Инновационные системы управления строительным оборудованием

3. Замена применяемых люменесцентных уличных светильников на светодиодные светильники.

4. Применение фотоакустических реле для управляемого включения источников света в подвалах, технических этажах и подъездах домов.

5. Установка компенсаторов реактивной мощности;

6. Применение энергоэффективных циркуляционных насосов, частотнорегулируемых приводов.

7. Пропаганда применения энергоэффективной бытовой техники класса А+, А++.

8. Использование солнечных батарей для освещения здания.

9. Регулярное информирование жителей о состоянии электопотребления, способах экономии электрической энергии, мерах по сокращению потребления электрической энергии на обслуживание общедомового имущества.

Стоит произвести следующие изменения:

- замена ламп накаливания на люминесцентные лампы;

- инфракрасные датчики движения и присутствия.

4. Экономия воды

1. Установка общедомовых счетчиков горячей и холодной воды.

2. Установка квартирных счетчиков расхода воды.

3. Установка счетчиков расхода воды в помещениях, имеющих обособленное потребление.

4. Устранение утечек воды.

5. Установка стабилизаторов давления (понижение давления и выравнивание давления по этажам).

6. Теплоизоляция трубопроводов ГВС (подающего и циркуляционого).

7. Подогрев подаваемой холодной воды (от теплового насоса, от обратной сетевой воды и т. д.).

8. Установка шаровых кранов в точках коллективного водоразбора.

9. Регулярное информирование жителей о состоянии расхода воды и мерах по его сокращению.

5. Экономия газа

1. Использование в быту энергоэффективных газовых плит с керамическими ИК-излучателями и программным управлением.

2. Пропаганда применения газовых горелок с открытым пламенем в экономичном режиме.

Таким образом рациональное использование энергии в многоквартирных домах может сократить энергетические затраты как минимум на 30-35 %. А это должно повлечь за собой и сокращение расходов домохозяйств.

Список литературы:

1. Постановление Правительства РФ от 23 мая 2006 г. № 306 « Правила установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг» (в редакции Постановления Правительства РФ № 354 от 6 мая 2011 г.).

2. Постановление Правительства РФ от 6 мая 2011 г. № 354 «О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов».

3. Постановление Правительства РФ от 28 марта 2012 г. № 258 «О внесении изменений в Правила установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг».

Сазонова Т.В.

заведующий кафедрой производства строительных материалов, изделий и конструкций Кумертауского филиала ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», Россия, г. Кумертау

УДК 331

ИННОВАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ

Важной задачей в управлении автоклавом является равномерный прогрев и поддержание температуры во всем его рабочем пространстве. В системах управления и конструкциях существующих автоклавов ее решение не представляется возможным, поскольку пар, как правило, подается по одной трубе. Отсюда снижение качества готовой продукции и неоправданные потери энергии. В данной статье рассмотрено производство шлакоблоков с малым процентом брака и минимальными потерями тепловой энергии при широком диапазоне изменения оксидов железа в составе сырья.

208

Вестник УГУЭС. Наука. Образование. Экономика. Серия: Экономика. № 1 (7), 2014

INNOVATIVE SYSTEM OF CONSTRUCTION EQUIPMENT'S MANAGEMENT

One of the most significant issues in an autoclave management is uniform heating and temperature maintenance within its working area. Management systems and structures of modern autoclave samples do not provide an adequate solution to the problem, steam being supplied through a single pipe. Hence, the decline of ready products quality and unnecessary energy losses occur. In this article the manufacture of slag blocks with a small percentage of waste and minimal heat energy losses within a wide range of iron oxides change in the contents of raw materials.

Учитывая климатические и строительные особенности Республики Башкортостан, а также условия местной промышленности стройматериалов, систем теплоснабжения и типологии проектных решений для массового жилищно-гражданского строительства, предусмотрены нормы по толщине материалов с учетом теплопроводности для строительства жилых домов (рис. 1).

Перечисленным требованиям соответствует технология изготовления шлакоблоков фирмы «Спецстройматериалы». Однако есть особенность физико-химических свойств золошлаковых материалов ТЭЦ г. Кумертау [1]: наличие в составе ЗШМ недогоревшего (недогара) бурого угля (0,5 ^ 1,5) %; содержание оксидов железа колеблется в широком диапазоне - (3 ^ 27) %о. Недогар удаляется с помощью типового оборудования на стадии подготовки сырья для шлакоблоков и является тривиальной инженерной задачей.

