Главная » 2014»Сентябрь»24 » Скачать Адаптивная система управления сушильными камерами периодического действия. Лебедев, Владимир Владимирович бесплатно
22:43
Скачать Адаптивная система управления сушильными камерами периодического действия. Лебедев, Владимир Владимирович бесплатно
Адаптивная система управления сушильными камерами периодического действия
Диссертация
Автор: Лебедев, Владимир Владимирович
Название: Адаптивная система управления сушильными камерами периодического действия
Справка: Лебедев, Владимир Владимирович. Адаптивная система управления сушильными камерами периодического действия : диссертация кандидата технических наук : 05.13.07 Тверь, 2000 154 c. : 61 01-5/489-9
Объем: 154 стр.
Информация: Тверь, 2000
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМНОЙ ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
11 Технология сушки древесины в сушильных камерах периодического действия Требования к системе стабилизации технологических параметров
12 Характеристика адаптивных систем управления для реализации на сушильных камерах периодического действия
13 Задачи и методы идентификации сушильных камер периодического действия как объектов управления
14 Анализ адаптивных систем управления в различных отраслях промышленности Г
15 Построение статической модели объекта управления и прогнозирующих моделей случайных процессов
16 Постановка задач исследований
2 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С ИДЕНТИФИКАТОРОМ В ЦЕПИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ СУШКИ МАТЕРИАЛОВ В КАМЕРАХ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
21 Основные понятия и определения по адаптивным системам управления с идентификатором ( АСИ )
22 Функционально-алгоритмическая структура адаптивной системы управления (АСИ) сушильной установкой периодического действия
23 Анализ функционирования адаптивной системы управления с идентификатором в цепи обратной связи (АСИ)
24 Разработка алгоритма оценки статистических характеристик стационарного случайного процесса (общий и адаптивный подход)
25 Разработка и исследование модели адаптивной системы управления
26 Выводы по разделу
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
31 Исследование модели дискретной адаптивной системы управления сушильной камерой периодического действия
32 Сравнение обобщенного и классического (Качмажа-Чадеева) алгоритмов адаптивной идентификации
33 Применение системы имитационного моделирования ДИПАС при исследовании АСИ
34 Выводы по разделу 3
4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ В СУШИЛЬНЫХ КАМЕРАХ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
41 Характеристика технологического процесса и системы управления сушкой пиломатериалов в сушильных модулях типа МСП-2
42 Информационное обеспечение АСУ ТП
43 Техническое обеспечение АСУ ТП сушки пиломатериалов
44 Алгоритмическое обеспечение АСУ ТП
45 Программное обеспечение АСУ ТП
46Реализация распределённой АСУ ТП сушки пиломатериалов на современных микропроцессорных контроллерах
47Выводы по разделу 4
Введение:
Перед отраслями народного хозяйства страны в настоящее время стоят сложные задачи по совершенствованию управления производством, повышению его качества и эффективности, обеспечению широкого применения автоматизированных систем управления, построенных на базе микро - и мини - ЭВМ.
В современных условиях весьма актуальными являются вопросы увеличения производительности труда, снижения себестоимости продукции, экономии материальных, энергетических и трудовых ресурсов, интенсификации использования технологического оборудования.
Одно из направлений решения этой важнейшей задачи - автоматизация контроля и управления технологическими процессами на базе современной вычислительной техники.
Одним из основных факторов повышения качества пиломатериалов является сушка — обязательный этап технологического процесса лесосушильного производства. Изделия, изготовленные из пиломатериалов высушенных до эксплуатационной влажности служат десятилетиями, что равноценно дополнительному выпуску продукции и дает значительный экономический эффект в масштабах страны.
Успешное решение задач автоматизации технологических процессов лесосушильного производства представляется возможным на основе использования ЭВМ в замкнутых контурах управления, что подтверждается опытом эксплуатации подобных систем. В последнее время, в связи с развитием элементной базы вычислительной техники, появилась тенденция » создания децентрализованных систем управления на базе микро-ЭВМ, обеспечивающих более высокую эффективность и надежность функционирования по сравнению с централизованными.
Наиболее целесообразным является применение микро-ЭВМ при автоматизации сравнительно небольших технологических объектов.
