Главная » 2014»Август»30 » Скачать Автоматизация технологического процесса отжига стеклоизделий сложной конфигурации в конвейерных печах с комплексированными бесплатно
07:00
Скачать Автоматизация технологического процесса отжига стеклоизделий сложной конфигурации в конвейерных печах с комплексированными бесплатно
Автоматизация технологического процесса отжига стеклоизделий сложной конфигурации в конвейерных печах с комплексированными источниками энергии
Диссертация
Автор: Кузенко, Андрей Анатольевич
Название: Автоматизация технологического процесса отжига стеклоизделий сложной конфигурации в конвейерных печах с комплексированными источниками энергии
Справка: Кузенко, Андрей Анатольевич. Автоматизация технологического процесса отжига стеклоизделий сложной конфигурации в конвейерных печах с комплексированными источниками энергии : диссертация кандидата технических наук : 05.13.06 Белгород, 2005 168 c. : 61 06-5/1317
Объем: 168 стр.
Информация: Белгород, 2005
Содержание:
Глава 1 Анализ объекта управления и состояние вопроса 9автоматизации технологического процесса отжига стеклоизделий
11 Характеристика технологического оборудования и процесса 9отжига стеклоизделий как объектов управления
12 Исследование возможностей применения существующих 22математических моделей процесса отжига стеклоизделий длясинтеза энергоэкономичных режимов отжига
13 Оценка состояния автоматизации технологического процесса 38отжига стеклоизделий и потенциала существующих системуправления в реализации энергосберегающих режимов отжига
14 Постановка задач исследования и пути их решения
Глава 2 Разработка и исследование математических моделей поля 45температур стеклоизделий сложной конфигурации при их отжиге влере
21 Анализ возможностей построения конфигуративной 45математической модели стеклоизделий на основе R-функций и еёприменения для расчета тепло-механических полей изделия
22 Разработка и исследование математической модели 63температурного поля стеклоизделия цилиндрическо-коническойформы при его отжиге
23 Построение математической модели отжига для стеклоизделия 78призматическо-цилиндрической конфигурации
Глава 3, Построение математических моделей поля механических 93напряжений стеклоизделий сложной конфигурации при отжиге влере
31, Анализ механизма возникновения напряженного состояния 93стеклоизделия в тепловом поле
32 Модификация математической модели поля механических 97напряжений стеклянных труб при их отжиге в лере применительно кпроцессу отжига стеклоизделий цилиндрическо-коническойконфигурации
33 Адаптация математических моделей прочностного состояния 103стеклоблоков и труб при их отжиге к описанию поля механическихнапряжений стеклоизделий призматическо-цилиндрическойконфигурации
34 Разработка инженерной методики машинного формирования ПОтехнологических режимов отжига стеклоизделий сложнойконфигурации в лере
Глава 4 Синтез системы автоматизации лера отжига стеклоизделий 118сложной конфигурации
41 Формирование принципов, положенных в основу автоматизации 118лера
42 Синтез системы автоматизации лера ПЭУ-323 с 122комплексированными источниками энергии на функциональномуровне
43 Разработка аппаратных средств микропроцессорной системы 127автоматизации лера с комплексированными источниками энергии
44 Разработка программного обеспечения функционирования 145микропроцессорной системы автоматизации процесса отжигастеклоизделий в лере с комплексированными источниками энергииОсновные результаты работы
Введение:
Актуальность. Стекло принадлежит к универсальным материалам,нашедшим широкое применение в самых различных сферах человеческойдеятельности, в первую очередь это строительство, где современнаяархитектура выдвинула стеклоизделия в качестве прочного строительногоматериала [1] на одно из первых мест, применяя их не только для остеклениясветовых проемов и дверей, но используя и в качестве художественногооформления различных интерьеров и перегородок из стеклоизделий сложнойконфигурации, во-вторых, это медицинская и пищевая промышленность, где всилу высокой гигиеничности и химической стойкости стеклоизделий другиематериалы являются неконкурентоспособными при создании технологическихлиний по производству и транспортировке пищевых продуктов и медицинскихпрепаратов с использованием стеклянных труб для транспортировки в самомтехнологическом процессе или тарного стекла различной конфигурации припоставках продукта и препаратов для реализации. Потребность встеклоизделиях с каждым годом растет [2], при этом усложняетсяконфигурация стеклоизделий, приобретая все более изысканныехудожественные формы, однако появление переходов сложной формы,различного рода сужений, ребер, овальных и эллиптических сопряжений,утолщений стенки и т.п. создает предпосылки к снижению прочностногосостояния изделия за счет возможного возрастания остаточных механическихнапряжений в изделии, снижение которых можно достичь только правильновыбранным режимом отжига, учитывающим особенности геометрическойконфигурации изделия.При производстве стеклоизделий процесс отжига по энергоемкости стоитна втором месте после варки стекломассы. Реализация режимов отжига стеклапорождает следующие конфликтующие ситуации: снижениепродолжительности отжига выгодно с точки зрения энергетических затрат, новедет к увеличению временных и остаточных напряжений в стекле, чтонегативно сказывается на прочности изделия и может повлечь их разрушение4как на этапе термообработки, так и при последующей эксплуатации; напротив,увеличение времени отжига благотворно сказывается на потребительскихсвойствах продукции, но ведет к росту энергетических затрат, а также кснижению производительности. Следовательно, выбор рациональных режимовотжига стеклоизделий с учетом требований, предъявляемых к качеству изделийсложной геометрической конфигурации, позволит снизить себестоимостьвыпускаемой продукции за счет внедрения энергосберегающих технологий.