности УРР. Так установлено, что погрешность за счет растяжения троса при изменении натяжения не превышает 0,5%, а погрешностью от изменения провисания троса можно преиенбречь.

Результаты теоретических исследований по регулированию нагрузки получили свое подтверждение а ходе производственных испытаний. Расхождение между экспериментальными и расчетными значениями, полученными при моделировании на ЭВМ, не превышает 12%.

В глазе изложены инженерные ро-ения по усовершенствованию конструкций трубоукладчикоз, работающих з составе ПУК, защищенные авторскими свидетельствами.

а приложения« приведены программы моделирования ИУК и процессов регулирования нагрузки, расстояния и курса; акт производственных испытаний регулятора нагрузки; технический акт внедрения.

оспо2к:2 ггзультлта ГАЕСТЫ

1. Анализ работа изоляцисино-укладочноП колонны показал,' что в настоящее время не существует средств контроля и управления ее параметрами, позвол/ссщях комплексно подойти к вопрос у

автоматизации изоляционно-укладочных работ. Предложенные принципы построения САУ трубоукладочной холонной позволили определить основные процессы, подлежащие автоматизации, сформулировать требования к устройствам автоматизации ИУК.

2. Разработанная математическая модель колонны позволяет определять геометрические и прочностные параметры колонны при различных выриантах расстановки механизмов и может быть использована при расчетах в управляющей ЭВМ системы.

3. Разработаны принципы построения УРН, позволяющие стабилизировать подвое трубопровода путем регулирования величины нагрузки и угла наклона стрелы, а также ограничивать на допустимом уровне заданную нагрузку при превышении последней предельного по устойчивости на местности значения.

4. Предложены принципы построения УРР, основанные на передаче управляющей информации с ведущего на ведомый трубоукладчики по гибкому механическому тросу путем изменения его натяжения и позволяющие регулировать расстояние между трубоукладчиками в автоматическом режиме с погрешностью не. выае 25 мм.

5. Разработаны принципы построения УРК, основанные на из-нерении отклонения от заданного расстояния до траншеи в опережающей точке и использовании результатов измерения для регулирования курса путем смещения троллейной подвески, имеющей привод хода. УРК позволяет скорректировать заданное расстояние до траншеи с погрешностью до 16 мм.

6. Получено выражение для расчета допустимой нагрузки на крюке, имеющее два функциональных элемента и Использующее информацию от трех датчиков углов. Выражение предназначено для использования в качестве алгоритма в УОДН и имеет погревность е зоне рабочих углов до 1%.

7. Разработаны математические подели устройств УРК и УРР г проведены их исследования на ЭВМ. Моделирование подтвердилс возможности эффективного регулирования курса и расстояния в автоматическом режиме.

8. Получена математическая модель УРН и процесса регулирования нагрузки, проведены исследования на ЭВМ основных динамических характеристик трубоукладчика. Адекватность модели реальному процессу подтверждена производственными испытаниями. Опре-

делены параметры настройки.релейного регулятора, обеспечивающие минимум переключений релейных элементов при ограничении на статическую точность.

9. Разработана аппаратура по регулированию нагрузки на крюкё трубоукладчика, в основа которой заложены принципы построения УРН, позволяющая регулировать нагрузку с погрешностью не более 4,5% и определять допустимую нагрузку с погрешностью не более 4/2%.

10. Лабораторные и производственные испытания подтвердили правильность теоретических разработок и принятых технических решений. Основные результаты исследований защищены авторскими свидетельствами и приняты к использованию в СКВ "Газстроймаши-нэ" (г.Москва) в виде прикладных программ по моделированию параметров колонны и методик для проектирования средств автоматизации. Разработанные опытные образцы аппаратуры по регулированию нагрузки приняты к использованию в вышеназванной организации. Ожидаемый экономический эффзкт обусловлен ростом годовой эксплуатационной производительности колонны на 4%, снижением расходных материалов и утомляемости обслуживающего персонала.

Основное содержание диссертации изложено о следующих печатных работах:

1. Загороднюк В.Т., ЫоЕиапсили М.Э. Основные направления автоматизации изоляционно-укладочных работ. Деп.рук.

