Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Анализ процесса сушки паркетной фризы 10
1.1 Анализ возникающих внутренних напряжений в древесине в процессе сушки 14
1.2 Анализ существующих режимов сушки паркетной фризы 18
1.3 Анализ основных показателей качества паркетной фризы в процессе сушки 23
1.4 Существующие математические описания основных критериев оптимизации процесса сушки древесины 27
1.4.1 Технические критерии оптимизации 28
1.4.2 Технологические критерии оптимизации 29
1.4.3 Экономические критерии оптимизации 31
1.5 Существующие системы автоматического управления технологическим процессом сушки древесины 35
1.6 Цели и задачи исследования 39
Выводы 41
ГЛАВА 2 Математическое моделирование и оптимизация технологических режимов процесса сушки паркетной фризы 42
2.1 Системный анализ процесса сушки паркетной фризы - как объекта управления 43
2.2 Метод экспертного оценивания процесса сушки паркетной фризы 47
2.3 Планирование и проведение пассивных экспериментов 54
2.4 Статистическая обработка и корреляционный анализ процесса сушки паркетной фризы 58
2.5 Получение математической модели установившегося процесса сушки паркетной фризы в виде системы целевых функций 65
2.6 Получение математической модели установившегося процесса сушки паркетной фризы в виде целевой функции у4 71
2.7 Однокритериальная и многокритериальная оптимизация процесса сушки паркетной фризы на основе математических моделей в виде системы целевых функций 74
2.8 Однокритериальная оптимизация процесса сушки паркетной фризы на основе математических моделей в виде целевой функции 95
Выводы 100
ГЛАВА 3 Разработка многокритериальной системы автоматического управления процессом сушки паркетной фризы 101
3.1 Структура и основные составляющие многокритериальной САУ процессом сушки паркетной фризы 102
3.2 Синтез АСР температуры сушильного агента в камерах периодического действия 106
3.2.1 Структура и основные элементы АСР температуры сушильного агента без корректирующих звеньев 107
3.2.2 Структуры и основные элементы АСР температуры сушильного агента инвариантной к температуре греющего пара 108
3.2.3 Структуры и основные элементы АСР температуры сушильного агента охваченной гибкой положительной обратной связью 109
3.2.4 Математическое моделирование элементов АСР температуры сушильного агента 110
3.2.5 Переходные характеристики АСР температуры сушильного агента в камере периодического действия без корректирующих звеньев 126
3.2.6 Математическое моделирование АСР температуры сушильного агента в камере инвариантной к температуре греющего пара 130
3.2.7 Построение переходных характеристик АСР температуры сушильного агента в камере инвариантной к температуре сушильного агента 132
3.2.8 Математическое моделирование АСР температуры сушильного агента в камере с гибкой положительной обратной связью 135
3.2.9 Построение переходных характеристик АСР температуры сушильного агента в камере охваченной гибкой положительной обратной связью 136
3.3 Схемы автоматизации и разработка комплекса технических средств инвариантной многокритериальной САУ процессом сушки паркетной фризы 139
Выводы 149
ГЛАВА 4 Внедрение оптимальных режимов процесса сушки паркетной фризы, технико-экономическая эффективность результатов исследований, рекомендации производству ... 150
4.1 Внедрение в производство оптимальных режимов сушки паркетной фризы 151
4.2 Технико-экономическая эффективность результатов исследований и научных разработок 152
4.3 Рекомендации производству 155
Заключение 159
Библиографический список 161
- Анализ возникающих внутренних напряжений в древесине в процессе сушки
- Системный анализ процесса сушки паркетной фризы - как объекта управления
- Структура и основные составляющие многокритериальной САУ процессом сушки паркетной фризы
- Технико-экономическая эффективность результатов исследований и научных разработок
Введение к работе
Актуальность темы. Лесопромышленный комплекс в современных условиях рыночной экономики требует улучшения организации производства, повышения производительности и эффективности использования сырья, применения ресурсосберегающих технологий, снижения энергозатрат, улучшения качества продукции.
Достижение этой цели возможно за счёт эффективной автоматизации и оптимизации технологических процессов с использованием современных методов регулирования и управления на основе высоких компьютерных технологий. При этом компьютерное автоматическое управление направлено на интенсификацию и повышение экономических показателей соответствующих производств. Основой для разработки систем автоматического управления (САУ) является получение адекватных математических моделей технологических процессов, алгоритмов и программ оптимального управления производством.
