Автоматизация технологических процессов возведения сооружений малой этажности в условиях жаркого климата с учетом специфических условий строительства в Иране тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Асгариан Али

• Асгариан Али
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Асгариан Али

Введение.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ БЕТОННЫХ РАБОТ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.

1.1 .Технологический процесс возведения бетонных конструкций.

1.2. Технологические схемы дозирования многокомпонентных смесей.

1.3. Дозаторы - интеграторы расхода.

1.4. Смесительные машины.

1.5. Принудительные смесители.

1.6. Показатели качества и свойства бетонной смеси.

1.7. Методы определения подвижности и жесткости бетонной смеси

1.8. Выводы и постановка задачи исследований.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДОЗАТОРОВ - ИНТЕГРАТОРОВ РАСХОДА С НЕЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМОЙ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Задачи исследования.

2.2. Оценка технологических свойств интеграторов расхода.

2.3.Определение симметричных автоколебаний в системе дозирования.

2.4. Абсолютная устойчивость нелинейных систем измерений.

2.5. Интеграторы расхода с линейными замкнутыми. системами измерений.

2.6.Коррекция системы слежения дозаторов - интеграторов расхода.

2.7. Введение форсирования в закон управления.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ДОЗАТОРА - ИЗМЕРИТЕЛЯ РАСХОДА С НЕЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМОЙ ИЗМЕРЕНИЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИМ ДАТЧИКОМ.

3.1. Структура системы и задачи ее исследований.

3.2. Определение зоны нечувствительности релейного элемента.

3.3. Определение вероятностных характеристик распределения массы материала на ленте весового транспортера.

3.4. Выбор питателен , сыпучих материалов дозаторов — измерителей расхода непрерывного действия .!. „.

3 .5. Учет выбега весового транспортера в режиме непрерывно-периодичёского дозирования.„.;.•. ^

3:6. Стабилизация скорости ленты весового транспортера..

3.7. Оценка систематической погрешности дозаторов непрерывно. периодического действия при выбеге

Выводы к главе 3;.-------.:.".9Ъ

ГЛАВА 4. ДИНАМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ГИДРОСИСТЕМЫ

БЕТОНОНАСОСА.V.

4.1; Особенности' динамических режимов гидросистемы бетононасоса при наличиинелинейностей

4.2.,. Динамические режимы бетононасоса с гидроприводом. при учете сухого трения.95'

4.3. Динамические режимы в гидроприводе при учете нелинейности типа люфта.

4:4. Учет несимметричной нелинейности. —.

4.5. Одночастотные; симметричные вынужденные колебания в ■ нелинейной системе.

4.6. Определение одночастотных симметричных вынужденных колебаний в условиях захватывания, для следящего, гидропривода бетононасоса.

Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ВОЗВЕДЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ МАЛОЙ ЭТАЖНОСТИ.

5.1. Задачи экспериментальных исследований.

5.2. Моделирование системы дозирования с нелинейной схемой измерений.

5.3. Математическая обработка экспериментальных данных динамических характеристик распределения массы материала на ленте весового транспортера.

5.4.Дозатор — интегратор расхода при наличии случайного возмущения

5.5. Выбор зоны нечувствительности релейного элемента при наличии смещения.

5.6. Моделирование дозатора - интегратора расхода с линейным Датчиком.

5.7. Определение автоколебаний в гидравлическом приводе бетононасоса.

Выводы к главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация технологических процессов возведения сооружений малой этажности в условиях жаркого климата с учетом специфических условий строительства в Иране»

Эффективность управления производством и в частности строительным производством, в современных условиях в значительной мере определяется наличием^ методов и технических средств управления качеством продукции на всех' стадиях технологического процесса Объекты строительства разнообразны по своему конструктивному исполнению и набору технологических операций по их возведению Технологический процесс возведения строительных объектов из железобетона достаточно сложен , включает в себя несколько переделов, каждый из которых состоит из большого количества связанных между собой технологических операций, выполняемых одновременно и последовательно, находится под воздействием переменных факторов-возмущений, изменяющих ход процесса и, как следствие, качество строительства.

Процесс возведениях монолитного сооружения объектов- представляет собой непрерывный технологический поток, требующий высокой организованности и слаженности в работе производственных, транспортных и других вспомогательных звеньев.

Организация структуры самого процесса должна учитывать специфические индивидуальные характеристики объекта бетонирования, технологически обусловленной последовательности операций, реализующих данный процесс, и системы автоматизации, обеспечивающей непрерывность и согласованность отдельных, технологических переделов в соответствии с заданными критериями оптимальности.

