Разработка автоматизированной системы управления процессом прессования древесностружечных плит

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРЕССОВАНИЯ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ

DEVELOPMENT OF AN AUTOMATED CONTROL SYSTEM IS THE PRESSING PROCESS OF PARTICLE BOARDS

Грибанов А.А., Нестеренко Е.А.

В статье рассмотрены математические модели обеспечения оптимальных параметров прессования древесностружечных плит и система автоматизированного управления этим процессом

In this article presents the mathematical models of optimal parameters pressed particle board and computer-aided management of this process

Ключевые слова: математическая модель, прессование древесностружечных плит, автоматизированное управление, параметры процесса

Keywords: mathematical model, pressing particle board, automated management, process parameters

Процесс горячего прессования древесностружечных плит (ДСтП) - это многофакторный процесс с большим количеством входных параметров, а также возмущающих воздействий. В самой ДСтП протекает ряд сложных физико-химических процессов, определяющих структурообразование и качественные показатели плит [1].

Существующие технологии прессования включают автоматизацию цикла и автоматическое регулирование технологических параметров устаревшими локальными системами. Такие системы не позволяют комплексно подходить к контролю и управлению технологическим процессом на уровнях, близких к экстремальным и тем более не обеспечивают возможность получения ДСтП с заданным набором физико-механических показателей при минимальной продолжительности цикла прессования.

Главной проблемой в производстве ДСтП является создание гибких технологий, позволяющих контролировать состояние входных параметров процесса, а также выбирать и реализовывать их достаточно оптимальные значения в каждый момент времени.

Решение этой научно-практической задачи повысит уровень технологии горячего прессования ДСтП.

Известно, что в общем виде математическая модель горячего прессования ДСтП представляется следующим образом [1]:

Yj=fj(Xi,X2,...Xm; Fi,...Fk).

Рассмотрим основные входные параметры процесса, возмущающие воздействия и выходные целевые функции выпуска ДСтП с учетом реальных производственных потребностей.

Входные параметры технологии: X1 - влажность осмоленной стружки наружных слоев; X2 - влажность осмоленной стружки внутреннего слоя; X3 -масса стружечного пакета; X4 - время смыкания, размыкания и упрессовки стружечных пакетов; X5 - время выдержки плит при максимальном давлении;

X6 -время плавного сброса давления; X-/ - время выдержки плит в сомкнутом прессе без давления; Х8 - температура плит пресса; Х9 - время загрузки-выгрузки пресса.

Возмущающие воздействия: продолжительность смыкания, размыкания и упрессовки стружечных пакетов, продолжительность загрузки, выгрузки пресса, породный состав сырья.

Выходные целевые функции процесса горячего прессования: Y1 - толщина ДСтП, ее влажность У2, плотность У3, предел прочности на изгиб У4 и продолжительность цикла прессования У5.

Математическая модель для сырья с преобладанием твердых лиственных пород

У|=Л0+Л1Х1+ а2х2+ а3х3+ а4х4+ а5х5+ а6х6+ а7х7+ а8х8+ а9х9

Математическая модель для сырья с преобладанием мягких лиственных пород

У|=Л0+Л1Х1+ Л2Х2+ Л3Х3+ Л4Х4+ а5х5+ л6х6+ л7х7+ л8х8+ л9х9+

Л12Х1Х2+ Л24Х2Х4+ Л25Х2Х5+ Л27Х2Х7+ Л58Х5Х8+ Лб8ХбХ8+ Л78Х7Х8

Математическая модель продолжительности цикла прессования:

- для сырья с преобладанием твердых лиственных пород

У5= Л0+Л1Х1Х8+Л2Х1Х2Х3Х8;

- для сырья с преобладанием мягких лиственных пород

У5 = Ло + Л1Х1Х8 + Л2Х2Х8 + Л3Х1Х2Х3Х8 + Л4Х2 + Л5Х3

Коэффициенты этих уравнений рассчитываются с учетом известных значений входных параметров, выходных целевых функций, ограниченных по максимальному и минимальному уровню. Эти ограничения определяются, исходя из реальных производственных условий и технологии горячего прессования ДСтП .

Управление технологическим процессом прессования ДСтП с расчетом в реальном времени значений целевых функций следует вести с помощью ЗСЛБЛ-системы (рис. 1). На экране оператора размещены: схема оборудования прессования ДСтП; конечные выключатели с индикацией их работы; стрелочные приборы, отображающие давление в системах гидравлических исполнительных механизмов; расчетные значения целевых функций прессования.

Согласно алгоритму работы участка прессования авторами разработана программа управления в автоматическом режиме прессовым оборудованием.

В заключении следует отметить, что представленные выше исследования и разработки помогут повысить научно-технический уровень технологического процесса горячего прессования ДСтП.

Рисунок 1 - Экран оператора SCADA-системы

Список использованных источников

1. Платонов, А. Д. Математическое моделирование и многокритериальная оптимизация технологии горячего прессования древесностружечных плит [Текст] : автореф. . канд. техн. наук: 05.21.05 / Воронеж. гос. лесотехн. акад. - Воронеж, 1996 . - 16 с.