Автоматизированная система анализа и прогнозирования производственных ситуаций доменного цеха

• Автор: Лавров, Владислав Васильевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 480 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ОСНОВНЫХ

ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.1 Особенности управления доменной плавкой

в современных условиях

1.2 Современные тенденции развития компьютерных

систем поддержки принятия решений для решения задач МЕБ-уровня в металлургии

1.3 Математическое моделирование в исследовании

доменного процесса

1.4 Современные модели разработки прикладного
программного обеспечения, применяемые для создания
систем поддержки и принятия решений
1.5 Постановка задач диссертационного исследования
Глава 2 СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИТУАЦИЙ ДОМЕННОГО ЦЕХА
2.1 Основные требования к разработке и особенности
построения АИС АППС ДЦ
2.2 Разработка функциональной структуры АИС АППС ДЦ
2.3 Функциональная модель АИС АППС ДЦ
2.4 Разработка структуры подсистемы сбора
и хранения данных
2.5 Разработка структуры подсистемы визуализации
среднесменных и среднесуточных показателей работы доменных печей
2.6 Разработка структуры подсистемы формирования
технического отчёта о работе доменных печей и цеха

2.7 Разработка структуры подсистемы сопоставления
показателей работы доменного цеха
2.8 Разработка структуры подсистемы модельной поддержки
принятия решений
2.9 Подсистема визуализации показателей работы
доменных печей для ОЬАР
2.10 Выводы
Глава 3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ, АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ
И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО УПРАВЛЕНИЮ КОМПЛЕКСОМ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ
3.1 Математическое обеспечение подсистемы формирования
отчётных данных о работе доменных печей и цеха
3.2 Математическое и алгоритмическое обеспечение
подсистемы оценки газодинамического режима
доменной плавки
3.3 Математическое и алгоритмическое обеспечение
подсистемы диагностики шлакового режима
доменной плавки
3.4 Математическое обеспечение подсистемы
теплового режима доменной плавки
3.5 Математическое обеспечение подсистемы расчёта
материальных и теплового балансов доменной плавки
3.6 Математическое обеспечение подсистемы оптимального
распределения топливно-энергетических ресурсов в группе доменных печей
3.7 Математическое обеспечение подсистемы расчёта
оптимального состава доменной шихты
3.8 Выводы

Глава 4 РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНЫХ
ПРИЛОЖЕНИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ
4.1 Требования к построению инфологических моделей
базы данных подсистем АИС АНИС ДЦ
4.2 Подсистема отображения среднесменных
и среднесуточных показателей работы доменных печей
4.3 Подсистема формирования технического отчёта
доменного цеха
4.4 Подсистема сопоставления отчётных показателей работы
доменного цеха
4.5 Подсистема расчёта теплового баланса
доменной плавки
4.6 Информационно-моделирующая подсистема
газодинамического режима доменной плавки
4.7 Информационно-моделирующая подсистема
шлакового режима доменной плавки
4.8 Подсистема оптимального управления топливно-
энергетическими ресурсами в доменном производстве
4.9 Подсистема расчёта оптимального состава
доменной шихты
4.10 Выводы
Глава 5. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОТОБРАЖЕНИЯ ОТЧЕТНЫХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В КОРПОРАТИВНОЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ
5.1 Создание архитектуры системы отображения
отчётных показателей доменного производства
на основе службы Reporting Services
5.2 Заполнение отчётных данных системы
с использованием службы Integration Services

ной печи. Все подобные модельные системы поддержки принятия решений в лучшем случае работают в режиме советчика оператора доменной печи.
Простейшими считаются балансовые модели, с помощью которых характеризуется начальное и конечное состояние материальных и энергетических потоков в печи [25; 28; 52; 133; 139; 140; 149; 201]. Балансовые модели доменного процесса описывают закономерности тепло- и массообмена в самом общем виде. В основе их лежат материальные и тепловые балансы, устанавливающие взаимосвязи между режимными параметрами процесса, показателями работы печи и показателями её теплового состояния. Низкая достоверность этой информации в прошлом, связанная с несовершенством способов контроля доменного процесса, приводила к значительным погрешностям модельной оценки. Результативность анализа показателей доменной плавки в большей мере зависит от надёжности исходных данных, на которые он опирается. Однако последние, как правило, отягощены погрешностями, величины которых неизвестны, что не только осложняет анализ, но иногда искажает его результаты. Широко известны модели с использованием схемы общего теплового баланса и показателями, характеризующими ход восстановительных процессов предложенной Ристом [21; 144; 151]. Заслуживает внимания балансовая модель, разработанная в МИСИС, в задачу которой входит определение расходов кокса исходя из степени приближения к равновесию реакции восстановления вюсти-та, потерь тепла с учётом геометрических характеристик печи и характера газораспределения [101].
С помощью общего теплового баланса оценивают распределение тепла между различными его источниками и потребителями, оперируя начальным и конечным состоянием процесса. Это позволяет анализировать структуру использования тепла в доменной печи в целом. Однако общий тепловой баланс не позволяет оценивать влияние условий протекания процессов теплообмена в объёме печи, так как он рассчитывается по начальному и конечному состоянию системы, т.е. с учётом общего количества выделяющегося и потребляемого тепла. При этом не принимается во внимание, при каких температурах проис-