автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация и управление технологическими процессами обжига клинкера при производстве цемента

На правах рукописи

ПИРОВ ФУРКАТ САЙФУЛЛОЕВИЧ

АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ОБЖИГА КЛИНКЕРА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕМЕНТА

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 ИЮН 2011

Москва-2011

4849981

Работа выполнена на кафедре «Автоматизированные системы управления» в ГОУ ВПО Московском автомобилыю-дорожном государственном техническом университете (МАДИ).

Научный руководитель

Заслуженный деятель науки РФ, лауреат премии Правительства РФ, доктор технических наук, профессор Николаев Андрей Борисович

Официальные оппоненты

Доктор технических наук, профессор Илюхин Андрей Владимирович

Кандидат технических наук, профессор Горюнов Игорь Иванович

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт материалов, конструкций и новых технологий (НИИ МК и НТ), г.Москва.

Защита состоится 1 июля 2011г. в Ю00 на заседании диссертационного совета Д.212.126.05 при Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете (МАДИ) по адресу:

125319 ГСП А-47, Москва, Ленинградский пр., д.64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ).

Текст автореферата размещен на сайте Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ): www.madi.ru

Автореферат разослан 30 мая 2011 г.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета института.

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Михайлова Н.В.

Общая характеристика работы Актуальность проблемы

Эффективность цементного производства в существенной мере зависит от организации процессов обжига клинкера и режимов эксплуатации печей. Комплекс процессов, происходящих с клинкером под воздействием тепловой энергии, достаточно сложен и обширен. Процессы горения топлива, движения материала и газов в печах, теплообмена и физико-химических превращений сырьевой смеси тесно связаны между собой. Следует учитывать и весь комплекс наладочных мероприятий: обеспечение требуемого химического и минералогического состава клинкера в сырьевой смеси, обоснование выбора теплообменных устройств, отработка режимов горения, обеспечивающих протекание процессов заданной интенсивности и экономное расходование топлива.

Производительность печей, удельный расход топлива и прочие определяющие показатели зависят не только от исходных конструктивных характеристик технологических установок, но и от режимов их работы. Форсирование режима до известного предела повышает производительность, но при этом существенно увеличивает непроизводительные потери, связанные с уносом материала, повышением температуры отходящих газов, удельным расходом теплоты и, соответственно, топлива.

Дальнейшее форсирование технологических режимов неизбежно приводит к сокращению эффективности производства, связанному с перечисленными явлениями.

Обеспечение промышленных нормативов и оптимальных параметров технологического процесса способно оказать решающее влияние, как на качество получаемой продукции, так и в целом на экономические показатели производства стройматериалов.

Наиболее сложным, ответственным и энергоемким процессом в комплексе операций производства цемента представляется обжиг клинкера. По промышленным данным общие энергозатраты при обжиге распределяются примерно следующим образом: подготовка сырья - около 10%, собственно обжиг 80%, помол цемента 10% и прочие - порядка 1%.

Поэтому задача рациональной организации составляющих процессов и автоматизации управления обжигом с соответствующим снижением энергозатрат является актуальной.

Целью работы является повышение эффективности производства цемента за счет автоматизации технологического процесса обжига цементного клинкера с использованием разработанных методов, алгоритмов и средств.

В соответствии с поставленной целью в диссертации решаются следующие основные задачи:

• анализ объекта исследования и технологий получения цементного клинкера;

• анализ и формализованное описание методов и моделей процесса термической обработки клинкера;

• разработка имитационной модели процесса термической обработки цементного клинкера и проведение имитационных экспериментов;

• разработка алгоритмов управления процессом термической обработки клинкера.

Объектом исследования является термическая обработка процесса обжига цементного клинкера в Государственном унитарном предприятии ГУП «Таджикцемент».

Методы исследования. Теоретической основой диссертационной работы являются общая теория систем, методы оптимизации, случайные процессы, имитационное моделирование, исследование операций, системный анализ.

Научная новизна. Научную новизну работы составляет совокупность методов, моделей и алгоритмов автоматизации технологического процесса обжига цементного клинкера, расчета температуры газовой смеси, расчета температуры материала и моделирования теплового баланса печи. На защиту выносятся:

• результаты анализа способов и технологий получения цементного клинкера;

• формализованное представление процесса обжига цементного клинкера;

• имитационная модель технологического процесса обжига цементного клинкера;

• алгоритм управления процессом термической обработки клинкера, обеспечивающий расчет температуры газовой смеси и расчет температуры материала;

• методика выбора оптимального варианта маршрутной технологии.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов, изложенных в работе, определяется корректным использованием современных математических методов, согласованным сравнительным анализом аналитических и экспериментальных зависимостей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения разработок в ряде крупных организаций.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Проведены экспериментальные исследования модели с целью выдачи рекомендаций по организации работы цеха обжига цементного клинкера Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения

в ГУП «Таджикцемент» (Республика Таджикистан), а также используются в учебном процессе на кафедре "АСУ" Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). Результаты внедрения и эксплуатации подтвердили работоспособность и эффективность разработанных методов. Апробация работы

Содержание разделов диссертации докладывалось и получило одобрение:

• на научно-технических конференциях, симпозиумах и семинарах Республики Таджикистан (г. Душанбе, 2010-2011 гг.);

• на научно-методических конференциях МАДИ (Москва, 2008-2011 гг.),

• на заседании кафедры «Автоматизированные системы управления» МАДИ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введение показано актуальность, сформулированы цель и задачи исследования.

В первой главе диссертации рассмотрены технологии производства цемента. Цементная промышленность -— одна из наиболее крупных и ответственных отраслей строительного производства. Сырьем для производства цементов служит смесь из известковых (карбонатных) и глинистых пород, с соответствующими добавками (ГОСТ 10178-85). Цементы выпускаются на основе клинкера, получаемого в результате обжига сырьевой смеси, вследствие чего в клинкере формируются силикаты кальция (70-80%), алюминатная и алюмоферритная фазы (2030%).

Технология изготовления цемента складывается из следующих операций:

> добыча сырья (разработка карьера);

> приготовление сырьевой смеси — «сырьевой передел»;

> спекание клинкера (обжиг);

> помол цементной шихты.

В зависимости от использования воды различаются сухой, мокрый и комбинированный (полусухой) способы производства.

Сухой способ целесообразен при сравнительно малой влажности и однородном составе сырья, он же практикуется в случаях, если в сырьевую смесь вместо глины вводится гранулированный доменный шлак. Расход топлива при сухом способе существенно меньше, чем при мокром способе.

При значительных колебаниях химического состава известнякового и глинистого компонента чаще применяется мокрый способ, так как однородную (гомогенизированную) сырьевую смесь получить легче, когда сырьевые материалы имеют высокую влажность, более мягкую структуру и легко диспергируются водой. Выбор мокрого способа предопределяется также в случае наличия в глине избытка посторонних примесей, для удаления которых необходимо «отмучивание» в присутствии воды. Кроме

того, при мокром способе отжига облегчается размол сырья и требуется меньше энергии на его измельчение.

Мокрый способ производства используется при изготовлении цемента из мела (карбонатный компонент), глины (силикатный компонент) и железосодержащих добавок (конверторный шлам, железистый продукт, пиритные огарки). Способ назван мокрым из-за того, что измельчение смеси производится в водной среде, на выходе получается шихта в виде водной суспензии —■ «шлама» влажностью 30 - 50%. Далее шлам поступает в печь для обжига, диаметр которой достигает 4 м, а длина 150 и более метоов. см. dhc. 1.

Рис. 1. Схема «мокрого способа»

Обозначения: 1 - дымовая труба; 2 - дымосос; 3 - электрофильтр; 4 - система пылевозврата; 5 - шламовая труба; 6 - пылеулавливающая камера; 7 - цепная завеса; 8 -вращающаяся печь; 9 - головка печи; 10 - топливная форсунка; 11 - рекуператорный холодильник; 12 - решетка горячей камеры; 13 - естественный воздух; 14 - клинкерный транспортер.

Шарики клинкера, которые образуются на выходе из печи, растирают в тонкий порошок (который, собственно, и представляет собой цемент).

При комбинированном способе производится предварительное удаление части воды из смеси — путем фильтрации: это несколько снижает расход топлива, но усложняет процесс.

Основной составляющей оборудования для обжига клинкера является вращающаяся печь, главной частью конструкции является корпус — наклонный цилиндр. Сырьевой материал перемещается внутри корпуса благодаря его наклону и вращению.

