Исследование влагометрической информационно-измерительной подсистемы сушки зерна в потоке
Методика определения смещенной оценки среднего квадратического отклонения и вероятности заданного отклонения нормально распределенной случайной величины. Расчет экономического эффекта от использования влагометрической подсистемы для зерносушилок.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.12.2014 |
| Размер файла | 83,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Цель работы состоит в исследовании влагометрической информационно-измерительной подсистемы АСУТП сушки зерна в потоке.
Датчик влажности влагометрической подсистемы зерна (ВПЗ) устанавливался в зоне охлаждения шахтной зерносушилки. Пробы зерна для измерения влажности в лабораторных условиях образцовым методом (Лаб) брались на выходе шахт сушилки. За образцовый метод принят метод определения влажности в соответствии с ГОСТ 13586.5-93. Результаты измерения влажности сведены в табл. 1.
Таблица 1. Результаты измерения влажности во времени
|
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
|
|
T, мин |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
200 |
|
|
WВПЗ, % |
7.7 |
7.8 |
7.9 |
7.4 |
7.0 |
8.0 |
9,0 |
8.7 |
8.8 |
8.5 |
7.6 |
7.0 |
6.7 |
6.7 |
7.4 |
8.3 |
8.6 |
8.5 |
8.3 |
8.0 |
7.7 |
|
|
WЛаб, % |
8 |
7.9 |
7,7 |
7.2 |
6,7 |
7.6 |
9.4 |
9,0 |
9.0 |
8.8 |
8.3 |
7.0 |
6.8 |
6.8 |
8.0 |
8.7 |
8.8 |
8.9 |
8.6 |
8,3 |
8,0 |
|
|
?W, % |
-0.3 |
-0.1 |
0.2 |
0.2 |
0,3 |
0.4 |
-0.4 |
-0.3 |
-0.2 |
-0.3 |
-0.7 |
0.0 |
0.0 |
-0.1 |
-0.6 |
-0.4 |
-0.2 |
-0.4 |
-0.3 |
-0.3 |
-0.3 |
|
|
№ п/п |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
41 |
42 |
|
|
T, мин |
210 |
220 |
230 |
240 |
250 |
260 |
270 |
280 |
290 |
300 |
310 |
320 |
330 |
340 |
350 |
360 |
370 |
380 |
390 |
400 |
410 |
|
|
WВПЗ, % |
7.8 |
7.8 |
7.5 |
7.7 |
7.8 |
7,9 |
7,4 |
7,0 |
7,9 |
8,2 |
8,4 |
8,1 |
7,8 |
7.0 |
6,7 |
7,1 |
8.3 |
8.6 |
8.5 |
8.7 |
8.0 |
|
|
WЛаб, % |
7.9 |
7,9 |
7.8 |
8.1 |
7,7 |
8.2 |
7,6 |
7.4 |
8.2 |
8,4 |
8,6 |
8,3 |
7,5 |
7.2 |
6,9 |
7.7 |
8.7 |
8.2 |
8,2 |
8,3 |
8,2 |
|
|
?W, % |
-0.1 |
-0.1 |
-0.3 |
-0.4 |
0.1 |
-0.3 |
-0.2 |
-0.4 |
-0.3 |
-0.2 |
-0.2 |
-0.2 |
0.3 |
-0.2 |
-0.2 |
-0.6 |
-0.4 |
0.4 |
0.3 |
0.4 |
-0.2 |
Для выборки ?W гипотеза о том, что результаты наблюдений принадлежат нормальному распределению, проверяется при помощи двух составных критериев.
Критерий 1. Вычисляют отношение:
(1)
где S* - смещенная оценка среднего квадратического отклонения:
, (2)
- среднее арифметическое результатов наблюдений:
(3)
- количество наблюдений.
Результаты наблюдений можно считать распределенными нормально, если:
< < (4)
где - квантили распределения; q1 - заранее выбранный уровень значимости критерия.
Вычисляем: d = 0,7798. Выбрав уровень значимости q1 = 0,05 при n = 46, находим d0.05 = 0.8508; d0.95 =0.7496. Поскольку 0.7496<0.7798<0.8508, то критерий 1 выполняется.
Критерий 2. Можно считать, что результаты наблюдений принадлежат нормальному распределению, если не более 2 разностей превысили значение где - верхняя квантиль распределения нормированной функции Лапласа, отвечающая вероятности P/2; S - оценка среднего квадратического отклонения результата наблюдения:
(5)
Принимаем уровень значимости q2=0.02. Для n=42 и q2=0.02 находим Р=0,99 и =2,6. Отсюда, =2,6*0,2777=0,722. Разность не превышает не одно значение, из данных табл. 1. Следовательно, критерий 2 выполняется.
