Автоматизация обеспечения экологического качества технологических процессов на примере управления электромагнитными отходами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Рябов, Сергей Александрович

• Рябов, Сергей Александрович
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рябов, Сергей Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА МИНИМИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ОТХОДОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЕ.

1.1. Источники электромагнитных отходов в технологической среде.

1.2. Характеристики электромагнитных отходов и их воздействие на окружающую среду.

1.3. Методы и средства минимизации электромагнитных отходов.

1.4. Постановка задачи.

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА АВТОМАТИЧЕСКОЙ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЕ.

2.1. Состав системы управления. р 2.2. Выбор типа измерителя системы управления по критерию

Обобщенная желательность».

2.3. Реализация алгоритмов выбора типа измерителя.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИСЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ОТХОДОВ. и 3.1. Исследования электромагнитных отходов двигателя постоянного тока.

3.2. Исследования электромагнитных отходов асинхронного двигателя.

3.3. Исследования электромагнитных отходов катушки.

3.4. Исследование электромагнитных отходов при реализации технологического процесса.

ГЛАВА 4. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТ

НИМИ ОТХОДАМИ.

4.1. Структурная схема регулируемой системы управления.

4.2. Особенности формирования управляющего сигнала с учетом электромагнитных отходов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация обеспечения экологического качества технологических процессов на примере управления электромагнитными отходами»

Современное производство характеризуется интенсификацией всех показателей, что может быть обеспечено только при высоком уровне автоматизации и механизации как самих технологических процессов, так и вспомогательных операций. Все это предопределяет наличие в технологическом оборудовании микропроцессорных систем управления, электромеханических и силовых преобразователей, различных типов реле, электромагнитных муфт, столов, зажимных устройств и других средств автоматизации и механизации. Эти устройства, в подавляющем своем большинстве, для выполнения своих целевых функций требуют потребления электрической энергии, которая затем преобразуется в преобразователях разных типов в электрическую же энергию, либо в другие виды энергии, например в механическую, тепловую и т.п. Вместе с тем, любое потребление электрической энергии, ее передача и преобразование сопровождаются электромагнитными отходами, которые оказывают существенное воздействие на окружающую среду и человека. Эти отходы в определенной степени оказывают влияние на технический уровень оборудования и показатели качества технологических процессов и, в частности, на такие важные показатели как экологические и показатели безопасности. В конечном итоге все это существенно влияет на конкурентоспособность автоматизированного машиностроительного производства в целом.

В этой связи существует актуальная задача повышения качества автоматизированных технологических процессов и производств за счет улучшения экологических показателей и показателей безопасности посредством управления электромагнитными отходами.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА МИНИМИЗАЦИИ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ОТХОДОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЕ.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Рябов, Сергей Александрович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В работе решена актуальная задача повышения качества автоматизированных технологических процессов и производств за счет улучшения экологических показателей и показателей безопасности посредством управления электромагнитными отходами.

2. Доказано, что величина и характер изменения электромагнитных отходов зависят от традиционных для механической обработки параметров управления - тока, частоты вращения, положения режущей кромки резца. Это позволяет осуществлять автоматизацию управления электромагнитными отходами на основе существующих в технологическом оборудовании систем управления.

3. Полученные теоретико-экспериментальные зависимости позволили разработать алгоритм построения автоматизированной системы управления электромагнитными отходами на основе традиционных для механической обработки параметров управления и обосновать подход к формированию информационного сигнала для регуляторов тока и скорости.

4. Показаны возможность и целесообразность выбора типа измерителя для системы управления электромагнитными отходами и для их исследований по критерию «Обобщенная желательность», а разработанный алгоритм и программа его реализации позволили автоматизировать этот процесс.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рябов, Сергей Александрович, 2003 год

1. Аленицын А.Г., Бутиков Е.И., Кондратьев А.С. Краткий физико-математический справочник. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. — 368 с.

2. Ананьев Л.М., Смычков Г.С., Рябчук Ю.А. К вопросу о влиянии ПМП на работу человека-оператора. В кн.: Реакция биологических систем на слабые магнитные поля. М. 1971. С. 162.

3. Армарего И.Дж., Браун Р.Х. Обработка металлов резанием. М.: Машиностроение, 1977. - 218с.