Процесс теплообмена во вращающихся печах организован по принципу противотока: движение горячих газов, образующихся при сжигании топлива и оттягиваемых дымососом, противоположно направлению движения материала.

На происходящие процессы оказывает влияние множество факторов, таких как общий объем сырья, влажность, химический состав и тонкость помола шлама (или состав и количество муки), расход и калорийность топлива, температура и расход вторичного воздуха, неравномерность движения материала и т. п.

Вращающаяся печь в зависимости от характера процессов, протекающих в обжигаемом материале на различных ее участках, условно может быть подразделена на ряд зон — сушки, подогрева, кальцинирования, экзотермических реакций, спекания и охлаждения (загрузка, сушка, подогрев, обжиг, охлаждение и выгрузка).

Общая задача управления вращающейся печью заключается в обеспечении оптимальных тепловых режимов по сечениям печи, регулирования углов наклона и скоростей вращения цилиндра на всех стадиях рабочего процесса.

Сущность процессов получения клинкера состоит в том, что при высокой температуре в сырьевой смеси образуются компоненты, обеспечивающие требуемые свойства цемента. Образование клинкера во вращающихся печах завершается при температурах обжигаемого материала около 1450°С — после полного связывания извести.

Главная фазовая составляющая портландцементного клинкера — алит — должна достигать в нем 40 - 65%, в зависимости от вида клинкера. Здесь целесообразно указать на используемые сокращенные обозначения оксидов: СаО - С; Si02- S; А1203 - A; Fe203 - F; NazO - N; Ка20 - К.

По составу алит близок к трехкальциевому силикату C3S, но может также содержать ряд других соединений в виде твердых растворов.

Вторая по содержанию фазовая составляющая клинкера — белит — близка по составу к двухкальциевому силикату C2S и содержит в виде твердых растворов магний, натрий, калий и др.

Третья составляющая клинкера — промежуточное вещество — образуется из той его части, которая представляет расплав при высоких температурах.

Остальные фазовые составляющие клинкера — целит — (твердые алюмоферритные растворы), трехкальциевый алюминат С3А, а также (в небольших количествах) стеклофаза, периклаз, свободная известь, и др.

Состав клинкера принято характеризовать соотношением между основными оксидами (модулями) или содержанием минералов. К модульным характеристикам состава относятся:

> гидравлический (основной) ш = C/S + А + F;

> глиноземный (или алюминатный) р = A/F;

> кремнеземный (или силикатный) n = S/A + F.

Модульные характеристики удобны тем, что совпадают для клинкера исходной сырьевой смеси, однако содержание минералов полностью они не определяют. Для преодоления этого затруднения введен коэффициент насыщения кремнезема известью КН (в литературе просто «коэффициент насыщения»):

КН = (С - 1,65А - 0,35Р - 0,750з)/2,8Б. (1)

Содержание клинкерных минералов рассчитывается, исходя из предположения о достижении фазовых равновесий в системе СаО - БЮг -АЬ03 - БегОз и строгом соблюдении количественных соотношений в реакциях образования клинкерных минералов, в соответствии с эмпирическими формулами:

СзБ = 4,07(С - 0,7803) - 7,6Б - 6,72А - 1,42Р; (2)

СзБ = 8,68 + 5,07А + 1,07Б - 3,07(С - 0,7803); (3)

С3А = 3,04Р; С4АР = 2,65(А - 0,64Р); Са804 = 1,7803. (4) С использованием КН содержание белита и алита определятся по следующим формулам:

С38 = 3,8(ЭКН - 2)8; С28 = 8,6(1 - КН)8. (5)

Таким образом, теоретически значения содержания минералов в клинкере могут быть определены по известным характеристикам сырьевой смеси. Оперативный контроль качества клинкера представляет определенные трудности, так как процедуры лабораторного анализа минералогического состава достаточно длительны и трудоемки. Кроме того, содержание минералов не определяет однозначно основное качество клинкера - его активность, фактическое значение которой может быть получено только через 28 суток, а экспрессные оценки недостаточно точны. В настоящее время для этой цели разрабатываются методы оценки качества клинкера на основании косвенных параметров.

Во второй главе представлено формализованное описание математических моделей процесса обжига цементного клинкера.

Так как технологический процесс производства цемента представляется достаточно сложным объектом, включающим самые разнородные газо- и термодинамические, механические, физические, химические и прочие явления, то для формирования модели необходим комбинированный подход с разумным упрощением средств представления (принятием обоснованных «допущений»).

В комплекс процессов, протекающих в рабочем пространстве печи, входят следующие: движение газов; горение топлива; теплообмен в пространстве печи и вблизи поверхности обрабатываемого материала (шлама); процессы теплообмена в массе материала; химические взаимодействия.

Тепловой баланс печи как объекта управления зависит от множества показателей, таких как:

> мощность газовых горелок являющихся основным регулируемым

источником тепловой энергии для всего процесса;

> направление и скорость движения горячих газов в координатах печи;

> потери тепловой энергии через ограждения в окружающую среду;

> вносимые и выходящие тепловые потоки через материал, дымовые

газы и технологическое оборудование.

Очевидно, что все перечисленные процессы, так или иначе, связаны между собой и подвержены взаимному влиянию.

Кинетика процессов перемещения потоков в печи можно представить в виде схемы, рис.2. Основу процесса термической обработки (обжига) цемента составляет теплообмен между газами и сырьевым материалом. Так как длина печи существенно больше ее прочих размеров, то из-за турбулентного перемешивания газового потока его параметры приблизительно одинаковы для заданного сечения печи, и с определенными оговорками объект предполагается одномерным.

Пространство печи можно подразделить на несколько аналогичных технологических зон, условия внутри которых можно считать однородными. Время нахождения сырья в каждой из зон определяется скоростью его перемещения. Время действия газов и их свойства определяются температурой и расходом, и может различаться для разных зон.

В установившемся режиме температура газов в каждой из зон определяется условиями теплового баланса и предполагается равномерной в пределах зоны (но в общем случае может различаться в различных зонах).

Поле температуры внутри сырьевого материала в общем случае не однородно и не стационарно, поскольку тепловой обмен связан с условиями молекулярной теплопроводности. Плотность теплового потока через границу раздела в первую очередь зависит от разности температур газа и сырья. Количество поглощенной/выделенной при этом теплоты можно считать пропорциональным массе изменяющегося материала. При переходе в следующую зону полученные параметры сырья можно считать его начальной характеристикой для этой зоны.

Изменение температуры газовой составляющей для 1-й зоны печи можно представить уравнением теплового баланса:

где: ср —• удельная теплоемкость газовой смеси,

Т^, / — 1, А^ — температура газовой смеси в г-й зоне. С;=С0+С,с, (7)

где: — расход воздуха в зоне горелок, С; — расход подаваемого воздуха, N— количество зон, С? — расход отбираемых дымовых газов:

= 77—. (8)

<2сХ

(2с, — теплота сгорания газа,

X — стехиометрическое соотношение газа и воздуха. Левая часть уравнения (6) представляет поток тепла, переносимый через границу г-й и (;+1)-й зон, правая часть представлена следующими слагаемыми:

Первое слагаемое отображает поток тепла, переносимого горячими газами между г-й и (/+1)-й зонами.

Второе слагаемое - тепловая мощность газовых горелок в данной

зоне (естественно, при отсутствии в зоне горелок Р)С - 0).

Третий член правой части — тепловые потери в окружающую среду:

= К^ -(т/ -Г0} ' (9)

г де: Т0 — температура наружного воздуха, Т:— температура горячих

газов, — суммарная площадь ограждающей поверхности, — коэффициент теплопередачи.

Четвертое слагаемое в правой части — количество тепла, передаваемое материалу:

с,-а/,-(у

& = А(-' (10)

ГШ

,■ - температура материала в г-и зоне, ср - удельная теплоемкость материала, М, - масса материала в г-й зоне, ¿И-время прохождения г-й зоны.

Поле температур материала определяется классическим уравнением нестационарной теплопроводности для системы без внутренних источников тепла:

Р,с

дТ," , (82Т,4 д2Т,4 д2Т" л

с р —— = Я

(П)

Ч дх2 ду2 дг

где: ся , рч, Ад -удельная теплоемкость, плотность, теплопроводность материала.

В качестве начальных условий можно принять температуру материала на выходе из (г - 1)-й зоны:

2;'(О)=Г<!,(А0. (12)

Граничные условия:

дТ?

