Филатов Дмитрий Алевсеевич. Автоматизированная система очистки технологических сред с использованием вихревого эффекта и ультразвка

Краткое описание

Филатов Дмитрий Алевсеевич. Автоматизированная система очистки технологических сред с использованием вихревого эффекта и ультразвка: диссертация ... кандидата технических наук: 05.13.06 / Филатов Дмитрий Алевсеевич;[Место защиты: Иркутский государственный университет путей сообщения].- Иркутск, 2015.- 146 с.

Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ
СООБЩЕНИЯ"
На правах рукописи
Филатов Дмитрий Алексеевич
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИХРЕВОГО
ЭФФЕКТА И УЛЬТРАЗВУКА
Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: д.т.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ
МухопадЮ.Ф.
Иркутск-2015

2 СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 8
СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИХРЕВОГО ЭФФЕКТА И
УЛЬТРАЗВУКА 15
1.1. Методы и средства очистки технологических сред 16
1.2. Разновидности и особенности функционирования вихревых
исполнительных механизмов 23
1.3. Разновидности и особенности функционирования ультразвуко¬вых исполнительных механизмов 32
1.4. Постановка задачи диссертационного исследования 42
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМ ОЧИСТКИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД 43
2.1. Математические модели динамических процессов 44
2.2. Методика преобразования моделей динамических процессов в сетевые модели 53
2.3. Исследование сетевых моделей 59
2.4. Выводы 63
КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ
СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД 64
3.1. Методы контроля и управления автоматизированных сис¬
тем 65
3.2. Построение тестовых наборов для обеспечения управления и контроля автоматизированной системы 70
3.3. Структурная организация подсистем контроля и управления автоматизированной системы очистки 77
3.4. Разработка алгоритма работы автоматизированной системы 78

з
3.5. Программная реализация автоматизированной системы 83
3.6. Минимизация аппаратных средств автоматизированной систе¬мы 90
3.7. Выводы 96
ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД В ЗАДАЧАХ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА И
ПРОМЫШЛЕННОСТИ 97
4.1. Исследование системы очистки технологических сред с ис-пользованием вихревых и ультразвуковых исполнительных меха-низмов 98
4.2. Сферы применения систем очистки технологических сред с ис-пользованием вихревых и ультразвуковых исполнительных меха-низмов 102
4.3. Выводы 104
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 105
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 107
ПРИЛОЖЕНИЯ 121
Приложение 1. Матрицы Q2 к Qm аппарата сетей Петри с запре¬
щающими дугами для подсистемы управления и контроля системы
вихревых и ультразвуковых исполнительных механиз¬
мов 121
Приложение 2. Акт о внедрении результатов диссертационного ис¬
следования 143
П2.1. Акт внедрения результатов диссертационной работы в про¬
цесс обучения студентов ИрГУПС 145
П2.2. Акт внедрения результатов диссертационных исследований в
производственный процесс 146

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В соответствии с поставленными целями исследования в диссертацион¬ной работе получены следующие результаты:
- Предложена новая система очистки технологических сред (заявка на
патент на полезную модель РФ №2015112888) путем комплексного взаимодей¬
ствия вихревых и ультразвуковых исполнительных механизмов.
- Впервые предложена аппаратная реализация систем очистки техноло-гических сред путем комплексного взаимодействия вихревых и ультразвуковых исполнительных механизмов.
- Впервые предложено преобразование математических моделей динами-ческих процессов в сетевые модели сетей Петри систем очистки технологиче¬ских сред с комплексным взаимодействием вихревых и ультразвуковых испол-нительных механизмов.
- Предложена методика разработки автоматизированных систем очистки технологических сред с комплексным взаимодействием вихревых и ультразву-ковых исполнительных механизмов, и определения алгоритмов работы микро-программного управления и контроля автоматизированной системы.
- Разработано программное обеспечение новой автоматизированной сис-темы очистки технологических сред с комплексным взаимодействием вихревых и ультразвуковых исполнительных механизмов (свидетельство о государствен¬ной регистрации программы для ЭВМ №2015615404).
- Предложен метод дополнительного уменьшения объема памяти комби-национной схемы автомата, приблизительно в 2 раза, за счет включения в его структуру стековой памяти первого рода и объединения подграфов с одной структурой в один подграф по сравнению со структурной организацией по ме¬тоду А.Ю. Мухопада.
- Проведено экспериментальное исследование вихревых и ультразвуко¬вых параметров исполнительных механизмов в системе очистки технологиче¬ских сред. Анализ результатов экспериментального исследования подтверждает

106
высокий уровень соответствия математической модели реальному процессу, так как степень расхождения с экспериментальными данными не превышает 1,5-4%.
- Автоматизированные системы очистки технологических сред с исполь¬зованием вихревых и ультразвуковых исполнительных механизмов могут найти применение в задачах железнодорожного транспорта для очистки стрелочных переводов и рельс от снега и льда; в промышленности для очистки металличе¬ских, деревянных, каменных и бетонных поверхностей от различных загрязне¬ний и покрытий в строительстве при очистке панелей и зданий; обеззаражива¬ния различных поверхностей; промежуточной ступени очистки сточных вод; опреснения морской воды; температурного разделения попутных нефтяных га¬зов при добыче нефти; очистки воздуха от вредных примесей; создания специ¬альных систем отопления помещений