Проблема достижения точности дозирования материалов

ПРОБЛЕМА ДОСТИЖЕНИЯ ТОЧНОСТИ ДОЗИРОВАНИЯ

МАТЕРИАЛОВ

Поляков С.И.

In the article the rating of accuracy of dosage of cement is carried conducted by metering devices of AD-series at manual and computer process control, experimental data of a dynamic error of dosage are parsed.

Управление технологическим процессом взвешивания и дозирования материалов связано с обеспечением требуемой точности дозирования, что представляло всегда острую техническую научную проблему. В частности, в промышленности стройматериалов при приготовлении бетонных смесей используются весовые дискретные дозаторы, для которых погрешность взвешивания составляет: для цемента и воды ± 2 %, для инертных

заполнителей ± 2,5 %. На самом деле фактическая погрешность значительно превосходит паспортную и зависит от способности оператора, обслуживающего дозаторы бетоносмесительных установок, в буквальном смысле, «ловить» заданный вес дозы при перемещении стрелки по лимбу циферблатных указателей. Управление дозаторами в ручном режиме «грубого -точного» взвешивания при досыпке материала связано с частыми срабатываниями релейно-контактной аппаратуры, оно приводит к ее неисправной работе и быстрому износу. В этой ситуации говорить о качественном приготовлении смесей по составу не приходится.

Проблеме управления дозированием уделяется большое внимание в периодических изданиях, в частности, в журнале «Современные технологии автоматизации», где публикуются статьи по внедрению современных автоматизированных систем управления, контрольно -измерительных систем управления процессами весодозирования и приготовления бетонных смесей. В них описывается элементная база, характеристики систем, особенности программного обеспечения. А вопросы, касающиеся того, каким образом достигается требуемая точность, мягко говоря, корректно обходятся. Общие фразы типа «адаптация к скоростным характеристикам материальных потоков» или «расчет, насколько раньше должен закрыться дозатор, чтобы погрешность была в допустимых пределах» [1] не отражает суть математического обеспечения, принятого разработчиками таких систем в качестве способов дозирования. Не ясно, как в динамике удалось достичь приведенной погрешности дозирования ±1,5% [1].

В настоящее время традиционный подход в решении проблемы достижения требуемой точности заключается в нахождении упреждения на последующие циклы дозирования через усреднение погрешностей предыдущих взвешиваний. Рассматривается дискретное дозирование с динамической погрешностью. При этом образуется дискретный случайный ряд погрешностей предыдущих циклов дозирования. В проблеме прогнозирования погрешность в

Рисунок 1- Алгоритм подпрограммы взвешивания компонентов ^ЕБ

текущий цикл дозирования и предудущие погрешности позволяют вычислить прогнозируемую погрешность путем их усреднения, то есть получить упреждение на последующие п циклов дозирования. Эта процедура относится к классу моделей скользящего среднего. Подобные модели используются в АСУ дозированием компонентов бетонных смесей. Часть этого подхода реализована в алгоритме подпрограммы взвешивания компонентов, представленном на рисунке 1.

Заключение

Для создания автоматизированной системы управления дозированием и учёта расхода сыпучих тел с целью описания хода технологического процесса необходимо проведение соответствующего математического моделирования, учитывающего технологические особенности и возмущающие воздействия на процесс дозирования, который предполагается рассмотреть как совокупность технологических операций со своими математическими методами и моделями.

Процесс дозирования носит стохастический характер, так как определяется рядом неизвестных факторов. Здесь требуется применение теории вероятностей для определения модели процесса. Точность дозирования непосредственно связана с прогнозом погрешности и с ее упреждением I на п циклов дозирования. Следовательно, требуется по модели процесса получить прогноз

(прогнозирующую функцию) ¿КО для которого выполняется требование:

п

L

Л 2 оst+i-st{i)Г

-mi п,

п

где fy+1 - истинное значение погрешности в цикл дозирования.

Образуемый ряд циклов дозирования одного материала на одном и том же весовом оборудовании является нестационарным и не имеет естественного среднего значения.

Стохастическая модель процесса дозирования, для которой прогнозирование экспоненциально взвешенным скользящим средним является оптимальным, относится к классу нестационарных процессов - «процессов авторегрессии - проинтегрированного скользящего среднего (АРПСС)» [2].

Литература

1. http:// www.cta.ru

2. Бокс Д., Дженкинс Г. Анализ временных рядов: Прогноз и упр. - М.: Мир, 1974. - Вып.1.-406с.