Отзыв оппонента 2 (Разработка способа и алгоритмов управления электрическими печами сопротивления, обеспечивающих временную и пространственную равномерность нагрева)

отзыв официального оппонента на диссертацию Горячих Елены Владимировны «Разработка способов и алгоритмов управления электрическими печами сопротивления, обеспечивающих временную и пространственную равномерность нагрева», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.10 «Электротехнология» На отзыв представлены: - диссертация общим объемом 125 страниц, состоящая из введения, четырех глав, выводов по работе, приложений, списка литературы, включающего 84 наименования; - автореферат на 20 страницах, в котором приведен список опубликованных работ соискателя по теме диссертации (22 наименования). Актуальность работы Актуальность диссертационной работы определяется тем, что технологический процесс термообработки керамических изделий в электрических печах сопротивления (ЭПС) требует обеспечения высокой равномерности нагрева в рабочей камере печи с целью повышения качества обрабатываемых изделий и снижения брака.

С другой стороны, стоит задача повышения энергетической эффективности ЭПС при термообработке керамических изделий. В настоящее время в промышленности применяется широкий ряд типоразмеров электрических печей сопротивления для термообработки керамических изделий. Используются установки, как с прямоугольной, так и цилиндрической формой рабочей камерой. Одним из основных способов, обеспечивающих равномерность нагрева при соблюдении требований технологического процесса по скорости разогрева и создании условий, обеспечивающих длительный срок эксплуатации самой печи, является оснащение печи современной системой управления.

Для построения адекватной системы управления необходимо представлять взаимосвязь самой печи, нагревательных элементов, обрабатываемого изделия с системой управления. Только на этой базе возможно совершенствование системы автоматического управления ЭПС. Разработка новых алгоритмов управления, обеспечивающих снижение затрат энергии и повышение равномерности распределения температуры в камере печи, позволяющих повысить энергоэффективность комплекса, включающего в себя печь и систему регулирования температуры, на сегодняшний день является актуальной.

Достоверность и новизна результатов исследования Для решения задачи равномерного по объему печи нагрева, при сохранении требований по исключению перегрева нагревателей, потребовалось посредством компьютерного моделирования и экспериментальных исследований проанализировать работу ЭПС как объекта управления и выработать рекомендации по построению алгоритмов управления. Достоверность научных результатов и выводов подтверждается коррект- постыл принимаемых допущений при разработке моделей комплекса: печь сопротивления, системы электропитания и управления, обоснованностью принятых методов исследований, проведенных с использованием сертифицированного измерительного оборудования.

Научной новизной обладают разработанные модели комплекса, включающие в себя электрическую печь сопротивления, систему электропитания и управления, учитывающих неоднородность объекта управления и нелинейность характеристик регулятора мощности. Новыми являются результаты сравнительного анализа аналитических и экспериментальных динамических характеристик системы комплексного управления. Новизной характеризуются предложенные алгоритмы управления, учитывающие неоднородность объекта управления и нелинейность элементов системы управления.

Новизной обладают полученные в полиномиальной фор- ме зависимости дополнительной мощности, требуемой для компенсации разности температур между тепловыми зонами. Разработан и зарегистрирован как интеллектуальная собственность программный пакет, позволяющий проводить расчет передаточной функции электрической печи сопротивления на основе паспортных данных. Значимость работы для науки и производства Научное значение диссертации определяется комплексным подходом, реализованным автором работы при решении проблем повышения равномерности нагрева в рабочей камере электрической печи сопротивления. Разработанные имитационные модели в программной среде Ятп1пй/Ма11аЬ позволяют в диалоговом режиме проводить анализ и синтез системы комплексного регулирования с учетом требуемых технологией ограничений по току и по температуре нагревательных элементов.

Запатентованные схемотехнические решения с дополнительными контурами по току и температуре нагревателей позволяют не менее, чем на 50 ',4 снизить установленную мощность регулятора мощности, а также продлить срок службы нагревательных элементов. Полученные в работе полиномиальные зависимости дополнительной мощности, требуемой для компенсации разности температур между тепловыми зонами в процессе нагрева могут использоваться при проектировании адаптивной системы управления многозонной электрической печи сопротивления периодического действия. Результаты работы могут быть рекомендованы для использования в организациях, занимающихся проектированием и производством электрических печей сопротивления для термообработки керамических изделий, а также в организациях, эксплуатирующих печи сопротивления.

Анализ объема и содержания диссертации В целом, диссертационная работа Горячих Е.В., выполнена на достаточ- ном научном уровне и обладает практической полезностью. Диссертация изложена ясным языком, основные результаты работы апробированы на всероссийских и международных научных конференциях и опубликованы в рецензируемых журналах, а также в виде патентов на полезные модели. Автореферат диссертации отражает основное содержание диссертации и выводы, сформулированные в работе. Замечания по диссертации По содержанию диссертации имеются следующие замечания: 1.