Применение децентрализованных систем управления для автоматизации процессов сушки в камерах периодического действия позволит развивать создаваемые системы управления как по сложности реализуемых законов управления для каждого объекта, так и по количеству уровней управления.
Разработка системы управления для технологического процесса сушки пиломатериалов включает несколько этапов.
Целью первого этапа является исследование технологического процесса как объекта автоматизации, определение принципов построения системы управления. Основные задачи первого этапа: анализ технологического процесса и существующих систем управления, выявление их особенностей и недостатков; формирование цели создания и функций системы управления, выбор состава комплекса технических средств; совершенствование и разработка методов управления нестационарными объектами и систем автоматического контроля и управления отдельными технологическими параметрами.
При решении указанных задач следует учитывать, что интенсификация сушки пиломатериалов в камерах периодического действия, направленная на повышение эффективности действующих и проектируемых систем управления в сушильных камерах, приводит к усложнению технологических процессов сушки пиломатериалов как объектов управления. Получившие широкое распространение релейные и линейные системы автоматического регулирования не могут обеспечить заданного качества и надежности управления из-за отсутствия необходимой априорной информации об объекте. В связи с этим для улучшения качества управления в системах управления процессом сушки пиломатериалов целесообразно использовать адаптивные системы управления, позволяющие приспосабливаться к изменяющимся условиям за счет получения, обработки и анализа с помощью адаптивного управляющего устройства недостающей информации об управляемом процессе.
Используя адаптивные системы, можно решать широкий круг задач, в который входят не только задачи регулирования, но также и задачи нахождения оптимальных условий работы системы в целом, управления объектами при параметрических возмущениях и при наличии помех.
Большой вклад в развитие теоретических основ и технологии сушки пиломатериалов внесли такие ученые как В. А. Лыков, М.Ю.Лурье, П.С.Серговский, Б.Н.Уголев, П.В.Соколов, И.В.Кречетов, Б.С.Чудинов, Б.Л.Головинский, А.Н.Кротов и другие.
Значительные исследования в области автоматизации сушильных камер и их математического описания, в разработке приборов и средств контроля состояния древесины выполнили Е.С.Богданов, В.Г.Романов, Е.Е.Богдатьев, А.А.Смирнов.
Появляется всё больше работ по использованию адаптивных систем управления и адаптивных регуляторов для объектов управления в различных отраслях промышленности, что позволяет надеяться на расширение сферы их применения. Этому способствует постоянное совершенствование структуры адаптивных систем управления, используемых методов идентификации и применение новых типов управляющих мини - и микро-ЭВМ.
Одним из наиболее перспективных является класс адаптивных систем с идентификатором, которые позволяют управлять разнообразными технологическими объектами в условиях их нестационарности, зашумленности, ненаблюдаемости отдельных параметров состояния.
В настоящее время на деревообрабатывающих комбинатах намечается два направления, решающих одну общую задачу - создание систем автоматического управления. Автоматизация "сверху" предусматривает разработку и внедрение автоматизированных систем управления объединениями, комбинатами и отдельными участками.
Автоматизация "снизу" предполагает разработку систем автоматического управления локальными контурами, создание автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и их внедрение на предприятиях.
Интенсификация режимов сушки древесины и повышение требований к качеству высушиваемых пиломатериалов приводят к необходимости оснащения лесосушильных установок новыми контролирующими приборами и системами автоматического управления, позволяющими решить вопросы контроля и управления процессами сушки в камерах периодического действия.
К настоящему времени изучены особенности сушильных камер периодического действия как объектов автоматического управления, однако созданные системы автоматического регулирования температуры и психрометрической разности агента сушки не имеют коррекции режимов по параметрам высушиваемого пиломатериала (по средней текущей влажности и внутренним напряжениям), что не позволяет осуществить комплексную автоматизацию процесса сушки. Созданы система и приборы для измерения средней текущей влажности пиломатериала во время камерной сушки, однако она нуждается в совершенствовании, особенно при использовании в рамках АСУТП.
Основой для создания автоматизированных систем служит система контроля, обеспечивающая полную наблюдаемость объектов управления. Существующая в настоящее время система контроля процесса сушки реализована на локальных средствах автоматизации, в которой многие, важные с точки зрения управления процессами параметры либо не изменяются, либо изменяются со значительными ошибками. Это не позволяет объективно и оперативно оценивать состояние процессов, что, в конечном счете, ухудшает качество управления ими.