Таким образом, гипотеза о нормальности распределения полученных данных согласуется с данными наблюдений.
Для определения вероятности отклонения показаний влагометрической подсистемы, не превышающих + 0.5 (%) от среднего арифметического (), определим вероятность заданного отклонения нормально распределенной случайной величины по абсолютной величине в соответствии с формулой:
(6)
где P(Х)- вероятность, Ф(Х) - функция Лапласа, - среднеквадратическое отклонение нормального распределения:
(7)
Вероятность отклонения (7), Р(Х 0.5) = 0,94.
Все параметры технологического процесса сушки зерна, такие как температура агента сушки, температура нагрева зерна, влажность зерна, период срабатывания затворов с периодичностью 1 секунда передаются по линии связи на компьютер в лаборатории и сохраняются в протоколе технологического процесса. Это позволяет делать выводы о соблюдении технологии сушки зерна оператором зерносушилки. Применение влагометрической подсистемы при сушке различных культур на шахтной зерносушилке позволило оператору оперативно управлять температурой агента сушки, что видно из рис. 1.
зерносушилка квадратический влагометрический
Рис. 1. График процесса сушки на зерносушилке
Экономический эффект (Эсум) от использования влагометрической подсистемы для зерносушилок и влагомера определяется двумя составляющими:
Эсум = Эп + Эо, (8)
где Эп - прямой экономический эффект, полученный в результате экономии расхода топлива, Эо - опосредованный экономический эффект, обусловленный получением продукта сушки заданного качества.
Отметим, что составляющая Эо, в ряде случаев, значительно превышает Эп. В 2007 году, в сравнении с 2006 годом, когда зерносушилка не была оборудована приборами, экономия топлива составила не менее 30%.
Из рис. 1 видно, что зависимость:
W = f(t), (9)
где t - время, W - влажность зерна сдвинута во времени по отношению к зависимости:
Tас = f(t), (10)
где Тас - температура агента сушки, что обусловлено более высокой инерционностью зависимости (9). Снижение температуры агента сушки по средствам прикрытия форсунки горелки (линейные участки графика T= - к(t) + Тас в интервале значений Тас = 100+ 5 С до 40 + 10 С) при Т ас<=90 С приводит к дискретному режиму работы топки. Дискретный режим не является предпочтительным, а является следствием конкретных условий проведения процесса. При непрерывном режиме колебательный характер зависимости (10) сохранится, однако при этом можно достигнуть минимальной амплитуды разброса Тас при максимально возможном периоде, что обусловит дополнительный прямой экономический эффект.
Автоматизированная система контроля и управления процессом сушки зерна, оборудованная согласно, обеспечивает, с одной стороны, прямую экономию топлива, с другой стороны, своевременность принятия мер по поддержанию режима сушки в заданном температурном интервале, при этом влажность зерна поддерживается близко к целевому значению (7%), что хорошо иллюстрируется графиком на рис. 1. Именно этот фактор обеспечивает Эо процесса сушки с заданными характеристиками качества зерна на выходе - основную составляющую экономического эффекта. Расчет определения Эо по методике Заказчика (в этой статье не приводится) показал, что окупаемость влагометрической подсистемы достигается при сушке не более 5 тыс. тонн зерна. При трехсменной загрузке зерносушилки это составляет не более 7 суток.
Испытания опытного образца влагометрической подсистемы показали, что вероятность абсолютной погрешности (не превышающей + 0.5 (%)) составляет 0.94.
Точность показаний влагометрической подсистемы позволяет создать систему контроля и управления технологическим процессом сушки зерна, работающую в ручном, автоматизированном и автоматическом режимах.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Оценка истинного значения измеряемой величины. Доверительные интервалы для оценки среднего квадратического отклонения нормального распределения. Оценка точности измерений. Оценка вероятности (биномиального распределения) по относительной частоте.
реферат [277,7 K], добавлен 13.10.2013Характеристика современных телевизоров. Стандарты телевизионного вещания. Доверительные границы случайной погрешности результата измерения. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Результат измерения, оценка его среднего квадратического отклонения.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 14.11.2013Измерение гладким микрометром диаметра элемента вала и отклонения формы его поверхности. Выбор микрометра с необходимой точностью измерения. Расчет величины каждого отклонения поверхности вала, вычисление числового значения седлообразности и допуска.
лабораторная работа [54,3 K], добавлен 12.01.2010Исследование конструкции бункерной зерносушилки СБВС-5. Характеристика газовоздушной смеси и состояния зерна в процессе сушки и охлаждения. Расчет испаренной влаги в сушильной камере, размеров барабанной сушилки. Определение расхода теплоты на сушку.
