Автоматизированная система управления процессом автогенной плавки медно-никелевого сульфидного сырья на основе нечеткой логики

• Автор: Данилова, Наталья Васильевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Современное состояние и перспективы развития способов управления процессом плавки медно-никелевого сульфидного сырья
1.1. Характеристика технологического процесса плавки медно-никелевого
сульфидного сырья на штейн
1.1.1. Сравнительная характеристика вариантов реализации плавки на штейн сульфидных медно-никелевых материалов
1.1.2. Физико-химические основы плавления шихты в печи Ванюкова..
1.2. Основные виды неопределенности, неточности, нечеткости и нехватки
информации, присущие процессу Ванюкова
1.3. Моделирование и управление процессом плавки медно-никелевого
сульфидного сырья
1.4. Постановка цели и задач исследования
2. Анализ процесса Ванюкова как объекта управления
2.1. Характеристика информационных потоков данных оперативного
контроля
2.2. Корреляционный и регрессионный анализ производственных данных
2.3. Определение частотных и вероятностных характеристик основных
параметров процесса
2.4. Оценка качества управления процессом Ванюкова
2.5. Выводы по главе
3. Разработка модели количественной оценки содержания меди в штейне
3.1. Методика формирования обучающей и тестовой выборок
3.2. Построение функций принадлежности
3.3. Методика формирования базы правил
3.4. Проверка адекватности модели количественной оценки содержания
меди в штейне

3.5. Выводы по главе
4. Синтез системы управления содержанием меди в штейне
4.1. Постановка задачи управления процессом Ванюкова
4.2. Контроль, управление и метрологическое обеспечение процесса Ванюкова и качества продукции
4.2.1. Программно-технический комплекс системы автоматического управления процессом Ванюкова
4.2.2. Контроль отбора проб компонентов
4.3. Система управления содержанием меди в штейне
4.3.1. Структура системы автоматического управления содержанием меди в штейне
4.3.2. Способ автоматического управления содержанием меди в штейне
4.3.3. Алгоритм управления содержанием меди в штейне
4.3.4. Численное моделирование
4.4. Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение
Актуальность работы. Для осуществления процесса автогенной плавки медно-никелевого сульфидного сырья в промышленности применяются, печи различных типов и мощностей. Наиболее перспективным на сегодняшний день в России по технологическим показателям и техническому исполнению является процесс Ванюкова (ПВ, или плавка в жидкой ванне - ПЖВ). Автогенная плавка в печи Ванюкова относится к сложным трудноформализуемым технологическим процессам, функционирующим в условиях большой неопределенности: нечеткости исходных параметров, низкой точности оперативной информации, отказов каналов связи, большого запаздывания при передаче информации по уровням управления и др. Поэтому управление этим процессом на базе традиционного моделирования является малоэффективным и требуется разработка новых методов и подходов к описанию автогенной плавки медно-никелевого сульфидного сырья.
Значительный вклад в изучение, развитие и усовершенствование процесса' Ванюкова и алгоритмов- управления им внесли, A.B. Ванюков, А.Д. Васкевич, В.П. Быстров, A.B. Гречко, З.Г. Салихов, Е.И-. Ежов, Л.Ш. Цемехман, А.Н. Федоров, A.B. Спесивцев, И.Е. Зыков и др.
Существующие системы управления процессом автогенной плавки медно-никелевого сульфидного сырья позволяют контролировать основные параметры процесса и управлять им с участием оператора. Однако, несмотря на все достоинства этих систем, они отличаются нерациональностью управления вследствие ограниченных возможностей оператора, физически неспособного обрабатывать большое количество потоков информации; ручным вводом данных, что снижает их универсальность; а также отсутствием математического аппарата, который позволял бы получать полезную информацию из данных оперативного контроля и обеспечивал бы идентификацию значений основных параметров процесса. В связи с этим
корректных математических моделей и разработки теории процессов. Таким образом, кинетические исследования пирометаллургических процессов остаются актуальной задачей.
Кинетические исследования преследуют решение следующих основных задач: получение четкого представления о химизме процесса; установление функциональной зависимости между скоростью химической реакции и составом реагентов. Решение указанных задач требует привлечения сведений из теории дифференциальных уравнений, термодинамики, физической химии и других областей знаний.
2. Расчетные модели. Типичными расчетными моделями обычно служат металлургические балансы любых назначений. В [17-19, 22-23, 27, 31-32, 37, 42, 51, 55, 61, 67, 70, 91, 97-101; 107-108] построены, модели различных пирометаллургических процессов. Если проанализировать полученные модели, то можно констатировать следующее: факторное пространство моделей многомерно (более 10 факторов), а потому трудно поддается осмыслению; все переменные модели имеют высокую степень неопределенности, размытости, а потому погрешность такой модели может достигать 50 и более %.
3. Статистические модели. Простота сбора и обработки данных делают привлекательными статистические методы для обработки экспериментальных данных с целью анализа производства.
Построению большесистемных регрессионных уравнений ранее уделялось большое внимание [9, 19, 25, 31, 91, 97-101], пока не пришло понимание, что такие модели являются всего лишь интерполяционными формулами более или менее правильно описывающими исходную совокупность наблюдений. Тем не менее, полиномиальные модели имеют большое значение в изучении многофакторных «плохо организованных системах» [97-101] в случаях, если брать значения только в самых информативных точках.