Эффективное решение этих задач возможно лишь на основе научных исследований и расчётов в области оптимизации технологических процессов и автоматизации управления.
Сушка паркетной фризы является наиболее длительной и энергозатратной операцией в процессе производства паркета. Повышение её эффективности возможно за счёт сокращения расхода энергии на сушку и снижения величины потерь древесины из-за наличия дефектов в высушиваемом материале. Для достижения этой цели необходимо применение систем компьютерной поддержки выбора оптимальных режимов сушки. В свою очередь эффективность компьютерной поддержки зависит от адекватности реальному процессу математических моделей установившихся режимов технологий сушки паркетной фризы.
Большое значение для создания эффективного процесса сушки паркетной фризы имеет построение автоматических систем инвариантных к неоднородным возмущающим воздействиям на сам процесс и на его каналы подачи вещества и энергии, к значительной инерционности процесса сушки, к изменению в
процессе эксплуатации параметров, коэффициентов целевых функций данной технологии.
Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью повышения эффективности процесса сушки паркетной фризы за счёт сокращения расхода энергии на сушку и снижения величины потерь древесины из-за наличия дефектов в высушиваемом материале.
Целью работы является разработка технологических режимов и системы автоматического управления процессом сушки паркетной фризы для снижения брака высушиваемой древесины и сокращения энергозатрат дайной технологии.
Для достижения этой цели поставлены задачи:
провести системный анализ процесса сушки паркетной фризы и разработать математические модели технологических режимов сушки;
разработать алгоритмы и программы однокритериальной и многокритериальной оптимизации режимов сушки паркетной фризы для снижения брака высушиваемой древесины и сокращения общей продолжительности процесса;
разработать автоматическую систему регулирования (АСР) температуры сушильного агента процесса сушки паркетной фризы инвариантную к колебаниям температуры греющего пара и снижающую инерционность переходных процессов;
провести синтез инвариантной САУ процессом сушки паркетной фризы, с внедрением в практику основных результатов.
Методика исследования. Научно-теоретические и производственные исследования процесса сушки паркетной фризы проводились с помощью теоретических положений сушки древесины, методов математической статистики, математического моделирования, теории планирования и проведения эксперимента, методов синтеза систем автоматического регулирования и управления.
Научная новизна работы:
- проведён системный анализ процесса сушки паркетной фризы, отличаю
щийся получением математических моделей технологических режимов, кото-
рые учитывают входные управляющие (задающие) воздействия: gt -температура 1-ой ступени сушки паркетной фризы; g2 -температура 2-ой ступени сушки паркетной фризы; g3 -температура 3-ей ступени сушки паркетной фризы; g"4 _ относительная влажность 1-ой ступени сушки паркетной фризы; g5 -относительная влажность 2-ой ступени сушки паркетной фризы; g6- относительная влажность 3-ей ступени сушки паркетной фризы, возмущающее воздействие /І -начальная влажность фризы и выходные показатели процесса:
Ух - растрескивание фризы; у2 — коробление фризы; уъ - общая продолжительность сушки;
предложены алгоритмы и программы однокритериальной и многокритериальной оптимизации процесса сушки паркетной фризы, отличающиеся возможностью корректирования существующих режимов сушки с целью снижения брака высушиваемой древесины и сокращения общей продолжительности процесса;
разработана АСР температуры сушильного агента процесса сушки паркетной фризы, отличающаяся инвариантностью к колебаниям температуры греющего пара и снижением инерционности переходных процессов;
представлена инвариантная САУ процессом сушки паркетной фризы, отличающаяся многокритериальной оптимизацией управления и высоким качеством процесса регулирования температуры и влажности сушильного агента.
Теоретическое значение. Установлены закономерности влияния входных режимных параметров и случайных возмущающих воздействий на основные выходные показатели технологического процесса сушки: брак фризы и продолжительность сушки. Получен математический аппарат численных расчётов параметров оптимальных режимов сушки, синтеза инвариантной САУ, для обеспечения повышения эффективность технологии сушки паркетной фризы.