курсовая работа [49,7 K], добавлен 23.12.2012Суть экспертных методов оценки качества. Требования к органам сертификации. Принцип ограничения предельных контуров при построении систем допусков и посадок. Отклонения и допуски формы и расположения поверхностей. Нарушения правил внутреннего распорядка.
контрольная работа [55,4 K], добавлен 18.01.2012Обработка результатов прямых и косвенных измерений с использованием ГОСТ 8.207-76. Оценка среднего квадратического отклонения, определение абсолютной погрешности и анормальных результатов измерений. Электромагнитный логометр, его достоинства и недостатки.
курсовая работа [938,3 K], добавлен 28.01.2015Взаимозаменяемость гладких цилиндрических деталей. Отклонения отверстий и валов. Обозначение полей допусков, предельных отклонений и посадок на чертежах. Неуказанные предельные отклонения размеров. Расчет и выбор посадок. Шероховатость поверхности.
реферат [278,6 K], добавлен 13.11.2008Однократное и многократное измерение физической величины. Определение среднего арифметического и среднеквадратического отклонения результатов серии измерений, их функциональные преобразования. Обработка экспериментальных данных при изучении зависимостей.
курсовая работа [159,6 K], добавлен 03.12.2010Классический вид движения зерна в бункере. Понижение уровня центрального столба. Методы достижения равномерности сушки. Факторы, влияющие на объем движения потока сыпучего тела. Методика проведения опытов при непрерывной дозагрузке зернового слоя.
статья [91,6 K], добавлен 11.10.2014Установки для сушки сыпучих материалов. Барабанные сушила, сушила для сушки в пневмопотоке и кипящем слое. Установки для сушки литейных форм, стержней. Действие устройств сушильных установок. Сушила с конвективным режимом работы. Расчет процессов сушки.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 29.10.2008Анализ современных подходов и технологических решений автоматизации сушки зерна. Обоснование предложений по проекту модернизации системы управления сушкой зерна в конвективной камере путем внедрения АСУ. Эксплуатационные затраты на сушку зерновых.
отчет по практике [803,0 K], добавлен 30.03.2014Классификация отклонений геометрических параметров, принципы построения систем допусков и посадок для типовых соединений деталей машин. Ряды допусков, диапазоны и интервалы размеров для квалитетов. Отклонения расположения поверхностей и шероховатости.
курсовая работа [906,8 K], добавлен 20.08.2010Разработка системы автоматизации сушки на базе контроллера FX 3U. Выбор и обоснование комплекса технических средств. Достижение на производстве бумажного полотна конечной сухости. Экономическая, экологическая и социальная эффективность автоматизации.
курсовая работа [743,5 K], добавлен 18.07.2014Бумага как упругопластический, капиллярно-пористый листовый материал, состоящий из мелких волокон. Знакомство с особенностями проектирования подсистемы автоматизированной системы управления напорным ящиком БДМ. Анализ напорного ящика закрытого типа.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.12.2014Народно – хозяйственная ценность культуры. Послеуборочная обработка (сушка, очистка). Оценка качества продукции. ГОСТы и методы определения качества. Режимы и способы хранения. Методика расчётов по сушке и очистке зерна. Активное вентилирование зерна.
курсовая работа [46,7 K], добавлен 05.07.2008Изображение заданной системы в критическом деформированном состоянии. Выявление сжато-изогнутых, изогнутых элементов, назначение числа ненулевых координат вектора отклонений для сжато-изогнутых элементов. Разбор оси системы на участки. Расчет сечения.
научная работа [409,7 K], добавлен 13.11.2008Сбор и обработка информации о надежности. Построение статистического ряда и статистических графиков. Определение математического ожидания, среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации. Задачи микрометража партии деталей, методика измерений.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 18.04.2013Сущность процесса сушки. Расчет сушильной установки. Аппаратное обеспечение процесса сушки. Технологические основы регулирования сушилок с кипящим слоем. Определение момента окончания сушки по разности температур. Автоматизация сушильных установок.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 25.01.2011Общая классификация весоизмерительных приборов, определение физической величины. Принципиальная и поверочная схемы, принцип действия, технические характеристики рычажных настольных гирных весов. Определение среднеквадратичной погрешности и отклонения.
курсовая работа [216,1 K], добавлен 01.03.2012Анализ конструктивных особенностей и принципа работы штанговой глубинно-насосной установки. Методика определения величины среднего уменьшения подачи насоса из-за упругого удлинения труб и штанг в долях от его условно теоретической производительности.
презентация [457,1 K], добавлен 26.08.2017
