Автоматизация оперативного управления доменным процессом с использованием модельно-упреждающего подхода
Аннотация
Рассматривается задача автоматизации оперативного управления доменным процессом с использованием методов, основанных на моделировании и выработке упреждающих решений в реальном времени on-line с объектом управления. Характерными особенностями создаваемой системы оперативного управления являются:
- использование программных средств интеллектуального анализа данных эксплуатации для выявления эффективных областей значений режимных параметров печи;
- наличие программы идентификации в реальном времени текущих параметров зоны когезии доменного процесса для коррекции оперативного управления;
- прогнозирование динамики изменения индикаторов теплового состояния печи при изменениях параметров дутья и загрузки шихтовых материалов.
В результате применения указанных программных средств достигается выведение режимных параметров доменного процесса в эффективную область значений повышенной производительности и снижение потребления кокса при значительных изменениях исходных параметров шихты, которые обусловлены использованием шихтовых материалов от разных поставщиков. При этом прогнозирование динамики режимных параметров позволяет мастеру стабилизировать доменный процесс в эффективной области их значений.
Система реализуется в рамках совместной разработки Южно-Уральского государственного университета (национального исследовательского университета) (Челябинск), ООО НПП «Политех-Автоматика» (Челябинск) и ООО «АКОММ» (Москва).
Ключевые слова
Полный текст:
PDF (English)Литература
Математическая модель контроля и прогнозирования хода доменного процесса / Г.А. Полянский, В.И. Набока, А.П. Фоменко, Н.В. Крутас // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: сб. науч. тр. – Днепропетровск, 2008. – Вып. 16. – С. 361–371.
Похвиснев, А.Н. К вопросу о регулировании хода доменной печи по анализу колошникового газа / А.Н. Похвиснев, Г.А. Воловик // Научные исследования в помощь доменному производству: сб. тр. – Днепропетровск: Днепропетров. кн. изд-во, 1960. – 198 с.
Похвиснев, А.Н. Управление доменным процессом по изменению состава колошникового газа / А.Н. Похвиснев // Теория и практика металлургии. – 1939. – № 8. – С. 15–19.
Готлиб, А.Д. Основы автоматического регулирования доменного процесса / А.Д. Готлиб, Г.Г. Ефименко, А.А. Гиммельфарб // Доменный процесс по новейшим исследованиям. – М.: Металлургиздат, 1963. – 295 с.
Гиммельфарб, А.А. Автоматическое управление доменным процессом / А.А. Гиммельфарб, Г.Г. Ефименко. – М.: Металлургия, 1969. – 378 с.
Товаровский, И.Г. Доменная плавка: моногр. / И.Г. Товаровский. – 2-е изд., уточнен., Дніпропетровськ: ПОРОГИ, 2009. – 659 с.
Павлов, М.А. Металлургия чугуна. Ч.2: Доменный процесс / М.А. Павлов. – Изд. шестое. – М.: Металлургиздат, 1949. – 628 с.
Товаровский, И.Г. Совершенствование и оптимизация параметров доменного процесса / И.Г. Товаровский. – М.: Металлургия, 1987. – 192 с.
Готлиб, А.Д. О «принципе М.А. Павлова» / А.Д. Готлиб // Исследование доменного процесса: сб. тр. – М.: Изд-во АН СССР, 1957. – С. 24–32.
Рамм, А.Н. О влиянии интенсивности плавки на производительность доменных печей и относительный расход кокса / А.Н. Рамм // Исследование доменного процесса: сб. науч. тр. / АН СССР. – М.: Изд-во АН СССР, 1957. – С. 85–87.
Рамм, А.Н. Современный доменный процесс / А.Н. Рамм. – М.: Металлургия, 1980. – 304 с.
Паршаков, В.М. Двумерная модель теплообмена в доменной печи / В.М. Паршаков, Т.Ю. Каширская, В.А. Заболотских // Теплотехническое обеспечение основных технологических процессов чёрной металлургии: сб. тр. – М.: Металлургия, 1988. – С. 22–25.
Паршаков, В.М. Повышение эффективности использования пылеугольного топлива в доменной печи / В.М. Паршаков // Сталь. – 2005. – № 8. – С. 32–37.
Паршаков, В.М. АСУ ТП доменной плавки и её технологическое насыщение / В.М. Паршаков, А.А. Третяк, А.П. Уланов. // Доменное производство – ХХI век. Труды Международного конгресса доменщиков. – М.: Издат. дом «Кодекс», 2010. – С. 391–413.
Внедрение системы оперативного автоматического определения зоны плавления в доменной печи в составе АСУ ТП ДП-2: заключительный отчет / ООО «АКОММ»; рук. В.М. Паршаков. – М., 2015. – 137 с.
Информационные системы в металлургии / Н.А. Спирин, Ю.В. Ипатов, В.И. Лобанов и др.; под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. – 617 с.
Оптимизация и идентификация технологических процессов в металлургии / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, С.И. Паршаков, С.Г. Денисенко; под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: УГТУУПИ, 2006. – 307 с.
Товаровский, И.Г. Нормативная оценка влияния параметров доменной плавки на расход кокса и производительность / И.Г. Товаровский // Сталь. – 2014. – № 5. – С. 4–11.
Повышение производительности доменной печи при оптимизации автоматического управления подачей природного газа и технического кислорода в дутье / Б.Н. Парсункин, Б.К. Сеничкин, С.М. Андреев, М.Ю. Рябчиков // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. – 2011. – № 4. – C. 73–77.
