Алматы 2014 almaty 2
жүктеу/скачать 37,51 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Сұйық өнім массасын бірыңғай құрамға мөлшерлеу үшін (4 біртактілі модульдары бар құрылғы) Аңдатпа.
- A device for dispensing a liquid product mass uniform consistency (with 4 single-cycle units) Annotation.
- Э(t) Q п (t) Z I (t) M I
Рисунок 1. Устройство для дозирования массы жидкого продукта однородной консистенции (с однотактными модулями)
Расширение функциональных возможностей и повышение точности контроля параметров приготовляемого жидкого продукта требуемой консистенции. Для этого в него введены два одинаковых вибромодуля, каждый из которых содержит пару идентичных исполнительных модуля, обмотки электромагнитов которых включены между собой параллельно через собственные конденсаторы в цепь питания переменного тока, один из которых помещен в контрольную емкость, а остальные размещены в основной емкости. При этом для контроля за параметром плотности жидкого продукта в информационно-измерительную систему введен дополнительный измерительный канал, состоящий из двух датчиков частоты колебаний вибромодулей.
ЛИТЕРАТУРА 1. Карпин Е.Б. Средства автоматизации для измерения и дозирования массы. - М.: Машиностроение, 1971. 2. Белянин П.Н. Промышленные роботы и их применение // Робототехника для машиностроения . - М.:Машиностроение,1983. - 250 с. 3. И.И.Блехман. Что может вибрация ? // Проблемы науки и технического прогресса. - М.: Наука, 1988. - 111 с. 4. Бауман В.А., Быховский И.И. Вибрационные машины и процессы в Строительстве. - М.: Высшая школа,1977. - 225 с. 5. Авторское свидетельство № 1624270 СССР. Устройство для учета и контроля массы жидкого продукта.// И.Е. Туманов, А.Г. Акчурин, М.Н. Мендаков, Ш.Б. Биттеев, Б.С. Маусымбаев. Опубл. 30 янв. 1991 бюл. №14. 6. Авторское свидетельство № 1709275 СССР Устройство для дозирования массы жидкого продукта.// А.Г. Акчурин, Ю.Е. Нитусов, И.Е. Туманов, А.М. Достияров, К.Б. Аспандияров, Б.Д.Хисаров, М.Е. Бейсембин.
Бағдалов Қ.А., бакалавр, Байназарова Л.А. Сұйық өнім массасын бірыңғай құрамға мөлшерлеу үшін (4 біртактілі модульдары бар құрылғы) Аңдатпа. Мақала технологиялық процесстерді автоматтандыру облысына жатады, соның ішінде мұнай өңдеу, химиялық өндірістерде сияқты шаруашылықтарда талап етілетін консистенцияда сұйық өнімдерді дайындау және шамалау мөлшерлеу техникасын автоматтандыру қарастырылған.
Bagdalov K.A., Bainazarova L.A. A device for dispensing a liquid product mass uniform consistency (with 4 single-cycle units) Annotation. The article is related to the area of automation of technological processes, specifically to the technique of dosage and preparation of the liquid products of the required consistency, used in a number of industries of national economy, particularly, in oil-processing, chemical industry.
164
Ә ОЖ 681.51:622.7 Байменова Т., Адамбаев М.Д., Аманта А. Қ.И. Сәтбаев атындағы қазақ ұлттық техникалық университеті Алматы қ., Қазақстан Республикасы e-mail: adambaev_m@mail.ru БІРІККЕН СЕПАРАЦИЯЛЫ ЕКІ САТЫЛЫ ҰНТАҚТАУ ҮРДІСІНІҢ ИДЕНТИФИКАЦИЯСЫ Түйіндеме. Технологиялық процестерді автоматты басқарудың аса тиімді жүйелерін құру үшін аталған өндірістердің дәлме-дәл математикалық моделін есептеу керек. Жұмыста жұптық байланыс теңдеуі және корреляционды тәуелділік түріндегі статикалық өзара байланысты алатын құрғақ екі сатылы ұнтақтау процесінің идентификациясы нәтижелері мен әдістері берілген. Түйін сөздер: идентификация, екі сатылы ұнтақтау, кездейсоқ функцияларды орындау, корреляция, регрессия.