а1 х=0 х=1, х ) - Л,

дх дТ1

ду дТ? |

ОХ 1

а,. (7;» - 1 ) = Хч |;,=01ушку, (13)

Здесь Их, йу, /¡г — толщины прогреваемого материала в соответствующих направлениях (х, у, г).

В принципе уравнение (6), отражающее термодинамическую ситуацию в 1-й зоне через температуру в (/+У)-й, фактически представляет собой систему из N дифференциальных уравнений. Уравнения (6) и (11) целесообразно решать совместно методом последовательных приближений, с использованием граничных условий (13) и заданных начальных условий (12).

Для моделирования объекта и формирования управляющих алгоритмов дифференциальные уравнения с граничными условиями преобразуются в систему алгебраических уравнений, соответствующих конечно-разностной схеме. Блок-схема общего алгоритма представлена на рис.3.

Во внутреннем цикле производятся расчеты изменений температуры материала по слоям, со вводом вычисленных во внешнем цикле граничных условий, и напротив, во внешнем цикле при определении текущей температуры газовой среды начальные условия используются в качестве входных величин, а вычисленные значения температуры участков определяются по вышеупомянутым зонам, распределению обрабатываемого материала, длины вращающейся печи, расположения газовых горелок и т. п.

Явления теплопередачи через стенки печи при постоянном тепловом потоке (стационарный режим) включают теплоотдачу от газовой смеси к стенке печи, теплопроводность стенки, теплоотдачу от наружной поверхности стенки в окружающую среду. Плотность теплового

потока от горячих газов внутри печного канала определится формулой:

_Я ~ у? ~ Т" ), (14)

где Т?, / = - температура газов в ;-й зоне, Т" - температура

внутренней стенки, д - плотность теплового потока, - коэффициент теплоотдачи, N — количество зон. При стационарном режиме плотность теплового потока обусловлена теплопроводностью через печную стенку:

Ч = (15)

где Т* — температура газов в зоне, Т-1 — наружная температура стенки, А — коэффициент теплопроводности, /г — толщина стенки.

НАЧАЛО

Ввод исходных данных

I Задание начального \ приближения температур (по зонам)

Вычисление температуры : газовой смеси по зонам

X

Соответствие нормативам

/=Ц\Г

: У

,___±_

, п

, I

| Вычисление температуры | материала по зонам ' ;

да

Регистрация результатов

КОНЕЦ

\ I

Рис.3. Исходный алгоритм.

Тепловой поток, передаваемый в окружающую среду через наружную поверхность, будет равен:

«-«-'(Г-Г). (16)

Сложив почленно полученные равенства, имеем:

А _1

Л + ас

(17)

Таким образом, общий тепловой поток будет равен:

1 к 1 '

-Т + 7+ —

а, л а0 ^^

Если обозначить «коэффициент теплопередачи»:

и '_

К- Г'

—г + Т + ~~

а, л «о (19)

то уравнение тепловых потерь через наружную поверхность примет вид:

д? = к?(т*-т0). (20)

В термодинамических расчетах часто используется величина «полного термического сопротивления», обратная коэффициенту теплопередачи:

Я =

!г 1

Я а , (21)

В общем случае коэффициент теплопередачи зависит от условий перемешивания (характера потока, свойств составляющих, скорости течения газовой смеси и т. п.).

Третья глава посвящена вопросам моделирования технологических процессов обжига клинкера при производстве цемента.

Обращаясь вновь к процессу обжига сырьевого материала как объекта управления, представим его как внутренний элемент общей структуры, рис.4. Очевидно, что большая часть ранее перечисленных параметров недоступна для регулирования. Для задачи необходимо выделить параметры, доступные контролю и регулированию, с тем, чтобы обоснованно отнести их к вектору управления.

В целом вектор управлений X объединяет в себе множества функций вектора заданий и обратной связи. В состав вектора управлений при этом входят: скорость перемещения материала; количество включенных нагревателей (горелок); параметры регулируемой мощности нагревателей; открытие заслонок на дымососе.

Заметим, что скорость перемещения материала во вращающихся печах непосредственному управлению не подлежит: она представляется функцией свойств материала, которые также недоступны управлению и могут быть, скорее, отнесены к среде. На скорость перемещения непосредственно влияют вполне управляемые параметры печи — угол наклона, скорость вращения, а также свойства обрабатываемого материала (плотность, вязкость, размеры частиц), они тоже недоступны

регулированию (но, тем не менее, доступны контролю). А также влияющие на скорость, точнее — на свойства материала — его плотность, вязкость и т. п., непосредственно зависящие, во-первых, от состава материала, а во-вторых — от его температуры.

В этом смысле имеем параметры управления X: угол наклона печи фп; скорость вращения печи соп; температура материала Тм.

Что касается последнего, температуры, то с ним тоже связаны определенные проблемы. Фактически он управляется не непосредственно, а путем регулирования подачи топлива в нагреватели, а также их расположением и включением. Температура материала не распределена по печи равномерно, хотя в принципе контролируема в любой точке (зоне) печи. Неопределенны и тепловые свойства обрабатываемого материала, в этом смысле их в некотором смысле можно отнести и к параметрам среды: они фактически неуправляемы и трудно контролируемы.

К вектору управления X добавятся параметры: количество включенных нагревателей (горелок); параметры регулирования мощности нагревателей; открытие заслонок на дымососе.

Вектор влияния среды У имеет смысл объединить с вектором состояния объекта Н и отнести к нему: тепловые свойства обрабатываемого материала; параметры нагнетаемых газов; температуру окружающей атмосферы; параметры теплоотвода; параметры газоотвода.

Выходной вектор Z: масса (расход) полученного клинкера; характеристики клинкера; параметры отводимых газов.

Сложность объекта, неопределенность большинства параметров и их взаимосвязей, указывают на целесообразность прибегнуть для решения задачи управления к методам имитационного моделирования.

К наиболее популярным системам имитационного моделирования относятся AnyLogic, Aimsun, Arena, GPSS, ИМИТАК, Triad.Net, РДО, PTV,

Tecnomatix Plant Simulation, NS-2, Transyt, Vision VISSIM, eM-Plant, Powersim.

Моделирование технологических процессов термической обработки цементного клинкера проведено в диссертации с использованием системы имитационного моделирования РДО (РЕСУРСЫ - ДЕЙСТВИЯ -ОПЕРАЦИИ), которая позволяет более глубоко и точно учитывать особенности динамики объекта автоматизации. В среде РДО удобно не только проводить имитационное моделирование технологического процесса, но и проводить анимацию для наблюдения его хода в реальном времени, что немаловажно при решении задач оптимизации управления.

Сложная динамическая система на концептуальном уровне представляется в виде множества некоторых взаимодействующих между собой ресурсов.

Ресурс — это элемент сложной системы, внутренней структурой которого можно пренебречь, в то время как его наличие и свойства как целого важны для целей описания.

Все ресурсы Сложных Дискретных Систем (СДС) образуют некоторое множество:

R = {r,/i= 1,..., N(t)}t (22)

где: г, — г'-ый ресурс СДС, a N(t) — число ресурсов СДС в данный момент времени. Основным составляющим СДС, каковыми являются ее элементы, производственный процесс, законы функционирования, соответствуют следующие информационные объекты: ресурсы, действия, нерегулярные события и операции. Представление СДС в РДО-методе показано на рис.5.

Рис.0. Представление СДС в РДО-методе

Ресурсы могут быть разбиты на несколько типов; каждый ресурс определенного типа описывается одними и теми же параметрами.

В среде РДО можно моделировать информационные потоки с различными законами распределения (равномерным, нормальным, экспоненциальным и т. п.). Обобщенно процесс анализа системы посредством вычислительной модели показан на рис.6.

Процесс моделирования начинается с определения структуры системы, на основе которого устанавливаются границы составляющих модели и необходимый уровень детализации моделируемых процессов. Обосновывается выбор зависимых и независимых переменных, определяется тип модели (стохастическая, детерминированная и др.). Исходные данные определяются на основе эмпирических данных, идентификации и спецификации определяемых переменных. Что касается рассматриваемого технологического процесса — термической обработки цементного клинкера, то для формирования исходных данных необходимо учитывать сложность объекта: процесс обжига клинкера в печи подвержен влиянию множества разнородных факторов. Главные из них — количество, химический состав шлама, расход, температура, калорийность топлива, расход и температура вторичного воздуха и множество других.