Компьютерные методы моделирования доменного процесса / О.П. Онорин, Н.А. Спирин, В.Л. Терентьев и др.; под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. – 301 с.
Жеребин, Б.Н. Практика ведения доменной печи / Б.Н. Жеребин. – М.: Металлургия, 1980. – 248 с.
Применение математических методов и ЭВМ для анализа и управления доменным процессом / И.Г. Товаровский, Е.И. Райх, К.К. Шкодин и др. – М.: Металлургия, 1978. – 204 с.
Авдеев, В.П. Идентификация промышленных объектов с учетом нестационарностей и обратных связей / В.П. Авдеев, Т.М. Даниелян, П.Г. Белоусов. – Новокузнецк: СибМИ, 1984. – 88 с.
Сучков,А.В. Совершенствованиеуправлениямногомерными технологическим объектом на примере доменнойпечи:моногр./А.В.Сучков, В.Г.Лисиенко, В.А.Сучков.–Екатринбург:УрФУ,2012.–126 с.
Основы теории и технологии доменной плавки / А.Н. Дмитриев, Н.С. Шумаков, Л.И. Леонтьев, О.П. Онорин. – Екатеринбург: УрО РАН, 2005. – 545 с.
Лисиенко, В.Г. Совершенствование и повышение эффективности энерготехнологий и производств. Т. 2. Кн.1: Новые способы, модельные и экспериментальные исследования: моногр. / В.Г. Лисиенко. – Екатеринбург: УрФУ, 2013. – 592 с.
Blast Furnace Phenomena and Modelling / Ed. By Yasuo Omori. – London and New York: Elsevier applied science, 1987. – 631 р.
Sasaki, M. Formation and Melt-down of Softening-Melting Zone in Blast Furnace / M. Sasaki, K. Ono, A. Suzuki // Trans. of the Iron and Steel Inst. Jap. – 1977. – Vol.17, no. 7. – P. 391–400.
Burgess, J.M. Analysis of Blast Furnace Pressure Tappings, using a Cohesive-zone Gasdistribution Model / J.M. Burgess, D.R. Jenkins, K.L. Hockings // Ironmaking and Steelmaking. – 1984. – Vol. 11, no. 5. – P. 253–261.
Togino, Y. Estimation of Lower Limit of Fuel Rate in Blast Furnace by Mathematical Model / Y. Togino, M. Sugata, K. Yamaguchi // Trans. of the Iron and Steel Inst. Jap. – 1980. – Vol. 20, no. 9. – P. 639–645.
Two-dimensional Simulation on the Gas Flow and Heat Transfer in the Blast Furnace / J. Yagi, K. Takeda, Y. Omori et al. // Trans. of the Iron and Steel Inst. Jap. – 1983. – Vol. 22, no. 11. – P. 884–892.
Development of Measuring Technique for Coheszive Zone and its Application Process in Ohgishima Blast Furnace / T. Fukushima, T. Fukyama, Y. Yamada et al. // Trans. of the Iron and Steel Inst. Jap. – 1982. – Vol. 22, no. 10. – P. 807–810.
Sugiama, T. A Theoretical Analisis on Gas Flow and Heat Transfer in Packed Beds with Fused and Unfused Layers / T. Sugiama, J. Yagi, Y. Omori // Tetsu-to-Hagane. Jorn. of the Iron and Steel Inst. Jap. – 1978. – Vol. 64, no. 12. – P. 1676–1684.
Kule, J. Blast Furnace Model Development and Application in the British Steel Corporation / J. Kule // Proc. Conf., Univ. Surrey. Sept. 11th – 13th. 1979. – London, 1980. – P. 403–415.
Yagi, J. Mathematical Models of the Blast Furnace Process / J. Yagi // Tetsu-to-Hagane. – 1983. – No. 10. – P. 1242–1249.
Kumar, S.A. Production and Operations Management / S.A. Kumar, N. Suresh. – New Age International (P) Ltd., 2009. – 284 p.
Modrak, V. Operations Management Research and Cellular Manufacturing Systems: Innovative Methods and Approaches / V. Modrak, R.S. Pandian. – IGI Global Snippet, 2011. – 456 p.
Gobetto M. Operations management in automotive industries: from industrial strategies to production resources management, through the industrialization process and supply chain to pursue value creation. – Springer Science + Business Media Dordrecht, 2014 – XXII. – 245 p. DOI: 10.1007/978-94-007-7593
Kwakernaak, H. Optimal Operation of Blast Furnace Stoves / H. Kwakernaak, P. Tijssen, R.C.W. Strijbos // Automatica. – 1970. – Vol. 6, no. 1. – P. 33–40.
Jeffreson C.P. Feedforward Control of Blast Furnace Stoves / C.P. Jeffreson // Automatica. – 1979. – Vol. 15, no. 2. – P. 149–159.
Labossiere, G.A. Model-based Control of a Blast Furnace Stove Rig / Garry A. Labossiere, Peter L. Lee // Journal of Process Control. – 1991. – Vol. 1, no. 4. – P. 217–227.
Kazarinov, L.S. Oblong Ellipsoid Method in Process Efficiency Control / L.S. Kazarinov, T.A. Barbasova // International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS). – Tomsk, Russia, 2015. – P. 1–5. DOI: 10.1109/MEACS.2015.7414875
Kazarinov, L.S. Identification Method of Blast-Furnace Process Parameters / L.S. Kazarinov, T.A. Barbasova // International Conference for young scientists "High Technology: Research and Applications 2015 (HTRA 2015)", Key Engineering Materials. – 2016. – Vol. 685. – P. 137–141. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.685.137
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/ctcr160405
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.