Помощь студентам в учебе
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
|
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР СИСТЕМ И СПОСОБОВ ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 11
1.1. Классификация устройств дозирования сыпучих материалов и
способов дозирования 11
1.1.1. Дозаторы без движущегося рабочего органа 15
1.1.2. Дозатор с поступательным движением рабочего органа 16
1.1.3. Дозатор с вращательным движением рабочего органа.
Барабанные дозаторы 18
1.1.4. Дозаторы с вибрационным движением рабочего органа 19
1.2 Структуры автоматизированных комплексов многокомпонентного дозирования сыпучих материалов 22
1.3. Автоматизированный комплекс дозирования и смешивания 26
компонентов комбикормов 26
Выводы: 34
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ИМИТАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 35
2.1. Математическое описание асинхронного двигателя с частотным
преобразователем 36
2.2. Определение коэффициента передачи шнекового дозатора 46
2.3. Математическая модель шнекового дозатора с изменяемыми
характеристиками сыпучей среды 48
2.4. Модель падающего столба сыпучих материалов 58
2.5. Имитационная модель электромеханической системы дозирования
сыпучих материалов 62
2.6. Выводы 66
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ В СИСТЕМЕ ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 67
3.1. Способы управления частотно-регулируемым электроприводом
дозирования сыпучих материалов 67
3.2. Методика синтеза цифрового регулятора веса в 70
электромеханической системе 70
3.3. Синтез регулятора веса на основе модульного оптимума 73
3.4. Алгоритм частотно-регулируемого асинхронного электропривода в
технологии производства комбикормов 74
3.5. Алгоритм формирования задания электропривода в системе 78
дозирования сыпучих материалов 78
3.6. Алгоритм коррекции ошибки, вызванной массой «падающего
столба» материала 82
3.7. Методика проектирования систем многокомпонентного дозирования . 90
3.8. Выводы 94
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ
ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 95
4.1. Структура испытательного стенда дозирования сыпучих материалов 95
4.3 Дозатор с конвейером бесстержневого типа СТ-55 102
4.4.1 Преобразователь частоты Danfoss VLT Micro Drive FC 51 103
4.4.2 Модуль микроконтроллера RTU188-BS фирмы Fastwel 105
4.4.3 Модуль релейной коммутации TBR8 108
4.4.3.1 Назначение модуля релейной коммутации TBR8 108
4.4.3.2 Технические данные модуля релейной коммутации TBR8 .. 108
4.4.3.3 Устройство и работа платы 109
4.4.4. Тензодатчик серии С 113
4.5. Результаты экспериментальных и теоретических исследований 115
4.6. Выводы 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 123
ГЛАВА 1. ОБЗОР СИСТЕМ И СПОСОБОВ ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 11
1.1. Классификация устройств дозирования сыпучих материалов и
способов дозирования 11
1.1.1. Дозаторы без движущегося рабочего органа 15
1.1.2. Дозатор с поступательным движением рабочего органа 16
1.1.3. Дозатор с вращательным движением рабочего органа.
Барабанные дозаторы 18
1.1.4. Дозаторы с вибрационным движением рабочего органа 19
1.2 Структуры автоматизированных комплексов многокомпонентного дозирования сыпучих материалов 22
1.3. Автоматизированный комплекс дозирования и смешивания 26
компонентов комбикормов 26
Выводы: 34
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ИМИТАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 35
2.1. Математическое описание асинхронного двигателя с частотным
преобразователем 36
2.2. Определение коэффициента передачи шнекового дозатора 46
2.3. Математическая модель шнекового дозатора с изменяемыми
характеристиками сыпучей среды 48
2.4. Модель падающего столба сыпучих материалов 58
2.5. Имитационная модель электромеханической системы дозирования
сыпучих материалов 62
2.6. Выводы 66
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ В СИСТЕМЕ ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 67
3.1. Способы управления частотно-регулируемым электроприводом
дозирования сыпучих материалов 67
3.2. Методика синтеза цифрового регулятора веса в 70
электромеханической системе 70
3.3. Синтез регулятора веса на основе модульного оптимума 73
3.4. Алгоритм частотно-регулируемого асинхронного электропривода в
технологии производства комбикормов 74
3.5. Алгоритм формирования задания электропривода в системе 78
дозирования сыпучих материалов 78
3.6. Алгоритм коррекции ошибки, вызванной массой «падающего
столба» материала 82
3.7. Методика проектирования систем многокомпонентного дозирования . 90
3.8. Выводы 94
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ
ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 95
4.1. Структура испытательного стенда дозирования сыпучих материалов 95
4.3 Дозатор с конвейером бесстержневого типа СТ-55 102
