Preview

Известия Юго-Западного государственного университета

Расширенный поиск

Применение адаптивного трёхпозиционного регулирования в системе автоматизированного управления тепловым объектом

https://doi.org/10.21869/2223-1560-2020-24-4-230-243

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования. В качестве объекта управления рассматривался тепловой агрегат в виде модифицированной двухъярусной туннельной печи, предназначенной для производства пеностекольных блоков. Основной целю данной работы являлось исследование, состоящее в повышении качества выпускаемой продукции, снижении брака и в конечном итоге в повышении производительности за счёт разработки автоматизированной системы управления тепловым полем технологического агрегата по производству пеностекольных блоков с использованием адаптивного трёхпозиционного закона управления с адаптацией под нагрузку средней позиции регулятора.
Методы. На начальном этапе разрабатывалась функциональная схема автоматизации модифицированной двухъярусной туннельной печи. Для моделирования динамических дискретных систем применялся математический аппарат в виде помеченных сетей Петри, в результате чего осуществлялась алгоритмизация технологического процесса производства пеностекольных блоков. Данное решение поставленной задачи целесообразно использовать в виде методики алгоритмизации и программирования логического контроллера, входящего в структуру системы автоматизации. Разработанную функциональную схему автоматизации можно преобразовать в мнемосхему, тем самым реализовав SCADA-систему, предназначенную для управления и визуализации, диагностики и слежения за процессом на централизованном пункте управления, что является частью автоматизированного рабочего места оператора-технолога. Изложенный подход к разработке автоматизированной системы управления технологическим процессом имеет обобщённое представление. Решение носит методологический характер, демонстрирующий удобство использования модели в форме помеченной сети Петри.
Результаты. В ходе исследований разработан граф операций производственного процесса с дискретным адаптивным трёхпозиционным регулированием средней позиции под нагрузку. Для проверки правильности графа операций выполнено построение дерева достижимых маркировок, и проведен его анализ на соблюдение условий безопасности и живости сети. Разработана блок-схема основного алгоритма и алгоритма адаптации управляющей программы контроллера.
Заключение. Изложенный подход к разработке автоматизированной системы управления технологическим процессом производства пеностекольных блоков имеет обобщённый характер хотя и проиллюстрирован на применении к конкретному объекту, поскольку допускает изменение как числа переменных xi , zi , так и их функционального назначения, то есть вместо датчиков, толкателей, задвижек, значений параметров, например температуры, могут применяться другие элементы автоматики и другие физические переменные и их параметры. Таким образом, представленное решение носит методологический характер, демонстрирующий удобство использования модели в форме сети Петри и дерева достижимых маркировок для алгоритмизации и программирования логического контроллера, входящего в структуру системы автоматизации.

Об авторах

В. Г. Рубанов
Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова
Россия

Рубанов Василий Григорьевич, доктор технических наук, профессор

ул Костюкова 46, г. Белгород 308012



Д. В. Величко
Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова
Россия

Величко Дмитрий Валерьевич, доцент

ул Костюкова 46, г. Белгород 308012



Д. А. Бушуев
Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова
Россия

Бушуев Дмитрий Александрович, кандидат технических наук, доцент

ул Костюкова 46, г. Белгород 308012



Список литературы

1. Демидович Б.К. Пеностекло. Минск: Наука и техника, 1975. 248 с.

2. Шилл Ф. Пеностекло. Производство и применение. М.: Стройиздат, 1965. 308 с.

3. Пеностекло – современный эффективный неорганический теплоизоляционный материал / Н.И. Минько, О.В. Пучка, Е.И. Евтушенко [и др.] // Фундаментальные исследования. Технические науки. 2013. №6. С.849-854.

4. Севостьянов В.С., Кононыхин В.С., Зубаков А.П. Техника и безотходная технология производства пеностекла // Строительство. 2000. №10. С.74-79.

5. Rubanov V.G., Velichko D.V., Lutsenko O.V. Mathematical model of temperature field dynamics in complex shaped glass articles during firing // Glass and Ceramics. 2018. № 5-6 (75). P.171-176.

6. Рубанов В.Г., Величко Д.В., Луценко О.В. Математическая модель динамики температурного поля стеклоизделий сложной конфигурации при их отжиге // Стекло и керамика. 2018. №5. С.3-8.