Рис.6. Обобщенное представление процесса моделирования

Исходные данные и начальные условия, уровень детализации которых на начальном этапе определяется оператором, могут быть представлены, например, в виде некоторой матрицы, строки которой соответствуют определенной операции процесса, а столбцы как раз и являются характеристиками операции. Успешность моделирования зависит от того, насколько хорошо оператор умеет выделять существенные элементы и взаимосвязи между ними.

Исходя из специфики технологического процесса, могут быть сформулированы следующие ограничения на: " количество операций, заданных технологией; " последовательность выполнения операций; " расход шлама;

" производительность печи (по техническому паспорту печи);

■ удельный расход условного топлива; " влажность шлама, температура вторичного воздуха; " скорость вращения печи (не более 1 об/мин).

Частота поступления шлама в печь может быть определена, например, законом распределения, устанавливающим длительность интервалов между входными сигналами предыдущей операции.

Перечисленные ограничения представляются общими для любого варианта исходных данных.

В четвертой главе решаются задачи разработки имитационной модели и проведения имитационных экспериментов.

Исходным этапом моделирования представляется определение ресурсов модели, в данном случае — элементов вращающейся печи, которые непосредственно связаны с процессами обжига и охлаждения клинкера. В качестве таковых выступают определенные параметра агрегата, технологические зоны печи, устройства контроля и управления, так что для конкретной задачи могут быть предложены различные варианты моделей. Наиболее рациональным решением представляется рассмотрение печи в целом — агрегата для получения клинкера — как единого ресурса, поскольку именно в этой модели возможно размещение и хранение практически всей информации об его функционировании.

С целью последовательного улучшения технологического режима вращающегося печи и снижения удельного расхода топлива целесообразно обеспечить следующие условия:

> Нормализация работы шламопитателя.

> Снижение удельного расхода топлива на обжиг клинкера.

> Увеличение часовой производительности печи.

Имитационное моделирование представляет собой процесс

построения обобщенной компьютерной модели с алгоритмическим описанием основных правил ее поведения.

В методе РДО знания о моделируемой системе представляются в виде модифицированных продукционных правил. Состояние любого моделируемого объекта системы определяется набором значений параметров всех элементов, принадлежащих системе и соответствующей базе данных (БД).

Пусть характеристики системы будут случайными функциями времени, зависящими от параметров т/, г2, ..., г„. Разобьем эти параметры на две группы: управления — т¡, т2, ..., т„„ определяющие дальнейший порядок функционирования системы, и собственные — тт+/, т т+2, .... т„ , характеризующие свойства системы и ее элементов и не зависящие от управления. Пусть некоторое свойство системы описывается функционалом Ф, взятым в качестве показателя и определенным в пространстве 2,(1у.

Ф = Ф(Г,, Г;, .... Т,„; Г„,+;, Т.... (23)

На величины г, накладываются ограничения вида:

72, ... а (24)

Л = 1,2,.... /г*, 0 <ту <а,. (25)

Можно утверждать, что задача оптимального управления сведется к выбору параметров тт+!, т м+2, ..., т,„ удовлетворяющих условиям (24) и обеспечивающих минимум функционала Ф (23).

Если Ф = Ф(г/, т?, V и Л/,(г,, т..., т„), заданные моделирующим алгоритмом, является выпуклыми и непрерывно дифференцируемыми функциями п переменных, то задача выбора оптимального управления асимптотически эквивалентна задаче нахождения минимума функции

у-Ф + Т еМ (26)

/1

при условиях 0 < г; < к, (с > О — некоторое постоянное число). Под асимптотической эквивалентностью мы будем понимать эквивалентность при с —» оо. Таким образом, в результате замены (23) эквивалентным соотношением (26) мы пришли к задаче, которая может быть решена любым из известных методов отыскания экстремума.

Суть его сводится к следующему. Пусть искомыми величинами будут т/, гтк. Тогда в ЙР-мерном пространстве выбираем произвольную точку а/, а?, ..., ап, которую будем называть точкой нулевого приближения, а значение У(т/, т?, ..., г,,,) обозначим V0. Отправляясь от этой точки, используем итерационную процедуру покомпонентной минимизации величины V как функции одной переменной. Минимизация функции V по каждой переменной может быть проведена различными способами. Рассмотрим алгоритм минимизации функции:

<Р'а* = = /(<Ро„ )} + {<Р"о.Ж- = Л<Рс„)П ,

приняв во внимание физическую особенность функционирования технологической операции:

Пусть минимум функции находится в интервале (0, т), то есть, правая граница интервала неизвестна. Произвольно выбираем значение аргумента г = т/ и методом агрегативного моделирования определяем функционал ^ при этом аргументе, соответственно увеличиваем значение аргумента т = т2 = 2т,. Значение функционала р2 варьируется аналогичным образом — до тех пор, пока не выполнится условие

/-„>^(« = 2,3,4,...).

Для определения левой границы интервала поступаем следующим образом. Интервал (0, т) делим пополам (значение функции при аргументе т/2 было определено при поиске правой границы). Вновь полученный интервал (т/2, г) снова делим пополам, и в этой точке также определяем значение функции. Рассмотрим два случая взаимного соответствия этих значений.

Случай 1 -й (рис.7,а). Если соблюдается условие ГА>Рв<Рц , то минимум функции находятся в интервале (а, п). Для определения минимума функции отрезки а,Ь и Ь,п делим пополам, получая, соответственно, точки с и (I, и вычисляем при этих аргументах значения

функции (точки С, В), и далее — с заданной степенью точности определяем минимальное значение функции методом пяти точек.

Случай 2-й (рис.7,б). Если соблюдается условие /Г4</Гв<^\.', то минимум функции находится вне пределов интервала (а, п). Для определения минимального значения отрезок 0,а делим пополам (точка С). Исключая из анализа ординату пМ и определяя по методу агрегативного моделирования значение в точке С, анализируем значение функционала в точках С, А, В и, в зависимости от их величин, или повторяем процедуру или поступаем таким же образом, как рассмотрено в 1-м случае.

О ' с 1 а п 0 с а 1 п

я* т

Рис.7. Примеры нахождения минимума функции ГО)

Следует рассмотреть два метода построения моделирующего алгоритма для обеспечения требуемого согласования.

1. Для определения оптимума продолжительности работы моделируется процесс, состоящий из одной операции. В процессе моделирования регистрируются моменты выдачи выходных сигналов, их интервалы, моменты сбоя, длительность ремонта, скорость вращения печи, температура выходящего клинкера, все признаки состояний и другие представляющие интерес параметры моделируемого процесса.

Для каждого шага моделирования регистрируются результаты промежуточных вычислений второй операции, и вновь повторяется моделирование процесса, представленного тремя, четырьмя и т. д. операциями.

2. Аналогичным образом производится моделирование технологического процесса, состоящего из одной, двух и т. д. операций, но при этом результаты промежуточных вычислений запоминаются не по шагам моделирования а вычисляются каждый раз для всех операций, составляющих процесс.

Ниже рассмотрен алгоритм согласования процесса моделирования по последнему методу, называемому методом Д1. Сущность метода состоит в следующем. С помощью программ ввода и формирования в ЭВМ вводятся данные (начальные условия) о состоянии системы в момент 1=0.

Вариант блок-схемы моделирующего алгоритма, приведен на рис.8.

Рис.8 Схема моделирующего алгоритма

Затем текущее время изменяется на Д^ то есть ^ = Д1 и, начиная с автономного плюса, производится пересчет изменения состояний системы за интервал Дг. Зоны, не получившие к моменту А1 внешних сигналов, будут изменять свои состояния в соответствии с оператором и. Для них производится проверка принадлежности состояний подмножеством 77 и наличия в интервале Д1 моментов выдачи выходных сигналов.

Если выходные сигналы У соответствуют Ху < Хех (за ДО, то рассматриваются зоны, получившие эти сигналы в качестве внешних. Моделирование продолжается до тех пор, пока состояние системы не будет зафиксировано по всем зонам. Далее текущее время снова изменяется на Д1 и процедура формирования состояний и выходных сигналов повторяется.

Таким образом, для решения поставленной задачи с использованием имитационной модели необходимо выделить и описать состояния системы и правила (алгоритмы) их изменения. Результаты регистрируются в терминах выбранного средства моделирования (в частности, алгоритмического языка), и обеспечивается их использование и дальнейшая доработка.

