автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Адаптивная система автоматического управления процессом сушки угольного концентрата по влажности конечного продукта

ргб од

докщша ГОСУДШЖЭйШ стшгшй SH3BEFC3TET

На прзсах ружяисн

Зэтоа Пэд-м Алохссг~:м

ui

ддмтаня систека Аэтсмпкгсксго кэдиага

Г?СЩССС1 СГ£«1 УГОЛЬКСГО КСЗДЭТГРАТА

га олиати kö&sscto продукта

Специальность 03.t3.07 - "Лвтгазтяэзцял т&гоиогячесяпх процгссоз Я прсизггадств (прс'йгмешгость)"

Азторефзрат „■ЗтссертвЕяя из сонскаяяэ учэкоЯ стгшегз г.гкзддатэ тех;пггзсмп паук

£0НГЩ - 199-1

Диссертационная работа является рукописью.

Работа выполнена на кафолро ппгоматнэации горного производства и управляющих систем Шч^асскога горно-ыетолпургическйго института. ' .

Научный руководитель: доктор технических нэук, тцт>(яссор УЛЫМ В.А.

Стадиальные оппоненты ькадемш Украинской технологической . шидемия, доктор технических наук,

профессор БОРИСОВ A.A.

кянлздат технических наук, лонвнт ■ ЕВСТИГНЕЕВ И.Ii.

Ведуавя организация - Государственный каучво-всслздсБ»--тельсккй и проектно-конструктсрский институт по автоматизации угольной промыпленности (ШШИУглеаРТомыизацня, г.Луганск)

3ts-ira диссертации состоится 1994г.

УО 30

в IX_ час ка заседании специализированного совета К06.04.01

при Донецком государственном техническом университете: 340000, Донецк, уд.Артека, 58.

О диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке Донещсого государственного технического университета.

Автореферат разослан "Л£н CüiCr^bf^. 1994 г.

• Ученый секретарь специали^рованиого совета,

канд. техн. наук, доцент

куашал; ОИЙКЙ XAi-AHibmiTMKii ДООШАШКШЯ ШЛИ». .'.КГуf.Лt,itíК.УШ й СТЕПЕНИ 1йал1'Э)М1!!ЮС1И »i líKii • ;шосетуда Ь уййсьяпз штнешяюго ведения горных работ практичес-Ш1 д«5ш.азиив нн Украине каменные угли требуют обогаад • .►ш. oí у задач-; ревам» 64 углеобогататвлшид фабрики cyr/jíap-aJb ¡¡рсизьодствешиой моздосзгю 147 мяк?, угля б год, акало ?(.) а «и. 7. и«?рврабатыйае-гся на 23 обогатительных фабриках ¡:.'ли:с.хшллес1ш заводов. Таким образом, переработке подвергается около 157 шш.т. угла б год. При этом фяотацаи сод-вергаотся 13. -1 % общего объема перерабатываемого углл. $л~тщдао:пшй концентрат является наиболее мелким, а значит п ■ наиболее влагоемким классом углей, технология флотшцга требует непосредственного соприкосновения угля с адкесть», поэтому для получении товарной продукции требуется суыка е "tro обч.ема флотационного концентрата. Кроме того, сушке ¡юдьгргшзтси и другие, более крупные классы углей. Зксплуа-тышлише натра ш на сушку составляют 18-2.0% об ких затрат из у г хесбог а!цен.№.

Задача автоматического регулирования основных показателей даиних процессов наталкивается на принщптиалыше трудности из-за наличия транспортного запаздывания, в несколько pao превышающего по величине постоянные времени объекта. Крота того, ка объекты оказывают существенное влияние .возмущения случайного характера, большинство из которщ контролировать в настоящее время не представляется воэмоизим. В этих условиям применение стандартных законов регулирования оказывается неэффективным, и в большинстве случагв они непригодны.

Существуюзде системы автоматического управления обвова-ш из стабилизации косвегаих рекшшх параметров, поэтому не обеспэчшзают заданную влаиюсть высушенного угла, фо в зкьгша условиях враводат к его смерзаний с вагонах. ¡Геро-регулировашю, возаккавдоо upa работе гаккх сасгем приводит ¡с перосуаке угля, что уволгчивает вероятность взрыва и ¡ю-да-ра. Крсие того, пересушка влечет за собой поииение взброса угольной пкя1 в скру:;з£аув среду.