Практическая ценность работы. На основании решения научно-технических задач разработаны компьютерные программы, позволяющие проводить однокритериальную и многокритериальную оптимизацию установив-
шихся режимов процесса сушки паркетной фризы. Разработана структура, математические модели и комплекс технических средств позволяющие реализовать на сушильных камерах конвективного типа инвариантную САУ процессом сушки паркетной фризы. Практические разработки и рекомендации внедрены на деревообрабатывающих предприятиях специализирующихся на производстве штучного паркета ООО «Марка» г. Майкоп и ООО «Кодру» г.Воронеж.
Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежской государственной лесотехнической академии в 2003-2005 г.
Публикация работы. По теме диссертационной работы опубликовано 9 статей.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, библиографического списка из 102 наименований, 6 приложений и включает 37 рисунков, 49 таблиц. Объем текста составляет 192 машинописных страниц.
Результаты, выносимые автором на защиту:
Математические модели технологических режимов процесса сушки паркетной фризы в виде уравнений регрессии, позволяющие провести оптимизацию режимных параметров.
Алгоритмы и программы однокритериальной и многокритериальной оптимизации режимов сушки паркетной фризы, дающие возможность снизить количество брака высушиваемой древесины в среднем на 3% и сократить продолжительность сушки на 4-5 суток.
АСР температуры сушильного агента процесса сушки паркетной фризы инвариантная к колебаниям температуры греющего пара и снижающая инерционность переходных процессов, позволяющая добиться точной реализации заданных режимов сушки и этим сократить процент брака по растрескиванию высушиваемой древесины.
- Синтез и внедрение в практику инвариантной САУ процессом сушки паркетной фризы, дающей возможность повысить эффективность управления процессом сушки.
Работа выполнена в очной аспирантуре Воронежской государственной лесотехнической академии на кафедре Автоматизации производственных процессов.
Диссертант благодарен д.т.н., профессору Петровскому Владиславу Сергеевичу за научное руководство диссертацией, д.т.н. Данилову Александру Дмитриевичу за ряд ценных советов, а так же коллективу кафедры АПП ВГЛТА, специалистам ООО «Марка» и ООО «Кодру».
Анализ возникающих внутренних напряжений в древесине в процессе сушки
Режимом сушки называется расписание параметров сушильного агента, координированное по времени или по состоянию древесины. От правильного выбора и соблюдения режима зависят количественные и качественные показатели процесса сушки. Разработкой режимов сушки занимались много исследователей, исходивших изранних предпосылок [49, 50, 80, 81, 82, 84].
Для сушки древесины И.В. Кречетовым [49] были предложены восьми-ступенчатые режимы. Эти режимы оправдывались малой тепловой мощностью сушильных камер и слабой циркуляцией агента сушки. В последующих разработках [50, 51] И.В. Кречетов предлагает изменить количество переходных ступеней в зависимости от продолжительности сушки и свойств высушиваемой древесины, учитываемых коэффициентами. Переменное число ступеней точнее отражает процесс сушки, однако требует большей дифференциации режимов сушки по породам, толщинам, температурному уровню и другим факторам. В производственной практике более прижились шестиступенчатые режимы [84], сменившие восьмиступенчатые и обеспечивающие более интенсивную сушку и хорошее качество высушиваемого материала.
На основании анализа характера развития внутренних напряжений П.С. Серговский [81] предложил двуступенчатый режим, как наиболее рациональный. На первой ступени, когда на поверхности действуют растягивающие напряжения, необходимо поддерживать высокую степень насыщения сушильного агента. При этом происходит искусственное торможение процесса, предотвращается развитие напряжений в поверхностных слоях, разрушающих целостность материала. На второй ступени, как только напряжения в поверхностных слоях начали снижаться и изменили свой знак, жёсткость режима можно увеличить, что позволяет значительно интенсифицировать процесс без опасений нарушений целостности материала.