События, которые начинают или завершают действие, не планируются разработчиком модели, а инициируются по условиям, определенным по соответствующим действиям. Условия начала или окончания действий проверяются (сканируются) после очередного продвижения имитационного времени: если заданные условия удовлетворяются, то происходит соответствующее действие. Для выполнения каждого действия модели сканирование условий должно производиться для всего их множества при каждом шаге «имитационного» времени.

Проведенные имитационные эксперименты показали, что смоделированная система практически полностью соответствует объекту исследования. Результаты проведенных имитационных экспериментов

ПОКАЗАТЕЛЬ РЕКОМЕНДУЕМЫЕ НОРМАТИВЫ ПОКАЗАТЕЛИ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Производительность печи 30 т/ч 27.675447 29.80601323

Расход электроэнергии 95-1 15 кВтч/т 96.358091 116.000320775

Расход тепла на обжиг клинкера 750—830 ккал/кг кл 678.344219 755.21301627

Расход сырья на тонну клинкера 0,88-0,92 0.87376 0.8920239247

Влажность шлама Wc„= 38 % 31.0966 37.79769е+308

Скорость вращения печи N. об/мин 1,5...4,5 0.5522369 1.072872е-005

Температура вторичного воздуха, °С 600-800 °С 578.870136 718.0757144

Температура выходящего клинкера /м = 60- 120 °С 62.152289 125.90023192

Температура обжига, °С 1350- 1450 "С 1362.23423 1425.43523

Температура материала во время обжига (все зоны) От 60-1450 °С 62.152289 1390.21830109

Температура газового потока на выходе из печи 1000—1100°С 989.471487 1145.8480132

В заключении представлены основные результаты работы.

Приложение содержит документы об использовании результатов работы.

Основные выводы и результаты работы

1. Проведены исследования комплекса процессов протекающих в печи, а именно движения газов, горения топлива, теплообмена в пространстве печи и массе материала, химических воздействий, а также кинетики процессов перемещения потоков. Показано, что независимо от характера технологии, главным агрегатом для обжига цементного клинкера является вращающаяся печь. Химико-термическая обработка сырьевого материала производится последовательно, в процессе его перемещения по зонам печи.

2. В качестве математической модели описывающей процессы, происходящие в печи, выбраны уравнения теплового баланса, что позволило определить основные параметры процесса обжига для дальнейшего моделирования.

3. Обоснованы и разработаны алгоритмы расчета температуры газовой смеси, расчета температуры материала, моделирования теплового баланса печи, учитывающие характеристики и динамику изменения основных параметров процесса термической обработки.

4. В качестве среды имитационного моделирования выбрана среда РДО, так как РДО позволят более глубоко и точно учитывать особенности динамики объекта автоматизации, проводить имитационный прогон технологического процесса и анимацию для наблюдения его хода в реальном времени, что немаловажно при решении задач оптимизации управления.

5. Сформулированы технологические этапы имитационного моделирования, обоснованы основные параметры и ограничения, накладываемые на объект управления при моделировании. Разработан алгоритм имитационного моделирования процесса обжига цементного клинкера в среде РДО. Проведенные имитационные эксперименты показали, что смоделированная система практически полностью соответствует объекту исследования.

6. Предложена методика выбора оптимального варианта маршрутной технологии. Разработанные в соответствии с этой методикой модель, алгоритм и программы, доведены до практической реализации. Имитационная модель обеспечивает получение оптимальных параметров системы в смысле предложенного критерия и требований. При этом достигаются рациональная загрузка сырья и наилучшее время технологического процесса обжига клинкера.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Публикации в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ

1. Пиров Ф.С. Оценка качества сортировки насыпных материалов на основе принципа классификации/ Исмоилов М.И., Чжоу Шимо, Пиров

Ф.С. // Ученые записки Орловского государственного университета. Серия: Естественные, технические и медицинские науки №3(41), 2011.-с.66-74.

2. Пиров Ф.С. Имитационное моделирование технологических процессов термической обработки в среде RDO/ Исмоилов М.И., Умаралиев Р.Ш., Пиров Ф.С.//Ученые записки Орловского государственного университета. Серия: Естественные, технические и медицинские науки №3(41), 2011.-е.47-56.

Публикации в других изданиях

3. Пиров Ф.С. Анализ технологий термической обработки цементного клинкера /Николаев А.Б., Исмоилов М.И., Пиров Ф.С. // Аналитико-имитационное моделирование и ситуационное управление в промышленности, строительстве и образовании: Сб. науч. тр. М., 2008, МАДИ (ГТУ). - с. 19-24.

4. Пиров Ф.С. Проблемы автоматизации предприятия по производству цемента /Исмоилов М.И., Пиров Ф.С. // Методы и модели прикладной информатики: Межвуз. сб. науч. тр.. 2009, М., 116-119.

5. Пиров Ф.С. Создание моделей системной динамики в программе AnyLigic 6.4.1. /Мезенцев К.Н., Умаралиев Р.Ш., Пиров Ф.С. // Интеграционные решения в промышленности, науке и образовании. Сб. науч. тр. М„ 2010, МАДИ (ГТУ).- с. 52-59.

6. Пиров Ф.С. Моделирование процесса термической обработки цементного клинкера в среде РДО / Исмоилов М.И., Пиров Ф.С. //Оптимизация решений в промышленности, строительстве и образовании: Сб. науч. тр. М., 2010, МАДИ (ГТУ). - с. 67-72.

Подписано в печать 27 мая 2011 г Формат 60x84x16 Усл.печ.л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ №22

ТЕХПОЛИГРАФЦЕНТР Россия, 125319 , г. Москва, ул. Усиевича, д. 8 а. Тел.: 8-916-191-08-51 Тел./факс (499) 152-17-71

Введение.

Глава 1. Технология производства цемента как объект автоматизации.

1.1. Способы производства цемента.

1.2. Технологическое оборудование.

1.3. Характеристики составляющих процессов.

1.4. Кинетика технологических процессов.

1.5. Выводы по главе 1.

Глава 2. Математические модели исследуемых технологий.

2.1. Задачи моделирования.

2.2. Исходные положения и допущения.

2.3. Математические модели.

2.4. Обоснование алгоритмов.

2.5. Тепловые процессы в печном канале.

2.6. Выводы по главе 2.

Глава 3. Автоматизация процессов обжига.

3.1. Структура управления.

3.2. Обоснование принципов управления.!.

3.3. Выбор среды моделирования.

3.4. Основные положения РДО-метода.

3.5. Обоснование параметров.

3.6. Выводы по главе 3.

Глава 4. Реализация системы управления процесса обжига.

4.1. Формирование модели.

4.2. Организация элементов структуры.

4.3. Основной алгоритм.

4.4. Варианты функционирования алгоритма.

4.5 Согласование алгоритма с моделью.

4.6 Описание процесса моделирование в среде РДО.

4.7 Выводы к главе 4.

Масштабы современного строительства, рост требований к прочности и качеству строительных конструкций, развитие цементной промышленности, неизбежное внедрение технологических установок все большей мощности, расширение номенклатуры изделий и сырьевых материалов постоянно ставят всё новые проблемы перед цементным производством.

Эффективность цементного производства в существенной мере зависит от организации процессов обжига клинкера и режимов эксплуатации печей. Комплекс процессов, происходящих с клинкером под воздействием тепловой энергии, достаточно сложен и обширен. Процессы горения топлива, движения материала и газов в печах, теплообмена и физико-химических превращений сырьевой смеси тесно связаны между собой. Следует учитывать и весь комплекс наладочных мероприятий: обеспечение требуемого химического и минералогического состава клинкера в сырьевой смеси, обоснование выбора теплообменных устройств, отработка режимов горения, обеспечивающих протекание процессов заданной интенсивности и экономное расходование топлива.

Производительность печей, удельный расход топлива и прочие определяющие показатели зависят не только от исходных конструктивных характеристик технологических установок, но и от режимов их работы. Форсирование режима до известного предела повышает производительность, но при этом существенно увеличивает непроизводительные потери, связанные с уносом материала, повышением температуры отходящих газов, удельным расходом теплоты и, соответственно, топлива.

Дальнейшее форсирование технологических режимов неизбежно приводит к сокращению эффективности производства, связанному с перечисленными явлениями.

Обеспечение промышленных нормативов и оптимальных параметров технологического процесса способно оказать решающее влияние, как на качество получаемой продукции, так и в целом на экономические показатели производства стройматериалов.