Попытка ргшть задачу стабилизации вльзаостк прив ? необходимости установка влагомера на входе сушлки. из-за кспоЕиогаюстк цзнзроыия влапюсти исходного угля не-посредствелао перед подачей в сусашшЗ тракт, эта се ;те.ма на яама праагигния. Кроме того, использование спей глгориткоь упрааяоида предусматривает аксверныентавьнуЦ: настройку регуляторов под ксакротние параызтри объекта. ,Ь|зшко гака® объекты кмеш пвредоош пзраг,:зтры, поэтому сортами управления зачастую оказизз;:тся неработоспособными.: Ззачи-тильзая шсрдашиость ярсаосса сдаг! аркээдит к дл;;те'лыпм

варвхо&гиы процесса;,! np:¡ запуске скс?о;щ. Б течение ртого

I !

врзкзни глзпюсть конечного продукта ко соотвсгствуег задав-ксл, ччо щазомт я потерян. \ j

Таким образом, разработка методов адаптивного pint-,зле-кия объектами с сущостиешшм залаздоанкем позволяет1 реимтъ актуальную задачу улучавшая качества конечной продуктам; горного производства, повыагкая безопасности пэдежя работ в укоаьвешя гагрлонения окрухашэд среди.

Мяолхе объекта горного производства тага» шевт суцост ■

¡

вевкое звпаздивагае, еслп управление ведется по качеств:;

кэдг/вдо продукте!'. Это например, флотация, об&зво&аагагав ъ

\

ьакууцных 'фильтрах, сгуцевие влаловах вод, осЕетлеичз от-

ходол флоташда и т.п., поэтому разработка методов адаптивного упрпьления имеет, вв«яое значение для' еярокого класса

объектов уголков промышленности, . .

• ■ .

Степень исследоьвнноОти тематики диссертация заключается в смдзтт. Известные метода автоматического управлешя. основаннне на йсивенсвциЯ транспортного запаздывания, кэ обеспечивает требуемой точности управления объектом с нестационарная» параметра« при отсутствии информации о входных в возмуяашнх ввздействиях.чго ограничивает пркмененне известных алгоритмов упрааликия. Существующие регуляторы во позволяет оптжезяроввть решим работы с утильных установок а обеспечить заданное время переходных процессов пря условия ям апериодичности, «одели процесса сраа вв учитывав? взаимное влияние каналов управления топкой я сушилкой.

Исследования выполнены в соответствия с комплексной Программой модерннзащя угольной промывлеыостя "Уголь* а ее подарограамой "Кс№ъвтериэацчя в автоматизация производственных процессов".

; КСЙКРЕТШЯ ФОРМУЛИРОВКА ЦЕЛИ

К ОСНОВНЫХ ЗШЧ НАУЧНОГО ЙССЛЕШШВШ

Цель» работы является разработка моделей» алгоритмов в создание адаптивной свстемы автоматического управления процессом сувхх зичхяьиого концентрата, обеспечивающей повышение точности стабилизации заданной влажности высушенного угля в переходном и установившемся режимах при заданном времени в условии апериодичности ¡переходных процессов.

Задачи научных исследований: разработка и исследование обобаеннсй матемаяг.эской модели процесса сушки угольного концентрата в барабанных установках И трубах-сушилках: синтез адаптивного алгоритма автоматического управления

технологическим процессом сушки; разработка и исследование системы автоматического управления процессом сушки угольного концентрата; сбобщение метола адаптивного управления на другие объекты углеобогащения с существенным запаздыванием.

Идея работы заключается в Формировании управляющего динамического воздействия•в . системе путем масштабирования сигнала ошибки определениями функциями времени в зависимости от величины ошибки регулирования;

ОБОСНОВАНИЕ ТЕОШИЧВСКОП И ПРАКТИЧЕСКОЙ ЦНВ10СТИ ИССЛЕЖ'1!Д1П1'1 К ЕГО НАУЧНОЙ'НОВИЗНЫ

Впервые показано, что г система с существенным запаздыванием управляющее воздействие, генерируемое, в регуляторе параметрического типа в виде временной функции, масштабирующей ошибку регулирования, обеспечивает заданное время и апериодичность переходного процесса на выходе объекта; масштабирующая функция повторятся через определенные интервалы времени и зависит от динамических характеристик объекта и заданных параметров переходного процесса.

Алгоритм вычисления масштабирующей функции для переходного режима работы системы представлен в виде рекуррентных соотношений, учитывающих Фактические и заданные характеристики системы, отличающийся ориентацией на микропроцессорную реализацию,упрощающую применение системы.