В работах П.С. Любовичкого, И.В. Кречетова, М.Г. Мингазова [49, 54, 57] предлагается прерывистые и осциллирующие режимы. Прерывистые режимы предусматривают прерывистую (в течении 0.5 ...2 ч) работу циркуляционной системы. В этом случаи для компенсации замедления сушки при перерыве циркуляции значительно увеличивают психрометрическую разность, которая по мнению И.В. Кречетова [49], не ухудшает качество сушки и интенсифицирует процесс. В настоящее время отсутствует надёжная промышленная апробация прерывистых режимов. Осциллирующие режимы предусматривают периодические циклы повышения и понижения температур. Возникающий при охлаждении положительный температурный градиент несколько интенсифицирует перемещение влаги, но в целом не может уменьшить продолжительность сушки, как это утверждается в работах [54, 57]. Кажущаяся экономия тепловой энергии не оправдывается в связи многократным нагреванием древесины, остывающей при охлаждении. В настоящее время широко применяются трёхступенчатые режимы сушки древесины, которые базируются на работах, проведённых в МЛТИ П.С. Сер-говским [81], Б.Н. Уголевым [91], Г.С. Шубиным [96]. Эти режимы регламентированы ГОСТ 19773-84 и определяют параметры сушильного агента в зависимости от пароды, размеров и требуемого качества высушиваемой древесины. Основными параметрами сушильного агента, характеризующими режим сушки, является его температура /, степень насыщения (р и психрометрическая разность At = t tM, где tM - температура смоченного термометра. Процесс сушки паркетной фризы по трёхступенчатым режимам разделяется на шесть основных фаз (рисунок 1.7): Начальный прогрев древесины. В камере необходимо создать высокую степень насыщенности среды при повышенной (по сравнению с первой ступенью режима сушки) температуре. Для этого подаётся насыщенный пар через увлажнительные трубы при включённых калориферах, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных трубах. При прогреве фризы температура среды должна быть на 3..SC выше первой ступени режима сушки. После достижения требуемой температуры психрометрическую разность необходимо поддерживать на уровне At = 0.5...1.5 С. Древесину необходимо прогревать до тех пор, пока разность между температурами среды /ив центре фризы tu не достигает 3С, после чего переходят на первую ступень режима сушки, поддерживая при этом психометрическую разность At не выше заданной режимом. Основная Фаза сушки. Режим сушки древесины характеризуется жёсткостью. Жесткость режима представляет собой скорость испарения влаги из ма териала в среде заданного этим режимом состояния. При повышении температуры и снижении степени насыщенности сушильного агента жесткость режима увеличивается. Различают режимы низкотемпературного и высокотемпературного процессов. Для сушки фризы используются в основном низкотемпературные режимы, которые предусматривают использование в качестве сушильного агента влажного воздуха с температурой в начальной стадии ниже 100 С. Установлено три категории таких режимов [73]:
Системный анализ процесса сушки паркетной фризы - как объекта управления
Коэффициент корреляции лежит в пределах -1 ккор +1 и характеризует линейную зависимость между показателями процесса. Если ккор положительный, то можно предполагать, что с возрастанием одного из показателей другой тоже возрастает. Если ккор отрицательный, с возрастанием одного показателя другой будет убывать. Чем ближе величина коэффициента корреляции ккор к (+1) или к (-1), тем больше степень линейной зависимости между показателями процесса. Значение ккор - О, свидетельствует об отсутствии тесной линейной статистической связи между показателями. Значения коэффициентов корреляции между входными и выходными показателями процесса сушки паркетной фризы для системы целевых функций У\ Уі У І представлены в таблице Анализ результатов корреляционной зависимости для системы целевых функций ух, у2, уг позволил сделать следующие выводы: - Между входным возмущающим воздействием fx (начальная влажность фризы) и целевыми функциями процесса: у, (растрескивание фризы), у2 (коробление фризы), у3 (общее время сушки фризы) существует тесная линейная связь. Коэффициент корреляции для связи /х и ух равен 0.89141, для fx и у2 0.81049, а для f} и Уз 0.94728. Из этого можно сделать вывод, что с увеличением начальной