Советующая интеллектуальная система управления процессом обжига цементного клинкера для интенсификации работы вращающихся печей

• Автор: Нусс, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06, 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 200 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ЦЕМЕНТНОЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ (СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА)

1.1. Технологические схемы обжига цементного клинкера

1.2. Процессы, происходящие при обжиге клинкера

1.3. Задачи интенсификации режима обжига во вращающихся печах

1.4. Математическое описание работы цементной вращающейся печи..

1.5. Анализ работы промышленных объектов на основе нечёткой логики

1.6. Выводы из литературного обзора

2. СПОСОБЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ЗАДАННОГО РЕЖИМА ОБЖИГА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
2.1. Анализ причин выхода процесса обжига из режима и особенностей работы вращающейся печи
2.2. Способы стабилизации технологического режима работы вращающейся печи
2.3. Анализ влияния щелочных компонентов на режим обжига
2.4. Анализ режимных параметров цементной вращающейся печи мокрого способа производства
2.5. Описание параметров, характеризующих процесс обжига
2.6. Выводы по главе
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ ПАРАМЕТРАМИ ПРОЦЕССА ОБЖИГА, ВЫРАЖЕННЫЕ В НЕЧЁТКОМ ВИДЕ
3.1. Структура модели процесса обжига
3.2. Оценка теплового состояния холодной части печи
3.3. Оценка теплового состояния зоны декарбонизации
3.4. Оценка теплового состояния горячей части печи
3.5. Определение необходимого технологического режима для текущей производственной ситуации
3.6. Выводы по главе
4. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ЦЕМЕНТНОЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ
4 Л. Система нечёткого вывода с учётом особенностей предлагаемого алгоритма
4.2. Влияние скорости изменения регулируемых параметров на необходимые управляющие воздействия
4.3. Управление вращающейся печью в критических и аварийных ситуациях
4.4. Управление вращающейся печью при переходе из одного режима обжига в другой
4.5. Способы расчёта регулирующих параметров
4.6. Расчёт необходимого расхода топлива
4.7. Расчёт открытия шибера дымососа и разрежения в пыльной камере
4.8. Расчёт положения горелки, дросселя и завихрителя для заданного характера горения и профиля факела
4.9. Выводы по главе............................................159*.
5. ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПО УПРАВЛЕНИЮ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА
5.1. Характеристики советующей системы по управлению цементной вращающейся печью
5.2. Представление параметров и зависимостей процесса обжига в советующей системе
5.3. Применение советующей системы в управлении цементной вращающейся печью
5.4. Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Библиографический список
Приложения. Акты внедрения и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность избранной темы, степень сё разработанности
Самой значительной статьёй в себестоимости цемента являются затраты на топливо при обжиге клинкера. Эти затраты резко возрастают в условиях нестабильного режима работы вращающихся печей. Нестабильность режима ведет к снижению активности клинкера и выпуску бракованной продукции. Таким образом для интенсификации процесса обжига, снижения себестоимости цемента и повышения его качества необходимо обеспечить наиболее стабильную работу печи в заданном режиме, определенном для данных технологических условий обжига с учетом опыта эксплуатации печей и результатов промышленных испытаний. Для эффективной работы необходимо проводить анализ состояния всей печи, используя полный спектр имеющейся информации, и на основе этого определять технологически необходимые действия. Поэтому решение задачи интенсификации процесса обжига возможно только на базе научных знаний о технологии цемента с использованием информационных технологий.
Вращающиеся печи являются сложными объектами с большим количеством взаимосвязанных параметров, характеризующих сложные тепломассообменные, физико-химические и химические процессы обжига цементного клинкера. Управление цементными вращающимися печами осуществляется машинистами на основе показаний контрольных приборов. Основную роль в управлении печью играет профессионализм оператора, который руководствуется субъективным опытом. Количественный увеличение контролирующей аппаратуры в таких случаях не приводит к повышению качества управления, так как человек не в состоянии охватить всю поступающую информацию, а выделяет и использует лишь 2...4 параметра, являющиеся по его мнению наиболее значимыми. При этом оператор (машинист печи) упускает из виду остальные параметры, часто имеющие важное значение.
В настоящее время автоматизация печей мокрого способа производства осуществляется в виде локальных систем автоматического регулирования. Раз-

г) относительное Евклидово расстояние:

~ Х( Цл(хд - Цд(т-,))2, 0 < еге1(А, В) < 1. /=
Выбор вида расстояния зависит от конкретной проблемы и обладает достоинствами и недостатками которые очевидными при практическом решении той или иной технической задачи [102].
Как правило, нечёткие модели показывают наилучшие результаты, когда входные функции принадлежности пересекаются на уровне 0,5 [103].
Построение нечёткой модели состоит из следующих основных этапов:
1. Создание базы данных, которая включает в себя следующие элементы:
- создание наборов входных и выходных параметров;
- представление параметров в виде лингвистических переменных [95],% имеющих название, множество термов, множество значений и т. д.;
- выбор стандартных или'шолучение новых функций принадлежности для^, терм - множеств параметров; 1 - ■ '• : •
- построение множества правил, составленного экспертом или группой экспертов.
2. Разработка алгоритма нечёткого вывода (используются имеющиеся или разрабатывается новый с учетом специфики решаемой задачи).
Последовательность этапов нечёткого логического вывода приведена на рисунке 1.6 [100]. •
База знаний представляет собой базу нечётких продукций (нечётких продукционных правил). •• “ ■ ■
Нечёткое продукционное правило можно представить в виде следующего выражения [102, 104]:
где (/) - имя нечёткой продукции; Q - сфера1 применения нечёткой продукции; Р - условие применимости ядра нечёткой продукции; А=>В - ядро нечёткой