Установлен и предстгтлен структурной алгоритмической схемой характер взаимного влияния каналов управления процессами горения топлива и сушки, что обеспечивает комплексное управление топочным и сушильным агрегатами..

Показано, что для снижения времени запуска процесса /

сушки при условии апериодичности переходного процесса изменения влажности высушенного угля, а также уменьшения средне-

квадратической ошибки регулирования в установившемся режиме необходимо использов&гь различите временные функции, масштат бирущиа ошибку регулирования влажности: в переходном режиме масштабирувдая функция вычисляется по получещшм рекуррентным зависимостям, в установившемся применяются прямоугольные импульсы единичной площади; переход на соответствующие временные функция определяется математическим ожиданием ошибки регулирования.

.Практическая полезность работы заключается в разработке адаптивной автоматической системы управления процессами с существенным запаздыванием & каналах измерения в неконтролируемых случайна возмущениях, пригодной для автоматизации

технологических процессов горного производства; в разработке *

инженерной методики расчета квэзиоптималышх законов управления параметрами управляющего устройства при построении систем автоматического регулирования объектами с существенным запаздыванием с различными динамическими характеристиками; в разработке рекомендаций по построения адаптивных систем автоматического управления другими объектами углеобогащения с аналогичными свойствами.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ РЕАЛИЗАЦИИ И ВНЕДРЕНИЯ НАУЧНЫХ РАЗРАБОТОК Математическая модель процесса сушки угольного концентрата и адаптивный алгоритм управления влажностью высушенного угля использованы ЦОФ "Нагольчанская" ПО "Антрацитуглеобога-щение" в техническом задании на создание системы автоматического контроля и управления влажностью высушенного угля в

«

технологическом тшже; в проекте автоматизации .сучильного отделения; в системе автоматического контроля и управления влажностью высушенного угля; в пакете прикладных ' программ

управляющей части системы автоматического контроля в управления влажностью.

Научные повсшмшя диссертации, в .ом числе матеиатичес-кая модель процесса сушки угольного концентрата, метод в алгоритм адаптивного управления процессш используются Государственным научно-исследовательскпм и- проектно-конструкт^рсггы ластетутш по автоматизация уголыюй прскыз-лошости НШШУглеавтоматизацкя при разработке комплекса аппаратуру евтоыатизашш сушильных отде/чний углеобогатительных фабрик.

Методика исследований па ЭШ састеа автоматического управления со стохастическими возмукавднш воздействия® используется в курсе "Теория автоматического управлений", дшмешоы проектировании л УИРС в Донбасскш горио-иетал-лургическом .институте.,

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АПРОВАЩИ М ПУБШАЩЙ РЕЗУЛЬТАТОВ '.";

НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, СТРУКТУРЕ К 0БЪ24Е даССЕРТАШШШОЙ РАБОТЫ

Результаты исследований доложены, обсуждены в солучакг одобрение на кафодре автоматизации. горного проззвадства в управляющие . систем Донбасского горио- металлургического института (1992-1994гг.); на научных конференциях Довбасско-го горно-металлургического института (1993-1994гг.); во научном семинаре АН Украины "ПроЛвеыы управления веитильньш преобразователями в ?пвктраприводах и АСУТП* (г.Адчысн, 1993г.); на расширенном заседании кафедра "Автоматика и телемеханика" Донецкого государственного технического университета (1994г.), в институте "ШПйУглаавтоматкзацзя• (г.Лугвнск, 1994г.), не ЦОФ "Нагольченсксш" ПО "Антрацитуглеобогадение",;

По теме диссертации опубликовано 8 работ, подготовлена н отправлена заявка на патент Украины №94030696.

Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения, "зложенных на 140 страницах машинописного текста, иллюстрированного 45 рисунками. Работа содержит 10 таблиц, список литературы из 104 наименований и 5 приложений. ДЕКЛАРАЦИЯ КОНКРЕТНОГО ЛИЧНОГО ВКЛАДА ДИССЕРТАНТА В РАЗРАБОТКУ НАУЧНЫХ РЕ&УЛЬТАТОВ, КОТОРЫЕ ВЫНОСЯТСЯ НА ЗАЩИТУ Разработаны метода синтеза алгоритмов автоматического управления различными объектами с существенным запаздыванием с применением регулятора параметрического'типа с управляемым коэффициентом усиления; разработан и исследован с использованием вычислительной техники адаптивный алгоритм управления влакнос^ьв угольного концентрата; разработана математическая модель процесса сутки; произведены экспериментальные исследования сушильных установок на ЦОФ "Криворожская" и ЦОФ "Ногольчанская"; разработана адаптивная система автоматического управления процессом сушки угольного концентрата. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОЛОГИИ.

МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИМЕТА И ОБЪЕКТА Решение поставленных в работе задач выполнено на основе теоретических и экспериментальных исследований с использованием математического аппарата дифференциальных уравнений . с отел^няюррмся аргументом,- теории автоматического управления объектами с переменны»я параметрами, операционного исчисления, методов математической статистики, численных методов и вычислительных экспериментов.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтр'.'рвдпется адекватностью разработанной модели, проверен-

а

нов с ооиояы) критерия Пирсона, обоснованностью принятых допущений, результатами расчетов различными методами; корректностью использования математического аппарата и численных методов.

ИЗЛОЖЕНИЕ ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ И ФОИШШк)ВАНИЕ ОСНОВНЫХ ВЫВОДОВ. ВЫТШШЙ ИЗ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ Суимлышя установка состоит из -трех взаимно связанных основных частей: источника получения сушильного агента (топки), сушилют >! тяголутьевого оборудования.

Автоматическое управление процессом сушки осуществляется в основном по коггенним параметрам, коррелированным с влажностью висушшшого угля, (температура, влагосодержание, запыленность газов и т.п.). Такое управление не обеспечивает стабилизацию влажности конечного продукта на заданном уровне из-за существенного влияния возмущающих воздействий (влажность исходного угли, производительность по сирому углю на входе и др.).

Институтом ПшпАтлеввтоматизация (ГУА) разработана аппаратура аптомапде.-чш суиилышх установок КАСУ. 1, стабилизирующая влажность гмсушенного угля но наблюдениям. Для

этого предусмотрено и.-г-чрение влажности исходного угля и (

производительности по входу установки. Но измерение указанных параметров тсхнич'—ки возможно лишь перед аккумулиругаим бункером, о не перед с.,тши:ой непосредственно. поэтому такое решение водет к увеличению погрешности стабилизации влажности. Кроме того, имеет место значительная длительность переходных- процессов при '.-ппуске сушильной установки, что приводит к сшгеенип качеств« конечного продукта. Применение конвейерных весов и в.г>1 отгера на входе снижает надежность

работы установки.

Повшение точности стабилизации достигаэтся пра управлении по влажности высушенного угля. Но установка влагомера на выходе процесса приводит к существенному запаздыванию сигналов в канале измерения влаззюстп. В большинстве случаев для сушильных установок хо/1в*3 (го,То-соотв8Т<^венно вре(4я чистого запаздыванин и постоянная времени объекта управления). Однако процесс сушки имеет нестационарные параметры и подвержен воздействию неконтролируемых стохастических воз-муаеиий с неизвестными вероятностными характеристиками,, поэтому традиционные алгоритмы управления оказываются непригодными.

Такш образам, необходимо использовать адаптивные алгоригми управления по влажности конечного продукта, позволяющие (.•типизировать переходный и установившийся режимы при нестационарных параметрах объекта и неконтролируемых стохастических возмущениях, аребукт уточнения и динамические ев чю'гьа сушили«« установок кок объектов управления, так как существующие модели не учитывают характер гизаимного влияния каналов управления топкой и с у галкой.

Для достижения поставленной цели разработана обобщенная математическая модель процесса сушки, для наиболее распространенных установок - бгфпбпншис и труб-сушилок, (рис.1). Модель учитывает характер ь-.адяюго ьлияиия различных каналов управления сушильной установки, в том числе каналов управления топкой и сушилкой. Б качестве выходной координаты процесса принята влажность высушенного угля С , а промежуточными переменными - температура 1 азов Л^ и разрежение в топочном устройстве • давление дутья Рд и скорость сушильного агента г^. Управляющими ишдействиями соответст-

Рис.1. ■ ■

Параметрическая идентификация статической модели процесса сушки выполнена экспедошентально для бэрабащюа сушильной установки, акснлуатирумцейся в условиях ДОФ "Кршпрожек^я" и трубы-сушилки ЦОФ "Нагольчанская". Адекватность модели реальным объектам в статическом режиме проверялась путем сравпения экспериментальных данных с результатами моделирования при соответствующих значениях входных воздействий. При этом расхождение экспериментальных значений влажности высушенного угля от полученных на модели не превышает 13 % для барабанной установки и 9 % для трубы-сушилки.

