автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация процесса обжига окатышей на основе наблюдателя состояния

На правах рукописи

ПИРМАТОВ ДЕНИС СЕРГЕЕВИЧ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБЖИГА ОКАТЫШЕЙ ИА ОСНОВЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ СОСТОЯНИЯ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

7 НО Я 2№

005537049

Орел-2013

005537049

Работа выполнена в Старооскольском технологическом институте им. А.А. Угарова (филиале) ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (СТИ НИТУ МИСиС)

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Кривоносое Владимир Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Дубровский Сергей Андреевич, ФГБОУ ВПО Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ), зав. кафедрой металлургии

кандидат технических наук, доцент Коровин Константин Валерьевич, ФГБОУ ВПО Воронежский государственный технический университет (ВГТУ), доцент кафедрь электропривода, автоматики и управления в технических системах

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Московский государственный

горный университет (МГГУ)

Защита состоится « 26 » ноября 2013 года в 13-30 на заседании диссертационного совета Д 212.182.01 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Государственный университет — учебно-научно-производственный комплекс» по адресу: 302020, РФ, г. Орел, Наугорское шоссе, д. 29, ауд. 212.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Госуниверситет — УНПК».

Автореферат разослан « 26 » октября 2013 г.

Ученый секретарь _

диссертационного совета Д212.182.01 ^^сз

кандидат технических наук, доцент ~ В.Н. Волков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Производственные мощности предприятий еталлургической и горнорудной промышленности год от года повышаются. Для ыплавки стали и выпуска горячебрикетированного железа в настоящее время широко спользуются окатыши. Важной стадией производства окатышей является тепловая бработка в конвейерной обжиговой машине (ОМ). ОМ - основные агрегаты фабрик комкования, и обжиг окатышей в таких машинах требует существенных затрат нергии, что приводит к потреблению значительного количества природного газа, тоимость энергоносителей постоянно растет, поэтому необходимость эффективного спользования топлива в ОМ не вызывает сомнения.

Ведение технологического процесса в рамках регламента является основной адачей эксплуатационного персонала обжиговой машины. Существует ряд факторов, атрудняющих поддержание в зонах машины оптимального режима, что может ривести к нерациональному расходованию природного газа. Основные из них: тсутствие непосредственного оперативного контроля состояния слоя окатышей по онам в процессе обжига и изменение параметров сырья, поступающего на обработку.

Одним из возможных путей повышения технико-экономических показателей ОМ вляется дальнейшая модернизация действующей автоматизированной системы правления процессом обжига окатышей в направлении оптимизации ехнологического режима с использованием методов математического моделирования современной теории автоматического управления.

Работа выполнена в рамках НИР: «Разработка методов повышения ффективности управления горно-металлургическими производствами на основе скусственного интеллекта» в соответствии с научным направлением тарооскольского технологического института (филиала) ФГАОУ ВПО Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (СТИ ИТУ МИСиС).

Объект исследования — технологический процесс обжига окатышей.

Предмет исследования — модели и алгоритмы управления режимами ермообработки окатышей в зонах конвейерной обжиговой машины.

Целью данного научного исследования является снижения удельного расхода риродного газа на обжиг окатышей в конвейерной обжиговой машине за счет овышения эффективности контроля и управления режимом термообработки. При том должны соблюдаться требования технологического регламента.

Задачи исследования. Для достижения поставленной в работе цели необходимо ешить следующие задачи:

- анализ и выявление путей повышения эффективности автоматизированного правления технологическим процессом обжига окатышей в конвейерной ОМ.

- разработка подсистемы статической оптимизации режима работы обжиговой машины. Выбор и формализация критерия оптимальности работы ОМ. Разработка статических математических моделей технологических зон ОМ. Разработка процедуры оптимизации установившегося режима термообработки в каждой из зон ОМ с учетом ограничений технологического регламента.