4.4.1 Преобразователь частоты Danfoss VLT Micro Drive FC 51 103
4.4.2 Модуль микроконтроллера RTU188-BS фирмы Fastwel 105
4.4.3 Модуль релейной коммутации TBR8 108
4.4.3.1 Назначение модуля релейной коммутации TBR8 108
4.4.3.2 Технические данные модуля релейной коммутации TBR8 .. 108
4.4.3.3 Устройство и работа платы 109
4.4.4. Тензодатчик серии С 113
4.5. Результаты экспериментальных и теоретических исследований 115
4.6. Выводы 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 123
Актуальность темы исследования. Автоматические системы дозирования сыпучих материалов широко применяются в строительных, пищевых и фармацевтических областях промышленности для приготовления различных смесей. Главный критерий оптимизации подобных систем является точность дозирования каждого компонента смеси, которая непосредственно зависит от скорости движения дозируемого компонента и других технологических факторов. Технологические требования к качеству продукции на производстве, жестко регламентируют разработчикам автоматизированной системы величину ошибки дозирования сыпучих материалов, что связано также с высокой стоимостью отдельных компонентов смеси. Обеспечение максимально возможного соблюдения рецепта смеси требует дозирования каждого ее компонента с высокой точностью, что является непростой инженерно-технической задачей.
Из всего многообразия электротехнических комплексов дозирования сыпучих материалов, следует выделить автоматизированные системы, построенные на базе современного асинхронного электропривода с микроконтроллерным управлением весодозирующим устройством, использующим принцип многокомпонентного дозирования. В разработку и совершенствование систем дозирования внесли значительный вклад следующие выдающиеся ученые: Б.А. Федосенков, Г.А. Рогинский, А.В. Каталымов,
В.А. Любартович, А.М. Григорьев, С.П. Орлов, А.В. Пугачев, Ю.Д. Видинеев и др.
В развитие систем управления электроприводов автоматизированных объектов управления общепромышленными механизмами внесли существенный вклад отечественные и зарубежные ученые: М.М. Ботвинник, И.Я. Браславский, А.А. Булгаков, А.М. Вейнгер, Д.А. Завалишин, Н.Ф. Ильинский, В.И. Ключев, М.П. Костенко, В.В. Рудаков, Ю.А. Сарбатов, О.В. Слежановский, И.М. Чиженко, Р.Т. Шрейнер, В.А. Шубенко, И.И. Эпштейн, F. Blaschke, J. Holtz, W. Leonard, T.A. Lipo, D.W. Novotny и многие другие.
Точность дозирования в автоматизированных системах является функцией большого числа систематических и случайных факторов: величины, формы и взаимного расположения отдельных частиц материала; коэффициента сцепления их с друг другом и с конструктивными элементами дозатора; относительной влажности дозируемого материала и воздуха в помещении; высоты падения материала в приемную емкость; величины наклона дозатора к уровню горизонта; вибрационных и электромеханических помех и т.д.
Особую значимость приобретает задача повышения эффективности управления автоматизированным электротехническим комплексом дозирования сыпучих материалов, так как ее решение позволит существенно увеличить его производительность и снизить неправильную дозировку особо ответственных, небольших по объему, но дорогостоящих компонентов. Необходимое в современных условиях качество комбикорма (ГОСТ Р 50257-92), предъявляет высокие требования к составу каждого компонента кормосмеси и к выполнению рецепта конечного продукта с требуемой точностью. Таким образом, разработка и исследование электротехнического комплекса автоматизированного весового дозирования сыпучих материалов с частотнорегулируемым электроприводом, обеспечивающим повышенную точность дозирования при максимальной производительности, является актуальной задачей и позволит обеспечить выполнение повышенных требований к технологическому процессу дозирования смесей компонентов комбикормов в сложных производственных условиях.
Цель работы. Обеспечение заданных точности и производительности автоматизированного электротехнического комплекса весового дозирования сыпучего материала путем применения эффективных алгоритмов управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом шнековых дозаторов.
Для достижения указанной цели решены следующие задачи:
• анализ исполнительных устройств дозирования сыпучих материалов и способов управления частотно-регулируемым электроприводом шнекового дозатора;
• построение обобщенной математической и имитационной моделей электропривода шнекового дозатора комплекса дозирования сыпучих материалов;
• разработка алгоритмов управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом шнекового дозатора в условиях нестабильности параметров сыпучего материала;
• имитационное моделирование и экспериментальные исследования разработанных алгоритмов управления электроприводом шнековых дозаторов;
• создание экспериментальной установки системы дозирования сыпучих материалов для практической проверки алгоритмов управления электроприводом.
