Автоматизация и управление процессом шлифования с учетом обеспечения его экологической безопасности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Атланов, Алексей Владимирович

• Атланов, Алексей Владимирович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Атланов, Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

1. Анализ методов и средств автоматизации процесса шлифования на основе управления расходом и регенерацией СОЖ

1.1. Шлифование - современный и прогрессивный метод металлообработки.

1.2. Комплексная автоматизация металлообрабатывающего производства.

1.3. Защита окружающей среды при обработке деталей шлифованием.

1.4. Создание экологически чистых предприятий. Формулирование цели настоящей рабоы.

2. Разработка имитационной модели применения СОЖ

2.1. Разработка динамической имитационной модели объекта.

2.2. Динамическая модель участка регенерации СОЖ.

2.3. Моделирование объекта применения СОЖ вместе с работающим участком восстановления.

3. Оценка эксплуатационных характеристик СОЖ.

4. Разработка алгоритма планирования процесса шлифования с учетом экологических параметров качества

4.1. Оперативное планирование в рамках БИР-системы.

4.1.1. Выбор критерия оптимальности расписания.

4.1.2. Описание алгоритма расчета расписания.

4.2. Оперативное планирование в рамках МЕБ-системы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация и управление процессом шлифования с учетом обеспечения его экологической безопасности»

В настоящее время и в ближайшей перспективе на первый план среди основных концепций развития, направленных на повышение эффективности производства, выходит концепция создания экологически чистых предприятий.

Реализация этой концепции в металлообрабатывающей отрасли будет осуществляться проведением организационных и технических мероприятий по минимизации потребления ресурсов на всех этапах производства, снижения объемов образования и уровня опасности отходов.

Возрастающие требования к экологической безопасности металлообрабатывающих производств выдвигают на первый план проблему рационального применения смазочно-охлаждающих жидкостей, которые, являясь одним из главных факторов увеличения производительности и обеспечения высокого качества продукции, остаются основным источником загрязнения окружающей среды машиностроительными предприятиями.

Концепция экологически чистого предприятия предполагает борьбу за снижение уровня отходов в течение всего цикла производства продукции, а не только «на конце трубы», что принципиально изменяет подход к организации и управлению производством. Решение всего комплекса задач для построения чистого предприятия объективно требует наличия в составе системы управления предприятием специальной автоматизированной системы управления применением ресурсов производства. Тема настоящей работы -создание автоматизированной системы управления применением смазочно-охлаждающей жидкости на шлифовальном участке машиностроительного предприятия.

При выполнении этой работы рассмотрены современные тенденции развития технологии шлифоМния7 мётодьг наиболее рационального применения СОЖ, структуры и функции системы автоматизации для управления производством в металлообрабатывающих цехах, описаны экологические аспекты работы механообрабатывающего предприятия, сформулирована сущность концепции чистого предприятия применительно к шлифовальной обработке. При создании системы потребовалась разработка производственного расписания, учитывающего необходимость замены смазочно-охлаждающей жидкости, утратившей необходимый уровень эксплуатационных характеристик. Возможность оперативного планирования рассмотрена для вариантов реализации на разных уровнях иерархии управления — на уровне систем управления предприятием (ERP) и на уровне систем, реализующих плановые задания (MES). Проведено имитационное моделирование применения СОЖ на шлифовальном участке, участок рассмотрен как динамический объект применения СОЖ, оценены его динамические свойства. Разработана и промоделирована структура блока оценивания и прогнозирования уровня эксплуатационных характеристик СОЖ в реальном времени.

Конечным итогом работы является решение всего круга задач для непосредственного технического проектирования автоматизированной системы эффективного применения СОЖ на шлифовальном участке, реализующей концепцию чистого предприятия.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Атланов, Алексей Владимирович

7. Результаты работы использованы на ОАО «Московский завод Красный Пролетарий» при оценке эксплуатационных характеристик СОЖ, а также при технологическом восстановлении СОЖ, прогнозировании уровня качества с учетом границ ее жизненного цикла. При этом максимальная погрешность оценки не превышала 2,2%.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Атланов, Алексей Владимирович, 2009 год

1. Степанов Ю. С, Афанасьев Б. И. Абразивная обработка отверстий. Под общей ред. д-ра техн. наук, проф. Ю. С. Степанова.- М.: Машиностроение- 1,2003.- 120 с.

