Рис.4. Схема алгоритму керування температурою керамічних виробів.
В результаті проведених досліджень системи керування температурним режимом підзони випалювання отримані перехідні характеристики, з яких видно, що алгоритм керування температурою кераміки добре відпрацьовує зміну завдання температурного прогріву цегляних виробів, що дозволяє керувати температурою газового простору підзони випалювання за параметрами стану цегляних виробів. Проведено аналіз необхідного об’єму оперативної пам’яті КСК, на якій реалізується алгоритм керування температурою кераміки. Дано рекомендації щодо апаратної реалізації КСК цегляним заводом.
Основні висновки
- Проведено аналіз процесу випалювання цегли в тунельній печі як об’єкта керування та моделювання, визначено основні параметри та методи впливу на процес випалювання.
- Розроблено алгоритм визначення температурних параметрів кераміки. Алгоритм враховує теплообмін випроміненням та дозволяє розрахувати в рамках КСК температурний стан садки будівельної цегли за параметрами печі, що контролюються. Робота алгоритму імітувалася на ЕОМ, розрахунки порівнювалися з експериментальними даними. Отримано задовільне збігання розрахункових та експериментальних даних.
- Отримано динамічну модель температурного режиму підзони випалювання, яка є типовою ланкою зони випалювання тунельної печі. Модель включає три динамічні елементи: один зосереджений - газовий простір та два з розподіленими параметрами - керамічні вироби та теплоізолююча стінка. Основні теплові потоки тут визначаються через теплообмін випроміненням, через що отримана модель - нелінійна.
- Отримано дискретний аналог динамічної моделі температурного режиму підзони випалювання для дослідження на ЕОМ, що дозволяє моделювати перехідні процеси в підзоні випалювання за основними каналам збурення та регулювання. Для врахування нелінійних залежностей динамічної моделі її дискретний аналог передбачає розрахунок числових значень коефіцієнтів перед змінними параметрами на кожному кроці дискретного часу, що дозволяє збільшити крок дискретизації і значно зекономити час розрахунків у масштабі реального часу КСК. Адекватність моделі підтверджується експериментом.
- Проведено аналіз діючих систем керування процесом випалювання в тунельних печах. Запропоновано супервізорну систему керування температурним режимом підзони випалювання, яка є типовою для керування зоною випалювання печі, що дозволяє усунути недоліки діючих систем керування. Розроблено алгоритмічне забезпечення для системи керування, що дозволяє формувати оптимальний температурний режим теплоносія в підзоні випалювання за температурним станом керамічних виробів. Імітаційне дослідження на ЕОМ системи керування температурним режимом підзони випалювання підтвердили її працездатність і ефективність.
Основні публікації
- Голінко І.М., Остапенко Ю.О. Компенсація інерційності та статичної нелінійності виконуючих пристроїв // Автоматизація виробничих процесів. -Київ: 1998. №1, с.27-31.
- Голінко І.М., Остапенко Ю.О. Супервізорна система управління з компенсатором локального регулятора // Автоматизація виробничих процесів. -Київ: 1998. №2, с.73-77.
- Голінко І.М., Остапенко Ю.О. Алгоритмічне визначення температурних параметрів випалювання кераміки в тунельній печі // Наукові вісті НТУУ КПІ. -Київ: 1999. №2, с.145-149.
- Голінко І.М., Остапенко Ю.О. Моделювання динамічного режиму підзони випалювання // Автоматизація виробничих процесів. -Київ: 1999. №2, с.36-43.
- Голінко І.М., Остапенко Ю.О. Система керування температурним режимом підзони випалювання тунельної печі // Наукові вісті НТУУ КПІ. -Київ: 1999. №3, с.21-25.
АНОТАЦІЯ
Голінко Ігор Михайлович. Комп’ютерна система керування процесом випалювання цегли в тунельній печі. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 - автоматизація технологічних процесів - Національний технічний університет України “КПІ”, Київ 1999.
Дисертацію присвячено розробці комп’ютерної системи керування процесом випалювання цегли в тунельній печі. На основі аналізу діючих систем керування температурним режимом тунельних печей встановлено, що в даний момент системи керування не враховують температурний стан керамічних виробів при формуванні температури газового простору тунельної печі через неможливість їх вимірювання. Розроблено алгоритмічне забезпечення для контуру керування температурним режимом підзони випалювання, яке дозволяє розрахувати температурний стан виробів та враховувати параметри виробів при формуванні температурного режиму підзони випалювання. Проведено дослідження розробленої системи керування, які підтвердили її працездатність та ефективність.
