БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

<< ГЛАВНАЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

загрузка...

Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 26 |

«Сборник научных трудов III Международный форум Инновационные технологии обеспечения безопасности и качества продуктов питания. Проблемы и перспективы V Международная ...»

-- [ Страница 10 ] --

1. Загрузчик сырья с цепным подвижным полом. 2. Транспортер влажного сырья. 3. Агрегат сушки-измельчения АС-4. 4. Теплогенератор твердотопливный или газовый. 5. Смесительискрогаситель (может быть в одном корпусе с теплогенератором). 6. Транспортер сухого измельченного сырья. 7. Линия гранулирования. 8. Нория охладителя. 9. Охладитель гранул.

10. Сортировка гранул. 11. Нория готовой продукции. 12. Бункер готовой продукции. 13.

Пылеотсос. 14. Весы палетные электронные. 15. Элементы сопряжений.

На рис. 2 представлена параметрическая схема линии гранулирования отрубей.

Рис. 2. Параметрическая схема линии гранулирования отрубей.

Анализ характеристик стадий и материальных потоков технологических процессов линии гранулирования отрубей, влияния входных параметров сырья, возмущающих воздействий на качество получаемого готового продукта показали, что в функции АСУТП 1. Автоматическое поддержание заданных параметров сушки сырья (конечной влажности сырья).

2. Автоматическое поддержание производительности участка сушки в зависимости от 3. Автоматическая остановка комплекса при возникновении критической ситуации.

4. Автоматическая остановка комплекса в определенной последовательности по команде оператора.

5. Запись и сохранение информации (протоколов) о работе комплекса с возможностью дистанционного доступа к этой информации.

Рассмотренная нами как объект автоматизации линия гранулирования отрубей представлена на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема линии гранулирования отрубей.

1) Благовещенская М.М. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Учеб. для вузов// M.M. Благовещенская, Л.А. Злобин. – М.:

Высш. шк., 2005.- 768 с.

2) Благовещенская М.М. Основы стабилизации процессов приготовления многокомпонентных пищевых масс. Монография // – М.:ООО «Франтера», 2009. - 281 с.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ СТЕНДА GBB 1005 В

ОКРЕСТНОСТИ РАВНОВЕСИЯ С НЕНУЛЕВЫМ УГЛОМ ПОВОРОТА

ПРИВОДНОГО КОЛЕСА

Учебно-лабораторная установка GBB 1005 – один из вариантов стенда BALL&BEAM - популярного, широко распространенного во всем мире нелинейного управляемого устройства (см., напр., [1]), имеющего в своем составе механическую компоненту с исполнительным двигателем и контур управления.

В этой системе электропривод за счет наклона желоба может перекатить шарик в любое наперед заданное положение на желобе и стабилизировать это равновесие. При 0 шарик под действием силы тяжести может катиться свободно по всей длине желоба.

Желоб присоединен к неподвижной поддерживающей стойке с одной стороны, и к подвижному рычагу с другой. В системе GBB 1005 при 0 и 0, рычаг АВ вертикален.

Движение колеса, к которому присоединен рычаг, управляется двигателем постоянного тока. Управление реализовано в виде обратной связи по информации о положении шарика на желобе, и угле поворота колеса.

Для описания механической части введем три координаты является избыточной, так как на систему наложена геометрическая связь- расстояние между точками А и В постоянно.

Аналитически эта связь выражается нелинейным тригонометрическим уравнением где ОА =L, AB =l, d – радиус колеса.

Несмотря на многочисленные публикации по моделированию ее динамики [1-6], эта проблема требует дальнейшего изучения. Это связано с тем, что при построении модели геометрической связи (2) почти во всех работах без всякого обоснования совершается которой, после некоторого, определенного с точностью до трех произвольных функций преобразования, доказана принципиальная возможность применения уравнений Лагранжа избыточными координатами дает возможность построить строгую нелинейную модель [9-13] механической компоненты этого мехатронного стенда.