"Диірменде өтетін құбылыстарды дәл есептеу, қатаң айтсақ, ұнтақталатын материалдың құйылуы мен төгілуін, камера аралық бөгеттер әсерін, көп айнымалылары бар бейсызықты кездейсоқ тәуелділіктерін, техникалық параметрлерін, ұнтақтау кинетикасын және т.б. ескеретін шектік шарттары бар дифференциялдық теңдеулер жүйелерінің дербес туындыларын алуын талап етеді. Бірақ бұлай есептеу құрылымдық болып табылмайды және басқару теориясы мен практикасының қазіргі даму сатысында өндіріс шарттарын қанағаттандыратын дұрыс техникалық шешімдерге алып келе алмайды, одан басқа, кездейсоқ қобалжу мен өлшеу қателіктері көп болғандықтан, дәл математикалық модельді алу іс жүзінде шешілмейтін есеп болып табылады..." [1]. Сондықтан қазіргі уақытта күрделі технологиялық құбылыстарды зерттеу үшін дисперсиялық, корреляциялық және регрессиялық секілді статистикалық анализ әдісі кең қолданысқа ие болды [2]. Дисперсиялық анализ қандай да бір фактор және факторлардың шығыс параметрлері диперсиясына (шашылуына) әсерін бағалауға мүмкіндік береді. Айнымалылардың толқуын, тәжірибелердің қойылуын, қандай да бір мәннің сенімділік аралығын анықтауға да қолданылады. Корреляциялық анализ корреляциялық коэффициент мөлшеріне сәйкес нысанның әр түрлі параметрлерінің байланыс тығыздығын бағалауға мүмкіндік береді. Әдіс өндірістік құбылыстарды зерттеуде кең қолданыс тапты [1, 3]. Дисперсиялық анализге қарағанда корреляциялық анализ айнымалылардың бір-біріне ә серлерінің дәрежесін, сонымен қатар тәуелділік түрін анықтауға мүмкіндік береді. Бұл осы әдістің артықшылығы болып табылады. Регрессиялық анализ кіріс факторлары шамасы және регрессия теңдеулерінің коэффициенттерінің таңбасы бойынша шығыс шамасына әсерінің дәрежесін бағалауға негізделген. Корреляциялық анализдің негізі ең кіші квадраттар әдісі болып табылады. Кездейсоқ шамалардың қалыпты (Гаусстық) таралуын регрессиялық және корреляциялық анализдерінде қолдануға болады. Ең кіші квадраттар әдісі, нақты у мәнінен есептік у
мәнінің ауытқуының квадраттарының ең кіші қосындысын беретін, регрессия теңдеулерінің коэффициенттерін анықтауға мүмкіндік береді: Зерттелетін үрдісті автоматты реттеу жүйесіне, берілген деңгейде диірменнің әр камерасын жүктеуді тұрақтандыру негізінде, негізгі талаптар қойылады. Реттелетін шығыс
t M
, t M II I
шамалар (1-сур.) аралық реттелетін шамалары камералардың дыбыстық өлшем сигналдары – Z I (t)
және Z II (t) арқылы қадағаланады. Қадағалау әсерлері: 1) ірі ұнтақтау камерасы үшін - Q n (t) берілетін қорек мөлшері; 2) кіші ұнтақтау камерасы үшін – ТМ тарату мүшесінен таратылатын K 2 S(t) айналмалы жүктеменің бір бөлігі. Соңғысының кірісінің ірілігі бойынша С сепаратордан бөлінетін, қайта өңделетін диірменішілік жүктеме класы. Ірі ұнтақтау камерасы үшін негізгі қобалжу K 1 S(t) шамасы болып табылады. Қадағаланбайтын қобалжулар, шығыс шамалардың өзгеруін жасайтын, екі түрге бөлінеді. Біреулері M I (t), M II (t)-ға және Z I
II (t)-f
1 (t) және f 2 (t)-ға әсер етеді, ал 1 (t) мен 2 (t) тек шығыс шамаға әсер етеді (2-сур. қара). Шарлы диірмендерде болатын қобалжулар уақыттың кездейсоқ функциялары екені [4]-де көрсетілген. Осыған байланысты, олар статикалық әдіспен бағалануы мүмкін.