Тем не менее производство шлакоблоков с малым процентом брака и минимальными потерями тепловой энергии при широком диапазоне изменения оксидов железа в составе сырья оказалось сложной научно-технической задачей [2]. И она в

принципе неразрешима на базе систем управления и конструкций существующих автоклавов, в которых пар подводится по одной трубе [3]. Из-за этого шлакоблоки, находящиеся в окрестностях точки ввода пара, перегреваются (трещины, деформация, искажение геометрических размеров), а в удаленных точках рабочего пространства автоклава - оказываются без должной тепловлажност-ной обработки.

На рисунке 2 представлены экспериментальные зависимости процента брака (Бр, %) от продолжительности мин.) подъема температуры в автоклаве от 20 до 190 0С при содержании оксидов железа 3, 12, 21 и 27 процентов. В экспериментах продолжительность снижения температуры принята равной продолжительности ее подъема, а время выдержки с постоянными давлением и температурой составляло 10 часов. Также экспериментально установлено, что минимальный процент брака и минимальные потери энергии при вариации в сырье шлакоблоков содержания оксидов железа в диапазоне 3 ^ 27 процентов имеет место в случае продолжительности изотермической выдержки при постоянном давлении 9,5 ^ 10,5 часа.

Рис. 1. Сравнительные характеристики ограждающих конструкций по теплоэффективности

ВЫ^т USUES. Science. Education. Economy. Series: Economy. № 1 (7), 2014

209

2 0_ 60

Рис. 2. Зависимость

80 100 120 M

процента бракованных шлакоблоков от химического состава сырья

Из рисунка 2 следует, что при изменении состава оксидов железа от 3 до 27 процентов продолжительность стадии «Плавный подъем температуры», при которой имеет место минимум бракованных шлакоблоков, изменяется от 78 (кривая 3 % F2O3) до 124 мин. (кривая 27 % F2O3), то есть разница составляет 46 мин. Следовательно, для управления автоклавом при производстве шлакоблоков из ЗШМ ТЭЦ г. Кумертау существующие алгоритмы использовать не представляется возможным, так как в них продолжительность подъема и спада температуры заданы априорно. Необходима модель управления автоклавом с обратной связью по длительности технологических стадий продувки, подъема и спада температуры по меняющемуся в широких пределах от партии к партии химическому составу сырья шлакоблоков. В существующих системах управления такой механизм отсутствует.

Экспериментально установлено, что при различном содержании оксида железа меняется количество затрачиваемой тепловой энергии. Оказалось, что при содержании в сырье шлакоблоков:

- 3 % F2O3 расход энергии составил 2135 Гкал;

- 12 % F2O3 расход энергии составил 2846 Гкал;

- 21 % F2O3 расход энергии составил 3438 Гкал;

- 27 % F2O3 расход энергии составил 4179 Гкал, то есть по мере увеличения процентного содержания оксида железа потребление тепловой энергии увеличивается.

Не менее важной задачей в управлении автоклавом является равномерный прогрев и поддержание температуры во всем его рабочем пространстве. В си -стемах управления и конструкциях существующих автоклавов ее решение не представляется возможным, поскольку пар, как правило, подается по одной трубе. Отсюда снижение качества готовой продукции и неоправданные потери энергии. Здесь решение видится в подаче пара одновременно по нескольким трубам, но в этом случае автоклав превращается в многосвязный объект управления и возникает

другой вопрос: какой многомерный регулятор использовать (ПИД-регулятор, типовой нечеткий или нечеткий с интервальной неопределенностью)?

Как известно, корректной областью применения ПИД-регуляторов являются линейные объекты управления [4]. Однако автоклав для производства шлакоблоков как объект управления является существенно нелинейным, а в случае регулирования температуры в нескольких точках трансформируется в многосвязный. К тому же процессы в автоклаве относятся к числу сложных, вследствие чего не удается описать их адекватными и достоверными математическими моделями. Именно поэтому до настоящего времени наиболее значимая информация о поведении автоклава как объекта управления существует в виде уникального знания, опыта и словесного описания (вербального) экспертов предметной области.

Часть проблем с ПИД-регуляторами возникает по причине сложности эксплуатации. Во многих ПИД-контроллерах дифференциальная компонента выключена только потому, что ее трудно правильно настроить. Пользователи пренебрегают процедурой калибровки, а недостаточно глубокие знания динамики регулируемого процесса не позволяют правильно выбрать параметры регулятора. Поэтому основные усилия исследователей в настоящее время сосредоточены на поиске надежных методов автоматической настройки ПИД-регуляторов [5]. К тому же до 80% ПИД-регуляторов в промышленности настроены неоптимально. Неоптимальная настройка ПИД-регуляторов ведет к повышенному расходу сырья и энергии, снижает качество производимой продукции и повышает износ оборудования [6].