7. Величко Д.В., Магергут В.З. Построение детерминированной и стохастической динамических моделей процесса нагрева пеностекольной шихты // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2015. №2. С.90–94.

8. Величко Д.В., Рубанов В.Г. Математическое моделирование процессов тепло- и влагопереноса при нагреве пеностекольной шихты // Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. XXIII Междунар. науч. конф. / отв. ред. В.С. Балакирев. Саратов: Изд-во СГТУ, 2010. Т.3. С.18-21.

9. Величко Д.В., Рубанов В.Г. Математическое моделирование теплотехнологических процессов с межфазным переходом // Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. XXI Междунар. науч. конф. / отв. ред. В.С. Балакирев. Саратов: Изд-во СГТУ, 2008. Т.3. С.53-55.

10. Городов Р.В. Экспериментальное определение зависимости температуропроводности пеностекольной шихты от температуры // Известия ТПУ. 2009. Т.314, №4. С.33-37.

11. Величко Д.В., Рубанов В.Г. Параметрическая идентификация термодинамической системы экспресс-анализа // Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. XXXI Междунар. науч. конф. / отв. ред. А.А. Большаков. СПб.: Изд-во СПбПУ, 2018. Т.3. С.22-26.

12. Магергут В.З., Величко Д.В., Костин С.В. Адаптивное трёхпозиционное регулирование в системе управления туннельной печи // Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. XXIX Междунар. науч. конф. / общ. ред. А.А. Большаков. Саратов: Изд-во СГТУ, 2016. Т.4. С.44-47.

13. Магергут В.З., Величко Д.В., Андреев А.А. Автоматизация двухъярусной туннельной печи с использованием адаптивного трёхпозиционного регулятора // Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. XXVIII Междунар. науч. конф. / отв. ред. А.А. Большаков. Саратов: Изд-во СГТУ, 2015. Т.8. С.133-139.

14. Магергут В.З., Величко Д.В., Андреев А.А. Система автоматического перемещения тиглей в двухъярусной туннельной печи для производства пеностекольных блоков // Вестник ПНИПУ. 2015. №14. С.108-122.

15. Романников Д.О., Марков А.В. Об использовании программного пакета CPN Tools для анализа сетей Петри // Сборник научных трудов НГТУ. 2012. №2 (68). С.105-116.

16. Порхало В.А., Бажанов А.Г., Магергут В.З. Информационные представления адаптивного трёхпозиционного алгоритма для его аппаратных и программных реализаций // Научные ведомости БГУ. 2011. №1 (96). Вып.17/1. С.161-168.

17. Автоматизированная система управления производством пеностекольных теплоизолирующих облицовочных блоков / В.Г. Рубанов, А.С. Кижук, О.В. Луценко [и др.] // Строительство. 2000. №10. С.93-97.

18. Ильюшин Ю.В. Проектирование системы управления температурными полями туннельных печей конвейерного типа // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникация. Управление. 2011. №3. С.67-72.

19. Юдицкий С.А., Магергут В.З. Логическое управление дискретными процессами. М.: Машиностроение, 1987. 176 с.

20. Пат. 2146033 Российская Федерация, МПК F27B 9/02, F27B 9/06. Туннельная печь-утилизатор / Волынский В.А., Ивахнюк В.А., Колчунов В.И., Кононыхин В.С., Мальцев А.Н., Новичков С.Г., Титаренко Ю.Д., Уваров В.А.; заявитель и патентообладатель «Белгород. технол. акад. строит. материалов». №99111279/03; заявл. 31.05.1999; опубл. 27.02.2000. 6 с.


Для цитирования:


Рубанов В.Г., Величко Д.В., Бушуев Д.А. Применение адаптивного трёхпозиционного регулирования в системе автоматизированного управления тепловым объектом. Известия Юго-Западного государственного университета. 2020;24(4):230-243. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2020-24-4-230-243

For citation:


Rubanov V.G., Velichko D.V., Bushuev D.A. Application of Adaptive Three-Position Control in the System of Automated Control of a Thermal Object. Proceedings of the Southwest State University. 2020;24(4):230-243. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1560-2020-24-4-230-243

Просмотров: 65


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-1560 (Print)
ISSN 2686-6757 (Online)