Такой подход позволяет рассматривать все равновесия этого стенда, определяемые уравнениями связи (1) при 0 (что, очевидно, необходимо для равновесия шара) Это уравнение имеет три корня:

При этом решениям для реальных значений параметров стенда соответствует в реальном стенде одна и та же конфигурация, при которой угол поворота колеса лежит во второй четверти.

Очевидно, такое положение равновесия никоим образом не может быть получено и, тем более, не может корректно исследоваться при переходе к общепринятому линейному рассмотрение и составляет предмет настоящей работы.

Если учитывать размеры шара, уравнения движения системы существенно изменятся, так как в кинетической энергии появляются коэффициенты инерционной связи. Кроме того, изменяется выражение для потенциальной энергии. Рассмотрим случай, когда за избыточную координату принят угол поворота колеса, а за координату, определяющую положение шарика r=ОС. Для механической части системы, включающей шар и ротор двигателя с редуктором, кинетическая и потенциальная энергии имеют вид [11] где v c - cкорость центра масс шара. Выражение для полной угловой скорости шара относительно системы координат Кёнига с центром в точке С и с осями, параллельными неподвижным, можно получить из условия качения шарика без проскальзывания. Тогда для кинетической энергии получим выражение Дифференцируя связь (2) по времени и выбирая за избыточную координату угол поворота колеса, получим уравнение кинематической связи в виде Исключая из кинетической энергии зависимую скорость, получим выражение для T*, (7) Уравнения Шульгина при таком выборе избыточной координаты будут иметь вид где Q - сила, действующая по избыточной координате, в тех же предположениях, что и. [11-13], содержит член K 2i, который можно считать механическим управляющим воздействием (представляющим собой момент, действующий со стороны якоря двигателя на колесо Из (9) видно принципиальное отличие структуры членов первого приближения уравнений возмущенного движения в окрестности равновесия 2,3 * от рассмотренного в [9-10] равновесия 1 0 вследствие того, что здесь производная Отметим, что производная в силу (3) – т.е. эта производная обращается в нуль и в равновесии 2,3 *.

Таким образом, структура уравнений возмущенного движения в окрестности равновесия 2,3 * существенно отличается от структуры этих уравнений, рассмотренных в [9-10] Aguilar-Ibanez С., Suarez-Castanon M.S., de Jesu s Rubio J. Stabilization of the Ball on the Beam System by Means of the Inverse Lyapunov Approach//Hindawi Publishing Corporation Mathematical Problems in Engineering Volume 2012, Article ID 810597, 13 pages.

doi: 10.1155/2012/ 2. Min-Sung Koo, Ho-Lim Choi, Jong-Tae Lim Adaptive nonlinear control of a ball and beam system using centrifugal force term. //International Journal of Innovative Computing, Information and Control. V. 8, N 9, September 2012. Pp. 5999-6009.

Modeling and control of ball and beam system using model based and non-model based control approaches. // International Journal on smart sensing and intelligent systems, Vol. 5, no. 1, March 2012, Pp. 14-35.

4. Yu W, Ortiz F. Stability analysis of PD regulation for ball and beam system // Proceedings of the 2005 IEEE Conference on Control Applications Toronto, Canada, August 28-31, 2005.

5. Yu W. Nonlinear PD regulation for ball and beam system // Int. Journal of Electrical Engineering Education. 2009.V.46. № 1. P. 59-73.

6. Rahmat M.F., Wahid H., Wahab N.A. Application of intelligent controller in a ball and beam control system// International journal on smart sensing and intelligent systems vol. 3, no.

1 March 2010. P. 45-60.

7. Andreev F., Auckly D.,Gosavi S., Kapitanski L., Kelkar A., White W. Matching, linear systems, and the ball and beam.// Automatica. 38. 2002. Pp. 2147-2152.

Шульгин М.Ф. О некоторых дифференциальных уравнениях аналитической динамики и их интегрировании.// Научные труды САГУ. Ташкент. 1958г. 183с.

методов школы М.Ф.Шульгина в применении к задачам устойчивости и стабилизации равновесий мехатронных систем с избыточными координатами.// Сборник научнометодических статей. Теор. Мех. Вып.28.Под ред. проф. Ю.Г. Мартыненко. М: Изд-во МГУ. 2012,С.169-184.