4. Аршанский М.М. Автоматизированные станочные комплексы (АСК). Учебное пособие. / М.М. Аршанский, Н.М. Султан-заде, В.И. Козлов и др. Москва. Машиностроение, 1984. 86с.

5. Аршанский М.М. Автоматизированное проектирование металлорежущих станков. Учебное пособие. /М.М. Аршанский, В.А. Лизогуб, В.И. Козлов и др. Москва. Машиностроение, 1986. 76с.

6. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. — М.: Издательство стандартов, 1992. 464 с.

7. Барботько А.И., Зайцев А.Г. Теория резания металлов. Ч. 1. Основы процесса резания: Учеб. пособие. — Воронеж: ИИзд-во ВГУ, 1990. 216 с.

8. Барботько А.И., Зайцев А.Г. Теория резания металлов. Ч. 2. Основы системологии процессов резания: Учеб. пособие. — Воронеж: ИИзд-во ВГУ, 1990.-176 с.

9. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г.Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов -Л.: Энергоиздат. Ленингр. 1982.-392 с.

10. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для студентов средних спец. учеб. заведений / С.В. Белов, В.А. Девисилов, А.Ф.Козьяков и др.; Под общей ред. С.В. Белова. 2-е изд., и доп. М.: Высш.шк., 2002. 357 е.: ил.

11. Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность и охрана труда / П.П. Кукин, B.JI. Лапин, H.JI. Пономарев и др. Учеб. пособие для студентов средних спец. учеб. заведений. М.: Высш.шк., 2001.431 е.: ил.

12. Безопасность и охрана труда: Учеб. пособие для вузов / Н.Е. Гарнагина, Н.Г. Занько, Н.Ю. Золотарева и др.: Под ред. О.Н. Русака. СПб.: Изд- во МАНЭБ, 2001.279 е.: ил.

13. Бесекерский В.А., Попов Е.П. теория систем автоматического регулирования. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы Ю75.-768с.

14. Биологические эффекты электромагнитных полей. Вопросы их использования и нормирования. Научный центр биологических исследований АН СССР. - Пущино, 1986.

15. Бродский В.З. Введение в факторное планирование эксперимента. М.: Наука, 1976. 233 с.

16. Васин А.Н., Гаврилюк Я.Д., Иноземцев И.М. Исследование характеристик электродвигателя постоянного тока с использованием ЭВМ. Искра-1256// Сб.науч.-метод.ст. по электротехн. (Москва) -1989,12-С. 137-142.

17. Веселов О.В. Микропроцессорные системы диагностики приводов станков и промышленных роботов// Проблемы интеграции образования и науки: Тез.докл. Науч.-техн.конф.-Москва,1990.-С.

18. Веселов О.В., Кобзев А.А. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах управления.-Владимир: 1987 — 96 с.

19. Вялов A.M. Магнитные поля как фактор производственной среды. Вестник АМН СССР. 1967 №8 С.52.

20. ГОСТ 8.417 81 .ГСИ. Единицы физических величин.

21. ГОСТ 12.1.083 82. ССБТ. Электробезопасность. Предельно-допустимые значения напряжений прикосновения токов.

22. ГОСТ 12.1.002 84. ССБТ. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах.

23. ГОСТ 12.1.006 84. ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.

24. ГОСТ Р 51070 — 97. Измерители напряженности электрического и магнитного полей. Общие технические требования и методы испытания.

25. ГОСТ Р 50949 96 Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерений и оценки эргогомических параметров и параметров безопасности.

26. Гольденберг О.Д., Абдулаев И.М., Абиев А.Н. Автоматизация контроля параметров и диагностика асинхронных двигателей: Под ред. О.Д. Гольденберга-М.: Энергоатомиздат, 1991.-160 с.

27. Григорьев Ю.Г., Степанов B.C., Григорьев О.А., Меркулов А.В. Электромагнитная безопасность человека. М.: Российский национальный комитет по защите от неионизирующего излучения, 1999.

28. Григорьев Ю.Г. Оценка опасности воздействия электромагнитных полей техногенной природы на человека. -Сб.ст. Влияние электромагнитных полей на организм человека/ Под ред. О.Г. Черкасовой Д.Г. Крутогина М.: Новое тысячилетие, 1998,35 -67 с.

