Введение к работе
Актуальность проблемы. Перерывы водоснабжения животноводческих ерм вследствие частых отказов автоматики и другого оборудования, невоз-ожиоегь ни удаления, ни переработки навоза в соагветстшпг с проектными ісчетами давно имеют в отечественном животноводстве хронический характер, го приводит к укоренению в данных технологических процессах стандартов їізкого качества работы, включая повсеместное нарушение экологических эрм. Технологические процессы водоснабжения и навозоудалегагя в жнвотно-эдетве отличает низкое качество двухпозициошюго управления, особенно не-іботосіюсобность или неопределённая точность автоматического управления злненной насосной установкой и исключительно ручное управление самотсч-ыми системами навозоудаления при практически постоянной itx работе в ава-ійной режиме. Одновременно в ходе многочисленных научных исследований конструкторских разработок выявлена невозможность реального повышения дчества двухпозициошюго управления данными технологическими процессами її с помощью теории автоматического управления, ни путём бессистемного со-гршенстііования измерительных преобразователей.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования является эзданне теоретических основ и методических принципов повышения точности зтоматизировашюго двухпозициошюго управления технологическими процес-іми водоснабжения и самотёчного навозоудаления на основе повышения точ-эсти измерений.
Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:
обосновать необходимость, возможность и принципы автоматизирован-эго управления самотёчными системами навозоудаления;
обосновать, исследовать и разработать классификацию и методы аналн-i способов повышения точности измерений в процессах двухпозиционного травления;
разработать и исследовать новые способы двухпозиционного управле-ия на основе уточнения измерений в процессе управления;
разработать концепцию использования так называемого управления по эемени при двухпозіщионпом управлении;
исследовать особенности определения производственного и экономиче-сого эффекта от повышения точности управления технологическими процесси-и в животноводстве.
Объект исследования. Способы повышения точности двухпозиционного іравлепия производственными установками и системами в жішотіюводстве на римере водоснабжения и навозоудаления.
Предметом исследования является метрологическое взаимодействие 5едств измерения и управляющих устройств в процессе автоматизированного зухпозициопного управления.
Методы исследования. Решение поставленных задач осуществлялось в основе теорий гидростатики и гидродинамики, классической механики, термо дшіамики, математического анализа, теории вероятностей и математическої статистики, метрологической системы оценок погрешностей измерений ] средств измерений, теории надежности, методов приведенных затрат и чистою дисконтированного дохода. Необходимые расчёты проводіиись с нспользова нием ЭВМ.
Научная новизна. Выполненные в работе исследования позволили полу чить следующую совокупность новых положений и результатов:
созданы основы автоматизации самотёчных систем навозоудаления;
разработаны способы повышения точности при управлении башенно насосной установкой по давлению в нагнетательном трубопроводе;
разработан способ циклокомпенсации при управлении башенной на сосной установкой с использованием колокольного электродного пневмоуров немера;
построена новая классификация способов повышения точности измс рений с использованием унифицированных классификационных принципов;
разработаны общие принципы циклокоррекции при двухпозиционны измерениях;
специально для исследований способов повышения точности измере шш разработаны принципы построения метрологических моделей процессо измерения с использованием метрологических балансов;
разработаны принципы управления по времени при автоматизаци сельскохозяйственного водоснабжения и самотёчного навозоудаления;
разработаны основы измерения и расчета процесса ресурсопотребле ния в сельскохозяйственном водоснабжении и самотёчном навозоудалении;
- предложены основы инженерного экономического расчёта.
Новизна и полезность технических решений, предлагаемых в диссертаци
подтверждена 10 авторскими свидетельствами на изобретения.
Достоверность теоретических положений подтверждена эксперименталь ными исследованиями автора и других учёных.
Практическая ценность работы выражается в создании научных основ методических принципов, позволяющих:
повысить точность управления башенной насосной установкой по дав лешпо в нагнетательном трубопроводе;
повысить точность управления башенной насосной установкой с ис пользованием колокольного электродного иневмоуровнемера;
- создать комплекс измерительных средств для управления навозе
сборными каналами самотёчных систем навозоудаления периодического и не
прерывного действия;
производить расчёт параметров и настроек колокольных электродных шевмоуровнемеров для управления башенной насосной установкой;
производить ручную перенастройку в производственном цикле элек-гроконтактных манометров, установленный на нагнетательном трубопроводе, іерез расчётное период времени работы башенной насосной установки;
производить целенаправленный анализ способов повышения точности вмерений с выбором наиболее целесообразного способа повышения точности;
разрабатывать необходимые алгоритмы автоматической циклокоррек-пш измерений с созданием шлейфа развивающих технических решений угоч-іения измерений в сельскохозяйственном водоснабжении и самотёчном навозо-г'далешш;
осуществлять доступными инженерными методами контроль текущего ресурсопотребления с принятием своевременных решений по частичному восстановлению ресурса башенных насосных установок;
- производить инженерную оценку экономической эффективности про-
«водственных решений методами инженерного экономического расчета.
Реализация результатов исследования. Результаты исследований ис-тользовазись при создашш станции управления погружным насосом башенной шеоспой установки, внедренной в совхозе «Возрождение» Ганцевичского рай->на Брестской области Республики Беларусь для водоснабжения животноводче-:кой фермы на 200 голов крупного рогатого скота и фактическим экономическим эффектом 84 рубля на одну установку в год в ценах 1985 года; при созда-«ш групповой системы самотёчного навозоудаления на комплексе выращива-шя и откорма молодняка крупного рогатого скота па 5000 голов в год колхоза (Заветы Ленина» Березовского района Брестской области Республики Беларусь.
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты вы-юлпенных автором исследований докладывались на научных конференциях, в ом числе: ежегодных научных конференциях профессорско-ірсподавательского состава Московского института инженеров сельскохозяйст-іенного производства им. В.П.Горячкпна (Москва, 1984, 1985 гг.); ежегодных иучных конференциях Всероссийского научно-исследовательского института іеханизашш животноводства (Подольск, 1987...1991 гг.); научных конференциях профессорско-преподавательского состава БИМСХ (Минск, 1985 г.), ЛСХИ Ленинград, 1985 г.), СИМСХ (Саратов, 1985 г.); Республиканской научно-схшіческой конференции «Проблемы автоматизации сельскохозяйственного фоговодства» (Минск, 1985); международной научно-технической конференцій «Повышение эффективности использования топливно-энергетических ре-урсов в АПК» (Минск, 1997); международной научной конференции (Автоматизация производственных процессов в сельском хозяйстве», (Углич, 997 г.); международная научно-практическая конференция памяти Ш.Горячкина (Москва, 1988 г.).
Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены 33 научных публикациях, среди которых 10 авторских свидетельств на изобрі тения.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пят глав, общих выводов и приложений. Изложена на 382 страницах машинописи* го текста, содержит 51 рисунок, список использованных источников из 202 ні именований, 5 приложений.
На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:
-
Принципы автоматизации управления в самотёчном навозоудалении.
-
Классификащюшю-методические основы повышения точности измері ний при управлении производственными процессами.
-
Способы циклокоррекции измерений при двухпозиционном управлени производственными процессами.
-
Концепция инженерного производственного и экономического расчёт в процессах производственного ресурсопотребления.