165
Автоматты басқару жүйесін қолдану негізінде майдалау құбылыстарының басқару координаттарын тұрақтандыруға мүмкіндік береді; оны жасау басқару нысанының статикалық және динамикалық қасиеттерін білуді қажет етеді. Бұл нысандардың ірі және кіші ұнтақтау камераларының жүктеме деңгейі, қалақты элеватор жүктемесі бойынша диірменнің жүктемесі секілді негізгі айнымалыларын реттеу, зерттелетін нысанның әр камералық және жалпы жүктемені қадағалауды автоматты реттеу жүйесі енген соң мүмкін болды. Осы зерттеулер үшін айналу жиілігі бойынша табақты қоректендіргіш өнімділігін қосымша қадағалайды. Ұнтақталған өнімді қолмен іріктегенде және түйіршік өлшемін қолданғанда толық өңделмеген –«кесектер» және дайын кластар құрамдық пайызы анықталды. 3-суретте нысанның өзара байланыс статистикалық теңдеуін алу үшін қадағалануы тиіс айнымалылары бар технологиялық майдалау сұлбасы көрсетілген. Z I (t) - материалдық екі ағынға тәуелді жүктеме деңгейін көрсететін ірі ұнтақтау камерасының шуылы. Олар, шамасы іріктеу мүшесінің жағдайына байланысты, Q n (t) беріліс кенінің ағыны мен айналмалы К S (t) ағынның бір бөлігі болып табылады. Осыдан келесі тәуелділікті аламыз: )] t( kS ), t( Q [ f ) t( Z n I . (1)
Z II (t) – кіші ұнтақтау камерасының шуылы, жүктеме деңгейінің сигналы, айналмалы жүктеменің [(1-k)S] басқа бөлігінен тәуелді, яғни
)] t( S ) k 1 [ f ) t( Z II . (2)
Деңгейлер арасында айналмалы жүктеменің шамасын анықтайтын k шамасы тәжірибеде өзгеріссіз қалды. Осыны ескеріп, (1) және (2) өрнектері мына түрге келеді:
)] t( S ), t( Q [ f ) t( Z n I ; (3)
)]
S [ f ) t( Z II . (4)
1-сурет. Идентификация құбылысын түсіндіру
2-сурет. Нысан айнымалыларының өзара байланысы
Q п (t) Z I (t) M I (t) f 1 (t) λ 1 (t) K 1 S(t) I к Z II (t) M II (t) f 2 (t) λ 2 (t) K 2 S(t) II к Э γ, β Q г (t) РО С
W t
x(s)
y(t)
W * t
y * (t) 166
3-сурет. Нысан айнымалыларын тіркеу сұлбасы Э – екі камераның толық толық жүктелуімен анықталатын қалақшалы элеватор жүктемесі екі шаманың қосындысынан тұрады: Э(t)=S(t)+Q г (t), (5) мұндағы S(t) – толық өңделмеген класс – «кесектер» шамасынан тәуелді айналмалы жүктеме; Q г
– тордың сипаттамасымен анықталатын диірменнің босатылуының салмақ бірлігінде толық өңделмеген класының пайыздық құрамы. Сонда келесі қатынасты аламыз:
S(t) = (t) Э(t). (6) – тор сипаттамасынан анықталатын диірменнің босатылуындағы қайта өңделген дайын класының салмақ бірлігіндегі пайыздық құрамы. Осыдан мына қатынасты аламыз:
Q(t) = (t) Э(t). (7)
(6) және (7) өрнектерін қосып, мынаны аламыз: S(t) + Q
г (t) = (t) Э(t)+ (t) Э(t)= Э(t), (8)
мұнда (t)+ (t)=1 болады. (7) өрнегі (5) өрнегіне тең, осыдан элеваторда материалдық баланс сақталады. Нысанның параметрлері арасында негізгі стохатикалық байланыстарды анықтау үшін осы параметрлерді қадағалаудың датчиктерімен немесе қолмен өлшеу кезінде келесі параметрлердің кездейсоқ мәндері алынды: 1) Z I
2) Z II (t) - кіші ұнтақтау камерасының дыбыстық өлшем сигналы (автоматты жазылады); 3) Q n (t)а - берілген қорек шамасы (автоматты жазылады); 4) Э(t) – қалақшалы элеватор жүктемесі (автоматты жазылады); 5) (t)- диірменді босатқандағы салмақ бірлігіндегі «кесектердің» өзгеруі (тор сипаттамасы бойынша анықталады); 6) (t)- диірменді босатқандағы салмақ бірлігінде қайта өңделген өзгеруі (тор сипаттамасы бойынша анықталады); 7) S(t)- айналмалы жүктеме ((6) өрнегімен анықталады); 8) Q г
Айнымалылардың кездейсоқ өзгерулері алты нүктелік потенциометрде жазылған (3-сур. қара). Z I (t), Z II (t), Q n (t), Э(t) параметрлері ленталық диаграммада автоматты түрде жазылды, ал (t), (t), S(t) и Q г
1 2 3 4 5 6 Д ПМ Д Т Г Э Q п Z I Z II K 1 S K 2 S Q г S γ, β β γ Q п +K 1 S K 2 S 167
мәндерін қою арқылы алынды. Алынған өзгерістерді статистикалық өңдеу үшін Т өзгеріс уақытын және дискретизация немесе t кванттау интервалын дұрыс таңдау қажет. Т-ны таңдау үшін, әр автокорреляциялық функцияның өшу уақытын анықтайтын, айнымалы нысанның R хх () автокорреляциялық функциясы алынды (4-сурет). Сол уақыт кесіндісінің сыртына мына теңсіздік әділ болады: R xx () 0,05R xx (0). (9) Нысан айнымалыларының кездейсоқ өзгерісінің ұзақтығы max өшуінің максималь уақытынан үлкен етіп қабылданған. Бірақ әдебиеттерде ұсынылған формула бойынша Т:
T=10 ∙t max
.