Наиболее сложным, ответственным и энергоемким процессом в комплексе операций производства цемента представляется обжиг клинкера. По промышленным данным общие энергозатраты при обжиге распределяются примерно следующим образом: подготовка сырья - около 10%, собственно обжиг 80%, помол цемента 10% и прочие - порядка 1%.

Поэтому задача рациональной организации составляющих процессов и автоматизации управления обжигом с соответствующим снижением энергозатрат является актуальной.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности производства цемента за счет автоматизации технологического процесса обжига цементного клинкера с использованием разработанных методов, алгоритмов и средств. В соответствии с поставленной целью в диссертации решаются следующие основные задачи: о анализ объекта исследования и технологий получения цементного клинкера; анализ и формализованное описание методов и моделей процесса термической обработки клинкера; разработка имитационной модели процесса термической обработки цементного клинкера и проведение имитационных экспериментов; разработка алгоритмов управления процессом термической обработки клинкера.

Объектом исследования является термическая обработка процесса обжига цементного клинкера в Государственном унитарном предприятии ГУП «Таджикцемент».

Теоретической основой диссертационной работы являются общая теория систем, методы оптимизации, случайные процессы, имитационное моделирование, исследование операций, системный анализ.

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание и разработанных методов, методик и алгоритмов

В первой главе диссертации рассмотрены технологии производства цемента.

Во второй главе представлено формализованное описание математических моделей процесса обжига цементного клинкера.

Третья глава посвящена вопросам моделирования технологических процессов обжига клинкера при производстве цемента.

В четвертой главе решаются задачи разработки имитационной модели и проведения имитационных экспериментов.

Научную новизну работы составляет совокупность методов, моделей и алгоритмов автоматизации технологического процесса обжига цементного клинкера, расчета температуры газовой смеси, расчета температуры материала и моделирования теплового баланса печи.

На защиту выносятся: результаты анализа способов и технологий получения цементного клинкера; о формализованное представление процесса обжига цементного клинкера; имитационная модель технологического процесса обжига цементного клинкера; ® алгоритм управления процессом термической обработки клинкера, обеспечивающий расчет температуры газовой смеси и расчет температуры материала; методика выбора оптимального варианта маршрутной технологии.

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов, изложенных в работе, определяется корректным использованием современных математических методов, согласованным сравнительным анализом аналитических и экспериментальных зависимостей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения разработок в ряде крупных организаций.

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Проведены экспериментальные исследования модели с целью выдачи рекомендаций по организации работы цеха обжига цементного клинкера. Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения в ГУП «Таджикцемент» (Республика Таджикистан), а также используются в учебном процессе на кафедре "АСУ" Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). Результаты внедрения и эксплуатации подтвердили работоспособность и эффективность разработанных методов.

Содержание разделов диссертации докладывалось и получило одобрение:

• на научно-технических конференциях, симпозиумах и семинарах Республики Таджикистан (г. Душанбе, 2010-2011 гг.);

• на научно-методических конференциях МАДИ (Москва, 20082011 гг.),

• на заседании кафедры «Автоматизированные системы управления» МАДИ.

Объем диссертационной работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав основного текста, общих выводов, списка литературы(128) и приложений. Общий объем 118 страниц, 29 рисунка.

Общие выводы по работе

1. Проведены исследования комплекса процессов протекающих в печи, а именно движения газов, горения топлива, теплообмена в пространстве печи и массе материала, химических воздействий, а также кинетики процессов перемещения потоков. Показано, что независимо от характера технологии, главным агрегатом для обжига цементного клинкера является вращающаяся печь. Химико-термическая обработка сырьевого материала производится последовательно, в процессе его перемещения по зонам печи.

2. В качестве математической модели описывающей процессы, происходящие в печи, выбраны уравнения теплового баланса, что позволило определить основные параметры процесса обжига для дальнейшего моделирования.

3. Обоснованы и разработаны алгоритмы расчета температуры газовой смеси, расчета температуры материала, моделирования теплового баланса печи, учитывающие характеристики и динамику изменения основных параметров процесса термической обработки.

4. В качестве среды имитационного моделирования выбрана среда РДО, так как РДО позволят более глубоко и точно учитывать особенности динамики объекта автоматизации, проводить имитационный прогон технологического процесса и анимацию для наблюдения его хода в реальном времени, что немаловажно при решении задач оптимизации управления.

5. Сформулированы технологические этапы имитационного моделирования, обоснованы основные параметры и ограничения, накладываемые на объект управления при моделировании. Разработан алгоритм имитационного моделирования процесса обжига цементного клинкера в среде РДО. Проведенные имитационные эксперименты показали, что смоделированная система практически полностью соответствует объекту исследования.

6. Предложена методика выбора оптимального варианта маршрутной технологии. Разработанные в соответствии с этой методикой модель, алгоритм и программы, доведены до практической реализации. Имитационная модель обеспечивает получение оптимальных параметров системы в смысле предложенного критерия и требований. При этом достигаются рациональная загрузка сырья и наилучшее время технологического процесса обжига клинкера.

1. Абдурахмонов А.Х., Лучанский В.Е., Солодовников А.О., Брызгалов Ю.П., Ташпулатов Т.Х. Установка для контроля толщины футеровки печей Цемент, 1984, № 12.

2. Альбац Б.С., Радун Д.В., Уманский Ю.В. Исследование изменений слоя материала во вращающейся печи при колебаниях управляющих параметров процесса обжига. Тольятти: Тр. ВНИИЦеммаша, 1972, вып. 14, с. 127-132

3. Анфилатов В. С, Емельянов А. А., Кукушкин А. А. Системный анализ в управлении / Под ред. A.A. Емельянова. М.:Финансы и статистика, 2001

4. Бернштейн Л.Г., Кичкина Е.С., Лощинская A.B. Оптимизация процесса обжига во вращающихся печах. Тр. НИИЦемента, 1976, вып. 33, с. 37-43

5. Беседин П.В., Классен В.К., Литвинов А.И.и др Влияние параметров процесса обжига на скорость движения материала в печи /. -Цемент, 1978, № 10, с. 21-23

6. Богданова И.В., Егоров Г.Б. Оперативны контроль качества материалов цементного производства. Л.: Стройиздат,1983

7. Богомолов Л.П., Гайстеров С.Ф., Ермилов В.А. Имитационное моделирование вычислительных систем. В кн.: Моделирование сложных систем: Сб.статей/ АН ЛатвССР, ин-т электроники и вычислительной техники. Рига: Зинанте, 1975, вып.4, с.57-83

8. Болдырев A.C., Хохлов В.К. Пути экономии топлива в цементной промышленности. М.: Стройиздат, 1983

9. Брусиловский Б.Я, Математические методы в прогнозировании и организации науки.- Киев, 1975

10. Брюханов О.Н., Мартыщенко Л.Ф. Использование газа в цементной промышленности. П.: Недра, 1968

11. Булатов Ю.Н. Методы алгоритмизации процессов прокатного производства. М.: Металлургия, 1979

12. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978

13. Бусленко Н.П. Математическое моделирование производственных процессов на ЭЦВМ. М.: Наука, 1964

14. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов. М.: Высшая школа, 1980

15. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Портландцементный клинкер. М.: Стройиздат, 1967

16. Бутт Ю.М., Энтин З.Б., Казанский Ю.В., Потапов П.К. О скорости усвоения извести при обжиге клинкера в условиях резкого высокотемпературного нагрева сырьевой смеси. Труды НИИЦемента 1964- Вып.20.

17. Вальберг Г.С, Гринер И.К., Мефедовский В.П. Интенсификация производства цемента. М.: Стройиздат, 1971

18. Вальберг Г.С. Природный газ в цементной промышленности. -М.: Госстройиздат.1962

19. Варфоломеев В. И. Алгоритмическое моделирование элементов экономических систем. М.: Финансы и статистика, 2000

20. Вердиян М.А., Альбац Б.С., Репин В.П.и др Характер движения материала в мощных вращающихся печах/. Тр. НИИЦемента,.1978, вып. 51, с. 62-68.

21. Вильсон А.Дж. Энтропийные методы моделирования сложных систем,- М.: Наука, 1978

22. Воробьев В. А., Барский Р. Г. Математические методы в автоматизации технологических процессов строительства. -Апматы.: Гылым 1997.