Объект исследования - частотно-регулируемый асинхронный электропривод автоматизированного комплекса дозирования сыпучих материалов.
Предмет исследования - эффективные алгоритмы управления электроприводом автоматизированного комплекса дозирования сыпучих материалов.
Методы исследования
Методы исследования, используемые при решении задач в диссертационной работе, основаны на положениях теории электромеханического преобразования энергии, теории автоматического регулирования, применении аппарата передаточных функций, имитационного моделирования электромеханических систем в среде Simulink MatLab.
Научная новизна
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Разработано алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемого асинхронного электропривода автоматизированного комплекса производства комбикормов, отличающаяся от известных тем, что обеспечивается заданная точность дозирования малых компонентов смеси в общем бункере-дозаторе.
2. Разработана имитационная модель частотно-регулируемого электропривода шнекового дозатора, которая отличается от известных тем, что моделирование шнекового дозатора происходит с учетом массы «падающего столба», непрерывно меняющейся по мере накопления материала в бункере-дозаторе.
3. Разработан алгоритм сигнальной адаптации регулятора веса в реальном времени, обеспечивающий высокую точность дозирования шнекового дозатора с частотно-регулируемым электроприводом.
Практическая ценность
1. Создан автоматизированный аппаратно-программный комплекс для научно-лабораторных исследований систем весового дозирования, который используется в учебном процессе при подготовке специалистов кафедры «Электропривода и электрооборудования» Энергетического института НИ ТПУ.
2. Разработана методика расчета параметров программного регулятора веса, учитывающая изменение свойств дозируемого материала и массы «падающего столба».
3. Предложена инженерная методика проектирования систем многокомпонентного дозирования с учетом фракционного состава и свойств компонентов, а также при учете влияния массы «падающего столба» материала.
Достоверность полученных результатов
Достоверность полученных результатов работы определяется корректностью и обоснованностью принятых решений, адекватностью разработанных математических моделей, результатами экспериментов.
Реализация результатов работы
Основные научно-практические результаты диссертационной работы используются в цехе приготовления комбикормовых смесей ЗАО «Сибирская аграрная группа» г. Томск; в учебном процессе кафедры электропривода и электрооборудования Энергетического института ТПУ при подготовке специалистов направления «Электроэнергетика и электротехника». Работа выполнена в рамках Государственного задания «Наука», проект №3852.
Основные положения, выносимые на защиту:
• алгоритмы управления электротехническим комплексом с общим частотным преобразователем для асинхронных двигателей различных шнековых дозаторов;
• математическое описание и имитационная модель частотнорегулируемого электропривода шнекового дозатора с различными свойствами дозируемого сыпучего материала;
• алгоритм сигнальной адаптации регулятора веса частотнорегулируемого электропривода шнекового дозатора, учитывающий изменяемую массу «падающего столба» и дозирования сыпучих материалов с различными характеристиками в реальном масштабе времени;
• результаты экспериментальных исследований на автоматизированном лабораторном стенде дозирования сыпучих материалов для проверки разработанных алгоритмов управления.
Апробация результатов работы
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: MATEC Web of Conferences, The 2nd International Youth Forum “Smart Grids” 15 December 2014; «Электромеханические преобразователи энергии» VI международная научнотехническая конференция Томск 2013; «Электромеханические преобразователи энергии» V Юбилейная международная научно-техническая конференция, Томск, 2011; «Электромеханические преобразователи энергии» IV Международная научно-техническая конференция Томск, 2009; «Современные техника и технологии» XV Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных Томск, 2009; «Инновационные технологии атомной энергетики и промышленности» г. Северск, 2009; XII международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых «Современная техника и технологии» Томск, 2007; Международная научно-техническая конференция «Электромеханические преобразователи энергии», Томск, 2007; XII международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых «Современная техника и технологии» Томск, 2006.
Публикации
Основные положения диссертационной работы и результаты выполненных исследований отражены в 17 печатных работах, в том числе 4 изданиях, рекомендованных ВАК, 1 статьи индексированной в базе Scopus и 11 тезисах докладов, 1 патенте РФ на полезную модель, 1 свидетельстве о регистрации программного продукта для ЭВМ.