29. Давыдов Б.И., Тихончук B.C., Антипов В.В., Биологическое действие, нормирование и защита от электромагнитных излучений. М.: Энергоатомиздат. 1984.

30. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы обработки данных. Пер. с англ. М.: Мир, 1980. — 612 с.

31. Измерение электрических и неэлектрических величин: Учеб. пособие для вузов по спец. "Информ.-измерит. техника"/ Евтихиев Н.Н., Купершмидт Я.А., Папуловский В.Ф., Скугоров В.Н.; Под общ. ред. Н. Н.

32. Евтихиева. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -350 е.: ил. Библиогр.: с. 348 (28 назв.).

33. Ильинский Н.Ф., Козырев С.К. Применение микропроцессорных средств автоматизированном электроприводе// Автоматизация электропривода на базе микропроцессорных средств Москв.энерг.ин-т. - 1986. - №100 — С.З -8.

34. Келим Ю.М. Электромеханические и магнитные элементы систем автоматики М.: Высшая школа., 1991-304 с.

35. Ковальчук Е.Р., Косов М.Г., Митрофанов В.Г. Основы автоматизации производства: Учеб .для вузов по спец. "Технология машиностроения"/ Ковальчук Е.Р., Косов М.Г., Митрофанов В.Г. и др; Под общ. ред. Ю.М. Соломенцева. -М.: Машиностроение, 1995. -312 с

36. Контроль физических факторов производственной среды, опасных для человека: Энциклопедия "Экометрия" из серии справочных изданий по экологическим и медицинским измерениям. М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. - 488 с.

37. Косов М.Г. Моделирование точности при проектировании технологических машин. Учеб. пособие для ВУЗов. М.: Машиностроение, 1988. -246 с.

38. Косов М.Г., Соломенцев Ю.М. Моделирование точности при проектировании процессов механической обработки. М.: Машиностроение, 1984.-349 с.

39. Кривенцев В.И. Теория электромагнитного поля. Учеб. пособие для студентов. М.: 1991. 108 с.

40. Круглов М.Г., Шишков Г.М. Управление качеством: Учеб. пособие. М.: МГТУ «Станкин», 1999. 234 с.

41. Куклев Ю.И. Физическая экология: Учеб. пособие. М.: Высшая школа, 2001. - 357 с.:ил

42. Кушнер B.C., Распутин Ю.П. Теория эксперимента: Учеб. Пособие. Новосибирск: Изд-во НИСИД976. - 247 с.

43. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин (Измерительные преобразователи) . Л.:Энергоатомиздат, 1983.

44. Маеров А.Г. Устройство, основы конструирования и расчет металлообрабатывающих станков и автоматических линий. М.: Машиностроение, 1986.- 368 с.

45. Макаров А. Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976.-278 с.

46. Металлорежущие станки. Н.С. Колев, Л.В. Красниченко, Н.С. Никулин и др.- М.: Машиностроение, 1980.- 560 с.

47. Методы и системы автоматизации в задачах науки и производства: Сборник науч. труд. М.: Наука, 1986. - 244с.

48. Микропроцессорные автоматические системы регулирования. Основы теории и элементы: Учебн. Пособие / В.В. Солодников, В.Г. Коньков, В.А. Суханов, О.В. Шевяков; Под ред. В.В. Солодникова М.: Высшая школа, 1991.-255 с.

49. Михайлов О.П., Веселов О.П. Микропроцессорное управление приводами металлорежущих станков. М., 1982. — 56 с.

50. Михайлов О.П., Перспектива развития автоматизированного электропривода металлорежущих станков// Электричество — 1985. —10. — с.11-17.

51. Михеев Ю.Е., Сосонкин В.Л. Системы автоматического управления станками. — М.: Машиностроение, 1978. 284 с.

52. МУК 4.3.677 97 Определение уровней электромагнитных полей на рабочих местах персонала радиопредприятий, технические средства которых работают в НЧ, СЧ и ВЧ диапазонах.

53. Никольский В.В. Теория электромагнитного поля. — М.: Изд. — во "Высшая школа", 1964.