Каждый из перечисленных элементов идеологии создания комплексной системы управления возведением строительного объекта несёт в себе индивидуальные черты, определяющие специфические методы и технические средства реализации в единстве сочетания технологии и управления.

Определение основных технологических факторов процесса бетонирования в условиях жаркого климата и специфических условий строительства Ирана позволяет сформировать комплекс требований к технологической структуре и средствам автоматизации.

Основные требования к технологическому оборудованию в условиях строительства в Иране связаны с его конструктивной простотой и надежностью, минимизацией технических средств автоматизации, особенностями самой технологии возведения отдельных сооружений малой этажности.

При этом необходимо: обеспечить технико-экономический эффект от внедрения систем автоматизации, связанный с оценкой их воздействия на сокращение потерь (перерасхода) материалов, а также, что представляется наиболее важным — на конечные результаты технологического процесса, т.е. на повышение качества бетонной смеси и бетона; решить ряд задач, связанных с приобъектным расположением бетоносмесительной установки, методами транспортирования бетонной смеси и ее распределением в местах бетонирования на объекте.

Становится актуальным решение теоретических и практических задач возведения сооружений малой этажности с учетом специфических условий строительства Ирана в условиях жаркого климата. Необходимо раскрыть новые качественные свойства разрабатываемой технологической структуры и средств ее автоматизации, которые в полной мере окупят затраты на модернизацию и технические средства управления процессами строительства.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Асгариан Али

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Разработан вариант наиболее полной- по своим техническим и функциональным возможностям технологической структуры возведения отдельных сооружений малой этажности, с учетом специфических условийжаркого климата и дефицита квалифицированного персонала, требований к конструктивной простотой и надежности технологического оборудования, ограничений на используемые технические средства автоматизации. 2.Наиболее рациональной следует признать технологическую структуру, включающую в себя приобъектную передвижную бетоносмесительную установку с непрерывно-периодической схемой приготовления бетонной смеси с использованием дозаторов - интеграторов расхода непрерывного действия.

3. Предложена непрерывно-периодическая схема дозирования с использованием дозаторов непрерывного действия, которая придает процессу дозирования* новые свойства и, в первую очередь, позволяет организовать поступление материала в смесительную установку с предварительным его перемешиванием, сокращая тем самым время технологического цикла приготовления порции готовой смеси, улучшая ее качество, увеличивая коэффициент наполнения смесительной установки, существенно сокращая производственные объемы дозировочного оборудования.

3. Метод непрерывно-периодического дозирования реализован на основе технических средств, интегрированных в эту технологию, с использованием дозаторов - интеграторов без систем регулирования расхода, с простейшими структурами измерений.

4. Разработана система измерений дозатора сыпучих материалов отличающаяся от релейной системы с датчиками крайнего положения тем, что она дополнительно снабжена потенциометрическим датчиком, позволяющим измерять малые отклонения массы на ленте весового транспортера линейным датчиком без включения следящей системы.

5. Предложен функционал Ф, дающий процентное отношение незафиксированных случайных отклонений массы на ленте весового

137 транспортера ко всему их случайному спектру, позволяющий объективно оценить«величину зоны нечувствительности^ ^ дляшнтеграторов. того? или': иного вида сыпучих материалов. • : .

6: Для., получения смеси, с заданными качественными характеристиками разработан вариант системы? регулирования; подвижности и однородности бетонной; смеси, по нагрузке привода- смесителя, - скорректированной с учетом, показаний вибродатчика. .

7. Наиболее эффективными для .транспортирования бетонной смеси к месту укладки, с учетом встраиваемости в процесс элементов систем автоматизированного управления; являются стационарные гидравлические бетононасосов с дроссельным управлением, позволяющие: обеспечить равномерную подачу смеси в бетонируемую;конструкцию.

8. Предложено распределительное устройство бетонной смеси в бетонируемую конструкцию, . представляющее собой трехзвенный пространственный механизм с разомкнутой кинематической цепью;, первое-звено которого неподвижно, а концевая секция объединена с устройством . глубинного вибрирования, что позволяет совместить операции укладки и уплотнения.

9. Для улучшения степени стабилизации скорости ленты, весового транспортера разработана следящая система; с дополнительными* обратными связями; линейной по скорости и не линейная с квадратичной зависимостью от скорости.