Структура и объем диссертационной работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 130 страниц, содержит 73 рисунка, 11 таблиц, список литературы, включающий 76 наименований, и приложение на 16 страницах.
Автор выражает искреннюю признательность за неоценимую помощь, оказанную при подготовке и выполнении исследований, коллективу кафедры электропривода и электрооборудования Национального исследовательского Томского политехнического университета, особенно зав. кафедрой ЭПЭО к.т.н. Ю.Н. Дементьеву, к.т.н. С.Н. Кладиеву, к.т.н. Л.С. Удуту, Г.В. Родионову.
Автор выражает благодарность сотрудникам кафедры ЭПЭО, под руководством проф. В.Г. Букреева, к.т.н. Н.В. Гусеву, к.т.н. Нечаеву, к.т.н.
Краснову, принимавшим участие в разработке «Автоматизированного комплекса дозирования и смешивания компонентов комбикормов» для ЗАО «Сибирская аграрная группа», где были внедрены результаты диссертационной работы.
Автор выражает благодарность своему научному руководителю д.т.н. профессору В.Г. Букрееву за определение направления исследований и методическую помощь в работе.
Из всего многообразия электротехнических комплексов дозирования сыпучих материалов, следует выделить автоматизированные системы, построенные на базе современного асинхронного электропривода с микроконтроллерным управлением весодозирующим устройством, использующим принцип многокомпонентного дозирования. В разработку и совершенствование систем дозирования внесли значительный вклад следующие выдающиеся ученые: Б.А. Федосенков, Г.А. Рогинский, А.В. Каталымов,
В.А. Любартович, А.М. Григорьев, С.П. Орлов, А.В. Пугачев, Ю.Д. Видинеев и др.
В развитие систем управления электроприводов автоматизированных объектов управления общепромышленными механизмами внесли существенный вклад отечественные и зарубежные ученые: М.М. Ботвинник, И.Я. Браславский, А.А. Булгаков, А.М. Вейнгер, Д.А. Завалишин, Н.Ф. Ильинский, В.И. Ключев, М.П. Костенко, В.В. Рудаков, Ю.А. Сарбатов, О.В. Слежановский, И.М. Чиженко, Р.Т. Шрейнер, В.А. Шубенко, И.И. Эпштейн, F. Blaschke, J. Holtz, W. Leonard, T.A. Lipo, D.W. Novotny и многие другие.
Точность дозирования в автоматизированных системах является функцией большого числа систематических и случайных факторов: величины, формы и взаимного расположения отдельных частиц материала; коэффициента сцепления их с друг другом и с конструктивными элементами дозатора; относительной влажности дозируемого материала и воздуха в помещении; высоты падения материала в приемную емкость; величины наклона дозатора к уровню горизонта; вибрационных и электромеханических помех и т.д.
Особую значимость приобретает задача повышения эффективности управления автоматизированным электротехническим комплексом дозирования сыпучих материалов, так как ее решение позволит существенно увеличить его производительность и снизить неправильную дозировку особо ответственных, небольших по объему, но дорогостоящих компонентов. Необходимое в современных условиях качество комбикорма (ГОСТ Р 50257-92), предъявляет высокие требования к составу каждого компонента кормосмеси и к выполнению рецепта конечного продукта с требуемой точностью. Таким образом, разработка и исследование электротехнического комплекса автоматизированного весового дозирования сыпучих материалов с частотнорегулируемым электроприводом, обеспечивающим повышенную точность дозирования при максимальной производительности, является актуальной задачей и позволит обеспечить выполнение повышенных требований к технологическому процессу дозирования смесей компонентов комбикормов в сложных производственных условиях.
Цель работы. Обеспечение заданных точности и производительности автоматизированного электротехнического комплекса весового дозирования сыпучего материала путем применения эффективных алгоритмов управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом шнековых дозаторов.
Для достижения указанной цели решены следующие задачи:
• анализ исполнительных устройств дозирования сыпучих материалов и способов управления частотно-регулируемым электроприводом шнекового дозатора;
• построение обобщенной математической и имитационной моделей электропривода шнекового дозатора комплекса дозирования сыпучих материалов;
• разработка алгоритмов управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом шнекового дозатора в условиях нестабильности параметров сыпучего материала;
• имитационное моделирование и экспериментальные исследования разработанных алгоритмов управления электроприводом шнековых дозаторов;
• создание экспериментальной установки системы дозирования сыпучих материалов для практической проверки алгоритмов управления электроприводом.
