Створення та дослідження системи автоматичного керування процесом випалювання керамічних блоків - Кучеренко, Богдан Віталійович (НТУ Дніпровська політехніка, 2024)
Мета роботи: підвищення ефективності процесу випалювання керамічних блоків. Об’єкт дослідження: система автоматичного регулювання процесом випалювання керамічних блоків. Мета дослідження: вибір структури і розрахунок параметрів регулятора САР по каналу ”потужність пальника – температура газова-повітряної суміші”. Основними методами дослідження використаними для досягнення поставленої мети були: аналіз літературних джерел, теоретичні та обчислюванні дослідження, статистичний аналіз даних. У вступі описано стан питання автоматизації процесу випалювання керамічних блоків. У розділі «Стан питання та постановка задачі» наведено характеристику технологічного процесу, показано особливості тунельної печі, розглянуто технологічний процес випалювання керамічних боків з позицій задач управління і показані його динамічні властивості. У розділі «Теоретична частина» виконано дослідження стійкості САР процесом випалювання керамічних блоків. Розраховано області стійкої та нестійкої роботи системи автоматичного регулювання. Виконано зниження порядку моделі технологічного процесу. Розглянуто методики вибору структури і визначення параметрів ПІД-регулятора. Обґрунтований вибір та визначені параметри регуляторів. У розділі «Експериментальний розділ» на основі обчислювального експерименту підтверджено результати аналітичних розрахунків. Виконано уточнення параметрів ПІД-регулятора САР процесом випалювання керамічних блоків. На основі розроблених безперервних моделей регулятора та об’єкта керування були розроблені їх цифрові моделі, для яких у MATLAB було згенеровано ПЗ, а потім імпортовано у середовище SCADA систему Zenon. Працездатність роботи цифрових моделей у симуляторі, та НМІ-інтерфейс були перевірені у середовищі SCADA системи Zenon в режимі симуляції. На підставі проведеної роботи можна стверджувати, що ПЗ та HMI-інтерфейс функціонують відповідно до заданих алгоритмів та забезпечують виконання поставлених завдань по керуванню технологічним процесом випалювання керамічних блоків у печі. При впровадженні САК випалюванням керамічних блоків капітальні витрати складають 750 тис. грн. Річні експлуатаційні витрати, пов'язані з впровадженням САК становитимуть приблизно 2,0 млн. грн. Коефіцієнт ефективності більше ніж його нормативне значення в середньому по галузі, термін окупності САК до 1,5 років. Впровадження САК є доцільним та економічно вигідним. В розділі охорона праці та безпека у надзвичайних ситуаціях розглянуті питання з охорони праці при технологічному процесі випалювання керамічних блоків, розроблені інженерно-технічні заходи щодо охорони праці, здійснено розрахунки вентиляції та шуму на робочому місті, розглянуті питання пожежної профілактики. Результати досліджень можуть бути використані при розробці САР процесом випалювання керамічних блоків.
Keywords: ШЛІКЕР, ВИПАЛЮВАЛЬНА ПІЧ, ПРОЦЕС ВИПАЛЮВАННЯ, КЕРАМІЧНИЙ БЛОК, ОБ'ЄКТ КЕРУВАННЯ, ПЕРЕДАТНА ФУНКЦІЯ, ПЕРЕХІДНИЙ ПРОЦЕЕС, РЕГУЛЯТОР, МОДЕЛЮВАННЯ, ЕКСТРЕМУМ