10. Результаты диссертационного исследования могут быть использованы при разработке технологических устройств и автоматизированных систем управления процессом возведения отдельных сооружений малой этажности, с учетом специфических условий жаркого климата, оптимальные технические характеристики и алгоритмы функционирования которого определяются по предложенным методикам.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Асгариан Али, 2010 год

1. Евдокимов, Н.И. Сытник B.C. Технология монолитного бетона и железобетона: уч. пособие/ А.Ф.Мацкевич. - М.: Высшя школа, 1980 - 335 с.

2. Афанасьев, A.A. Интенсификация работ при возведении зданий и сооружений из монолитного железобетона / A.A. Афанасьев. М.: Стройиздат, 1990. - 384 с.

3. Атаев, С. С. Технология индустриального строительства из монолитного бетона / С.С. Атаев М.: Стройиздат, 1989 . - 336 с.

4. Афанасьев, A.A. Возведение зданий и сооружений из монолитного-железобетона: монография / A.A. Афанасьев.- М.: Стройиздат, 1990. — 384 с.

5. Хаютин, Ю.Г. Монолитный бетон: технология производства работ: учебное пособие / Ю.Г. Хаютин . 2 - е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 576 е.

6. Березовский, Б.И. Возведение монолитных конструкций зданий и сооружений / Б.И. Березовский, Н.И: Евдокимов, Б.В. Жадановский и др. М.: Стройиздат, 1981.-335 с.

7. Могилевский, Я.Г. Машины и оборудование для бетонных и железобетонных работ / Я.Г. Могилевский, И.Г. Совалов, А.Л. Копелевич; .- М.: Высш: шк., 1992. 342 с.

8. Воробьев, В.А., Состояние, проблемы, тенденции развития строительной-робототехники / В.А. Воробьев, Б.Д. Кононыхин Б.Д. // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1988. - № 12. - С. 67 - 76.

9. Еремин, Н.Ф. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов./Н.Ф. Еремин. М.: Высшая школа, 1986,220 с.

10. Гельфанд, Я.Е., Управление технологическими процессами приготовления многокомпонентных смесей / Я.Е. Гельфанд, Л.М. Яковис, С.К. Дороганич, М.Л. Комова. Л.: Стройиздат, 1988,288 с.

11. Бау, М.М. Микропроцессорные системы управления бетоносмесительными установками / М.М. Бау и др. // Тр. ВНИИСтройдормаша. 1989.

12. Рульнов, A.A. Непрерывно-циклическое дозирование сыпучих материалов / A.A. Рульнов, Е.В.Марсова // Строительные материалы, технологии и оборудование XXI века, 2000, №5, С. 4-6

13. Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов / Ю.И. акаров. -М.: Машиностроение, 1983,215 с.

14. Минцаев, М.Ш. Формирование структуры для непрерывно-периодических схем дозирования / Минцаев M.HL, Марсов В.И., Бокарев Е.И., Головко В.В. // Вестник МАДИ (ГТУ). М.: вып. 1 (20), 2009 г.

15. Бушуев С.Д. Автоматика и автоматизация производственных процессов / С.Д. Бушуев, B.C. Михайлов. М.: Высшая школа, 1990,256 с.

16. Тихонов, А.Ф. Автоматизированные бетоносмесительные установки и заводы. / А.Ф. Тихонов, K.M. Королев -М.: Высшая школа, 1990,192 с.

17. Тихонов, А.Ф. Непрерывно-дискретные модели управления; технологическими процессами / А.Ф: Тихонов, Е.В. Марсова .//' сб: «Автоматизация; технологических процессов и производств в строительстве». М.: МГСУ, 2000, С; 54-57

18. Марсов, В.И., Автоматическое управление технологическими: процессами на предприятиях строительной индустрии /В.И. Марсов, В.А. Славуцкий . — Л.: Стройиздат, 1975, 393 с. : '

19. Пат. № 64 5147 Япония (Л5) , МКИ: Е 04 G 21/02. Способ автоматической укладки; бетонной смеси посредством бетоноукладчика с автоматическим управлением передвижения. \

20. Пат. № 2057867 Российская Федерация, МКИ: Е 04 G 21/02. Способ автоматической укладки и уплотнения бетонной смеси / А.Ф: Мацкевич, 1-1. М. Плотников, В.В. Ходыкин. Опубл. 1996, Бюл. № 10.