Полученные значения коэффициентов усиления использованы для определений чувствительности каналов управления сушиль-

ыол установкой к изменении унрг.ая.'юцнх воздействий. В результата исследований установлено, что регулирование влажности высушенного угля, температуры ь топке, расхода сучильного агента и' первичного воздуха целесообразно выполнять ' пумм издоивши! в допустимых пределах соответственно величин нагруаки ¡(сходному углю, расхода топлива, степени открытия 'капривляициго аппарата )щмососа и дутье'вого вентиля-■ тора. В случае недостаточного диапазона изменения нагрузки по исходному углю влажность регулируется коррекцией температуры в тсаше, что способствует повышению долговечности и КПД топки, поскольку оперативное регулирование влажности не требует изменения температурного режима.

Основной канал управления барабанной с у пит им установки "нагрузка по исходному углю - влажность высушенного ^глл" аппроксимируется передаточной функцией вида

»,<Р> = К9 ^^^

где Т = 168 с; т = 960 с - соответственно постоянная

9 9

времени и время чистого запаздывания; р - оператор Лапласа.

Управление влажностью высушенного угля по основному . каналу предложено осуществлять регулятором параметцмческого типа с управляемым коэффициентом усиления. Управляющее воздействие на объект формируется путем изменения соответствующим образом коэффициента усиления регулятора. Повышение точности достигается за счет использовьмии в переходном и установившемся режимах работы системы различных временных функций, масштабирующих ошибку регулирования влажности (законов изменения коэффициента усиления регулятора). Момент переключения определяет средня.-, ошиска регулирования влажности т(г }. Для запоминания управляющего воздействия и

устранения статической ошибки регулирования в регуляторе предусмотрен интегратор. Если объект содержит интегрирую^« звено, регулятор представляет собой управлявши усилитель.! t; переходном рекиме, когда |ш{«с>|>е* (£*-заданний порог nejr*.-к&ьч&тя), закон изменения коэффициента усиления усилителг] ь п-в ыоиы1? времени определяется по рекуррентной формул« j'

? = —f Is. f A - 2A + A 1+A -A ,]. n К T„ h l h l » "-1 n'2 > ° n-'J I,

o *

p где A = f(2T- h) A + 51, h (X + X Ш(2ТЖ+h): ¡(2)

t) X D'l I tin**l •

К , T - соответственно коэффициент усиления и нсстоян-

О О I

пая ьрьыени объекта по рассматриваемому каналу¡К^. Т^- соответственно желаемый коэффициент усиления и желаемая стоянная времени объекта; " - шиг квантования по времени; (h<0.05fe); X - единичная ступенчатая функция, воморящаясн с периодом tp=t{|+4Tl. '

Периодически, через промежутки времени tp величина ч;.: ременной А приравнивается нулю и расчет колфЬшиеша уелт ния по формулам (t) и (2) повторяется. В режиме, когди |mítc}|s¡c*, управление усилителем осущесявляет! щшоуго явными импульсами площадью 1/Кд о периодом гюрк^нп.; га=хяч4Тр. Величины t и ts получены теоретически u?. у. ü ■ «iii максимального быстродействия системы и проверены мчи-.".: нием на ЭШ. Разработанным методом синтеза получены рееур-рвнтые формулы кваэиоптималышх законов изменения 1.аоф фициента усиления регулятора для переходного режима в случае использования в системе объектов с различными динамическими свойствами (табл.1). При этом, независимо от модели обмять, при отработке системой задащего им возмущаодего воздействия в виде ступенчатой функции, на выходе формируется

15 •

апериодический пвраходшй процесс с задйшшия параметрами, сданутнй во времени яа величину чистого запаздывания.