2. В.П. Дубяга, A.A. Поворов. Мембранные технологии для охраны окружающей среды и водоподготовки. Мембраны. 2001. № 13, с. 3-17.

3. Толоконников В.Н. Интегральные технологии: от философии к практике. Двигатель. 1999. №3, с.24-28.

4. Лоскутов В.В. Шлифовальные станки 1988 (М. Машиностроение1988).

5. Лоскутов В.В. Шлифование металлов Учебник 1985 (М. Машиностроение 1985).

6. Капустин Н.М. Комплексная автоматизация в машиностроении. Учебник, 2005, 368 с.

7. Разложение и утилизация СОЖ. CADCAM центр Казанского авиационного института.

8. Каменская A.A., Ковалева Р.И., Лабецкий В.М. Воздействие производств обработки металлов резанием машиностроительных предприятий на окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба. — Новосибирск, 1992, 102 с.

9. Смирнов Д.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. М.: Металлургия, 1989.

10. Малкин В.П. Автоматизация технологических процессов очистки промышленных стоков. — Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 1992, с.58.

11. Пайль Л.Л. и др. Справочник по очистке природных и сточных вод. М.: Высшая школа, 1994, с. 336.

12. Будник Р. Внутрицеховое управление — слабое звено промышленной автоматизации. МКА, 2005 г., №5, с.39-42.

13. Управление ГПС: Модели и алгоритмы/Под общ.ред. С.В.Емельянова.- М.: Машиностроение, 1987.-368 с.

14. Хамицкий В.А. МЕБ-система. Что делать? МКА, 2003, №4, с.64-72.

15. Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов: Справочник.- М.: Машиностроение, 1984. -224 с.

16. Технологические свойства новых СОЖ для обработки резанием/ Под ред. М.И.Клушина. -М.: Машиностроение, 1979. 192 с.

17. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием : Справочник/ Под ред. С.Г. Энтелиса, Э.М.Берлинера.-М.: Машиностроение, 1986. 352 с.

18. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. — М.: Стройиздат, 1981. -с.296.

19. Очистка СОЖ при резьбошлифовании /Худобин Л.В., Булыжев Е.М. и др. // Машиностроитель. 1988. - №4. — с. 33-34.

20. Зубарев Ю.М., Приемышев A.B. Технологические основы высокопроизводительного шлифования сталей и сплавов. СПб.: Изд-во СпбГУ, 1994.

21. Ефимов В.В., Епифанов В.В. Технологические основы проектирования типовых шлифовальных ГПМ. — Ульяновск, 1997. с. 122.

22. Маслов E.H., Голубева М.В. Шлифовальная обработка в ГПС. — М.: Машиностроение, 1991.

23. Горшков Г.М. Повышение эффективности операций шлифования путем совершенствования методов и средств приготовления эмульсионных СОЖ. Автореферат на соискание ученой степени канд.техн.наук., Рыбинск, 1993.

24. Ворыпаев А.Н. Мониторинг качества процесса шлифования с использованием нейро-сетевых моделей. Автореферат на соискание ученой степени канд.техн.наук., Саратов, 2003.

25. Адамов В.И., Изюмский В.П. Шлифовальные робототехнические комплексы. Киев: Прапор, 1986.

26. Рытиков A.M., Калупина Ю.Н., Рытиков С.А. Имитационное моделирование в оперативном планировании металлообрабатывающих цехов. — Сталь, 2001, №11, с.81-85.

27. Худобин Л.В., Булыжев Е.М., Ромашкин В.Г. Безотходное оборотное ресурсосберегающее применение СОЖ в машиностроении // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Волжский: ВИСИ, 1997. С. 144- 146.

28. Худобин Л.В., Булыжев Е.М., Ромашкин В.Г. Технология и техника бессточного ресурсосберегающего применения технологических жидкостей // Труды конф. "ПРОТЭК-98", М.: МГТУ Станкин. 1998. С. 286 290.