влажности /х брак по растрескиванию у,, короблению у2 фризы и общее время сушки фризы Уз увеличиваются. - Между входным управляющим воздействием gA (относительная влажность сушильного агента на 1-ой ступени сушки) и целевыми функциями процесса: Уі (растрескивание фризы), у2 (коробление фризы) и у3 (общее время сушки фризы) имеется тесная линейная связь. Коэффициент корреляции для связи gt и ух равен 0.77993, g4 и у2 0.85521, gA и у3 0.79722. Это обусловлено, зависимостью относительной влажности сушильного агента на первой ступени сушки, от начальной влажности паркетной фризы. - Между остальными входными воздействиями и выходными целевыми функциями процесса значительная, тесная линейная связь явно не наблюдается (коэффициенты корреляции лежат в диапазоне абсолютных величин от 0.079 до 0.300). Значения коэффициентов корреляции между входными и выходными показателями процесса сушки паркетной фризы для целевой функции у4 представлены в таблице 2.12. Анализ результатов корреляционной зависимости для целевой функций у4 позволил сделать следующие выводы: - Между входным возмущающим воздействием fx (начальная влажность фризы) и целевой функцией процесса у4 (брак фризы), существует тесная линейная связь. Коэффициент корреляции равен 0.88587. Из этого можно сделать вывод, что с увеличением начальной влажности / брак фризы увеличивается. - Между входным управляющим воздействием g4 (относительная влаж ность сушильного агента на 1-ой ступени сушки) и целевой функцией процесса у4 (брак фризы) имеется тесная линейная связь. Коэффициент корреляции для связи g4 и у4 равен 0.81822. Это обусловлено, зависимостью относительной влажности сушильного агента на первой ступени сушки от начальной влажности паркетной фризы. - Между входным управляющим воздействием уъ (общее время сушки) и целевой функцией процесса ;и4(брак фризы), существует тесная линейная связь. Коэффициент корреляции равен 0.83175. Из этого можно сделать вывод, что с увеличением времени сушки уг, брак фризы у4 увеличивается. - Между остальными входным управляющими воздействиями и выходны ми целевыми функциями процесса тесная линейная связь явно не наблюдается (коэффициенты корреляции лежат в диапазоне абсолютных величин от 0.079 до 0.300). Проведённый в данном пункте корреляционный анализ позволяет обоснованно снизить размерность разработанных ранее, уравнений регрессии исследуемого процесса, путём отброса парных и квадратичных эффектов входных показателей между которыми присутствует линейная связь.
Структура и основные составляющие многокритериальной САУ процессом сушки паркетной фризы
Распространённые в деревообрабатывающей промышленности однокри териальные САУ не соответствуют современным требованиям к высоким тех нологиям. Компьютерное управление высокими технологиями должно обеспе чивать повышение показателей качества выпускаемой продукции, минимум расхода сырья, материалов, энергии, высокую производительность и значи тельную экономическую эффективность технологий. Жёсткие экологические ограничения реализуются в минимизации объёмов отходов, потерь сырья рас хода энергии. Эти требования в достаточно полной мере соответствуют инва % риантные многокритериальные САУ инерционными циклическими процесса ми, с переменными параметрами объекта управления, в частности процесса сушки паркетной фризы. Многокритериальная САУ в общем виде [41], инвариантная к возмущающим воздействиям /J ...fk на сам объект управления, инвариантная к возмущающим /gi-/g„ и управляющим воздействиям g...g„ на объекты регулирования материальных и энергетических потоков представлена на рисунке 3.1. Многокритериальная САУ процессом сушки паркетной фризы представлена на рисунке 3.2, где - входные управляющие (задающие) воздействия на объекты регулирования (температуру и влажность сушильного агента), g,, g2, g3, g4, gs, g6 входные воздействия температуры и влажности сушильного агента на паркетную фризур,— температура 1-ой ступени сушки паркетной фризы, g2 — температура 2-ой ступени сушки паркетной фризы, g3- температура 3-ей ступени сушки паркетной фризы, g4— относительная влажность 1-ой ступени сушки паркетной фризы, g5- относительная влажность 2-ой ступени сушки паркетной фризы, g6— относительная влажность 3-ей ступени сушки паркетной фризы, / -начальная влажность фризы, /gl температура греющего