Наконец, в многомерных ПИД-регуляторах возникают проблемы синтеза компенсатора взаимного влияния контуров регулирования с необходимой погрешностью и инвариантного к изменениям условий эксплуатации и параметров регулятора. Теоретически упомянутая проблема давно решена. Однако на практике до сих пор не удается для многомерного ПИД-регулятора

210'

Вестник УГУЭС. Наука. Образование. Экономика. Серия: Экономика. № 1 (7), 2014

построить компенсатор, устойчиво работающий длительное время и с заданной погрешностью.

Внедрение ТНР в управление технологическими процессами, требующими существенных инвестиций, сдерживается такими их недостатками, как ограниченная область применения ТНР, вызванная использованием в их операционной среде в качестве параметра рассогласования (ошибки). Кроме того, ТНР обладают низкой точностью и завышенной продолжительностью цикла сканирования системы продукционных правил, которая для современных программируемых контроллеров при необходимости изменяется дискретно с большим заданным шагом. Именно поэтому современные ТНР не обеспечивают должного качества регулирования в технологических установках, алгоритм функционирования которых представлен в словесной форме.

Кроме того, ТНР не позволяют обеспечить (главным образом из-за процедуры дефаззификации) необходимую точность поддержания температуры и давления в стадии изотермической выдержки при постоянном давлении. По этой же причине на основе ТНР возникают трудности построения многомерного нечеткого регулятора.

Перечисленных недостатков лишены нечеткие регуляторы с интервальной неопределенностью (НРсИН). Действительно, их парадигма (без излишних неопределенностей) в наибольшей мере соответствует автоматизации сложных объектов управления, описанных словесно. По сравнению с ТНР НРсИН обладают большим быстродействием и меньшей погрешностью регулирования, что создает хорошую основу для разработки многомерных НРсИН (МНРсИН). С помощью специальных систем продукционных правил в МНРсИН весьма просто

решена задача компенсации взаимного влияния контуров регулирования. Однако вопросы применения МНРсИН в системах управления автоклавов в литературе освещены недостаточно полно. Для восполнения этого пробела возникла необходимость в исследованиях по совершенствованию управления технологическими процессами в автоклаве.

Таким образом, разработка системы управления автоклавом на основе многомерного нечеткого регулятора с интервальной неопределенностью с реализацией обратной связи продолжительности технологических стадий «Продувка», «Плавный подъем и спад температуры» по химическому составу сырья шлакоблоков является актуальной научной задачей.

Список литературы:

1. Мокроусов В.П. Кумертау. История и современность / В.П. Мокроусов. - Уфа: ГУП РБ «Уфимский полиграфкомбинат», 2007 - 182 с.

2. Боженов П.И. Технология автоклавных материалов / П.И. Боженов. - JI.: Стройиздат, 1978. - 368 с.

3. ГОСТ 10037-83 - Автоклавы для строительной индустрии. Технические условия. - М: Издательство стандартов, 1983. - 33 с.

4. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления: учеб. пособие / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. - СПб.: Профессия, 2004. - 750 с.

5. Денисенко В.В. Разновидности ПИД-регуляторов / В.В. Денисенко. - Автоматизация в промышленности. - № 6, 2007. - С. 45-50.

6. Kayashev A.I. The basis of automated designing of multivariate logical regulators / A.I. Kayashev, E.A. Muravyova, A.F. Antipin // CSIT'2009 : proceedings of the international workshop. - [S. l.: s. n.], 2009. - Vol. 1. - P. 60-62.

Фадеева Т.А.

преподаватель кафедры производства строительных материалов, изделий и конструкций Кумертауского филиала ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», Россия, г. Кумертау

УДК 331

ПЕНОПОЛИСТИРОЛБЕТОН КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ

УТЕПЛИТЕЛЬ

Легкие стеновые материалы вместо традиционных позволяют резко снизить толщину стен и их вес, благодаря чему снижаются нагрузки на фундаменты зданий, увеличивается полезная площадь при одной и той же площади застройки. При этом возможно снижение сроков строительства и повышение его технико-экономических показателей. Одним из приоритетных направлений становится массовое производство стеновых материалов низкой плотности и утеплителей для эффективных ограждающих конструкций при строительстве малоэтажных и многоэтажных зданий. В данной статье рассмотрен технологический процесс производства пенополистиролбетонных блоков.

Bulletin USUES. Science. Education. Economy. Series: Economy. № 1 (7), 2014

211