Объект исследования - частотно-регулируемый асинхронный электропривод автоматизированного комплекса дозирования сыпучих материалов.
Предмет исследования - эффективные алгоритмы управления электроприводом автоматизированного комплекса дозирования сыпучих материалов.
Методы исследования
Методы исследования, используемые при решении задач в диссертационной работе, основаны на положениях теории электромеханического преобразования энергии, теории автоматического регулирования, применении аппарата передаточных функций, имитационного моделирования электромеханических систем в среде Simulink MatLab.
Научная новизна
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Разработано алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемого асинхронного электропривода автоматизированного комплекса производства комбикормов, отличающаяся от известных тем, что обеспечивается заданная точность дозирования малых компонентов смеси в общем бункере-дозаторе.
2. Разработана имитационная модель частотно-регулируемого электропривода шнекового дозатора, которая отличается от известных тем, что моделирование шнекового дозатора происходит с учетом массы «падающего столба», непрерывно меняющейся по мере накопления материала в бункере-дозаторе.
3. Разработан алгоритм сигнальной адаптации регулятора веса в реальном времени, обеспечивающий высокую точность дозирования шнекового дозатора с частотно-регулируемым электроприводом.
Практическая ценность
1. Создан автоматизированный аппаратно-программный комплекс для научно-лабораторных исследований систем весового дозирования, который используется в учебном процессе при подготовке специалистов кафедры «Электропривода и электрооборудования» Энергетического института НИ ТПУ.
2. Разработана методика расчета параметров программного регулятора веса, учитывающая изменение свойств дозируемого материала и массы «падающего столба».
3. Предложена инженерная методика проектирования систем многокомпонентного дозирования с учетом фракционного состава и свойств компонентов, а также при учете влияния массы «падающего столба» материала.
Достоверность полученных результатов
Достоверность полученных результатов работы определяется корректностью и обоснованностью принятых решений, адекватностью разработанных математических моделей, результатами экспериментов.
Реализация результатов работы
Основные научно-практические результаты диссертационной работы используются в цехе приготовления комбикормовых смесей ЗАО «Сибирская аграрная группа» г. Томск; в учебном процессе кафедры электропривода и электрооборудования Энергетического института ТПУ при подготовке специалистов направления «Электроэнергетика и электротехника». Работа выполнена в рамках Государственного задания «Наука», проект №3852.
Основные положения, выносимые на защиту:
• алгоритмы управления электротехническим комплексом с общим частотным преобразователем для асинхронных двигателей различных шнековых дозаторов;
• математическое описание и имитационная модель частотнорегулируемого электропривода шнекового дозатора с различными свойствами дозируемого сыпучего материала;
• алгоритм сигнальной адаптации регулятора веса частотнорегулируемого электропривода шнекового дозатора, учитывающий изменяемую массу «падающего столба» и дозирования сыпучих материалов с различными характеристиками в реальном масштабе времени;
• результаты экспериментальных исследований на автоматизированном лабораторном стенде дозирования сыпучих материалов для проверки разработанных алгоритмов управления.
Апробация результатов работы
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: MATEC Web of Conferences, The 2nd International Youth Forum “Smart Grids” 15 December 2014; «Электромеханические преобразователи энергии» VI международная научнотехническая конференция Томск 2013; «Электромеханические преобразователи энергии» V Юбилейная международная научно-техническая конференция, Томск, 2011; «Электромеханические преобразователи энергии» IV Международная научно-техническая конференция Томск, 2009; «Современные техника и технологии» XV Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных Томск, 2009; «Инновационные технологии атомной энергетики и промышленности» г. Северск, 2009; XII международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых «Современная техника и технологии» Томск, 2007; Международная научно-техническая конференция «Электромеханические преобразователи энергии», Томск, 2007; XII международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых «Современная техника и технологии» Томск, 2006.
Публикации
Основные положения диссертационной работы и результаты выполненных исследований отражены в 17 печатных работах, в том числе 4 изданиях, рекомендованных ВАК, 1 статьи индексированной в базе Scopus и 11 тезисах докладов, 1 патенте РФ на полезную модель, 1 свидетельстве о регистрации программного продукта для ЭВМ.
Структура и объем диссертационной работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 130 страниц, содержит 73 рисунка, 11 таблиц, список литературы, включающий 76 наименований, и приложение на 16 страницах.