" ТАБЛИЦА I

Законы изменения коэ®зцзента усиления регулятора

5? п/п Передаточная функция объекта, *.<Р> Коэф{яциент усилешя

1 в"«' (А А 1

Т р • о 1 ^ Г" "»-«1

г -I р К е " а р(Тор + 1) —-2А ,+А ,]+А -А 1 к ч ьЬ 1 п —1 п "-1] в 8

3 -г Р . К е ° О Т^р2425ТорН —ЬА -2А, +А К К Т № * " "Г1 п"2' ° * +!!!2[А -А. ЬА ]

4 К е 0 Э К Г*Г3 -^-ЦГА +3(А -А )-А „}+ К Т }1ш ' п " п в «

р(Т^рг+2?ТоР+1) +-2[А -2А +А ]+А -А , ^ ( п п-1 п п-1Х

При использовании дашого регулятора в системах с объектами, не обладаниями интегрируюцими свойствами, при отсутствии управляющего воздействия на входе необходимо сохранять соответствующий постоянный сигнал при помощи дополнительного устройства памяти до наступления следующего' периода управления.

i Справедливость аналитически полученных рекуррентных зависимостей проверена путем сравнения с результатами синтеза управления регулятором яа ЭВМ модифицированным методом

прямого поиска, сущность которого изложена в диссертации.

Алгоритм автоматического управления Температурой сушильного агента и тягодутьевым режимом построен на основе нелинейного ГО1-закона и имеет слздулций вид:

л = + wv :

S,.T= ïa<t) dt !

to = n h :

, T .(A -2A ,+A ,)/1иА -A . „„, mfe, ,,m)r ,

i c.T n n-i n-H n n-i ври mu i

I -----.---, 1 С С IT. 1 n

ti =i К h или m(e }>m(e )

I 10 -c-cnav

О , при m(e ) . í m(r. } s m(e } ;

* cnln с eme*

A =

(2T - h)A » T hfX 4 X )

--îzi--—---, при n * 0 ;

. 2T ,t h

С . Í

о , при n = о :

ffl{e } = (Q. , - OJK :

e aln 1.min 4 9

m(e > = (Q„ - C„)K ;

с мах R »тая f4 9

x _ I 1 , при n * 0 ; * «• 0 , ггри n - 0 :

n = 0 , при !o г üj ;

(X =/ = A - t 4

n-S (n-i л - 2 O f

(3)

- 0 ;

« = K„ с + К с3 * К ,Гг dt ;

HpJ p fípZ p p

С = p!., - p„, :

p Ш Ш

«Д = К„д, - « К„Д2 •

гда/КятГКй1з'КррГ,:«„'|!«Г'КМ, - коэффициенты уешю-ния регуляторов управления тршерлтуршм и тягодутьевым режимами: Т*. PjSK- эадатше значения соответственно температуры и разрежения в тенге: гр - соответственно ошибка

регулирован®» гтЕГТорзтуры и разреяения в топке: Sg - сигнзд коррекции температуры в топке; Q. . , CL - соответствен-

1«в|Й ■•ПАХ

¡ но шнвмзльнов в максимальное значения нагрузки по исходному углю; nie ) , , nie } ~ соответственна минимальная и мак-

в • !« с ааж

ссгалыш сет.бкз регулирования влавиости; 5 - постоянная

О » »

времена.канала управления "задп;п;о теулературч в топке -температура в'топко";'Т - период повторения управляющего воздействия ва дополнительный управляем уешзтчль; tQ -; начала текукего порода управлении ; п - номер интервала квантовшш по времена.

. ПрпЕодзюшЗ алгоритм отличается от разработанного ГУА исподьасвение« уяазаЕЕЫх выео каналов управления а наличием цепи коррекции текперзтуркого рекзма путем изменения задания ■ текзература в топка с пемецьв дополнительного управляемого усилителя ïa(t/. Цепь коррекции температуры включается в работу пря недостаточном диапазоне изменения нагрузка по исходному угля, когда Же )<а(е > . или míe )>га(с )

9 о Bin о о пах

Бвличшш о(ев)а|в я га(£о)явя непрерывно определяются системой в зависимости от текущего значения нагрузки:

ОСе ) , » «5, ", - QJK : nie J = <Q - QJK »

в »Ii» Tt.eln » В в аах 11.плк « 9

Рэвлизация (1) - (3) выполнена с использованием микропроцессорной техника. Структурная схема адаптивной системы упрэашпя процессом суваш угольного концентрата привед«на аа рас.2.

Исследования системы проведены с помощью численного эксперимента на ЭЕ& на примера Оарабанной сушльной установки Ц03> 'Криворожская*. Эксперименты проводились с учетом реальных случайных возмущений. На рис.3 приведен пример осциллограммы работы системы.

р0--га

ч^ь-1

к <

Р

От.