54. Новоселов Б.В. Механические передачи в следящем приводе: Аналитический обзор за 1951-1992., №5050 НТЦ Информтехника, 1992.-200с.

55. Новоселов Б.В., Кобзев А.А. Применение контура самонастройки компенсирующего сигнала для повышения точности следящих систем комбинированного регулирования//Известия ВУЗ. Электромеханника 1969 — N5- С.538-543.

56. Окрепилов В.В. Стратегия формирования системы качества на основе стандартов ИСО 9000 / Окрепилов В.В., Иванова Г.Н. -СПб, 1996. -27 с.

57. Оптимизация режимов обработки на металлорежущих станках/ A.M. Гильман, JI.A. Брахман, Д.И. Батищев, JI.K. Митяева. М.: Машиностроение, 1972.- 188 с.

58. Орлов С.П., Калымаков М.П. Автоматизированная система для испытания электроприводов с электрическими машинами специального назначения// Разработка и исследование специальных электрических машин — КПИ, г. Куйбышев, 1988-С.166-172.

59. Охрана окружающей среды./ Под ред. С.Б. Белова. М.: Высшая школа, 1991,320 с.

60. Павлов А.Н. Электромагнитные поля и жизнедеятельность. Учебное пособие. М.: Изд - во МНЭПУ, 1998. - 148 с. - (Сер." Физические основы экологии").

61. Парселл Э. Электричество и магнетизм. М.: Наука, 1983,416 с.

62. Пашков Е.В., Фомин Г.С., Красный Д.В. Международные стандарты ИСО 14.000. Основы экологического управления. М.: ИПК изд-во стандартов 1997.-462 с.

63. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов / Под ред. Э.К. Лецкого. М.:Мир, 1977. 552 с.

64. Подураев В.И., Суворов А.А., Ползикова Т.В. Повышение производительности механической обработки рациональным применением технологических сред // Вестник машиностроения. 1986. № 9. с. 39 — 43.

65. Полещук В.И. Автоматизированное нагрузочное устройство для ускоренных испытаний электроприводов// Электропривод и автоматизация в машиностроении. -1987, С.3-7.

66. Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. М.: Высш. шк., 1974.-590 с.

67. Подураев В.Н. Технология физико-химических методов обработки. М.: Машиностроение, 1985. — 264 с.

68. Предельно допустимые уровни магнитных полей частотой 50 Гц. № 3206-85.

69. Пресман А.С. Электромагнитные поля и живая природа. -М.:Наука,1968.

70. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник/ В.И. Баранчиков, А.В. Жаринов, И.Д. Юдина и др.; Под общ. ред. В.И. Баранникова.- М.: Машиностроение, 1990. 400 с.

71. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник учебник в трех томах/ Том 2. Часть 1. Расчет и конструирование узлов и элементов станков. Под общей редакцией А.С. Проникова. М.: Машиностроение, 1995.-368 с.

72. Пуш В.Э., Беляев В.Г. и др. Металлорежущие станки. — М.: Машиностроение, 1986.-571 с.

73. Пуш В.Э., Пигрет Р., Сосонкин B.JI. Автоматические станочные системы.- М.: Машиностроение, 1982. 319 с.

74. Розенвавассер Е.Н., Юупов P.M. Чувствительность систем автоматического управления. JI.: Энергия, 1969.-208 с.

75. Руководство Р 2.2.755 99. Гигиена труда. Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса. - М.: Минздрав России, 1999.

76. Рыжкин А.А. Физические основы процесса обработки резанием: Текст лекций. Ростов-на-Дону: Донской гос. техн. ун-т, 1995. -79 с.

77. СанПиН 72.2.4.723 98. Переменные магнитные поля промышленной частоты (50 Гц) в производственных условиях.

78. СанПиН 2.2.4/1.8.2.055 96 Санитарные правила и нормы. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ).

79. СанПиН 2.2.4.1191-03 "Электромагнитные поля в производственных условиях".

80. СанПиН 2.2.4/2.4.1340-03 Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ.

81. Семенов А.А. Теория электромагнитных волн. М.: изд - во МГУ, 1962,256 с.