21. Пат. № 2132676 Великобритания ( GB) , МКИ: Е 04 G 21/04. Устройство для . горизонтального бетонирования:

22. Пат. № 64 1618 Япония«. (JP)., МКИ: Е 04 G. 21/ 06. Способ и устройство для автоматического уплотнения: бетонной смеси:.

23. Пат. № 2057867 Российская Федерация, МКИ: Е 04 G 21/02., Способ автоматической укладки и уплотнения бетонной смеси / А.Ф: Мацкевич, Н. М:, Плотников, В:В. Ходыкин. Опубл. 1996, Бюл. № 10.

24. Солодовников, В.В; Теория автоматического регулирования/ В.В. Солодовников. Кн. 1, 2, 3, 4. М Машиностроение, 1967. - 768 с.

25. Силивестров, А. Н., Идентификация и оптимизация автоматических систем / А.Н. Селиверстов , П.И. Чинаев . М.: Энергоатомиздат, 1987. - 200 с.

26. Попов, Е.П., Теория линейных систем автоматического регулирования и управления / Е.П. Попов. Mi: Наука, 1989: -304 с.

27. Егоров, К. В Основы теории автоматического регулирования / К.В. Егоров. -М.: Энергия, 1967. 648 с.

28. Пугачев, В. С., Основы статистической теории автоматических систем / B.C. Пугачев И.Е. Казаков, Л.Г. Евланов. М:: Машиностроение, 1974. - 440 с.

29. Либенко, A.B. Системотехническое проектирование иерархических систем управления/ A.B. Либенко // «Автоматизация в строительстве и на транспорте». Сб. науч. тр. -М.: МАДИ, 2005, С. 76-79.

30. Каталымов, A.B., Дозирование сыпучих и вязких материалов / A.B. Каталымов, В.А.Любартович . Л.: Химия, 1990, 240 с.

31. Бесекерский, В.А. МП системы автоматического управления / В.А. Бесекерский. Л.: Машиностроение, 1988.-364 с.

32. Вальков, В.М. Микроэлектронные вычислительные комплексы /В.М. Вальков. Л.: Машиностроение, 1990.-224 с.

33. Вентцель, E.G. Теория вероятностей / Е.С. Вёнтцель. Mi: Наука, 1969. 576 с.

34. Воронов, A.A. Основы ТАУ / A.A. Воронов. М.: Наука, 1988. -48 с.

35. Гросман, Н.Я:Автоматизированные системы взвешивания и дозирования / Н.Я. Гросман. М.: Машиностроение, 1988. -292 с.

36. Карпин, Е.Б. Средства автоматизации для измерения и дозирования массы / Е.Б. Карпин. -М.: Машиностроение 1971. -469 с.

37. Юревич Е.И. Теория автоматического управления/ Е.И. ЮБревич. Л.: Энергия, 2006i -416 с.

38. Асгариан Али. Работа автоматической^системы бетононасоса в режиме максимального нагружения*изделий / Асгариан Али. ,В.А.Воробьев.//Новые технологии производства и управления в промышленности // Сб. науч. тр. М.: МАДИ(ГТУ), 2010, с. 61-63.

39. Асгариан Али. Перспективы развития дозирующих системы непрерывного действия / Асгариан Али.,В.А.Воробьев,Е.И.Бокарев/ЛНовые технологии производства и управления в промышленности // Сб. науч. тр. М.: МАДИ(ГТУ), 2010, с. 61-63.

40. Асгариан Али. Динамические режимы дозаторов непрерывного действия с регулированием по расходу / М.Ю. Абдулханова, Романов К.В. Асгариан Али // Сб. науч. тр. -М.: МИКХиС, 2009, с. 61-63.

41. Асгариан Али. Динамические режимы дозаторов с маятниковой подвеской весового транспортера расходу / A.B. Либенко, Бокарев Е.И., Асгариан Али.// Сб. науч. тр. -М.: МИКХиС, 2009, с. 61-63.

42. Асгариан Али. Автоматизированная система управления технологическим процессом производства бетона/ Минцаев М.Ш., Гематудинов P.A., Асгариан Али.// Сб. науч. тр. М.: МИКХиС, 2009, с. 61-63.

43. Асгариан Али. / Романов К.В., Бокарев Е.И., Асгариан Али.// Оптимизация непрерывных систем дозирования сыпучих материалов // Строительный вестник российской инженерной академии. Тр.секции «Строительство» РИА. -М.: РИА, вып. 7,2006 г. С.147-149

44. Асгариан Али. / Романов К.В., Бокарев Е.И., Асгариан Али.// Оценка динамических свойств дозаторов непрерывного действия с управлением по расходу.// Сб. науч. тр. М.: , 2009, с. 61-63.