29. Чулок А.И. Математические модели автоматизированного проектирования систем применения СОЖ. М.: ВНИИТЭМР, 1987. Сер. 3, Вып. 5., 82с.

30. Полянсков Ю.В. Основы выбора и построения систем очистки СОЖ при абразивно-алмазной обработке // Вестник машиностроения. 1981. № 2. С. 56 59.

31. Полянсков Ю.В. Системы для реализации малоотходной технологии применения СОЖ на операциях резания // Физико-химическая механика контактного взаимодействия в процессе резания металлов. Чебоксары: Изд-во Чуваш, госуд. унив., 1984. С. 24 30.

32. Полянсков Ю.В., Булыжев Е.М. Карев Е.А. Системы очистки СОЖ от механических примесей // Технология производства, научная организация труда и управления. Машиностроение.М.: НИИМАШ, 1976.Вып. 12. С. 48 55.

33. Полянсков Ю.В., Булыжев Е.М., Карев Е.А. Методы оценки качества очистки СОЖ //Станки и инструмент. 1976. № 10. С. 30 32.

34. Полянсков Ю.В., Булыжев Е.М., Карев Е.А. Повышение срока службы и стабильности свойств СОЖ при абразивной обработке // Технология и организация производства. Киев: Укр.НИИНТИ, 1975. № 9. С. 36-38.

35. Удаление металлов из сточных вод. Под ред. Дж.К.Кушни, М:Металлургия,1987.

36. Резников А.Н. Теплообмен при резании и охлаждение инструментов.- М.: Машгиз, 1963.- 200 с.

37. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей для обработки металлов резанием в станкостроительной и инструментальной промышленности: Руководящие материалы.- М.: НИИИнформации по машиностроению, 1971.- 175 с.

38. Латышев В.Н. Повышение эффективности СОЖ.- 2-ое изд., пере-раб. и доп.- М.: Машиностроение, 1985.- 64 с.

39. Ивкович Б. Трибология резания (смазочно-охлаждающие жидкости).- Мн.: Наука и техника, 1982.- 144 с.

40. Справочник по теории автоматического управления. Под ред. А.А.Красовского. М.: Наука. Гл. ред. физ. мат. лит., 1987, с.712.

41. Медведев B.C., Потемкин В.Г. Нейронные сети. MATLAB 6/Под ред. В.Г.Потемкина. -М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2002, с.496.

42. Ф.Д.Бартос. Принятие решений в сложных системах управления. Мир компьютерной автоматизации, 1997, №4, с. 22-27.

43. Булыжев Е.М. и др. Математическое моделирование и исследование технологии и техники применения смазочно-охлаждающих жидкостей в машиностроении и металлургии./Под ред. Е.М.Булыжева.- Ульяновск: Ул-ГТУ, 2001, с. 126.

44. Чулок А.И., Кафаров В.В. Моделирование и оптимизация химико-технологических систем производства смазочно-охлаждающих жидкостей. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1987.

45. Митричев С.И., Чулок А.И. Вариативный алгоритм оптимального управления периодическими ХТС производства смазочно-охлаждающих жидкостей. Тез. конф. МКХТ-2001.

46. Блурцян Д.Р. Уменьшение расхода СОЖ при шлифовании. МИ ВлГУ, г.Муром, 2002.

47. Puigjaner L., Smith R., Dovi' V.G., Meshalkin V.P. Advanced concepts on process integration and environmental economics. — UM-IST/UPC/DIChEP, 2000.

48. Ishii N., Muraki M. A process-variability-based online scheduling system in multiproduct batch process. Computers and Chemical Engineering, #20 (1996), p.p. 217-234.

49. Pistikopoulos E.N., Dua V., Bozinis N.A., Bemporad A., Morari M. On-line optimization via off-line parametric optimization tools. Computers and Chemical Engineering, #24 (2000), p.p. 183-188.

50. Shobrys D.E., White D.C. Planning, scheduling and control systems: why can they not work together. — Computers and Chemical Engineering, #24 (2000), p.p. 163-173.