Управление производством нормального корунда

• Автор: Никитина, Любовь Николаевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 175 с.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1. Технологический процесс получения нормального электрокорунда

1.2. Существующие методы и системы управления процессом производства нормального электрокорунда.

1.3. Постановка задачи исследования.

2. СИНТЕЗ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОКОРУНДА.

2Л. РТП производства нормального электрокорунда как объект управления

2.2. Связь электрических характеристик с распределением энергии в РТП

2.2.1. Связь развития электрической дуги и гармонического состава тока.

2.2.2. Связь сопротивления расплава и гармонического состава тока
2.2.3. Использование постоянной составляющей фазного напряжения для управления
2.2.4. Средняя объемная мощность параметр системы управления
2.2.5. Использование величины третьей гармонической составляющей тока электродов для управления.
2.3. Материальный баланс производства нормального электрокорунда
2.3.1. Расчет баланса по оксиду алюминия.
2.3.2. Расчет баланса по углероду
2.3.3. Расчет массы пыли тп
2.3.4. Расчет массы отходящих газов т1.
2.3.5. Расчет масс компонентов расплава т.
2.3.6. Расчет удельного выхода ферросплава.
2.4. Энергетический баланс производства нормального электрокорунда
2.4.1. Расчет удельного расхода электроэнергии.
2.4.2. Расчет теплового к.п.д. процесса.
2.4.3. Расчет ориентировочного времени плавки х
2.4.4. Расчет скорости плавления шихты от
2.5. Расчет загрузки
2.5.1. Расчет общего расхода шихтовых материалов на 1 плавку с учетом уровня ферросплава в ванне печи
2.5.2. Расчет величины начальной загрузки
2.5.3. Расчет ориентировочного времени загрузки
2.5.4. Расчет содержания восстановителя в шихте
2.5.5. Расчет состава начальной загрузки.
2.5.6. Расчет величины корректирующей загрузки.
2.6. Расчет электрических характеристик.
2.6.1. Расчет сопротивления расплава на первой стадии плавки.
2.6.2. Расчет сопротивления расплава на второй стадии плавки.
2.6.3. Расчет средней объемной мощности
2.7. Структура математической модели процесса получения НЭК.
2.8. Алгоритм расчета математической модели.
3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА НОРМАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОКОРУНДА.
3.1. Постановка задач системы управления
3.2. Выбор критерия управления
3.3. Разработка системы управления руднотермической печью.
3.3.1. Структура и алгоритм системы управления производством НЭК
3.3.2. Алгоритм расчета общей и начальной загрузки шихты.
3.3.3. Алгоритм расчета корректирующих загрузок шихты
3.3.4. Алгоритм стабилизации тока
3.3.5. Алгоритм обработки измеряемых значений
3.3.6. Алгоритм стабилизации средней объемной мощности.
3.3.7. Алгоритм управления переключением ступеней трансформатора
3.3.8. Алгоритм управления сопротивлением расплава.
3.3.9. Алгоритм управления пх
3.3 Алгоритм проектирования управляющих воздействий
3.4. Программная реализация.
4. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОКОРУ НДОВОЙ ПЕЧЫО.
4.1. Обобщенный алгоритм управления технологическим процессом
4.2. Алгоритм расчета общей и начальной загрузки шихты
4.3. Алгоритм расчета корректирующих загрузок шихты.
4.4. Алгоритм стабилизации тока.
4.5. Алгоритм обработки измеряемых значений.
4.6. Алгоритм стабилизации средней объемной мощности
4.7. Алгоритм управления переключением ступеней трансформатора
4.8. Алгоритм управления сопротивлением расплава
4.9. Алгоритм управления постоянной составляющей фазного напряжения
4 Алгоритм проектирования управляющих решений.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Поэтому задача экономного расходования энергетических и материальных ресурсов при стабилизации качества целевого продукта является одной из основных. Управление РТП получения НЭК осуществляется в условиях неопределенности и неполноты информации. Повышение качества выпускаемого продукта и снижение энергетических затрат могут быть достигнуты путем разработки и создания автоматизированной системы управления производством , . Многообразие и сложность взаимосвязей процессов, протекающих в печи, обуславливают сложность создания надежной системы управления. С учетом вышеизложенного можно утверждать, что разработка системы управления СУ руднотермической печью производства электрокорунда является актуальной и экономически обоснована. Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи проведен анализ особенностей процесса производства нормального электрокорунда в руднотермической печи рассмотрена взаимосвязь электрических и технологических параметров, а также их влияние на характер протекания процессов в руднотермической печи проведен анализ методов и систем управления производством нормального электрокорунда и выявлены их недостатки рассмотрена электрокорундовая печь как объект управления разработан метод определения текущих значений электротехнологичсских характеристик на основе анализа гармонического состава тока электродов разработана математическая модель процесса производства нормального электрокорунда и осуществлена ее программная реализация на ЭВМ разработан метод контроля и управления распределением энергии в ванне РТП разработаны методы определения моментов переключения ступеней печного трансформатора, моментов корректирующих загрузок шихты, ее массы и состава, момента выпуска готового расплава выбран критерий управления процессом производства нормального электрокорунда разработаны структура и алгоритм системы управления процессом производства нормального электрокорунда, обеспечивающие минимальные потери электроэнергии при заданном качестве продукта проведена оценка качества работы предложенной системы управления при помощи численного моделирования. Диссертационная работа состоит из четырех глав. В первой главе рассмотрены физикохимические и конструктивные особенности исследуемого процесса производства нормального электрокорунда рассмотрено влияние электрических и технологических параметров на распределение энергии в ванне печи. Особое внимание уделено необходимости контроля электрической дуги, степень развития которой предлагается определять по анализу гармонических составляющих токов электродов. Кроме того, не используется математическая модель для восполнения неполноты информации. В соответствии с целью работы сформулированы задачи исследования. Вторая глава посвящена разработке математической модели процесса получения нормального электрокорунда в руднотермической печи открытого типа на основе уравнений материального, энергетического балансов и анализа электрических характеристик процесса, а также учета гармонических составляющих тока и напряжения электродов. Анализ основного элемента технологической схемы РТП как объекта управления позволил определить входные и выходные параметры, каналы управления и значимые возмущающие воздействия. Представлены структура математической модели и предлагаемый алгоритм ее решения. В третьей главе рассмотрена предлагаемая система управления процессом получения НЭК в РТП открытого типа. В соответствии с целью работы, с учетом предъявляемых требований, сформулированы задачи системы управления. Проведена разработка структуры и алгоритма системы управления и выбран критерий оценки качества ее функционирования. В четвертой главе представлены результаты моделирования на ЭВМ алгоритма управления электрокорундовой РТП открытого типа на основе математической модели. Приведены примеры работы предложенных алгоритмов управления на основе математической модели процесса получения НЭК. Приведены результаты расчета управляющих воздействий. На основании полученных результатов исследований проведен анализ качества работы СУ.