CC BY
21
34 ПРИОРИТЕТНЫЕ НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ: ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ
4. Сибикин Ю.Д. Обслуживание электроустановок промышленных предприятий. - М.: Академия, 2000. - 303 с.
5. Мартынова Н.С., Лозовая С.Ю. Свойства языков Арнольда в описании природных процессов // Сборник докладов VIII международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых:в 4 т. Т. 3. - Старый Оскол: ООО «Ассистент плюс», 2015. - С. 194-196.
6. Зотиков А. Строительство и недвижимость [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.nestor.minsk.by (дата обращения: 19.11.2015)
ЗАДАЧИ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ В СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
© Пудовкин А.Н.*
Кумертауский филиал Оренбургского государственного университета,
г. Кумертау
Представлен обобщенный подход к решению задач цифрового управления производством асфальтобетона. Представлены задачи системы контроля параметров и технологического процесса управления производством асфальтобетонной смеси.
Ключевые слова асфальтобетонная смесь, битум, пористость, технологический контроль.
Для обработки информации и формирования управляющих воздействий используются микропроцессоры, микроконтроллеры или управляющие ЭВМ.
В рамках системы автоматизированного управления асфальтобетонных заводов (САУ АБЗ) задачи цифрового управления решаются для следующих объектов:
1. Управление температурой.
- Сушильный барабан (температура минеральных материалов, температура отходящих газов).
- Битум (разогрев битума на складе, разогрев битума в расходной емкости, разогрев битума при дозировании, разогрев систем подачи битума).
- Готовая асфальтобетонная смесь.
2. Дозирование компонентов.
* Доцент кафедры Г ородского строительства и хозяйства, кандидат технических наук.
Технические науки
35
- Минеральные материалы.
- Минеральный порошок.
- Битум.
- Добавки.
Задачи цифрового управления необходимо решать и в системах управления качеством.
Качество готовой продукции асфальтобетонной смеси зависит от значительного числа факторов. Причем часть этих факторов формируется вне технологического процесса (рис. 1).
Информационные связи
Условия
эксплуатации Проектирование -состава \р
Рис. 1. Технологический процесс
При формировании управляющих воздействий на технологический процесс используется информация о текущем состоянии процесса Информация формируется в результате работы соответствующих первичных преобразователей и измерительных систем, ввода необходимых данных персоналом. Точность, полнота и своевременность данных во многом определяют эффективность управления.
Существующие стандарты на производство асфальтобетонной смеси [1-7] регламентируют контроль параметров не для решения задач управления производством асфальтобетонной смеси, а для аттестации продукции.
Исходя из этого, необходимо оценить влияние основных параметров информационного обеспечения автоматизированного управления производством асфальтобетонной смеси на общую эффективность управления.
На качество готовой асфальтобетонной смеси влияют характеристики ее компонентов - песка, щебня, минерального порошка, битума и добавок, а так же режимы технологического процесса.
36 ПРИОРИТЕТНЫЕ НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ: ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ
Известны отдельные связи между свойствами компонентов асфальтобетонной смеси и отдельными показателями качества асфальтобетонной смеси.
С увеличением расхода битума происходит уменьшение остаточной пористости (рис. 2), диапазон изменения которой регламентируются соответствующими документами исходя из конкретных эксплуатационных условий [8]. Внутри диапазона изменения расхода битума, соответствующего регламентированному диапазону остаточной пористости, зависимости прочностей (при температурах асфальтобетона 20 и 50 градусов) имеют экстремальный характер.
Рис. 2. Зависимость остаточной пористости и прочности от расхода битума
Рост прочности с увеличением содержания битума связан с процессом заполнения пор минерального остова до их полного заполнения, повышением степени обволакивания им минерального порошка. Дальнейшее увеличение содержания битума (когда его объем превышает объем пор минерального остова) приводит к раздвижке зерен песка и щебня, а, следовательно, и к повышению пластичности асфальтобетона, уменьшению гидродинамического сопротивления движению и, как следствие этого, к снижению его прочности [8, 9].
Влияние показателей качества компонентов асфальтобетонной смеси и параметров технологического процесса на свойства асфальтобетонной смеси на выходе АБЗ представлены в табл. 1.
Параметры измерительной системы оказывают существенное влияние на эффективность САУ АБЗ. Основные параметры:
- Точность контроля;
- Длительность процесса контроля;
- Частота контроля параметра.
Технические науки
37
Таблица 1
Влияние показателей качества исходных компонентов асфальтобетонной смеси на свойства асфальтобетона
№ Входные переменные Выходные переменные
1 П Отношение МП Пористость смеси, %
2 Щ Отношение — П Прочность при сдвиге, МПа
3 Доля Б Прочность при сжатии R20, МПа
4 Вязкость битума (глубина проникновения иглы при 0 оС), мм Прочность при сжатии R50, МПа
5 Б Отношение МП Прочность при сжатии Ro, МПа
Показатели, которые измеряются в процессе функционирования наряду с результатами измерений, для которых необходимо специальное приборное обеспечение:
- Фактические дозы компонентов асфальтобетонной смеси для каждого замеса.
- Температурные характеристики битума, готовой асфальтобетонной смеси.
Также еще одним источником данных является лаборатория асфальтобетонного завода. В лаборатории собрана информация о:
- Качестве компонентов асфальтобетонной смеси. Эта информация получена как в результате измерения параметров, так и из сопроводительных документов поставщиков компонентов асфальтобетонной смеси.
- Расчет рецептуры асфальтобетонной смеси.
- Результаты измерений качества готовой асфальтобетонной смеси на выходе АБЗ.
- Результаты измерений качества готового асфальтобетонного покрытия автомобильной дороги.
Задачи управления качеством асфальтобетонной смеси практически не реализованы ни в одной системе управления представленной на рынке. Концентрация упорядоченных данных собранных с необходимой частотой и для необходимых параметров позволяют ставить задачу управления качеством готовой асфальтобетонной смеси на выходе АБЗ.
Организация данных в единой базе позволяет обрабатывать данные на совершенно новом уровне. Так, например, возможно сопоставлять данные о фактической рецептуре асфальтобетонной смеси в замесе (результаты операции дозирование), который был уложен в полотно дороги, а затем через длительное время испытан. Такое сопоставление данных открывает путь к получению совершенно новых данных и построению эффективных моделей связи.
38 ПРИОРИТЕТНЫЕ НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ: ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ
Список литературы:
1. ГОСТ 11955-82. Битумы нефтяные дорожные жидкие. Технические условия.
2. ГОСТ 12784-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний. Госстрой СССР. Пост. 204 18.10.78.
3. ГОСТ 12801-98. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний.
4. ГОСТ 22245-90. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия.
5. ГОСТ 31015-2002 Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Технические условия.
6. ГОСТ Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей.
7. ГОСТ 8269.0-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физикомеханических испытаний.
8. Воробьев В.А., Суворов Д.Н., Котлярский Э.В., Доценко А.И., Попов В.А. Компьютерное моделирование в автоматизации производства асфальтобетонной смеси. Книга 2. Практические разработки. - М.: Изд-во Российской инженерной академии, 2009. - 608 с.
9. Воробьев В.А., Суворов Д.Н., Попов В.А. Компьютерное моделирование в автоматизации производства асфальтобетонной смеси. Книга 1. Теоретические основы. - М.: Изд-во Российской инженерной академии, 2009. -297 с.
