Система керування процесом випалювання цегли в тунельній печі - Автореферат

Національний технічний університет України АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукОдним з суттєвих етапів розвязання цієї задачі є удосконалення системи керування технологічними процесами, зокрема процесом випалювання, яке знаходиться в кінці виробничого циклу отримання цегли. Цей процес, який проводять переважно в тунельних печах, характеризується розподілом температур газового середовища (температурне поле) і садки виробів, нестабільністю властивостей напівфабрикату, а також неможливістю контролю властивостей керамічного матеріалу в період його довготривалого (до 100 годин) перебування у печі, що ускладнює керування випалюванням в режимі реального часу. Метою роботи є створення системи керування процесом випалювання керамічної цегли в тунельній печі, яка сприяє підвищенню якості готової продукції шляхом визначення оптимального температурного поля в умовах нестабільності напівфабрикату, внесення попереджувальних впливів, отриманих в результаті прогнозування характеристик виробів та запобігання виникненню аварійних ситуацій. Створення системи керування процесом випалювання, яка б прогнозувала властивості виробів, що випалюються, і використовувала результати для завчасного коригування параметрів технологічного процесу з метою зменшення економічних втрат від аварій та неоптимального ведення процесу. При вирішенні поставлених задач отримано наступні нові наукові результати: - вперше запропоновано математичні моделі для розрахунку найменшої міцності і середнього водовбирання цегли у садці, визначені на основі властивостей напівфабрикату та режимних параметрів процесу випалювання, які дозволяють проводити прогнозування вказаних властивостей виробів при знаходженні їх в печі з метою завчасного коригування технологічного процесу;Наведено обґрунтування актуальності теми дисертаційної роботи.Випалювання, яке розташоване в кінці технологічного ланцюга виробництва, є найвідповідальнішим процесом, під час якого остаточно формуються властивості продукції, що визначають її якість. Цей процес переважно проводять в тунельних печах - довгих (до 120 м.) прямолінійних каналах, вздовж яких назустріч газовому потоку проштовхуються вагони з садкою виробів. Випалювання характеризується великою температурою спікання та значною кількістю виробів, які одночасно перебувають у печі, значним часом перебігу процесу (до 100 годин) та складністю фізико-хімічних процесів, що проходять в керамічному матеріалі. На проведення даного процесу витрачається значна кількість природного газу та електроенергії, вартість яких складає 70-75% від витрат на енергоносії, що використовуються всім виробництвом. Як обєкт керування випалювання в тунельній печі характеризується інерційністю каналів керування, яка викликана великою масою цегли на кожній позиції, а також значною кількістю і суттєвим впливом збурень (властивості напівфабрикату, наявність підсосів, тощо).Шихта формувалась заданого складу, під час проходження нею стадії переробки фіксувався робочий стан обладнання, нарізаний брус на вагонетках заштовхували у спеціально відведені канали сушарки. Садка на кожному пічному вагоні формувалась з виробів, які сушились в однакових умовах (мали однакову відносну залишкову вологість). Під час випалювання заповнювався паспорт вагона, до якого заносились дані про властивості напівфабрикату, номер пічного вагона та час його надходження до печі, температурне поле випалювання даного вагона та інтервал проштовхування, з яким він пересувався. Для визначення значущості цих розподілів проведено дисперсійний аналіз для кожної площини пакетів (перерізу, з якого відбирались вироби). З огляду на схожість кривих розподілу міцності по висоті садки, за критерієм Стьюдента перевірялась гіпотеза про рівність математичних сподівань міцності в однакових рядах пакетів однієї групи.Визнано, що існуючі аналітичні моделі не можуть бути використані у даних виробничих умовах, і для прогнозування якісних показників продукції треба розробити відповідні математичні моделі на основі регресійних рівнянь. Використавши аналіз експериментальних даних, методи включень і найменших квадратів, отримано математичні моделі, які повязують показники якості виробів з властивостями напівфабрикату та температурним полем печі. В результаті статистичного аналізу експериментальних даних була обрана значна кількість факторів для використання при моделюванні. Відбираючи ті з них, що мали більший коефіцієнт парної кореляції, були отримані рівняння, які, досягнувши структурного насичення, не містили в собі важливих, з точки зору теорії і практики, факторів, що мали менші коефіцієнти парної кореляції. Результатами паралельних дослідів вважались значення якісних показників виробів, відібраних з однакових місць різних пакетів пічного вагона.На основі аналізу випалювання цегли в тунельній печі як обєкта керування та сучасного стану систем автоматизації сформульовано задачу керування цим технологічним процесом.

. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