集 料 生 产 加 工 的 建 模 和 分 析
Dany Hajjarl和Simaan M.AbouRizk，会员,中国土木水利工程学刊
文摘:这篇论文介绍了一种专门为集料加工行业而生产的模拟开
发工具称为CRUISER，该专用的工具提供通用模拟器的另一种选择且一般很难被建设的实践者使用。CRUISER是基于面向对象的环境,让视觉创造的过程仿真的模型和试验。两个主要集料生产建模过程是:(1)经粉碎减少集料大小;(2) 通过大小分离筛选。潜在的模式都是基于一个组合设备生产制造，进行各种规格、实证数据流分析和随机分析，该系统对所提出的理论进行了大量的设备配置并在很多组织实施。
介绍
碎石集料生产涉及到材料的减少和原料的大小分离或者设想成为一种适用于建设的碎料。这样做的目的是获得质量要求的集料并在最低限度的成本满足用户。对于工厂选址决策、配置,以及设备设置一般是基于现场人员的经验。 本文综述为集料的分析模型, 提出了一种特殊目的的模拟工具,可以用来建模和模拟一个完整的破碎设备。
总生产
生产建设过程中,涉及到的集料尺寸减少和分离以及许多支持操作,如钻孔、爆破、装卸、运输、和产品处理。本文讨论的方法只适用于加工阶段。对于一个理论和实践的概述，读者可参阅Nunnaly(1980年)和Peurifoy以及其他人(1996)并伴随这些活动。
集料的制备
集料的制备包括两个主要的活动:(1)减少材料尺寸;(2)根据尺寸分离。尺寸是通过使用专用的粉碎设备减小，该设备操作锋利的原理(钳口,回转破碎机,圆锥破碎机)或高冲击(单、双叶轮撞击机) (史密斯和科利1993)。大多数集料上浆方法是进行筛选的方式运行,根据粒子的最低通过选择长度而分级。典型的工业屏幕支持多种不同开放甲板的尺寸。在简单的静态屏幕，运输是倾斜表面充分为材料所移动的重力而安排。其他类型的屏幕上的组合则是利用旋转重力运动振动提供 (Peurifoy，1996)。
多级循环处理
在图1中集料的加工是利用集料生产设备几个阶段,穿过几个破碎机的示范和屏幕。本程序是作为一种控制成品质量的手段,尺寸减少的数量完成直接相关的能量使用。更高的能源输出带来更高的减少比例,但还可以导致更高比例的罚款。细集料大多因无用太小的副产品无法作为集料。因此,使用几个破碎机可以帮助减少浪费分配所需的能量。典型的设备利用两到三破碎机连接几个屏幕在一起。输送机是物料运输设备的主要手段。材料进入设备遵循一个给定的路径输送，沿着这条小路走,被当作一段流分析。
集料加工操作通常被分为两个分类: (1)打开电路;(2)闭合电路。在一个公开的电路操作,通过每个组成部分的总流利用自己的方式来储存。在图2中一个
封闭的系统运作中至少一个分流是前一阶段循环回的一个破碎。闭合电路操作需要较均匀的喂料分级和吨位以及之间的兼容的设置和控制破碎机的屏幕。如果这
些条件失败,材料将逐步堆积,直到设备过载。在一个小心翼翼地管理操作中,循环荷载作用将逐渐建立于设备启动直到达到稳态。
质量
分类利用集料的物理和化学性能的几个方面。这些特性包括强度、含水量、破碎率、粘土含量、有机物质含量和产品分级。质量一致性是由这些性质终端用户的规格说明定义。集料加工过程的质量控制主要包括产品分级用筛获得分析。结果提出了比例通常是通过累积百分比或图形化百分比保留在标准筛尺寸(“机械”1996)，规格提供上界和下界级配的一种外壳形式。图3中显示一个样品测试结果符合规格。
收益
收益是由两个水平集料生产决定。在局部或全体的水平,管理者关心现有的设备配置的一些潜在的坑，初步地质调查确定砾石沉积物的类型和体积。这些信息随着历史生产估计被用来确定设备的位置。在设备等级上，通常客观的要求最大限度地生产。这大致上可以达到破碎机设置和屏幕尺寸的优化。经验丰富的管理者能够在这些决策领域随着产品检查分级通过目视检查设备。
集料模拟加工
计算机模拟集料生产工艺,可大大提高任何层级的操作。企业决策者可以使用工具来获得正确的估计在任何预期的物力之前会全身心投入工作。管理者在现场实施决定之前,允许对原型进行仿真。他们可以各种可能发生的情况进行试验(比如,一个不同的屏幕尺寸或破碎机设定),然后观察模拟产量和质量的影响。这样的分析不妨碍工厂的生产,从而把降低亏损与设备停工联系在一起。 特殊目的的模拟器(SPS)
计算机一般的模拟已经成功应用于多种建筑应用领域(见,例如,AbouRizk和Dozzi(1993年)和Vanegas以及其他人。(1993)]。大多数的前期工作的动机是模拟器的成功(Paulson 1978;Lluch和Halpin 1981;Dabbas和Halpin 1982;Chang和Carr 1987;McCahill和Bemold 1993)。设计的模SPS是设计成缩
小仿真工具和建设从业者之间差距的一种新方式。SPS工具使用熟悉的界面为目标的专业领域而对于使用需要很少甚至没有模拟知识。在AbouRizk和Hajjar(1998) 详细讨论了该方法。SPS的主要原理是利用面向对象的设计和基于过程的建模为集料加工开发仿真模型。
SPS集料加工
面向对象建模被选来用于模拟集料生产发展的基础框架称为CRUISER，这样做的目的是产生强烈的视觉和用户友好的环境模型的定义和操作。主要发展历程中的过程包括类定义的代表和操纵的各种工艺(如:原料饲料、运输机械、搅拌机、屏幕、破碎机)。在图4显示发达类层次，表1提供了一个简单抽象类的概要。
一般来说,一个AP2Earth对象(即抽象类的一个实例,通常在最低水平的层次) 根据产业分支封装多种信息和方法，所提供的支持功能抽象类包括图形化的 行为、模拟的行为和报告的行为。
图形操作
图示和操作功能的获得源于绘图基础种类，基类的派生类必须执行某些虚拟函数来符合整体视觉处理的目的，通常每个种类有一个相关的图形的对话框，用户可以在此输入和改变信息是一种非常直观的方式。图5显示屏幕对话框