пара, У\ — растрескивание фризы, у2 - коробление фризы, у2 - общая продолжительность процесса. В главе 2 данной работы были разработаны алгоритмы и программы многокритериальной оптимизации исследуемого технологического процесса. Многокритериальная оптимизация была произведена в соответствии с решением экстремальной задачи управления с помощью математической модели в виде системы аддитивных целевых функций, представляющих собой уравнения регрессии. В процессе эксплуатации сушильных камер, вследствие износа оборудования и изменения качества сырья, изменяются коэффициенты уравнений регрессии математической модели многокритериального управления, что значительно ухудшает результаты многокритериальной оптимизации, так как используемая в управлении математическая модель не соответствует параметрам реального процесса сушки паркетной фризы. Наличие ПК в САУ процессом сушки паркетной фризы даёт возможность периодически одновременно фиксировать величины входных управляющих воздействий gu g2, g3, g4, g5, g6, входного возмущающего воздействия /J и выходных целевых функций у19 у2, уг. Проведя подобные фиксации N раз (//-число необходимых опытов для пассивного эксперимента), представляется возможным, по разработанным автором математическим моделям статики и разработанным процедурам многокритериальной оптимизации процесса сушки паркетной фризы уточнить коэффициенты уравнений регрессии и заново провести многокритериальную оптимизацию процесса. САУ процессом сушки паркетной фризы представленная на рисунке 3.2 включает в себя две АСР: температуры и влажности сушильного агента. При этом регулирование осуществляется на базе цифрового вычислительного устройства (ЦВУ) реализующего ПИД-регулятор, корректирующее звено позволяющее устранить колебания температуры сушильного агента, гибкою положительною обратную связь (дифференцирующие звено) снижающую инерционность сушильной камеры для АСР температуры сушильного агента и ПИД-регулятор для АСР влажности сушильного агента. Температура пара в сушильной камере является доминирующим показателем, влияющим на качество высушиваемой древесины [8]. В связи с чем, автором работы бал произведён синтез АСР температуры сушильного агента, в рамках которого были разработаны структурные схемы, математические модели, подобран комплекс технических средств (КТС) данной АСР, а так же построенные её переходные характеристики. 3.2 Синтез АСР температуры сушильного агента в камерах периодического действия Синтез АСР - это выбор её структуры и параметров, удовлетворяющих заданным технологическим требованиям к качеству регулирования. В процессе синтеза АСР можно выделить ряд этапов [66]: 1. Выбор структуры и основных элементов АСР, с учётом требований к качеству регулирования в переходных и установившихся режимах. 2. Получение адекватных реальному процессу математических моделей объекта регулирования, элементов АСР и всей АСР в целом. 3. Компьютерный анализ показателей качества АСР. 4. Разработка комплекса технических средств (КТС) АСР.
Технико-экономическая эффективность результатов исследований и научных разработок
Результаты проведенных исследований процесса сушки паркетной фризы на ООО «Марка» г.Майкоп были апробированы и внедрены в реальных производственных условиях.
Испытания многокритериальной системы поиска и реализации оптимальных режимов, основу которой составляют полученные в ходе экспериментальных исследований достаточно адекватные уравнения изменения выходных технико-экономических показателей, а именно: растрескивание фризы У\, коробление фризы Уі, общая продолжительность процесса Уз в зависимости от режимных параметров: температура 1-ой ступени сушки паркетной фризы gl3 температура 2-ой ступени сушки паркетной фризы g2, температура 3-ей ступени сушки паркетной фризы g3, относительная влажность 1-ой ступени сушки паркетной фризы g4, относительная влажность 2-ой ступени сушки паркетной фризы g5, относительная влажность 3-ей ступени сушки паркетной фризы g6, с учетом возмущающего воздействия: начальная влажность фризы fx. Суть производственной апробации результатов исследований заключалась в проведении процесса сушки паркетной фризы по предлагаемым оптимальным режимами, с целью оценки технико-экономической, технологической эффективности многокритериального управления этими технологиями.
