Введение к работе
Актуальность работы
В соответствии с указом Президента №899 от 07 июля 2011 года «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологии и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации» энергосбережение является одним из приоритетных направлений развития науки, технологии и техники. На долю промышленности в Российской Федерации приходится порядка 45% от всего энергопотребления в стране. Из них второе место по значениям потребляемой электроэнергии после топливной отрасли занимает машиностроение и металлообработка.
Важнейшей составляющей энергосбережения является энергоемкость машиностроительных технологических процессов обработки резанием. В настоящее время энергоемкость технологических процессов в России существенно превышает энергоемкость аналогичных процессов в промышленно развитых странах. Это особенно важно и по той причине, что высокая энергоемкость технологических процессов приводит к энергопотреблению при их реализации, достигающему до 70% от общего потребления энергии машиностроительным предприятием.
Одним из методов снижения энергоемкости при реализации машиностроительных технологических процессов является метод компенсации реактивной составляющей потребляемой при их реализации мощности. Этот метод целесообразно реализовывать средствами автоматизации, что позволяет не только учитывать реальные параметры технологического процесса и оборудования, но и повысить эффективность компенсации и, как следствие этого, снизить энергоемкость технологических процессов и повысить конкурентоспособность изготавливаемой продукции.
В этой связи работа, направленная на повышение энергоэффективности машиностроительных технологических процессов, посредством снижения их
энергоемкости методами автоматизации является актуальной.
Целью работы является снижение энергоемкости
машиностроительных технологических процессов посредством
автоматизированной системы компенсационной минимизации потребления энергии при их реализации.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Установить взаимосвязи между параметрами машиностроительных технологических процессов обработки резанием, номинальной мощностью электрооборудования станка и потребляемой при реализации этих процессов электрической энергией.
Разработать на основе установленных взаимосвязей алгоритмы для автоматизации управления энергоемкостью машиностроительных технологических процессов.
Исследовать возможность реализации разработанных алгоритмов для автоматизации управления энергоемкостью машиностроительных технологических процессов при разных параметрах технологических переходов и разных видах обработки.
На основе алгоритмов разработать методику реализации автоматизированной системы управления энергоемкостью машиностроительных технологических процессов.
Методы исследования
При исследовании применялись основные положения теории
автоматического управления, технологии машиностроения, теоретических
основ электротехники, теории эксперимента. При обработке результатов
экспериментальных исследований применялись современные
информационные технологии.
Научная новизна работы заключается в:
установлении количественной и качественной взаимосвязи между параметрами машиностроительных технологических
процессов, номинальной мощностью электрооборудования
станка и потребляемой при реализации этих процессов электрической энергией;
моделях автоматизированной системы управления энергоемкостью машиностроительных технологических процессов при разных параметрах технологических переходов и разных видах обработки, адаптированных к конкретным параметрам технологического процесса и характеристикам оборудования;
алгоритмах автоматизации управления энергоемкостью машиностроительных технологических процессов посредством автоматической компенсации реактивной составляющей потребляемой мощности;
методике создания автоматизированной системы управления энергоемкостью машиностроительных технологических процессов без изменения других показателей качества эти процессов.
Практическая значимость работы заключается в методике адаптации
автоматизированных систем управления энергоемкостью к реальным
машиностроительным технологическим процессам и оборудованию;
создании автоматизированной системы управления энергоемкостью
машиностроительных технологических процессов посредством
компенсационной минимизации потребляемой энергии при их реализации.
Реализация работы
Результаты работы были использованы при выполнении шести научно-исследовательских работ по федеральной целевой программе «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», а также в учебном процессе в ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» при изучении дисциплин «Автоматизация обеспечения экологических показателей качества машиностроительных производств» и «Автоматизация обеспечения
безопасности машиностроительных производств».
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:
Международных конференциях «Производство. Технология. Экология -ПРОТЭК», ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», г. Москва, 2008, 2009 г.
Научно-методической конференции «Машиностроение - традиции и инновации» (МТИ), ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», г. Москва, 2009 г.
Международной научно-практической конференции «Техносферная безопасность, надежность, качество, энерго- и ресурсосбережение», РГСУ, г. Ростов-на-Дону, 2010, 2011 г.
Международной научно-практической конференции «Экологические и социально-экономические аспекты безопасности жизни, охраны окружающей среды, сохранения и восстановления биоразнообразия в регионах», Международная академия наук экологии и безопасности жизнедеятельности, г. Великий Новгород, 2011 г.
Всероссийской молодежной конференции «Автоматизация и информационные технологии» ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», г. Москва, 2011 г.
Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России», МГТУ им. Баумана, г. Москва, 2011 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК, Роспатент принял решение о выдаче патента на полезную модель
Структура и объем работы
Работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы (74 наименования), изложена на 98 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков, 14 таблиц.
Похожие диссертации на Автоматизированная система управления энергоемкостью машиностроительных технологических процессов