45. Минцаев,- М.Ш. Моделирование систем автоматического управления термообработкой бетона в промышленном строительстве на основе нечеткой логики //Вестник МАДИ (ГТУ).- М.: 2005 г., № 5, С. 78-81

46. Минцаев, М.Ш., Мусин, Р:Р. Автоматизация бездефектного производства напряженной арматуры железобетонных изделий / Минцаев М.Ш., Мусин P.P.// Вестник МАДИ (ГТУ),-Mí: вып. 1 (8), 2007 г., С. 60-63

47. Минцаев, М.Ш. Автоматизация процесса производства фракционированного щебня на смесительных установках непрерывного действия- / Минцаев M.LLT, Воробьев В.А., Марсов В.И.// Изв. ВУЗов «Строительство». Новосибирск : №1, 2007 г., С. 70-75

48. Минцаев, М.Ш. Методологические основы синтеза систем управления-технологическими объектами / Минцаев М.Ш., Суэтина Т.А„ Либенко A.B.// Журнал ACADEMIA архитектура и строительство, РААСН.-М.: вып. 3 , 2007, С.76-77

49. Минцаев, М.Ш. Особенности перемещения распределительной стрелы строительного робота / Минцаев М.Ш., Базин С.С,. Ефремов Д.А. // Вестник МАДИ (ГТУ). М.: вып. 3(10), 2007 г., С. 56-58

50. Минцаев, М.Ш. Статистические параметры оценки параметров непрерывных технологических процессов / Минцаев М.Ш., Холодилов А.Ю., Костецкая О.Е // Вестник МАДИ (ГТУ).-М.: вып. 4 (И), 2008 г., С.109-111

51. Минцаев, М.Ш. Технология монолитного* строительства с использованием несъемной опалубки / Минцаев М.Ш., Асхабов И.Б., Марсов В.И // Вестник МАДИ (ГТУ). М.: вып. 2 (17), 2009 г., С. 38-40

52. Минцаев, М.Ш. Формирование структуры для непрерывно-периодических схем дозирования / Минцаев М.Ш., Марсов В.И., Бокарев Е.И., Головко В.В. // Вестник МАДИ (ГТУ). М.: вып. 1 (20), 2009 г.

53. Минцаев, М.Ш. Организация и управление технологическими процессами строительного производства с использованием SCADA-систем / М.Ш. Минцаев, H.A. Бурдачёва//Журнал ACADEMIA, РААСН. М-.: вып. 4, 2009 г., С. 82-84.

54. Минцаев, М.Ш. Измерение температуры и влажности при выдерживании железобетонных изделий / Минцаев М.Ш., Тихонов А.Ф., Ходыкин В:В. // Сб.науч.тр. «Моделирование и оптимизация в управлении». -М.: МАДИ, 2003 г.

55. Минцаев, М.Ш. Особенности автоматизации бетонных работ монолитного домостроения // Сб науч. тр. «Электронные системы автоматического управления на транспорте и в строительстве». М.:МАДИ, 2003 г.

56. Минцаев, М.Ш. Разработка программы компьютеризации автотранспортного предприятия / Минцаев М.Ш., Солодников С.Е., Аль-Фанди М. // Сб. науч. тр. «Информационные технологии в задачах управления и обучения», -М.: МАДИ, 2003 г. С. 22-29

57. Минцаев, М.Ш. Автоматизированное управление перемещением распределительного устройства в процессе бетонирования // С б науч. тр. «Электронные системы автоматического управления на транспорте и в строительстве». -М.: МАДИ, 2003 г.

58. Минцаев, М.Ш. Принципы решения задачи угловой ориентации распределительной стрелы строительного робота / Минцаев М.Ш., Лобов О.П. // Сб. науч. тр. «Информационные технологии в задачах управления и обучения». — М.: МАДИ, 2003 г.

59. Минцаев, М.Ш. Автоматизация бетонных работ монолитного домостроения // 62-я научно-методическая и научно-исследовательская конференция. — М.: МАДИ, 2004 г.

60. Минцаев, М.Ш. Особенности оптимального управления нелинейным объектом / Минцаев М.Ш., Либенко A.B., Абдулханова М.Ю. // Сб. науч. тр. «Автоматизация в строительстве и на транспорте». -М.: МИКХиС, 2005 г.