Замечания по терминологии: * раздел 2.2. Хотя заголовок раздела и говорит о разработке модели ЭПС, но далее говорится о построении регулятора, а сама печь и загрузка остаются в стороне. Начиная с рис. 2.4 везде речь о регуляторе температуры, но реально на схемах комплекс, включающий и печь и систему питания. Недостаточно последовательно выдерживается терминологическое единство материала. * стр. 45.

Введено понятие «неоднородность печи сопротивления», но для него не дается определения. * стр. 7б-80. В параграфе 3.4 используется три термина для обозначения одного и того же построения регулятора, а именно: - регулирование по внутреннему контуру тока; - связь по току в самом регуляторе; - токовая отсечка в самом регуляторе; Данное обстоятельство затрудняет чтение диссертации. * стр.

89. Вводятся понятия «теплоемкость печи» и «условная масса изделия», но не дается определений этим понятиям и не указываются способы, посредством которых эти величины устанавливаются. 2. Стр. 72. Приводятся данные экспериментальных исследований, но из текста не понятно как они используются при исследовании компенсации разницы температур в тепловых зонах печи. 3. Стр. 77-78. В тексте указано значение токовой отсечки — 210 А, а на графике рис.

3.9 первые 25 минут работы печи ток в нагревателях превосходит 210 А. Где же отсечка? На обеих кривых рис. 3.9 нет бросков тока„есть провалы. Не понятно, о каких бросках говорит автор. 4. Стр. 89. Формула (4.4) — вместо температуры печи следует использовать разность между температурой внутри печи и температурой окружающей среды. При определении К„р используется показатель «теплоемкость печи = 282 Дж/кг.'С».

Однако ни один из материалов, используемых в печи, не имеет такой низкой теплоемкости. Так, например, у шамота теплоемкость равна 1000 Дж/кг'С. Ранее для удельной теплоемкости А1гОз автор приводит значение 244 Дж/кг'С. Однако, в справочниках обычно приводятся значения не менее 800 Дж/кг 'С. При расчетах принято, что масса печи равна 170 кг. При этом нет пояснений - это масса по паспорту печи или «условная масса». 5. Стр. 90. Автор не говорит каким образом масса печи связана с температурой ее отдельных элементов.

Используется некое приведенное значение без должного обоснования. Различие в температурах отдельных элементов и различие в теплотехнических характеристиках этих элементов сказывается на коэффициенте теплопередачи, но никак на массе. Поэтому использование формулы (4.5) недостаточно обосновано. б. Стр.

92. Замечания, приведенные выше относительно используемых значений теплоемкости видимо привели к необходимости вводить попра- вочный коэффициент 0,4, отражающий значительное расхождение экспериментальных данных с методикой предложенной автором. 7. Замечания по оформлению: ° В оглавлении приведено неправильное название главы 4 ° Общее замечание к имитационным моделям. Нигде не дается пояснений о назначении элементов моделей и о том, какую функцию они выполняют. е Стр. 67-б8. Противоречие между текстом о рис. 3.2 и подписью под рис. ° Стр. 80.

В последнем абзаце неправильная ссылка на рис. 3.11. Должен быть рис. 3.12. Такая же ошибка на стр. 81. ° Стр. 95. Таблица 4.3. Не указана размерность теплоемкости и теплопроводности. Для каждого из показателей дается три колонки цифр: «а», «Ь», «с», но нет разъяснений что они означают. 8.

Имеется ряд замечаний по изложению„а также грамматическим неточностям, которые сообщены автору Общая оценка диссертации Указанные замечания не снижают общего положительного впечатления о работе и ее научной и практической ценности. Основные положения диссертационной работы в достаточной мере отражены в научных трудах соискателя: 5 печатных работ, 4 патента на полезные модели, 1 зарегистрированная программа расчета передаточной функции, при этом 4 статьи опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК РФ, а также 12 докладов опубликовано в трудах международных конференций.

Содержание автореферата, в целом, соответствует материалам диссертационной работы. Таким образом, можно заключить, что представленная на отзыв диссертация является завершенной научно-квалификационной работой, в которой решены задачи моделирования и построения систем управления электрическими печами сопротивления с целью повышения равномерности нагрева изделий и повышения их качества. Диссертационная работа соответствует специальности 05,09.10 и удовлетворяет требованиям Положения ВАК РФ о порядке присуждения ученых степеней, а ее автор Горячих Елена Владимировна заслуживает присвоения ученой степени кандидата технических наук. Советник генерального директора а Н.Н.

удостоверяю. вврсоналу 000 ССТ Подпись советника гендир Зам генерального Миронова И. В. 000 «Специальные системьг:н технологии» ,.У У," к.т.н., с.н.с ,у'~!,~,.~., ~ ~~, ~,„- ~ Хренков Николай Николаевич г. Мытищи, Моск. Обл, 141008, Проектируемый пр. 5274, стр. 7 тел. + 7(495) 728 80 80, е-та11: Ьгеп1соч®азу.га .