Повышение эффективности управления чашевым окомкователем путем совершенствования алгоритмов экстремального регулирования

• Автор: Полещенко, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Старый Оскол
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Содержание.

Перечень сокращений

Введение.
1. Анализ технологических характеристик, определяющих эффективность автоматизации процесса окомкования

1.1. Чашевый окомкователь как объект автоматизации

1.2. Статические и динамические характеристики объекта

1.3 Анализ существующих методов управления чашевым окомковатслсм

1.3.1 Алгоритм оптимальности процесса окомкования

1.3.2 Двухконтурная СЭР

1.4 Направление и задачи исследования.

2 Разработка способов повышения уровня эффективности окомкования на базе экстремального регулирования
2.1 Анализ эффективности методов экстремального управления в решаемой задаче управления чашевым окомкователем.
2.2. Разработка способов повышения эффективности экстремального регулятора
2.2.1 Синтез динамической математической модели
чашевого окомкователя
2.2.2 Анализ и формализация процесса воздействия помех в реальных условиях производства.
2.2.3 Разработка цифрового фильтра низкой частоты
2.3 Разработка и анализ функционирования систем экстремального регулирования чашевым окомкователем на базе шагового алгоритма поиска экстремума
2.3.1 Разработка одноконтурной системы экстремального регулирования шагового типа с управлением по каналу влажность шихты.
2.3.2 Разработка двухконтурной системы экстремального регулирования шагового типа с управлением по каналам скорость вращения чаши и
влажность шихты
2.4 Выводы по главе.
3 Повышение эффективности СЭР на основе применения нейросетевого блока идентификации процесса окомкования
3.1 Постановка задачи усовершенствования схем управления с шаговым алгоритмом поиска экстремума динамическими объектами с экстремальной характеристикой.
3.2 Разработка нейросетевой надстройки
3.2.1 Обоснование применения нейронных сетей.
3.2.2 Анализ и выбор структуры нейронной сети
3.3 Обучение нейронной сети.
3.3.1 Обучение сетей с сигмоидальной и гиперболический тангенс функциями активации.
3.3.2 Обучение нейронной сети с радиально базисной
функцией активации.
3.3.3 Исследование и выбор функций активации.
3.3.4 Разработка методики определения дисперсии радиального нейрона.
3.4 Синтез системы управления чашевым окомкователем с нейросетевой надстройкой.
3.4.1 Разработка алгоритма управления
3.4.2 Исследование синтезированной САО.
3.5 Сравнительная оценка эффективности разработанных систем экстремального регулирования.
3.6 Выводы по главе
4 Разработка рекомендаций по инженерной реализации синтезированной системы экстремального регулирования и оценка ее производственной эффективности
4.1 Разработка функциональной схемы системы управления
4.2 Разработка программно технического обеспечения для реализации системы в условиях производства
4.3 Разработка системы визуализации управления процессом окомкования
4.4 Рекомендации по выбору технических устройств для реализации разрабатываемой системы экстремального управления чашевым окомкователем
4.4.1 Рекомендации по выбору устройств для съема информации о ходе технологического процесса
4.4.1 Рекомендации по выбору контроллера и исполнительных устройств
4.5 Выводы по главе
Заключение
Список литературы


Вклад автора диссертации в работы, выполненные в соавторстве и отраженные в результатах, состоит в постановке задач, разработке теоретических положений, а также в непосредственном участии во всех этапах исследований. Диссертация выполнялась в соответствии с комплексной темой научноисследовательской работы СТИ МИСиС Разработка математических методов управления процессами основного и вспомогательного производства в металлургии, шифр темы 1. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 9 страницах машинописного текста, содержит рисунков, таблиц, список литературы из 1 наименования и 4 приложения. Производство окатышей является одним из важнейших направлений в интенсификации развития черной металлургии. Необходимость совершенствования технологий окомкования вызвана также тем, что в настоящее время разрабатываются все более бедные руды, требующие глубокого обогащения и тонкого измельчения. При добыче железных руд образуется много мелочи. Так, богатые руды крупнейшего Яковлевского месторождения Курской магнитной аномалии после добычи и дробления чрезмерно крупных кусков на представлены мелкими фракциями . Также в связи с дефицитом богатых железных руд в производство все в больших количествах вовлекаются бедные, труднообогатимые руды. Для улучшения извлечения железа из бедных руд и повышения качества концентратов применяют тонкое измельчение до фракции 0, 0, мм . Непосредственная загрузка рудной мелочи или, тем более концентрата в доменные печи не практикуется и не может быть рекомендована по целому ряду причин, поэтому необходимым условием в технологическом цикле производства железорудного сырья является задача окускования концентрата. Для окускования руд применяются несколько видов обработки концентрата агломерация, брикетирование, окомкование. Окомкование производится на технологических агрегатах окомкователях. Существуют различные их виды барабанные, конусные и тарельчатые. Все дальнейшие рассуждения будут приводиться применительно к тарельчатым окомкователям, однако научнотехнические решения, полученные в данной работе в значительной мере применимы и для других видов окомкователей. Тарельчатый чашевый окомкователь состоит из чаши, опоры с установленным на ней приводом, станины, механизма наклона чаши, устройства для очистки днища и бортов чаши, систем смазки с охлаждением масла редуктора и увлажнением шихты рисунке 1. Чаша состоит из двух половин, которые при монтаже соединяются болтами. К чаше болтами прикреплено жесткое опорное кольцо для установки разъемного венца привода с внутренними прямыми зубцами. Вращение чаши осуществляется от электродвигателя через редуктор, на тихоходном валу которого насажена шестерня, которая находится в зацеплении с зубчатым венцом. Рис. Схема чашевого окомкователя. Механизм наклона чаши состоит из винтовой пары, червячного редуктора и корпуса. При вращении рукоятки механизма приводится в движение пара винтгайка и изменяется угол наклона чаши гранулятора. Допустимый предел регулирования угла наклона . Для очистки бортов и днища от налипающего материала на балке, укрепленной на раме опоры, устанавливаются бортовые, донные и торцовые ножи. Режущие кромки ножей наплавляются твердым сплавом. Толщина донного и бортового гарнисажа поддерживается на уровне 0,0, м. Окомкователь работает в технологической цепи фабрики в непрерывном режиме. В чашу окомкователя равномерно и непрерывно подают шихту. Увлажнение шихты осуществляется через форсунки, каждая из которых имеет индивидуальный трубопровод и регулировочный вентиль. Образующиеся зародыши по мере перемещения в чаше увеличиваются в диаметре до размера готовых окатышей и выгружаются на конвейер по разгрузочному лотку, который для уменьшения истирания шихты футеруют коррозионностойкой сталью, резиной или полиэтиленом . На отечественных фабриках окомкования используются чашевые окомкователи диаметром 5. Технические характеристики чашевых окомкователей приведены в таблице 1. Таблица 1. Слегка увлажненный концентрат подается транспортером на рабочую поверхность окомкователя, где концентрат и образующиеся окатыши непрерывно обрызгиваются водой из специальных форсунокбрызгал.