1249-Гз90,ВНИИЭгазпром.-М., 1990,-11 С.

2. Ыошиапзили Н.Э. Принципы построения системы управления изоляционно-укладочной колонной. Деп. рук. 72-сд90, КАШМИР. -М. , 1990..-16 С.

3. Шошиапвили н.э., Гудикоз Г.Г., Паршин Д.Я. Принципы автоматизированного управления изоляционно-укладочной колонной. Деп. рук. аз-Ст.91, ВНИИПКтехоргнефтегазстрой.-И., 1991.-16 с.

4. Шошиапвили М.Э., Гуяиков Г.Г., Паршин Д. Я. Контроль и управление кранаки-трубоукладчикакн. Деп. рук. 73-сд90, КАШМИР.- И.- 1990. - 19 с.

5. Парпин Д.Я., Поеиапвнли М.Э. Автоматический контроль устойчивости кранов-трубоукладчиков //Строительные и дорожные каеины, 1990. - Ю. -С. 16-18.

6. Система регулировки .иагруаки на кран-трубоукладчик

/Пароин Д.Я., Шошиашвили Н.Э.// Строительство трубопроводов, 19Э0. - 7,- С.42-44.

7. A.c. 1533990 СССР. НКИ В 60 С 15/00. Устройство для автоматического регулирования нагрузки крана-трубоукладчика/ Д.Я. Парами, Н.э. Шошиашвили, Г.Г. Гудиков. Опубл.07.01.90. Бюл. 1.

8. A.c. 1791345 СССР, нки В 66 С 13/22. Устройство для управления приводами подъема груза и стрелы крана-трубоукладчика /Г.Г. Гудиков, Н.Э. Шошиашвили, Д.Я. Паршин. Опубл. 30.01.93. Бол. 4.

9. Патент 2018901 Российской Федерации. НКИ G 05 D 1/00. Система регулирования расстояния «саду трубоукладчиками./Н.Э. Шошиашвили, Г.Г. Гудиков, Д.Я. Паршин, А.И. Фабриков. Опубл. 30.00.94. Бол. 16.

10.- Шошиашвили Н.Э., Гудиков Г.Г. Система автоматического регулирования расстояния между трубоукладчиками //ЭВМ и микропроцессоры в системах контроля и управления.- М.: ПАДИ, 1992.-С.64-67.

11. Загороднок В.Т., Шошиашвили К.Э., Гудиков Г.Г., Паршин Д.Я., Фабрикоь А.И. Способ регулирования курсового движения трубоукладчика и устройство для его осуществления. Решение о ■ выдаче авторского свидетельства по заявке 4802314/11(029601) ОТ 25.03.92.

12. A.c. 1728116 СССР. НКИ В 66 С 1/56. Способ управления краном-трубоукладчиком с троллейной подвеской /М.Э.Шошиаввили, Г.Г. Гудиков, Д.Я. Пароин. Опубл. 23.04.92. Бол. 15.

13. Шошиашвили Н.Э., Садэтов Т.е., Потерухин А.Н. Статическая модель укладываемого в траншею трубопровода при стабилизации заданных нагрузок на трубоукладчиках //Известия Северо-Кавказского научного центра высшей школы. Технические науки. 1990.- 1.- С.80-85.

14. A.c. 1730495 СССР. НКИ F 16 L 1/00. Трубоукладчик /Д.Я. Паршин,Н.Э.Шошиашвили,Г.Г. Гудиков, А.И.Фабриков. Опубл. 30.04.92. Бюл. 16.

15. A.c. 1766833 СССР. НКИ В 66 С 23/44. Трубоукладчик /В.Т.Загороднюк,Н.Э.Шошиашвили,Г.Г. Гудиков, А.И.Фабриков. Опубл. 07.10.92. БЮЛ. 37.

jgei*??

(

Объем 1,0 п. л. Заказ № 110. Тираж 80 экз.

Типография НГТУ. 346400 г. Новочеркасск Ростовской обл., ул. Просвещения, 132.