Автор выражает искреннюю признательность за неоценимую помощь, оказанную при подготовке и выполнении исследований, коллективу кафедры электропривода и электрооборудования Национального исследовательского Томского политехнического университета, особенно зав. кафедрой ЭПЭО к.т.н. Ю.Н. Дементьеву, к.т.н. С.Н. Кладиеву, к.т.н. Л.С. Удуту, Г.В. Родионову.
Автор выражает благодарность сотрудникам кафедры ЭПЭО, под руководством проф. В.Г. Букреева, к.т.н. Н.В. Гусеву, к.т.н. Нечаеву, к.т.н.
Краснову, принимавшим участие в разработке «Автоматизированного комплекса дозирования и смешивания компонентов комбикормов» для ЗАО «Сибирская аграрная группа», где были внедрены результаты диссертационной работы.
Автор выражает благодарность своему научному руководителю д.т.н. профессору В.Г. Букрееву за определение направления исследований и методическую помощь в работе.
По результатам проведенных в диссертационной работе теоретических и экспериментальных исследований сформулированы следующие результаты:
1. Предложена структура и алгоритмическое обеспечение автоматизированного комплекса весового многокомпонентного дозирования сыпучих материалов с частотно-регулируемым электроприводом, обеспечивающие высокую производительность и требуемую точность дозирования.
2. Разработана математическая и имитационная модели частотнорегулируемого электропривода в составе автоматизированного комплекса дозирования сыпучих материалов с учётом изменения высоты «падающего столба» в бункер дозатора. Адекватность результатов имитационного моделирования доказана путем сравнения с реальным физическим процессом при полностью идентичных условиях.
3. Разработан алгоритм сигнальной адаптации на основе статистических данных для управления электроприводом автоматизированного комплекса дозирования сыпучих материалов, который позволил уменьшить абсолютную ошибку дозирования примерно в 2,5 раза.
4. Совместное использование алгоритмов коррекции ошибки дозирования на основе статистических данных и компенсации ошибки, вызванной весом падающего столба, обеспечивает максимальную точность системы. Применение разработанных алгоритмов позволяет увеличить точность дозирования в 7 раз, а итоговая ошибка дозирования равна 2,7%, что соответствует техническому регламенту приготовления кормосмесей.
5. Для уменьшения влияния массы «падающего столба» на точность дозирования определена последовательность использования компонентов рецепта, которая заключается в первоочередном подключении шнековых питателей, обеспечивающих поступление в бункер-дозатор материала с наибольшей массой.
6. Разработан аппаратно-программный автоматизированный комплекс дозирования сыпучих материалов для проведения научных исследований и выполнения лабораторных занятий в процессе подготовки специалистов.
1. Предложена структура и алгоритмическое обеспечение автоматизированного комплекса весового многокомпонентного дозирования сыпучих материалов с частотно-регулируемым электроприводом, обеспечивающие высокую производительность и требуемую точность дозирования.
2. Разработана математическая и имитационная модели частотнорегулируемого электропривода в составе автоматизированного комплекса дозирования сыпучих материалов с учётом изменения высоты «падающего столба» в бункер дозатора. Адекватность результатов имитационного моделирования доказана путем сравнения с реальным физическим процессом при полностью идентичных условиях.
3. Разработан алгоритм сигнальной адаптации на основе статистических данных для управления электроприводом автоматизированного комплекса дозирования сыпучих материалов, который позволил уменьшить абсолютную ошибку дозирования примерно в 2,5 раза.
4. Совместное использование алгоритмов коррекции ошибки дозирования на основе статистических данных и компенсации ошибки, вызванной весом падающего столба, обеспечивает максимальную точность системы. Применение разработанных алгоритмов позволяет увеличить точность дозирования в 7 раз, а итоговая ошибка дозирования равна 2,7%, что соответствует техническому регламенту приготовления кормосмесей.
5. Для уменьшения влияния массы «падающего столба» на точность дозирования определена последовательность использования компонентов рецепта, которая заключается в первоочередном подключении шнековых питателей, обеспечивающих поступление в бункер-дозатор материала с наибольшей массой.
6. Разработан аппаратно-программный автоматизированный комплекс дозирования сыпучих материалов для проведения научных исследований и выполнения лабораторных занятий в процессе подготовки специалистов.
Подобные работы
- Автоматизированная система дозирования сыпучих материалов на базе микроконтроллера RTU 188 BS
Бакалаврская работа, электротехника. Язык работы: Русский. Цена: 5900 р. Год сдачи: 2016 - Повышение показателей качества управления процессом дозирования сыпучих веществ
Магистерская диссертация, электротехника. Язык работы: Русский. Цена: 5200 р. Год сдачи: 2016