Наиболее значительные результаты в выборе рациональных режимовотжига листового стекла получены Нарайанасвами, О.В. Мазуриным,Н.В. Лалыкиным, которые доказали эффективность трехступенчатых режимовотжига, снижающих остаточные напряжения в листовом стекле на 30% при томже времени отжига, что и в случае применения традиционных режимов отжигапо Адамсу и Вильямсону. Достаточно эффективные и адекватныематематические модели процесса термообработки листового стекла Р. Гардона,О.В. Мазурина, Н.В. Лалыкина, Р.З. Фридкина, А.И. Шутова, В.А. Кузнецова,позволили решать задачу оптимизации режимов закалки и отжигастеклоизделий плоской формы, а математические модели процесса отжигаизделий сложной формы (трубы, стеклоблоки), отражающие процесс изменениятеплового поля и поля механических напряжений во времени (моделиВ.Г. Рубанова, А.В. Маматова, А.Г. Филатова), дали возможность решитьзадачу оптимизации режимов термообработки стеклоизделий сложнойконфигурации. Однако расширение номенклатуры стеклоизделий, появлениеоригинальных геометрических форм, используемых в архитектуре приоформлении внутренних интерьеров зданий, или при производстве тарногостекла, выдвинули ряд актуальных задач, связанных с отжигом стеклоизделийсложной конфигурации. Нрежде всего это разработка универсальныхинженерных методик расчета оптимальных или рациональных режимовтермообработки стеклоизделий заданной конфигурации в автоматизированномдиалоговом режиме, для чего необходимо располагать такими динамическимимоделями процесса отжига, которые бы включали информациюгеометрического характера, как раз и порождающую основные математическиетрудности при решении краевых задач. Далее, располагая синтезированнымирежимами термообработки стеклоизделия заданной конфигурации, возникаетзадача точной реализации этих режимов, что несомненно требует созданиясовременной микропроцессорной системы автоматизации технологическогопроцесса отжига. Применение автоматизированных систем управленияпроцессом термообработки стеклоизделий сложной геометрическойконфигурации с развитыми функциями контроля и управления позволитуменьшить энергопотребление и удельные энергетические затраты и, вконечном итоге, снизить себестоимость выпускаемой продукции присохранении ее потребительских свойств.Цель работы заключается в разработке инженерной методикипроектирования и структуры автоматизированной системы управленияпроцессом отжига стеклоизделий сложной геометрической конфигурации вконвейерных печах непрерывного действия с комплексированнымиисточниками энергии, реализуюш;ей синтезированные рациональные режимыотжига при производстве заданного типа стеклоизделий.Научная новизна работы состоит в следующем:- разработаны математические модели технологического процесса отжигастеклоизделий цилиндрическо-конической и призматическоцилиндрической конфигурации, отражающие динамику теплового поля иполя механических напряжений в стеклоизделий при его охлаждении;- выявлены критические области для стеклоизделий сложной геометрическойконфигурации, в окрестности которых возникают максимальные остаточныемеханические напряжения;- получены алгоритмы расчета рациональных режимов термическойобработки стеклоизделий по заданной геометрической конфигурацииизделия и математическим моделям теплового поля и поля механическихнапряжений стеклоизделия при его охлаждении;- разработана инженерная методика проектирования и структурамикропроцессорной системы автоматизации отжига стеклоизделий,обеспечивающей снижение энергопотребления конвейерной печи скомплексированными источниками энергии.Практическая ценность работы состоит в разработке инженернойметодики автоматизированного расчета параметров режимов отжига,используемых в качестве уставок и алгоритмов управления в системеавтоматизации технологического процесса отжига стеклоизделий сложнойконфигурации в конвейерной печи с комплексированными источникамиэнергии, а также в создании методики проектирования микропроцессорнойсистемы автоматизации конвейерной печи класса ПЭУ-323 с применениемSCADA-технологий.Результаты работы внедрены в ОАО «Стекольный завод им. А. В. Луначарского», а также используются в учебном процессе кафедрытехнической кибернетики Белгородского государственного технологическогоуниверситета им. В. Г. Шухова.Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационнойработы докладывались и обсуждались на 13-ой Международной научнойконференции «Математические методы в технике и технологиях» г. Петербург, 2000 г., на Международном конгрессе «Современные технологии впромышленности строительных материалов и стройиндустрии» г. Белгород,2003 г., на региональной научно-практической конференции «Современныепроблемы технического, естественно-научного и гуманитарного знания» г.Губкин, 2004 г. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе: 3статьи, 7 докладов и 2 патента на изобретения.Методы исследования. В работе при решении задач были примененыметоды математического моделирования, дифференциального и интегральногоисчисления, теории систем. Расчеты и цифровое моделирование выполнялисьна ПЭВМ с использованием пакетов "MatLab", "Matcad" исиециализированного программного обеснечения, разработанного какконсольное приложение к среде Borland Delphi 7.0.Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит извведения, четырех глав и списка использованной литературы (83наименований). Общее количество машинописных страниц - 167. Количествоиллюстраций - 6 1 .
