LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Автоматизація управління технологічним процесом у дугових сталеплавильних печах

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ






Колеснікова Катерина Вікторівна


УДК 669.141.247:62 – 52



АВТОМАТИЗАЦІЯ УПРАВЛІННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИМ ПРОЦЕССОМ
У ДУГОВИХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНИХ ПЕЧАХ


05.13.07 – Автоматизація технологічних процесів



Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук










Одеса – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеському національному політехнічному університеті Міністерства освіти і науки України на кафедрі технології комп'ютерного проектування


Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Кострова Галина Вікторівна,

Одеський національний політехнічний університет,

професор кафедри машин і технології ливарного виробництва


Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Моісєєв Юрій Васильович

Фізіко-технологічний інститут металів та сплавів,

завідувач відділу автоматизації



доктор технічних наук, професор,

Максимов Максим Віталійович

Одеський національний політехнічний університет,

кафедра "Автоматизації теплоенергетичних процесів",

професор



Провідна установа: Науково-виробнича корпорація "Київський інститут автоматики"



Захист відбудеться 19 травня 2005 р. о 1330 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.052.01 в Одеському національному політехнічному університеті за адресою: 65044, м. Одеса, пр-т Шевченка, 1, ауд. 400А.


З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Одеського національного політехнічного університеті за адресою: м. Одеса, пр-т Шевченка, 1.

Автореферат розісланий " 13 " квітня 2005 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

професор Ю.С. Ямпольський

загальна характеристика роботи


Необхідною умовою успішного розвитку ливарного виробництва є підвищення ефективності технологічних процесів (ТП). Забезпечення досягнення високих якісних і кількісних показників ТП є важливою народногосподарською задачею, від рішення якої залежать темпи розвитку машинобудівного комплексу України та її
національний престиж.

Актуальність теми. Комплексний підхід до автоматизації ливарних виробництв у сучасних умовах здійснюється в трьох напрямках, що інтегруються в єдину систему: ефективне управління бізнес проектами, управління персоналом, а саме, навчання й підвищення його кваліфікації, автоматизація управлінської та виробничої діяльності. Управління технологічним процесом у дугових сталеплавильних печах здійснюється, як правило, в умовах невизначеності, не тільки через властивості об'єкта управління, але й через відсутність системи підтримки прийняття рішень, яка дозволяла би підвищити ефективність управління за рахунок повного врахування інформації про процес і застосування методів математичного моделювання.

Контроль якості ведення плавки у дуговій сталеплавильній печі здійснюється шляхом періодичного вимірювання температури металу у за допомогою разових термопар і на основі хімічних аналізів складу металу, які надходять із лабораторії через 15...20 хвилин після відбору проби. При такому інформаційному забезпеченні прийняття рішень щодо управління процесом базується на досвіді та інтуїції сталевара. Тому актуальними завданнями підвищення ефективності ТП і зменшення впливу людського фактору є розробка інформаційного і програмного забезпечення АСУ ТП для підтримки прийняття рішень щодо управління, а також систем навчання та підвищення кваліфікації персоналу.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційні дослідження виконані відповідно до планів науково-дослідних робіт ОНПУ № 1323-32 "Розробка моделі виплавки стали в дуговій електропечі",
№ 1450-32/205 "Розробка автоматизованої системи навчання і тренінгу сталеварів дугової сталеплавильної печі" та № 608-24 "Інформаційне моделювання складних технічних систем для потреб проектування та управління".

Метою дослідження є забезпечення високих якісних та кількісних показників ТП ливарного виробництва за рахунок створення і впровадження програмного забезпечення підтримки прийняття рішень і комп'ютерної системи навчання персоналу.

Для досягнення цієї мети в роботі вирішені такі основні задачі:

– виконана формалізація задач управління ТП плавлення сталі в дуговій сталеплавильній печі і визначені критерії оцінки якості функціонування об'єкта;

– розроблено математичний опис фізико-хімічних процесів, які відбуваються на стадіях плавлення сталі, і запропоновано метод розв'язання одержаної системи рівнянь;

– створена база даних АСУ ТП виплавки сталі для забезпечення інформаційних і облікових потреб системи підтримки прийняття рішень і навчання персоналу;

– розроблено програмне забезпечення АСУ ТП виплавки сталі для підтримки прийняття рішень та навчання персоналу;

– проведені виробничі випробування АСУ ТП і виконана оцінка ефективності впровадження результатів роботи.

Об'єкт дослідження– автоматизована система управління технологічним процесом виплавки сталі в дуговій сталеплавильний печі.

Предмет дослідження– інформаційне і програмне забезпечення АСУ ТП виплавки сталі для підтримки прийняття рішень і системи управління персоналом.

Методи дослідження базуються на теорії металургійних процесів (визначення активності компонентів шлаку як фази з колективізованими електронами, опис рівноваги в системі "шлак - метал"); теорії оптимізації (пошук рішень для математичного опису рівноваги в системі "шлак - метал"); методах апроксимації даних (метод найменших квадратів використаний для одержання експериментальних моделей розподілу сірки, а також вмісту оксидів заліза в шлаку); моделюванні на ЕОМ.

Наукова новизна одержаних результатів роботи полягає в наступному:

– вперше виконана формалізація задачі управління складним процесом виплавки сталі, що заснована на операційної декомпозиції процесу і формуванні цільових функцій управління для окремих стадій ТП;

– дістав подальший розвиток математичний опис стадій електро-сталеплавильних процесів, який використовує визначення активності компонентів шлаку як фази із колективізованими електронами і враховує розчинення компонентів футерівки, заправних матеріалів та угар шихти;

– удосконалені експериментальні моделі рівноважного вмісту оксидів заліза в шлаку, а також розподілу сірки між металом і шлаком, які представлені поліномами, і показано ефективність використання одержаних моделей для автоматизації розрахунків матеріального балансу стадій ТП;

– вперше запропонована принципова схема управління ітераційним процесом розв'язання загальної системи нелінійних рівнянь рівноваги і матеріального балансу операцій за допомогою нейронної мережі, яка виконує