82. Семичевский Г.А. Резание материалов: металлорежущие станки и инструменты. Учебное пособие для ВУЗов. Чита, ЧГПУ, 1996. 239с.

83. Соломенцев Ю.М., Митрофанов В.Г. и др. Адаптивное управление технологическими процессами. М.: Машиностроение, 1980. - 536 с.

84. Сосонкин B.JI. Программное управление технологическим оборудованием: Учебник для студентов вузов, обучающихся по спец. "Автоматизация технол. процессов и пр-ви/ Сосонкин B.JI. -М.: Машиностроение, 1991. -509 е.: ил.

85. Соломенцев Ю.М., Сосонкин B.JI. Управление гибкими производственными системами. М.: Машиностроение, 1988.-352 с.

86. Состояние и перспективы развития электроприводов для станков и промышленных роботов/А.Д.Поздеев, В.С Макурин, А.И. Кондриков и др. // Электротехника-1988-№2-С.2-4

87. Справочник по математике для научных работников и инженеров/ Г. Корн, Т. Корн, Пер. с англ. И.Г.Арамановича, А.М.Березмана, И.А. Вайнштейна, J1.3. Румшиского, Л.Я. Цлафа. Под общей ред. И.Г.Арамановича. М.: Наука, 1973.-831 с.

88. Справочник по автоматизированному электроприводу./ Под ред. В.А. Бореева — М.,Энергия, 1983-616 с.

89. Справочник по теории автоматического управления./ Под ред. А. Красовского М.: Наука,, 1987. - 712 с.

90. Старков В.К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве. М.: Машиностроение, 1989. -295 с.

91. Старков В.К. Технологические методы повышения надежности обработки на станках с ЧПУ. Москва. Машиностроение, 1984. 119с.

92. Султан-заде Н.М. Надежность и производительность автоматизированных технологических систем. М.: ВЗМИ, 1982. 242 с.

93. Султан-заде Н.М. Системы управления станками и автоматические линии: Межвуз. сб. науч. тр. М. 1983. 258 е.

94. Талантов Н.В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. М.: Машиностроение, 1992. - 187 с.

95. Талантов Н.В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. М.: Машиностроение, 1992. -240 с.

96. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Наука, 1966.

97. Теория автоматического управления техническими системами: Учеб. пособие для студентов машино- и приборостроит. вузов/ Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев А.В. -М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 1993. -492 с.

98. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов/ Брюханов В.Н., Косов М.Г., Протопопов С.П. и др; Под ред. Ю. М. Соломенцева. -М.: Машиностроение, 1992. -267 с.

99. Ту Ю. Современная теория управления М.: Машиностроение, 1971.-472.

100. Управление качеством продукции на основе стандартов ИСО-9000: Учеб.пособие/ Вакулич Е.А., Годлевский В.Е., Лапидус В.А. и др; Под ред. В.Я.Кокотова. -Тольятти; Самара, 1998. -90с.

101. Фергусон Дж.,Макари Л., Уильямз П. Обслуживание микропроцессорных систем: Пер. С англ. М.: Мир, 1989. -336 с.

102. Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, М.А. Бабушкина, А. Брайковский.

103. Физические факторы. Эколого гигиеническая оценка и контроль: Руководство. - Т.1. - М.: Медицина, 1999.

104. Филоненко С.Н. Резание металлов. Киев: Техника, 1975. 230 с.

105. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов 6-е изд. доп. и перераб. - М.: Энергоиздат, 1981. - 576 е., ил.

106. Чечурина Е.Н. Приборы для измерения магнитных величин // Электроизмерительные приборы. Вып. 13. - М.:Изд-во "Энергия", 1969.

107. Шварцбург Л.Э. Информационно-измерительные системы приводов металлорежущих станков: Учеб. пособие. — М.: Станкин, 1991. -181 с.

108. Шварцбург Л.Э., Филиппов С.А. Особенности выбора типа датчиков положения по критерию "обобщенная желательность". М.: ВНИИТЭМР, 1998. №8 (202) с.126.111. "Экология и промышленность России" август2001.

109. Электромагнитное загрязнение окружающей среды и здоровье населения Росси/ Под ред. А.К.Демина. М.: Фонд "Здоровье и окружающая среда", 1997,91с.