Рис.2. Структурная схема адаптивной системы автоматического управления процессом сушки угрдьиого концентрата

«

о

о «

X

о ь о

а о

V &

о

о и <1 о»

<3

В результате исследований установлено, '»то предложении? алгоритм управления обеспечивает снижение примени переходных процессов при запуске сушильной установки но сравнению • аппаратурой КАСУ.1 не ¿6.7 X, среднеквадратического отклоне Ш'1 влажности высушенного угля - на 54.96 V

Полученные результаты могут быть использся лш при разработке систем управления различным! объектам горного производства, например, флотации, обеавоживашм в вакуушых фильтрах, сгущения шламовых вод и других объектов с суцест-венным запаздыванием.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Б диссертационной работе разработаны модели и алгоритмы адаптивного управления процессом сушия, обеспечивающие повышение точности стабилизации заданной влажности угольного концентрата в переходном а установившемся режимах вря заданном времени и условии апериодичности переходных процессов.

Научное значение работы заключается в разработке методики йЬстроения . систем автоматического управления объектами с существенным запаздыванием сигналов измерения выходной координаты на основе регуляторе параметрического типа с управляемым коэф&щиентом усиления.

Основные научные выводы и результаты работы заключаются в следумщем: .

1. Разработана и исследована математическая модель процесса сушки в барабанных установках и трубах-сушилках, учитывающая характер взаимного влияния каналов управления топкой и сушилкой. Адекватность модели реальнш объектам подтверждена экспериментально. Расхождение теоретических в экспериментальных данных состизляет 13 % для баребаяной сушильной установки и 9 * для трубы-сушилки. Параметр! мода-

ли могут отличаться для различных типов сушилышх установок и условий эксплуатации. Установлено, что процесс супки является объекте:! с существенным запаздыванием. Показано, что воачусаювгяе воздейстсяя носят нестационарный вероятдсс?-ний характер. с,

2. Исследованиям установлено, что в гачествэ управлявшие возде2ствг5 для регулирования вланюстн внеувегаого

' угля, те:яюратурц з топке, расхода сушильного агента а расхода перззчного .воздуха целесообразно использовать ссс?-ветстгекю нагрузку по исходному углю, расход тг-пли-а, степень открытия направляющего аппарата дымососа и стьг.уг.-у открытая ааправдйпцего аппарата дутьевого вентилятора.

3. Разработал п исследован адатдоиЗ аягергги г.гго-кзтлческс¡-о уграздеияя платностью угольного кппцеятрзтп с ц.?'.»еке1шем регулятора параметрического тша с 'уггргвляс:-/:! ксб^лшонтс:* уеллипм, обеспечярслггго повивонке точпозгл за счет раедтпшх временных 4укюе«й, касштобируганг ептог.п сглекя в заг-встеосст от кушчкш оокбки регулирования.

4. разрэботпна и исследована одаптъряая ерстекз аето-матического уврзвдоная процессом сутки угольного шшентрглл с использованием нелдоокного адаптивного регулятора с упрзв-ляенич кое^ицнеатом усиления да регулирования влажности ццеуаеипого угла путем изйзиэнкя нагрузки по исходному углю. В случае неспособности регулятора кскпездсирсвэть стшхяшпе влзззносгл изменением нагрузи!, корректируется температура в топке регулятором с управляемым коаДОицвептои усиления путем ЕГ.?геиеняя оэдошга температур'!.

5. Численными зкепершштеш показано, что время обучения система при запуске по сравнению с другаки алгоритмами

vix.piiaöiiCÄ iiti 46.Y < ii средь-шл!--; *wu>iKue ü'ft-.i»«*ät»wj JiSe*ao?w ьисушьшЫ'О уг.ш сшис«ап-я а а Ь4.05 %. ]

6. ИОТОЧНЦКШДИ 5Ьт*ИЧ0СлСЙ S>M*»limiBBöCtB ШмысЯчЛОЛ »ломи яьлка.тсй: уьшывс-шю ьыхсда ивкачйсгйонш.й ар^едмиш ьо запуска суьшаной устанэька, новшзеаио кы«*-»^ Kaie-iHoi-o продукта, сс-краденио расхода тоаяша и шш,1«« КПД тонки, яоваюенаа уроЕня оеаадшсносш при ашшуатамш сутяыий установки, уменьшение оаграаяеняя икузкат^й

. среды. Ожидаемый экономический &ф1окт от повыиеши бистро -действен барьбаыасй суврышй установки состаьюь? 436.4

I

um. щЛ. ь год, (по состоянии на 9 ¿¡еврпля 19у4г). ;

7. Результата работы использована при разработке систем автоматического управления процессом сушки на. | ЦЭФ "Нагольчанская" НО "Антр:.ця,гу: аеобогаиияше", Гооударстььишм научно-исследовательским и проектнэ-конструкторским ииститу -том по автоматизации угольной прсмыалояиостм МШШьмло • матизаиия, Донбасским горио-ывтыиургическш кястятугсм.)