Ключові слова: керамічні вироби, тунельна піч, підзона випалювання, процес, математична модель, алгоритм, автоматизація, система керування.
АННОТАЦИЯ
Голинко Игорь Михайлович. Компьютерная система управления процессом обжига кирпича в туннельной печи. - Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07 - автоматизация технологических процессов - Национальный технический университет Украины “КПИ”, Киев 1999.
Диссертация посвящена разработке компьютерной системе управления процессом обжига кирпича в туннельной печи. На основе анализа действующих систем управления туннельными печами установлено, что в данный момент системы управления процессом обжига в туннельных печах не учитывают температурное состояние керамических изделий при формировании температуры теплоносителя из-за невозможности измерения температуры изделий движущихся на вагонетках. Указанный недостаток приводит к невозможности коррекции температурного режима туннельных печей при изменении химического состава сырья, при изменении схемы садки изделий на вагонетке, при переходе на обжиг изделий иных размеров и т.д., что в свою очередь приводит к ухудшению качества изделий, перерасходу топлива и т.п.
Для контроля температурного состояния керамических изделий разработан алгоритм определения температурных параметров керамики, который позволяет рассчитывать температурное состояние строительного кирпича по контролируемым параметрам туннельной печи. Алгоритм учитывает распределение температуры в садке кирпича и теплообмен излучением. Проведено экспериментальное исследование динамического режима температур для теплоносителя и садки строительного кирпича в подзоне обжига туннельной печи. Результаты экспериментальных данных и рассчитанных с помощью алгоритма практически совпадают.
Проведено исследования динамических свойств теплоносителя в процессе обжига строительного кирпича с помощью разработанной математической модели подзоны обжига. Математическая модель температурного режима подзоны обжига учитывает распределение температуры в садке керамических изделий и теплоизолирующей стенке печи, также учтен теплообмен излучением, который является доминирующим при высокотемпературном теплообмене. В результате исследования математической модели на ЭВМ получены переходные характеристики температуры теплоносителя по основным каналам возмущения и регулирования, что дает возможность учесть влияние этих каналов при разработке системы управления. Проверена адекватность математической модели подзоны обжига.
Для устранения недостатков существующих систем управления процессом обжига керамических изделий предложена супервизорная система управления подзоной обжига как типовое звено для зоны обжига туннельной печи. Разработан алгоритм управления температурой керамики, который совместно с алгоритм определения температурных параметров керамики используется в системе управления. Разработанное алгоритмическое обеспечение для контура управления температурным режимом подзоны обжига позволяет рассчитать температурное состояние изделий и учесть его при формировании температурного режима подзоны обжига. Предложенная типовая система управления подзоной обжига позволяет устранить недостатки существующих систем управления процессом обжига в туннельной печи, улучшить качество выпускаемых керамических изделий и повысить технико-экономические показатели печи. Проведенные исследования системы управления подтвердили ее работоспособность и эффективность.
Ключевые слова: керамические изделия, туннельная печь, подзона обжига, процесс, математическая модель, алгоритм, автоматизация, система управления.
ABSTRACT
Golinko Igor Michajlovich. The Computer Control System of the burning bricks process in the tunnel furnace. – The Manuscript.
The thesis is presented for a master’s degree by the field of specialization 05.13.07 – The automation of the technological processes – The National Technical University of Ukraine “KPI”, Kyiv 1999.
The thesis devotes to elaboration the Computer Сontrol System of the burning bricks process in the tunnel furnace. By analyzing the сontrol systems of the temperature regime in the tunnel furnace working nowadays was established that they did not take into consideration the temperature condition of ceramic products during the forming the gas space temperature in the tunnel furnace because of impossible of it’s measurement. The developed algorithmical supplying for the сontrol circuit of the burning subzone temperature regime allows to calculate the products’ temperature condition and take into consideration products’ parameters during forming the burning subzone temperature regime. The effectiveness of this Control System has confirmed by the researches which were made.
Key words: ceramic products, tunnel furnace, burning subzone, process, mathematical model, algorithm, automation, control system.
| 