23. Гаврилов Т Л., Хорошевский В.Г. Базы знаний интеллектуальных систем.СПб.:Питер, 2000

24. Гельфанд Я.Е., Яковис Л.М. Проектирование АТК приготовления сырьевой смеси на основе прогнозирования качества продукта смешивания.- Цемент, 1981, №4

25. Гинзбург И.Б., Смолянский А.Б. Автоматизация цементного производства. Справочное пособие. Л.: Стройиздат, 1986

26. Глуховеров А.Л. Исследование процессов клинкерообразования при высоких температурах в различных газовых средах. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ташкент. 1965.

27. Гнедина И.А., Кичкина Е.С, Манухина Л.М. Математическое описание процессов декарбонизации и образования первичных клинкерных минералов во вращающихся печах,- Л.: Стройиздат, 1971, Тр. Гипроцемента, вып. 38, с. 23-42

28. Гнедина И.А., Шапиро В.Я., Шлионский Ю.С. Газовые горелки с регулируемой характеристикой факела для вращающихся печей. Труды НИ И Цемента, 1977

29. Г недина, И.А. Расчет выгорания газового факела в цементной вращающейся печи // И.А. Гнедина, С.С. Григорян, В.Я. Шапиров // Тр. НИИЦемента. 1977. Вып. 39. - С. 19-36

30. Гольдштейн Л.Я. Комплексные способы производства цемента.- Л.: Стройиздат. 1985

31. Горстко А.Б. Методы оптимизации. Метод.указания. М., 1981.

32. Горстко А. Б. Познакомьтесь с математическим моделированием. М.: Знание, 1991

33. Грешилов A.A., Стакун В.А., Стакун Л.А. Математические методы построения прогнозов. М.: Радио и связь, 1997

34. Давыдов С.Я. Пьячев В.А . Новое оборудование цементных заводов сухого способа производства.- Екатеринбург: Уральский гос.тех.университет (УПИ), 2001

35. Данюшевский С.И., Егоров Г.Б., Белов Л.В., Никифоров Ю.Н. Основы приготовления портландцементных сырьевых смесей. М.: Стройиздат, 1971

36. Данюшевский С.И., Никифоров Ю.Н. некоторые приемы снижения влажности шлама//Цемент 1981 .№10.-С.5-6.

37. Дворкин Л.С Технические средства для автоматизации производства цемента.- Цемент, 1981, №4.

38. Дешко Ю.И., Креймер М.Б., Крыхтин Г.С. Дробление и помол в цементной промышленности. М.: Стройиздат, 1966

39. Дешко Ю.И., Креймер М.Б., Огаркова Т.А. Наладка и теплотехнические испытания вращающихся печей на цементных заводах. М.: Стройиздат, 1966

40. Дмитриев, A.M. Цементная промышленность и экология / A.M. Дмитриев, Б.Э.Юдович, С.А. Зубехин //Доклад международной конференции «Промышленность стройматериалов». Белгород.-1997.-Ч.1 .-С.45-50.

41. Долбилова, И.В. Ресурсосберегающая технология производства клинкера и цемента с термообработанными минеральными добавками. И.В. Долбилова, И.Е. Ковалева, A.B. //Тез.докл.1 Междунар.совещания по химии и технологии цемента.-М.: 1996.-С.14-15.

42. Драбкин Г.С., Бровар И.П., Гельфанд Я.Е., Ицкович Э.Л. Автоматизация цементных заводов. Госстройиздат, 1966.

43. Древецкий Е.Г., Добровольский А.Г., Коробок A.A. Повышение эффективности работы вращающихся печей. М.: Стройиздат, 1990

44. Дрожжин B.C. Авторегрессионные модели нерегулярных временных рядов, образующихся при измерениях в случайные моменты времени. Кемер. гос. ун-т. - Кемерово, 1997

45. Дуда В. Цемент, электрооборудование, автоматизация, хранение, транспортирование. Справочное пособие.— М.: Стройиздат, 1987.

46. Думов Л.С. О моделировании роста выпуклых древовидных конфигураций в древовидных структурах. Дискрет, мат., 1995. - 7 №2. - С.63-75

47. Емельянов А. А. Имитационное моделирование в управлении рисками. СПб.: Инжэкон, 2000

48. Емельянов А. А., Власова Е. А. Имитационное моделирование в экономических информационных системах. М.: Изд-во МЭСИ, 1998

49. Емельянов В.В. Метод построения математических моделей сложных дискретных систем и процессов. Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. - 1993. - №1. - С.11-20

50. Емельянов В.В., Ясиновский С.И. Имитационное моделирование систем: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2009

51. Ериклинцев В.В., Фомин С.Я., Фотов A.A. Определение методами математического программирования оптимальных технологических маршрутов изготовления холоднодеформированных труб.- Сталь, 1968, К; 8, с.727-731

52. Ермаков Г.Ф., Астахова М.А., Махотин М.А. Предварительные определение марки цемента,- Цемент, 1983, №11.

53. Зимин Ю.Н., Умрихин Ю.Д., Черкасов Ю.Н. Методология системного подхода к разработке организационных структур управления большими системами. М.: Минрадиопром, 1981

54. Исмоилов М.И., Чжоу Шимо, Пиров Ф.С. Оценка качества сортировки насыпных материалов на основе принципа классификации// Ученые записки Орловского государственного университета. Серия: Естественные, технические и медицинские науки №3(41), 2011 .-с.66-74.

55. Исмоилов М.И., Пиров Ф.С. Проблемы автоматизации предприятия по производству цемента // Методы и модели прикладной информатики: Межвуз. сб. науч. тр. 2009, М., 116-119.

56. Исмоилов М.И., Пиров Ф.С. Моделирование процесса термической обработки цементного клинкера в среде РДО //Оптимизация решений в промышленности, строительстве и образовании: Сб. науч. тр. М., 2010, МАДИ (ГТУ). с. 67-72.

57. Ильина Н.В., Сохацкая Г.А., Захаренков В.К. Кулыгин И.П. Футеровка вращающихся печей цементной промышленности. М., Стройиздат, 1967

58. Калинин А.Н., Савчков В.К., Кацман А.Д.и др Управление процессом обжига с применением УВМ/Цемент, 1980, № I, с. 16-18

59. Кацман А.Д., Савчков В.К., Шидлович В.И. Автоматизация управления обжигом в печах мокрого способа производства цемента.- В кн.: Автоматизация технологических процессов в промышленности строительных материалов. Алма-Ата: Казахстан, 1982

60. Кацман А.Д., Шидлович В.И., Савчков В.К. Математическая модель процесса обжига и ее использование для построения алгоритма управления. Тр. НИИЦемента, 1976, вып. 33, е. 43-51

61. Кельтон В. Д., Аверилл М. Л. Имитационное моделирование. Классика CS . СПб.: Питер; Киев: Издательская группа ВНР , 2004

62. Киричков В.Н. Построение моделей в виде многомерного полинома. Вестник Киевского политехи.ин-та.Техн. кибернетика, 1979, № 3, с.80-87.

63. Кичкина Е.С. Изучение процесса декарбонизации цементных сырьевых смесей. П.: Госстройиздат, 1959, Тр. Гипроцемента, вып. 21, с. 3-43

64. Классен В.К. Обжиг цементного клинкера. Красноярск: Стройиздат, 1994

65. Классен В.К. Оптимизация сжигания топлива во вращающихся печах. Цемент, 1981, № 9, с. 6-8.

66. Классен В.К. Основные принципы и способы управления цементной вращающейся печью//Цемент и его применение. 2004. - №2. - С.39-42

67. Классен В.К. Практические рекомендации по управлению процессом обжига клинкера во вращающихся печах сиспользованием величины содержания С02 в отходящих газах и характера теплоизлучения корпуса печи. Белг.,БТИСМ,1994.

68. Ковалева Л.Н. Многофакторное прогнозирование на основе рядов динамики. М.: Статистика, 1980

69. Колокольников B.C. Производства цемента. Учебное пособие. -М.: Высшая школа, 1967

70. Комова М.Л. Модели усреднительных агрегатов сырьевого передела.- В кн.: Математические модели технологических процессов в промышленности строительных материалов. Л.: Союзавтоматстром, 1981

71. Копелиович В.М. Применение низкосортного твердого топлива и горючих отходов при обжиге клинкера,- М.: ВНИИЭСМ,1991

72. Кочетков B.C., Кубанцев В.И., Ларченко A.A., Немировский Л.Р., Раскин А.Н. Автоматизация производственных процессов в промышленности строительных материалов. Л.: Стройиздат, 1986

73. Кочетков B.C., Кубанцев В.И., Ларченко A.A., Немировский Л.Р., Раскин А.Н. Автоматизация производственных процессов в промышленности строительных материалов.-Л.: Стройиздат, 1986

74. Кравченко, И.В. Ковалева Е.И. Повышения эффективности цементного производства при использовании техногенных материалов / Цемент.-1989.-№3.-С.9-10.