Оснс.ыше полашшя диссертации онуоликоршш в jy^Mx:

1. Зотов В.А. Процесс суша! угольного концентрата как объект автоматического управления / Донбас. горю-металлург, ин-т.- Алчевск, 1993.- 16с,:ши- Дед. в ГНТб украшу

15.03.94, № 933-УК94. ! !

! !

2.' Оотоа В.А., Удьежз В.А. Анализ на ЭШ процессор в системах овтоиаючвского управления / Донбас» горно-метал-лург. кз-т,- Алчевск, 1S93.- 12с.:пл.- Дол. в ГКТВ yr.psrai 31.05.93, № 1079-УкЗЗ.

3. готов В.А., Улшш В.А. Операторный кэтод ощядгло-

■ :

шя роагашй систем автоматического уарайлагая обьбглжц горного прогззодства с су^зствеянш вшзьхдаоже?! / Д;-:^«-;.

горно-металлург. ин-т.- Алчевск, 1992.- 1£с.:ил.- Двп. в УкрИНТЭй 03.11.92, ?? 1792-УК92.

4i йотов В.А., Ульон В.А. Квэзиолтачальнсе управление об'окт.т.'л с существенным оспаядавашсм регуляторами о упрев-ляошм Hoof.ianaeiracn усиления / Долбас. горно-неталлург. ол-т.- AvTjoncK, 1S93.- 10с.- Дел. в ШЗ Укропш 31.05.93, 1С30-УК93.

5. Улыг/.н В.А., Зотов Б.A. tfgroJampoBaKKs! метод гршсго поиска управляющего воздййстеяя для систем евтспата-»•зсксго управлении / Лспбвс. горпо-ка?здяург. ■ ini-т,-Алчевск, 1993.- 7с.:»л.- Дел. в П1ТВ -Украгга 31.05.93, If 10G 1-Ук53.

6. Улх.пд! В.А., Зотов Б.А, Гонэрчрсвгишо случайных сигналов для исследования систем автоматического упргвлетя/ Дспбас. гсрто-чэтэллург. кя-т.- Алчесся, 1993.- 20с.:ял.-Леп. в ЮТБ Украина 31.05.93, 1? 1С82-УК93. !

7. Система автоматического управления сусальной установкой / В.А.Зотов, Н.Н.Шксз, В.А.Ульиш, А.И.Ровеяок, Л.И.Рябенко: Информацией. листок J? 58-94 / ЛугансжЗ центр нпуч.-техн. и эксномяческ. инфсрмац. - Луганск, 1994.

8. Метод порш?сидя точности автоматического управления процессом сушки угольного концентрата / В.А.Зотов, В.А.Улымш: Ш:формацлоя. листок 5? 57-94/ ЛугзнскиЗ центр туч .-техн. и экономическ. кнформац.- Луганск, 1994.

* АННОТАЦИЯ

Зотов В.А. Адаптивная система автоматического управления процессом сушки угольного концентрата по влажности конечного продукта.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07.-Автоматизация технологических процессов и производств(промышленность), Донецкий государственный технический университет, Донецк, 1994.

Получена математическая модель сушильной установки с учетом взаимного влияния каналов управления топкой и сушилкой. Предложен регулятор параметрического типа, масштабирующий ошибку регулирования.. Получены рекуррентные соотношения v масштабирующих функций. Разработана адаптивная система упраьЛения сушильной установкой.

ANNOTATION

Zotov V.A. Adaptive system of coal concentrate drying automatic control by final product humidity.

Dissertation to search scholar degree Candidate of technical ccienses on speciality 05.13.07. - Automation of technologic processes and productions (Industry), Donetsk State Technical University, Donetsk, 1994.

Kathemtic model of drying installation taking account of reciprocal Influence of canals to control drying and heating waf obtained. Parameter regulator, scaling the mistake of regulation war, proposed. Recurrent relations of scaling functions were obtained. Adaptive system of drying Installation control was elaborated.

Ключов! слова: сушилышй прилад, вуПлишй концентрат, вогк1сть,/1стотне зоп1зн;оъ;шня, керуемий п1дсклввач. система керунпипя, аппаратура керування.