Автоматизированная система интеллектуальной поддержки процесса управления электродуговыми технологическими агрегатами

• Автор: Рябчикова, Елена Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 209 с. : ил.

Оглавление
Введение
ГЛАВА 1 ВЫБОР ФУНКЦИЙ АСИИ И КРИТЕРИЯ ОПТИМИЗАЦИИ
УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДУГОВЫМИ АГРЕГАТАМИ
1Л Анализ способов повышения эффективности управления работой электродуговых агрегатов
1.2 Влияние особенностей взаимодействия дуги с расплавом на выбор критериев оптимизации управления работой ДТА
1.3 Факторы, препятствующие интенсификации процесса в ДТА путем введения большей мощности
1.4 Проблемы управления температурным режимом ДТА
1.5. Оперативный контроль температуры стали в электродуговых агрегатах ....37 Цель и задачи
ГЛАВА 2 КОМПЛЕКС ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ АСИП ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДУГОВЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ АГРЕГАТАМИ
2.1 Модель электрической дуги, допускающая адаптацию к различным условиям процесса
2.2 Динамическая модель трехфазного электрического контура
2.3 Модель системы управления перемещением электродов
2.4 Влияние особенностей взаимодействия дуги с расплавом на управление режимами работы ДТА
2.5 Причины образования мениска и предлагаемые подходы к его идентификации
2.6 Идентификация параметров мениска при адаптации модели взаимодействия
дуги с расплавом
Выводы по главе
ГЛАВА 3 АСИП УПРАВЛЕНИЯ ОБРАБОТКОЙ СТАЛИ НА ДТА С
ФУНКЦИЕЙ ОБУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПЕРСОНАЛА
3.1 Структура АСИП управления процессами ДТА
3.2 Общее назначение и требования к математическому обеспечению АСИП управления ДТА и обучения технологического персонала
3.3 Структуры разработанных моделей физико-химических процессов в ДТА .

3.4 Оптимизация управления ДТА с использованием обобщенных оценок особенностей режимов
3.5 Используемые АСИП алгоритмы решения поисковых задач управления
3.6 Выбор режимов управления расплавлением шихтовых материалов в ДСП с учетом глубины образующегося мениска
3.7 Формализация обобщенных оценок качества управления в АПК
3.8 Рассматриваемые режимы управления работой агрегата печь-ковш
3.9 Зависимости между затратами, производительностью и качеством процесса в агрегате печь-ковш
3.10 Сравнение рациональных режимов управления АПК при разной
продолжительности процесса
Выводы по главе
ГЛАВА 4 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ДТА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИНЦИПА ПРОГНОЗИРУЮЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ
4.1 Назначение системы оперативной оптимизации управления электрическими параметрами
4.2 Классические подходы к решению задачи проектирования систем автоматической оптимизации управления экстремального типа
4.3 Развитие градиентных систем экстремального регулирования
4.4 Выбор рационального метода краткосрочного прогнозирования временных рядов при работе САОУ
4.5 Разработка САОУ электрическими параметрами электродуговых агрегатов с использованием принципа прогнозирующего управления
4.6 Исследование САОУ прогнозирующего типа
4.7 Многомодульные и гибридные системы экстремального регулирования
4.8 Многомодульная система экстремального регулирования с интеграцией компонентов на основе компромисса
4.9 Подходы к оценке эффективности САОУ при управлении электрическими параметрами электродуговых агрегатов
4.10 Математическое обеспечение разрабатываемой модели низкочастотных возмущений в электродуговых агрегатах с учетом особенностей взаимодействия дуги с расплавом

4.11 Оценка эффективности работы САОУ с использованием разработанной
модели возмущений
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников
Приложение А Вероятность включения различных комбинаций ступеней печного
трансформатора и реактора по ходу плавки
Приложение Б Алгоритм управления температурой стали путем переключения
ступеней трансформатора
Приложение В Разработанные реализации моделей процессов и контуров
управления в среде VisSim
Приложение F Рассчитанные параметры ARIMA моделей низкочастотных
возмущений ДСП-
Приложение Д Рассчитанные коэффициенты корреляции между параметрами
оценки возмущений различных фаз
Приложение Е Изменение оптимальных по критерию П значений параметров п,
N, ш для каждой комбинации со, Т, St, Ку
Приложение Ж Интегральные значения показателей оценки качества для режимов
обработки стали в АПК при длительностях процесса 30^-46 минут
Приложение И Особенности моделирования процессов в ДТА
И. 1 Модель перемешивания металла и шлака в АПК
И.2 Модели теплообменных процессов в АПК
И.З Особенности моделирования процессов расплавления материалов в ДСП
Приложение К Алгоритм работы САОУ на основе оценок наличия тренда в
зависимости активной мощности от тока
Приложение J1 Особенности автоматизированного эксперимента для определения влияния значений параметров настроки СЭР на основе прогноза на потери на
поиск
Приложение М Оптимальные по интегральным потерям на поиск параметры настройки подсистемы прогнозирования САОУ для различных условий
работы
Приложение Н Акт об использовании результатов

При значительных несоответствиях количеств присаженных на выпуске в ковш материалов от технолога могут потребоваться значительные корректировки. Учитывая, что по технологическим инструкциям («НЛМК», «ММК») [51] разовая подача не должна превышать порядка 300-500 кг, может потребоваться от 10 до 20 минут на нагрев (рисунок 1.8). При этом подвод максимальной мощности возможен к концу периода начального нагрева.

Рисунок 1.8 - Изменение температуры стали при обработке на АПК [48]
По завершении нагрева выполняется подача первичного раскислителя, как правило, алюминия или кремния. После подачи складывается благоприятная обстановка для максимально интенсивного нагрева стали и шлака. При нагреве наиболее важным является высокая интенсивность перемешивания в средней части по высоте ковша, что обеспечивается средним расходом газа на продувку. На данном этапе возможно применение оптимизирующих алгоритмов управления с целью введения большей мощности и интенсификации процесса.
По завершении периода нагрева складываются благоприятные условия для протекания десульфурации вследствие достижения требуемой основности и кратности шлака [44]. Введение большой мощности в ковш-печь на этом этапе ограничено, вследствие интенсивного перемешивания стали на границе шлак-металл. В [52] проводилось изучение влияния интенсивного перемешивания стали, характерного для периода десульфурации, на эффективность нагрева.