75. Кселлер X. Развитие технологии обжига в цементной промышленности и требования к огнеупорной футеровке //Zement-Kalk-Gips.-1 984.-Т.37.-№1.- С.9-17.

76. Кузин Л. Т., Плужников Л. К, Белов Б. N. Математические методы в экономике и организации производства. М.: Издгво МИФИ, 1968

77. Ларченко A.A., Кочетов B.C., Немировский Л.Р. Автоматизация производственных процессов в промышленности строительных материалов. Л.: Стройиздат, 1975

78. Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. М.: Синтег. 1999

79. Лощинская A.B., Мягков А.Е., Хохлов В.К. Интенсификация процессов обжига цементного клинкера. М., Стройиздат, 1966

80. Лямин В.Н., Барсуков О.В., Финкельштейн И.В., Едвабник Ю.А. Опыт комплексного проектирования новых агрегатов для цементной промышленности//Цемент.1981 ,№4-С.18-20.

81. Мальцев А.П., Романцев В.В., Ченцов А.Г. К вопросу оптимальной маршрутизации сигнала в условиях неаддитивной функции затрат. Маршрутно-распределительные задачи. - : Гос. техн. ун-т. - Екатеринбург, 1995

82. Маркелова Е.Ю. Некоторые алгоритмы последовательной оптимизации в маршрутно-распределительных задачах. -Маршрутно-распределительные задачи. Екатеринбург: Урал. гос. техн. ун-т., 1995

83. Мезенцев К.Н., Умаралиев Р.Ш., Пиров Ф.С. Создание моделей системной динамики в программе AnyLogic 6.4.1. // Интеграционные решения в промышленности, науке и образовании. Сб. науч. тр. М., 2010, МАДИ (ГТУ).- с. 52-59.

84. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник. В 3-х т. М.: Изд-во МГТУ, 2000

85. Моисеев H.H., Иванилов Ю.П., Столярова E.H. Методы оптимизации. М.: Наука, 1978

86. Моисеенко И.П., Потапчик A.B., Евсеенко А.Ф., Копилиович В.М. Пути снижения расхода топлива на обжиг клинкера//Цемент, 1976.№4 — С.11-12.

87. Мщенко А.П., Михайлов А.Е., Мщенко В.А., Грищенко Т.Г. Измерение теплового потока на корпусе вращающейся печи // Цемент. -1984. № 10.-С.14-15.

88. Налимов В. Д, Чернова И. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965

89. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. М.: Мир, 1975

90. Нусс М.В., Трубаев П.А., Классен В.К. Информационная система по управлении. Процессом обжига цементного клинкера. Современные проблемы строительного материаловедения. Седьмые академически чтения РААСН.-2001 -С.377-380.

91. Островский Г.М.,Волин Ю.М. Методы оптимизации сложных химико-технологических схем.- М.:Химия,1970

92. Петерсен М.Ф. Модель гарнулометричсекого состава кпикера вращающихся печей // Word Cement Teohnology.-1980. №9. С.435-439;-№ 10.-С.467-470.

93. Платонов B.C., Малооков В.А. Пути повышения эффективности производства цемента. С.-Петербург , 2000

94. Пытьев Ю.П. Методы математического моделирования измерительно-вычислительных систем. М.: Физматлит, 2002

95. Рамачандран B.C. Применение дифференциального термического анализа в химии цемента. М.: Стройиздат,1977

96. Репин В.П., Верциян М.А. Идентификация математической модели процесса спекания цементного клинкера. Тр. НИИЦемента, 1976, вып. 33, с. 51-58

97. Рульнов A.A. Моделирование и оптимизация технологических процессов в производстве строительных материалов. М.: ВЗМИ, 1977

98. Саати Т. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения. М.: Сов. радио, 1970

99. Сыркин, Я.М. Использование металлургических шлаков для снижения энергоемкости производства цемента// Обзорная информация.- М.,ВНИИЭСМ, 1984.-43 с.

100. Тейлор Х.Ф.У. Химия цементов-М.: Издательство «Мир», 1992

101. Томилова О.В., Ветлугин М.М. имитационное моделирование в задачах оптимизации строительных технологий//Теория и практика организации информационных технологий. М.: МАДИ (ГТУ). 2004

102. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. М.: СИНТЕГ, 2008.

103. Фатеева Е.С., Козлова В.К. Определение содержания некоторых материалов в клинкерах методом рационального химического анализа. // Цемент, 1966, №4. с. 13

104. Фрайман, JI.C. Обжиг и охлаждение цементного клинкера / Л.С. Фрайман, Ю.С. Шпионский. СПб., 1996

105. Ходоров Е.И. Печи цементной промышленности. Л.: Стройиздат.1968

106. Ходоров Е.И. Современная технология производства цементного клинкера,-Л.: Госстройиздат, 1960

107. Чуличков А.И. Математические модели нелинейной динамики. М.: Физматлит, 2000

108. Шакалис В.В. Моделирование технологических процессов.- М.: Машиностроение, 1973

109. Шелудько А.В., Быховский М.Л. Повышение эффективности процесса обжига клинкера. М.: ВНИИЭСМ,1978

110. Шеннон Р. Е. Имитационное моделирование систем: наука и искусство. М: Мир, 1978

111. Шубин В.И., Смазнов В.Б., Кулабухов В.А., Хныкин Ю.Ф. Применение низкотемпературной плазмы в производстве цементного клинкера. М.: ВНИИЭСМ, 1991

112. Эйген, Г. Улучшение теплового режима вращающейся печи мокрого способа производства / Г. Эйген // Radex Rundschan. 1957. -№ 4. С. 656-666

113. Экологические проблемы технологии строительного производства. М., Всесоюзный НИИ цементной промышленности -1990- Вып.102.

114. Pan-Wei Ng. Business Process Modeling and Simulation with UML Part II: Executing a UML Transaction Model with Rational Rose // Rational Edge, 2002 May.

115. Anzelm, V. Der Verbrennungsvergang im Drehofen Wege zu seiner Intensifizierung / V. Anzelm, H. Fritsch // Z-K-G. 1954. - S. 37-103

116. Astrom K.J., Eykhoff P. System Identification a survey. -Automatica, 1971, v.7, N 2, p. 123-162.

117. Balsamo S., Marzolla M. Simulation Modeling of UML Software Architectures, Proceedings of the European Simulation Multiconference, Nottingham UK, Jun 9-11 2003, Edited by David Al-Dabass, SCS-European Publishing House.

118. Brandon D.B. Developins Mathematical Models for Computer Control. ISA Journal, 1959, N7, p.70-73.

119. Buzzi.S. Optimierung des Klinker Rulebetriebes / S. Buzzi, G. Sassone // VDZ-Kongress. Düsseldorf, 1993. S. 296-304

120. Held M, Karp R.M. A Dynamic Programming Approach for Sequencing Problems. // J. Soc. Indust. and Appl. Math. IONNI (1960),p.196-210

121. Holmbland L.P. Erfahrungen mit automatischen Ofenuberwachung durch einen Computer und Fuzzy Logic/A/erfahrenstechnik der Zementherstellung: VDZ Kongress' 85. - Wiesbaden; Berlin: Bauverlag, - 1987. - S. 539-547.

122. Marzolla M., Balsamo S., UML-PSI: The UML Performance Simulator, Proc. of the First International Conference on the Quantitative Evaluation of Systems (QEST 2004), Enschede, The Netherlands, September 27-30, 2004, pp. 340-341, IEEE Computer Society.

123. Performance by Unified Model Analysis (PUMA) by Murray Woodside, Dorina C. Petriu, Dorin B. Petriu, Hui Shen, Toqeer Israr, Jose Merseguer // WOSP'05, Palma de Mallorca, Spain, July 11-15, 2005

124. Ralston A., Wilf H.S. Mathematical methods for digital computers. New York: ed. J.Wiley and Sons, 1962

125. Pan-Wei Ng.Business Process Modeling and Simulation with UML Part I: Defining a UML Transaction Model That Maps to RUP Business Models // Rational Edge, 2002 Apr