Красинская Э.М., Красинский А.Я. Об устойчивости и стабилизации равновесия механических систем с избыточными координатами. //Наука и образование.

МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. Журн. 2013.№ 03. DOI: 10.7463/0313.0541146.

1005 BALL&BEAM как управляемой механической системы с избыточной координатой.// Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. Журн. 2014. №. 01.DOI:

10.7463/0114.0646446.

Вall&Вeam как мехатронной системы с избыточной координатой. Междунар. конф.

«Восьмые Окуневские чтения», 25-28 июня 2013 г., Санкт-Петербург, Россия. Материалы докладов.с.189- Красинская Э.М., Красинский А.Я. О применении теории критических случаев к задачам стабилизации при неполной информации. Динамические системы: Устойчивость, управление, оптимизация. К 95-летию со дня рождения академика Е. А. Барбашина.

Тез.докл. Междунар. конф., 1-5 октября 2013 г. Минск. С.157-159.

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ (АСУ ТП) ПРОИЗВОДСТВА

ГРАНУЛИРОВАННЫХ КОМБИКОРМОВ

Савостин Сергей Дмитриевич, ОАО «Мелькомбинат в Сокольниках», соискатель БлаговещенскаяМаргаритаМихайловна,д.т.н.,профессор,научныйруководитель,

ФГБОУВПОМГУПП

Гранулированные комбикорма изготавливают для всех видов животных, птиц и рыб.

Размеры гранул зависят от вида и возраста животных, способов кормления. Для взрослых птиц (кур, уток, гусей, индеек) диаметр гранул составляет 4,7…9,7 мм, взрослого крупного рогатого скота 4,7… 19,0, взрослых овец 4,7… 12,7 мм, лошадей 4,7… 19,0, рыб 4,7 мм и т. д.

Для молодняка птицы гранулированные комбикорма применяют в виде крупки.

Комбикорма гранулируют сухим и влажным способами. Сухое гранулирование проводят в установках ДГ, Б6-ДГВ, Б6-ДГЕ, имеющих производительность соответственно 7… 10 т/ч, 9… 11 и 14… 15 т/ч. Производительность установок зависит от размера выпускаемых гранул: нижний предел при диаметре гранул 4,7 мм, верхний — при диаметре 19 мм. Каждая установка состоит из пресса- гранулятора, охладителя гранул, измельчителя гранул, сортировочной машины для гранул (крупки). Кроме того, в линию может быть включен просеиватель для рассыпного комбикорма. После контрольного просеивания на ситах с отверстиями 4…5 мм и сепарирования в магнитных сепараторах комбикорма гранулируют в прессах-грануляторах.

Полученный рассыпной комбикорм в смесителе пропаривают сухим паром, который подают под давлением 0,35…0,4 МПа. При этом влажность комбикорма повышается до 13… 17 %. Температура комбикорма после смесителя достигает 50…70°С, после пресса — 70… °С.

При гранулировании комбикормов, содержащих большое количество протеина животного происхождения, давление пара рекомендуют принимать 0,4…0,5 МПа, протеина растительного происхождения — 0,2…0,3 МПа. Расход пара составляет 60…80 кг на 1 т сырья. Если гранулированные комбикорма изготавливают для жвачных животных с высоким содержанием карбамида, давление пара принимают до 0,2 МПа и расход его — до 18…22 кг на 1 т.

При гранулировании можно применять связующие вещества с одновременным пропариванием или без пропаривания. В качестве таких веществ используют соленый гидрол, мелассу, кукурузный экстракт и другие, а также воду. Полученные гранулы охлаждают до температуры, превышающей температуру окружающей среды не более чем на 10 °С. Затем гранулы просеивают на ситах с отверстиями 0 2,0…2,5 мм и на металлотканых № 1,6…2,0.

Превращение дисперсных материалов в гранулы с заданными физико- механическими свойствами может осуществляться различными способами. Известны принципиально различные способы связывания сыпучих материалов в агрегаты – окатывание и прессование.