(10) Соңында мынаны аламыз: t = 10∙22 мин = 220 мин 4 сағ, өйткені max = 22 мин. (4-суретке қара). Берілген жұмыста нысан айнымалыларының кездейсоқ өзгерістерінің мәндері 10 сағат бойы жазылды. Соның ішінен осциллограмманың тұрақталған режимі және 4 сағатқа созылған ортаңғы бөлігі таңдалды. Құбылыстың тұрақсыздығы болуы мүмкін бастапқы және соңғы бөліктер алынып тасталды (5-сурет). Осциллограммалардың дискретизация және кванттау интервалы өте жоғары жиілікті параметр үшін есептеу теоремасын (Котельник теоремасы) қолдану негізінде таңдалды. Котельник теоремасы бойынша f = f max
– f min
жиіліктік спектрмен шектелген үздіксіз х(t) функциясы x 1 , x 2 , …x
n тізбегімен келесі интервалмен дискреттелуі мүмкін:
f t 2 1 . (11)
Осциллограммадағы n интервал саны мына формуламен анықталады:
f t t T n 2 . (12)
Қисықта ең үлкен және ең кіші толқу периодтары өлшенеді және солар арқылы = max -
min
жиіліктік айырымы былай анықталады: min max
min max
max min
2 1 1 2 T T T T T T . (13)
деп алып және (11) формуласына берілістерін қойып, n шамасын мына формуламен анықтайды:
min max
min max
) ( 4 T T T T T n . (14)
Таңдалған Z I (t) өзгерістері үшін мынаны аламыз (5-сур. қара): Т= 240 мин; Т mах
= 60 мин; Т min
= 20 мин. Сонда (14) формуласымен мынаны есептейміз:
5
100 20 60 ) 20 60 ( 240
14 , 3 4 n
Жиіліктік сипаттама қисықтарының тегіс еместігінен алынған n шамасын 15%-ға көбейтеміз: n = 100,5 ∙ 1,15 = 116,2. Ақыры n 120-ға тең болады. Сонда дискретизация интервалы мынаған тең болады:
2 120 240 .
168
1
4-сурет. Айнымалылардың автокорреляциялық функциялары
5-сурет. Q П (
_____ ), Z
I (----) шамаларының кездейсоқ мәндері (Қалған мәндер 1- кестеде)
Бұл дискретизация интервалы нысан айнымалылапының кездейсоқ өзгерісін кванттау үшін қабылданды. 1-кестеде байланыс теңдеулерінде қолданылған, кванттау интервалы 2 минуттағы, кездейсоқ өзгерістер параметрлер мәні келтірілген. Берілген есепті ЭЕМ-н қолдану арқылы шешу үшін математикалық қамтамасыздандырудағы СПО10З, SPSS-18 стандартты бағдарламаларында қолданылды. ЭЕМ-да тәжірибелік берілістерді есептегендегі мәндері 1-кестесіне енгізілген. Алынған қос корреляция мәндерінің анализі олардың ерекшеліктерінің бірі – біріккен сепарациялы екі сатылы құрғақ ұнтақтаудағы параметрлер арасында корреляция коэффициентінің төмендігін көрсетті. Қос байланыстардың төмен корреляциялылығының себептері: 1. Екі шарлы диірмен бір-біріне әсер ететін көп кірісі мен шығысы бар нысан. Шығыс шамаға қатты әсер ететін еленбеген шамалар (айнымалылар) арқылы байланыс үзіледі. 2. Айнымалылар арасындағы бейсызықты байланыс, осы байланысты сызықты деп алғандағы нәтижелерді бұзады. 3. Зерттеліп отырған нысан инерциялы болып табылады. Кіріс және шығыс айнымалылары арасындағы үлкен кешігу ізделінген тәуелділіктердің стохастикалық байланысын бұзады. жүктеу/скачать 37,51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|