Автоматизация процессов обжига керамического кирпича в туннельной печи

1.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Самарский государственный технический университет»
Досаев Александр Владимирович
Автоматизация процессов обжига керамического
кирпича в туннельной печи
Направление подготовки: 08.04.01 – Строительство
Программа подготовки: Комплексная механизация строительства
(или Теплогазоснабжение населенных мест и предприятий)
Научный руководитель:
Назаров Максим
Александрович
к.т.н., доцент
Самара 2020

2.

Тема диссертации: «Автоматизация процессов обжига керамического кирпича в
туннельной печи»
Целью диссертационной работы является повышение качества керамического
кирпича за счет внедрения методов и средств автоматизации технологического
процесса обжига керамического кирпича в туннельной печи.
Задачи исследования
-Разработка математического описания технологического процесса обжига
керамического кирпича как объекта управления.
-Структурный синтез системы автоматического управления технологическим
процессом сушки сырца керамического кирпича и параметрическая оптимизация
ее регуляторов.
Положения выносимые на защиту
- Математическое описание технологического процесса обжига керамического
кирпича как объекта управления
- Структура системы автоматического управления технологическим процессом
обжига керамического кирпича
- Вычислительные эксперименты по исследованию динамики объекта и системы
автоматического
управления технологического процесса обжига керамического кирпича
- Методика параметрической оптимизации регуляторов САУ

3.

4.

Подогрев кирпичасырца до 200°С и
повторная сушка,
чтобы удалить
физически
лишнюю воду из
глины. 4 часа
На втором этапе происходит
дальнейший нагрев до 700°С ,
как еще его называют «на
дыму», и удаление химической
полагающей воды из глины. 6
часов
На третьем этапе
осуществляется «взвар» - до
температуры обжига 9801000°С , в котором
начинается созревание
черепка. 4 часа
На заключающем этапе
происходит охлаждение или
по другому «закал» . Это
медленное охлаждение до
500°С и быстрое от 500 до
50°С. 2 часа

5.

6.

Виды брака керамического кирпича

7.

Объект управления

8.

TГ - температура газов в зоне обжига;
TГО - температура газов на входе в зону обжига;
vГ - скорость подачи газа в горелки
Q - тепловой поток горелки с учетом потерь тепла;
сГ - теплоемкость газа;
rГ - плотность газа;

9.

Структурная схема процессов обжига в туннельной печи

10.

Вычислительная модель объекта управления

11.

t, ℃
Переходный процесс в зоне обжига туннельной печи по отношению к
возмущающему воздействию (расход воздуха)
T,c
По окончанию переходного процесса, в печи обжига, получаем установившееся
значение температуры в печи равное:
при +5% Т =880 оС
при +10% Т =908 оС
при -5% Т =828 оС
при -10% Т =802 оС

12.

t, ℃
Переходный процесс в зоне обжига туннельной печи по отношению к
управляющему воздействию (расход топлива)
T,c
При завершении переходного процесса,
происходящий в зоне обжига, получаем
установившееся значение температуры
равное:
при +5% Т =888 оС
при +10% Т =920 оС
при -5% Т =820 оС
при -10% Т =788 оС

13.

Функциональная схема САУ
R - регулятор
РО - регулятор обдува
УСП - управление
силового преобразователя
Г- горелки
ОУ- объект управления

14.

Вычислительная модель САУ

15.

График переходного процесса при настройке П-регулятора

16.

Выводы
Разработано математическое описание
технологического процесса обжига
керамического кирпича как объекта
управления.
Выполнен структурный синтез системы автоматического
управления технологическим процессом сушки сырца
керамического кирпича и параметрическая оптимизация ее
регуляторов.

17.

СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