Выбор способа и средств для уплотнения дисперсных сред зависит от физико-механических свойств исходного материала и требований к показателям качества конечного продукта.

Гранулирование окатыванием – разновидность структурной нарастающей грануляции – можно сравнить с процессом образования снежного кома. Существуют теории послойного накатывания (процесс сухого гранулирования) и теория поверхностного напряжения (процесс влажного гранулирования). Основной отличительной особенностью процесса является перемещение (окатывание) гранулируемой массы по поверхностям аппарата, его рабочих органов и самого материала. При гранулировании этим способом происходит выбор самых благоприятных возможностей сцепления частиц порошка.

Поступающий во вращающийся горизонтальный или наклонный барабан сыпучий материал при входе обрабатывается высокодиспергированной жидкостью. При смачивании частицы порошка соединяюся, окатываются по поверхности аппарата, друг друга и внедряются в гранулы на конечной стадии процесса. В результате продукт приобретает шарообразную форму, определенную плотность и размеры.

Гранулирование прессованием – наиболее распространенный способ связывания сыпучих материалов, направленный на получение определенной структуры с помощью внешних механических воздействий. Для этой цели применяют формирующие, прокатывающие и выдавливающие установки. Сущность процесса – объемное сжатие и сдвиг прессуемой смеси, в большинстве случаев ее пластификация и структурирование и затем формирование массы в гранулы. В технике применяют прессы периодического действия (штемпельные, рычажные, карусельные, гидравлические и др.) и непрерывного ротационного принципа (кольцевые, вальцовые). Наибольшее распространение получили вальцовые прессы, отличающиеся простотой конструкции, малой металло- и энергоемкостью, высокой производительностью.

Гранулирование выдавливаниемможет осуществляться двумя способами: влажным и сухим. При влажном гранулировании прессуемую массу с помощью дисперсионной среды вначале переводят в пастообразное спластифицированное состояние, а затем подвергают формованию и кристаллизации. Вследствие небольшой производительности и значительной энергоемкости процесса, указанная технология не нашла широкого применения.

Наибольшее распространение получил способ сухого гранулирования. После контроля по примесям рассыпной комбикорм подается в прессующую установку, где обрабатывается паром и посредством выдавливания смеси через отверстия матрицы формируется в гранулы, которые после охлаждения в специальной колонке и просеивания поступают в склад готовой продукции. Преимущества: наличие высокопроизводительного прессующего оборудования при относительно небольших расходах электроэнергии;

кроме того, обработка паром способствует достижению требуемых санитарно-гигиенических показателей качества комбикормов. Производство комбикормов на предприятии ведется с использованием требуемых технологических операций и линий по приему и размещению сырья в хранилищах. Процесс выполняется по утвержденной технологической схеме завода.

Количество технологических линий устанавливается в соответствии с требованиями на производство отдельных видов комбикормов.

Схема основных технологических операций при гранулировании комбикормов включает: контроль комбикормов по содержанию металломагнитных примесей, прессование в гранулы, охлаждение гранул, измельчение гранул при выработке крупки, просеивание гранул, взвешивание гранулированного комбикорма или крупки.

Исследование и анализ технологического процесса производства гранулированных комбикормов как объекта автоматизации показал влияние на качество готового изделия:

основных этапов технологического процесса;

- схем формирования основных его технологических операций;

- производительности входящих в линию установок;

- удельного расхода энергии и др. параметров.

Качество вырабатываемых гранул характеризуется также внешним видом, размерами, прочностью и питательной ценностью.

Технологический процесс гранулирования с точки зрения управления является одним из наиболее сложных процессов. Выполнение операций, обеспечивающих перемещение рассыпного комбикорма, подачу пара, ввод жидких компонентов, прессование, охлаждение, измельчение, просеивание и размещение гранул в складе готовой продукции, требует переработки большого объема разнообразной информации и реализации многочисленных функций контроля и управления. При этом сложная зависимость между показателями качества исходного сырья, параметрами ведения технологического процесса гранулирования и показателями качества гранул значительно усложняет разработку и изготовление средств автоматики.



Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |   ...   | 26 |
 







 
© 2013 www.kon.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»