Нахождение оптимальных режимов производилось на ПК с помощью разработанных вычислительных процедур многокритериальной оптимизации, основанных на полученных в ходе исследований уравнениях регрессии. Затем оператор согласно найденным оптимальным режимам производил сушку фризы. Определение численных величин показателей в процессе сушки осуществлялось по аналогии с пунктом 2.3. Значения технико-экономических показателей процесса сушки паркетной фризы полученных по оптимальным технологи ческим режимам приведены в таблице 4.1. Оценка экономической эффективности заключается в определении количественных характеристик эффективности от внедрения оптимальных режимов сушки паркетной фризы по сравнению с характеристиками до внедрения. Такими характеристиками является [2, 56]: - годовой экономический эффект от внедрения оптимальных режимов; - срок окупаемости единовременных затрат; - общий прирост прибыли. В результате внедрения оптимальных режимов сушки в паркетное производство улучшается качество паркета за счёт снижения уровня брака в среднем на 3%, уменьшаются расход топлива и электроэнергии в среднем на 25% за счёт сокращения продолжительности сушки. Данные процентные показатели были получены после внедрения разработок данной диссертационной работы в технологический процесс сушки паркетной фризы на ООО «Марка», приведённые в таблице 4.1. Исходные данные для расчёта экономической эффективности внедрения оптимальных режимов сушки паркетной фризы в ООО «Марка» представлены в таблице 4.2. Для совершенствования технологий сушки паркетной фризы в камерах периодического действия необходима дальнейшая разработка методов и средств автоматизации этого процесса, а в частности компьютерных систем многокритериального оптимального управления, в основу которых должно быть положено адекватное реальным условиям математическое описание явлений тепломассопереноса в этих установках. Также необходима разработка технических и программных средств регулирования, обеспечивающих поддержание заданных режимных параметров в переходных и установившихся процессах. В соответствии с приведенными в настоящей работе научно-теоретическими, экспериментальными исследованиями дадим следующие рекомендации по совершенствованию технологических процессов сушки паркетной фризы в камерах периодического действия. 1. Разработанные в результате представленных научно-теоретических, практических исследований математические зависимости сушки паркетной фризы из дуба и созданные процедуры оптимизации этой технологии предлага 155 ется использовать для интенсификации рассмотренных процессов. Предлагаемые оптимальные режимы сушки паркетной фризы в зависимости от начальной влажности представлены в таблицах 2.16, 2.17, 2.18, 2.19, 2.20, 2.21, 2.22, 2.23, 2.24, 2.25, 2.26, 2.27, 2.28, 2.29, 2.30 для однокритериальнои оптимизации и в таблицах 2.31, 2.32,2.33, 2.34, 2.35 для многокритериальной. 2. Наибольшее практическое применение имеют режимы сушки паркет ной фризы из дуба полученные в результате многокритериальной оптимизации т.к. позволяют одновременно минимизировать все три основных целевые функции: У\ - растрескивание фризы, Уг - коробление фризы, Уз - общая продолжительность процесса. Однако в определённой ситуации, когда необходимо добиться минимальных показателей по одной из выходных целевых функций, следует воспользоваться результатами однокритериальнои оптимизации данного процесса. 3. Представленные математические модели и вычислительные процедуры оптимизации режимов сушки паркетной фризы могут применяться на любых конвективных сушильных камерах периодического действия, не зависимо от технических характеристик, конструкции и условий эксплуатации. При наличие ПК в САУ процессом сушки паркетной фризы рекомендуется периодически одновременно фиксировать величины входных управляющих воздействий: gx -температура 1-ой ступени сушки паркетной фризы, g2 -температура 2-ой ступени сушки паркетной фризы, g3 -температура 3-ей ступени сушки паркет ной фризы, g4 -относительная влажность 1-ой ступени сушки паркетной фри зы» g5 - относительная влажность 2-ой ступени сушки паркетной фри зы, g6 -относительная влажность 3-ей ступени сушки паркетной фризы, вход ных возмущающих воздействий на процесс: fx -начальная влажность фризы и выходных целевых функций: Ух - растрескивание фризы, у2 - коробление фризы, У$ - общая продолжительность процесса. Проведя подобные фиксации N раз (N- число необходимых опытов для пассивного эксперимента), пред 156 ставляется возможным, уточнить коэффициенты уравнений регрессии и заново провести многокритериальную оптимизацию процесса, применительно как данному предприятию. 4. Разработанные автором математические модели и алгоритмы компьютерной оптимизации технологических режимов процесса сушки паркетной фризы из дуба могут быть легко адаптированы для оптимизации режимов сушки пиломатериалов любой породы и толщины. 5. Оптимизация режимов сушки паркетной фризы на предприятии с объёмом производства 140 тыс.м2 позволяет получить годовой экономический эффект в размере 2570 тыс.руб. в год. 6. Внедрение разработанной многокритериальной инвариантной САУ процессом сушки паркетной фризы, компенсирующей возмущающее воздейст вие - температуру греющего пара и снижающей инерционность сушильных ка мер позволяет добиться улучшения динамических показателей данного процес са, строго выдерживать заданные технологические режимы сушки и тем самым снизить растрескивание высушиваемой древесины. 7. Разработанный современный комплекс технических средств позволяет в короткие сроки при незначительных финансовых затратах реализовать инвариантную САУ процессом сушки паркетной фризы на базе новейших цифровых средств автоматизации. 8. Разработанная многокритериальная САУ процессом сушки паркетной фризы, с незначительными модификациями вполне может применяться для сушки твёрдых материалов в лёгкой, химической, пищевой и другой промышленности.
