(Ph.D. (Techn.)), Associate Professor, Dept. of Mechanization, Automation, and Energy Supply in Construction
кандидат технических наук, доцент кафедры механизации, автоматизации и энергоснабжения строительства
Engineer, Dept. of Mechanization, Automation, and Energy Supply in Construction
инженер кафедры механизации, автоматизации и энергоснабжения строительства
The analysis of the technological process of cooling ceramic bricks in a tunnel kiln as a control object with parameters distributed along the longitudinal coordinate is performed. It is revealed that the process under consideration has a significant effect on the strength of the finished brick, while research in the field of developing effective methods and means of controlling this stage is practically absent. In the course of the work, the following were determined: a vector of output coordinates, including the temperatures of the brick and cooling air and their gradients along the longitudinal coordinate of the kiln, a vector of control actions consisting of the flow rates of the supplied cooling air and the extracted air, a vector of disturbing actions - the temperature of the brick at the entrance to the cooling zone, the air supplied to the cooling zone, and the environment. A calculation scheme for the process of reducing the temperature of ceramic bricks has been developed taking into account an arbitrary number of points of supply and extraction of air to the cooling zone, which determines the number and size of its sections. Taking into account the accepted assumptions and simplifications, a mathematical description of the static mode of operation of the cooling zone with distributed supply and selection of the cooling agent was performed in the form of a system of non-homogeneous differential equations with the corresponding boundary conditions, which is problem-oriented towards the synthesis of automatic control systems. Their solution made it possible to determine the mathematical operators that link the output coordinates with the control and main disturbing effects. In the future, the results of the work can be used to create effective control systems for the brick cooling process, which will improve the quality of products and reduce energy costs for production.
Выполнен анализ технологического процесса охлаждения керамического кирпича в туннельной печи как объекта управления с распределенными по продольной координате параметрами. Выявлено, что рассматриваемый процесс оказывает существенное влияние на прочность готового кирпича, при этом исследования в области разработки эффективных методов и средств управления этим этапом практически отсутствуют. В ходе работы были определены: вектор выходных координат, включающий температуры кирпича и охлаждающего воздуха и их градиенты по продольной координате печи; вектор управляющих воздействий, состоящий из расходов подаваемого охлаждающего воздуха и отбираемого воздуха; вектор возмущающих воздействий – температуры кирпича на входе в зону охлаждения, воздуха, подаваемого в зону охлаждения, и окружающей среды. Разработана расчетная схема процесса снижения температуры керамического кирпича с учетом произвольного количества точек подачи и отбора воздуха в зону охлаждения, что определяет количество и размеры ее участков. С учетом принятых допущений и упрощений выполнено математическое описание статического режима работы зоны охлаждения с распределенными подачей и отбором охлаждающего агента в виде системы неоднородных дифференциальных уравнений с соответствующими граничными условиями, которое проблемно ориентировано на синтез систем автоматического управления. Решение этой системы позволило определить математические операторы, связывающие выходные координаты с управляющими и основными возмущающими воздействиями. В дальнейшем результаты работы могут быть использованы для создания эффективных систем управления процессом охлаждения кирпича, которые позволят повысить качество продукции и снизить энергетические затраты на производство.