Колеснікова Катерина Вікторівна. Автоматизація управління технологічним процесом у дугових сталеплавильних печах

brief description

Колеснікова Катерина Вікторівна. Автоматизація управління технологічним процесом у дугових сталеплавильних печах: дис... канд. техн. наук: 05.13.07 / Одеський національний політехнічний ун-т. - О., 2005.

Колеснікова К.В.Автоматизація управління технологічним процесом у дугових сталеплавильних печах. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 Автоматизація технологічних процесів Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2005.
У дисертаційній роботі розроблено нове рішення важливої народногосподарської задачі, що полягає у створенні інформаційного і програмного забезпечення для побудови АСУ ТП виплавки сталі та систем управління персоналом (навчання й підвищення кваліфікації сталеварів). Виконано формалізацію завдань управління складним періодичним процесом виплавки сталі на основі декомпозиції процесу, із виділенням основних етапів процесу для побудови АСУ ТП, а також навчальних програм для персоналу. Вперше запропонована принципова схема управління ітераційним процесом пошуку рішення системи рівнянь, що описують стан рівноваги між шлаком і металом, за допомогою нейронної мережі. Показано ефективність застосування АСУ ТП для прийняття технологічних рішень по управлінню об'єктом за рахунок того, що додатково до використовуваних параметрів, враховуються результати моделювання.

У дисертаційній роботі запропоновано нове рішення важливої народногосподарської задачі, що полягає у створенні інформаційного і програмного забезпечення для побудови АСУ ТП виплавки сталі у дугових сталеплавильних печах, а також системи управління персоналом (навчання та підвищення кваліфікації сталеварів).

Виконано формалізацію завдань управління складним періодичним процесом виплавки сталі на основі декомпозиції процесу із виділенням основних етапів процесу. Декомпозиція процесу є основою для побудови АСУ ТП і програм навчання персоналу. Для оцінки якості управління об’єктом обрана цільова функція, яка визначається різницею між вартістю продукції і технологічними витратами матеріалів та енергії.
Запропоновано новий метод розв’язання загальної системи рівнянь матеріального балансу об’єкта і рівноваги в системі шлак-метал” за допомогою нейронної мережі. Моделювання процесів виплавки сталі виконано з визначенням активності компонентів шлаку як фази з колективізованими електронами. Запропонована принципова схема управління за допомогою нейронної мережі ітераційним пошуком рішення системи рівнянь, які описують стан рівноваги між шлаком і металом. У порівнянні з кроковими методами градієнтного і випадкового пошуку обчислювальні витрати зменшені більш, ніж у 150 разів.
Створені експериментальні моделі розподілу сірки між металом та шлаком, а також рівноважного вмісту оксидів заліза в шлаку, що дозволяє автоматизувати багатоваріантні розрахунки матеріального балансу на всіх стадіях процесу без використання ручних графоаналітичних методів.
Запропоновано загальний підхід для врахування особливостей футерівки дугової сталеплавильної речі при моделюванні ТП, що дозволило автоматизувати процеси управління, як в лужних, так і в кислих печах.
На основі застосування комп'ютерних модулів, керованих подіями, створено уніфікований програмний модуль автоматичного управління процесом імітації функціонування печі, який використовується для моделювання всіх етапів плавки.
Показано ефективність застосування АСУ ТП для прийняття технологічних рішень по управлінню об'єктом за рахунок того, що додатково до використовуваних параметрів враховуються результати моделювання.
Розроблені моделі, алгоритми і методи склали основу для розробки і впровадження АСУ ТП, що функціонує в режимі порадника й систем навчання персоналу печей. Впровадження результатів дисертаційної роботи на Дніпродзержинському сталеливарному заводі дозволило зменшити питому витрату матеріалів, що утворюють шлак, на 9,2 % і феросплавів на 13 %, економія електроенергії склала 3,4 %, середня тривалість плавок зменшена від 4,5 до 4,1 годин.