Кроме того, существующая система в принципе не может обеспечить выполнение следующих функций по:
• оперативной диагностике состояния оборудования;
• автоматической сигнализации о нарушениях технологического режима;
• оперативному расчету технико-экономических показателей работы отделения подготовки;
• документированию технологической и технико-экономической информации.
Указанные обстоятельства обуславливают актуальность диссертационной работы, направленной на разработку системы управления на базе микро-ЭВМ технологическим процессом сушки пиломатериалов в камерах периодического действия.
Погрешности определения средней влажности доходят до 5-8%, что обусловлено ошибками в определении "сухого" веса образца и дискретностью контроля. Брак при сушке в значительной мере вызывается нарушениями рациональных режимов работы из за неточного контроля влажности [3].
Данная работа направлена на экспериментально-теоретическое исследование и разработку адаптивных систем автоматического управления процессом сушки пиломатериалов в камерах периодического действия.
В результате проведенных исследований были определены задачи работы, функциональная структура системы автоматического управления технологическими процессами, разработаны системы автоматического контроля и дистанционного управления отдельными технологическими параметрами.
На втором этапе сформулированы задачи системы централизованного контроля (СЦК), разработана структура комплекса технических средств, а также ее информационное, алгоритмическое и программное обеспечение.
Третий этап посвящен разработке алгоритмического обеспечения системы управления технологическим процессом, предложена структура децентрализованной системы управления и разработано алгоритмическое обеспечение её функционирования.
На четвертом этапе решались задачи, связанные с разработкой адаптивной системы автоматического управления, созданием программного обеспечения системы управления технологическим процессом.
Исследования, проводящиеся в рамках диссертационной работы, имеют целью создание автоматизированной системы управления технологическим процессом сушки пиломатериалов в камерах периодического действия, реализуемой на базе микропроцессорной вычислительной техники.
Объектом исследования является технологический процесс сушки пиломатериала и алгоритмы управления в адаптивной системе с идентификатором в цепи обратной связи (АСИ) сложным технологическим объектом с переменными параметрами.
Целью работы является создание системы автоматизированного управления (САУ) указанным процессом, включающей систему централизованного контроля (СЦК) и системы автоматического управления (САУ) основных технологических параметров, и экспериментально-теоретическое исследование алгоритмов идентификации и управления для адаптивных систем управления на базе микро-ЭВМ.
Разработка АСИ, функционально связанной с системой исследования, моделирования и оптимизации (СИМО), осуществлена с целью создания научно-исследовательской, инженерной и материально-технической базы для повышения качества исследований АСИ и принимаемых технико-экономических решений, уменьшения затрат на исследования, сокращения сроков подготовки проектной документации и повышения ее качества.
В работе представлен вариант типового проекта решения по функциональной и алгоритмической структуре АСИ сложным
В работе представлен вариант типового проекта решения по функциональной и алгоритмической структуре АСИ сложным технологическим объектом. Проведены эксперименты и разработан вариант функциональной и алгоритмической структуры автоматизированной системы управления процессом сушильного производства.
Внедрение САУ позволило повысить технико-экономическую эффективность технологических процессов сушильного производства за счет оперативной оценки состояния контролируемых объектов и снижения себестоимости производимых продуктов.
Целью данной работы является создание распределённых систем управления сушильными камерами периодического действия на базе алгоритмов адаптивной идентификации параметров объекта.
Поставленная цель достигается путем решения ряда взаимосвязанных основных задач диссертационной работы, состоящих в следующем:
• исследование объекта для синтеза структуры и алгоритмов автоматизированной системы регулирования (АСР);
• разработка теоретически и экспериментально обоснованной методики синтеза системы управления процессом сушки пиломатериалов в камерах периодического действия;
• анализ итерационных алгоритмов построения модели объекта управления для адаптивных систем с идентификатором в цепи обратной связи;
• разработка модели адаптивной системы управления и исследование одношагового алгоритма адаптивной идентификации, сравнение обобщенного и классического алгоритмов.
• обоснование структуры пакета прикладных программ управляющего вычислительного комплекса применительно к типовым проектным решениям автоматизации сушильных камер периодического действия.
