Утверждаю:
Генеральный директор ООО «Маяк ПКФ»
______________________Т.В.Прокопьева
«____» _____________________2003г.
по теме: «Совершенствование АСУ ТП и разработка режимов прокаливания коксов»
Красноярск 2003
1 Лапаев И.И. – доцент, к.т.н.;
2 Лешкова О.Ю. – аспирант.
СОДЕРЖАНИЕ
Г.1 Общие данные об объекте исследования…………………………….30
Заключение……………………………………………………………..33
Приложения…………………………………………………………….34
Г.1 ОБЩИЕ ДАННЫЕ ОБ ОБЪЕКТЕ
Патентные исследования выполняются в соответствии с календарным планом договора между ООО «ИТЦ» и ООО «Маяк ПКФ» на 2003г. Патентные исследования проводятся в период с 03.01.03 по 20.03.03.
Объектом исследования является поиск перспективных подходов к разработке автоматизированных систем управления вращающимися печами, так как традиционные подходы к их автоматизации себя исчерпали.
Целью автоматизации процесса прокалки, безусловно, является повышение качества ведения технологического процесса, а затем и его оптимизация. Именно управляющие системы способны дать реальный экономический эффект, стабилизировать качество продукции. Наиболее трудоемкой в реализации таких систем является разработка управляющих алгоритмов, адекватных по сложности управляемым процессам. Немаловажным является также выбор технических средств, с помощью которых эти алгоритмы можно было бы реализовать на вращающихся печах.
Целью договора является усовершенствование существующей АСУ ТП прокалки кокса и уточнение режимов прокаливания, что позволит снизить себестоимость получаемого кокса и улучшит его качество.
Заказчиком работ является УК РУСАЛ. Результаты работы будут внедряться на ОАО «КрАЗ».
Г.2 Основная аналитическая часть
Задание на проведение патентных исследований и календарный план приведены в приложении А.1. Регламент поиска находится в приложении Б.1. Результаты поиска приведены в приложении В.1. Анализ применимости, найденных источников информации находится в приложении Г.1.
Вращающиеся печи являются, сложным, нелинейным, с большим числом неконтролируемых основных переменных и возмущений объектом, который трудно поддается математическому описанию и управлению. Управление сведено лишь к поддержанию режимных параметров процесса на уровне, зачастую задаваемым интуитивно, обеспечивающим с определенной вероятностью требуемые качественные показатели. В виду этого наибольшее количество патентов и научно-технических публикаций посвящено разработке структуры АСУ ТП и особенно ее верхнего уровня, а также применению в них новых технических средств контроля и управления. Рассмотрим более подробно источники информации, начиная с 1997г.
Усилия исследователей направлены на то, чтобы обеспечить автоматический контроль температур в некоторых точках по длине печи и регулирование каких-то из них. Как правило, одной из таких температур является температура отходящих газов (холодный конец печи), а другой температура футеровки вблизи разгрузочного конца печи. Причем температура футеровки измеряется современными обычно двух цветовыми пирометрами. (Таблица В.6.2 №1,3,4,7). В некоторых источниках(таблица Г.1,№2) предложено использовать для измерения температуры в зоне обжига косвенный параметр, либо применять расчетный метод(таблица В.6.2, №2). В системе управления (пат. 2139482 С1) привлекает использование в качестве управляющего воздействия – изменение скорости вращения печи, которое пожалуй в наибольшей степени, после загрузки материала, влияет на технологический процесс во вращающейся печи. Однако само по себе использование данного управляющего воздействия даже в комбинации с другими, стандартными для вращающейся печи управляющими воздействиями (разрежение, расход топлива, расход воздуха на сжигание топлива и летучих компонентов (пат. №3966560)) не является гарантией эффективности работы АСУ ТП. Необходим соответствующий алгоритм управления.
Что касается верхнего уровня АСУ ТП, то расчет заданий регуляторам теплового режима печи осуществляется традиционно – на основе статистических зависимостей(таблица В.6.2, №8) или систем линейных алгебраических и дифференциальных уравнений, однако наметился новый перспективный подход, заключающийся в применении элементов искусственного интеллекта – нейронных сетей.(Таблица В6.2, №9-15).
Использование нейронных сетей, позволяет создать (с помощью стандартных пакетов программ моделирования нейросетей Statistical Neural Network, “Neuro Shell” 2.4 и др.) математическую модель процесса прокалки, как для решения задачи прогноза (по известным характеристикам прокаливаемого кокса и основным режимным параметрам процесса прокалки (температурам, разрежению в холодной головке печи и т.д.)) – рассчитывать истинную плотность прокаленного кокса и его угар с высокой точностью, так и для решения задачи оптимизации – по заданной (требуемой) истинной плотности прокаленного кокса и известным основным характеристикам “сырого” кокса определить оптимальные значения основных режимных параметров процесса (задания локальных системам автоматической стабилизации (расхода мазута, температуры отходящих газов, температуры прокаленного кокса на выходе печи и расхода вторичного воздуха в печь).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