- разработка подсистемы стабилизации оптимального режима. Разработка динамических математических моделей нагрева и охлаждения слоя окатышей, а также газообразного теплоносителя. Разработка процедуры оценки неизмеряемой кажущейся

теплоемкости слоя и косвенного контроля неизмеряемой температуры слоя. Разработк алгоритма регулирования температуры окатышей с учетом ее изменения по высот слоя.

- интеграция разработанной системы управления технологическим процессом существующую АСУ ТП предприятия.

Модернизированная автоматизированная система управления технологически процессом обжига окатышей в конвейерной обжиговой машине должна вест термообработку в режиме, обеспечивающем минимальные удельные затраты топлив на обжиг окатышей при заданной производительности.

Научная новизна

1. Разработаны статические математические модели для зон обжигово машины, структура которых основана на уравнениях газодинамики и теплообмен зернистого слоя, отличающиеся тем, что параметры моделей адаптированы реальному процессу по результатам обработки экспериментальных данных, а и входами являются только результаты штатных измерений технологических величин.

2. На основе уравнений Т. Шумана для решения частной задачи теплообмен разработаны динамические математические модели изменения температур теплоносителя на выходе из слоя, а также температуры слоя окатышей на выход каждой из зон обжиговой машины, отличающиеся учетом влияния кажущейс теплоемкости слоя.

3. Разработан наблюдатель, основанный на уравнениях состояния отличающийся наличием дополнительной координаты, оценивающей неизмеряемо значение эквивалентного возмущения.

4. Разработаны алгоритмы управления процессом обжига окатышей в зона ОМ, основанные на динамических математических моделях, наблюдателях регуляторах состояния.

Теоретическая значимость работы состоит в разработке метода косвенног контроля основных характеристик слоя окатышей по зонам обжиговой машины использованием наблюдателей состояния, а также в разработке процедур оптимизации процесса термообработки окатышей, которые обеспечивают определени и стабилизацию режима, оптимального по удельному расходу природного газа.

Практическая значимость работы. Предложенные в работе модели, алгоритмь методы контроля, управления реализованы в составе специального программн технического комплекса, ориентированного на практическое использование в рамка модернизированной автоматизированной системы управления процессом обжиг окатышей в ОМ.

Использование результатов работы для решения прикладных задач управлени процессом тепловой обработки в ОМ позволяет повысить эффективность установки з счёт снижения удельных затрат природного газа на обжиг окатышей при сохранени регламентного качества продукции.

Методы исследования. В работе использованы методы системного анализ координации систем, нелинейного программирования, математическог моделирования, методы современной теории автоматического управления.

Методологическую и теоретическую основу диссертационной работы составил научные труды отечественных и зарубежных авторов в области теории газодинамики теплообмена зернистого слоя, теории автоматического управления, математическог программирования, оптимального управления, моделирования динамически процессов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Статические математические модели зон обжиговой машины, входами которых являются только контролируемые параметры технологического процесса.

2. Процедура статической оптимизации режима, которая позволяет осуществлять поиск температур, давлений теплоносителя и температур слоя окатышей в группах зон ОМ, при которых обеспечивается снижение удельного расхода природного газа.

3. Динамические математические модели на основе уравнений Т. Шумана, описывающие изменение температуры теплоносителя и слоя окатышей в зонах обжиговой машины.

4. Наблюдатель, оценивающий координаты состояния объекта и неизмеряемое значение возмущения - кажущуюся теплоемкость слоя. На основе наблюдателя построен регулятор состояния, стабилизирующий оптимальную температуру окатышей.

5. Структура программно-технического комплекса, обеспечивающего реализацию разработанных методов и алгоритмов в составе АСУ ТП обжиговой машины.

Достоверность научных результатов диссертационного исследования одтверждается использованием научно обоснованных методов математического оделирования процесса газодинамики и теплообмена в плотном слое, нелинейного рограммирования, классической и современной теории автоматического управления; равнением практических данных с результатами математического моделирования; бсуждением полученных в работе результатов на международных, всероссийских и егиональных конференциях; публикациями основных результатов исследования в зданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Реализация и внедрение результатов работы.

Основные теоретические и практические результаты, полученные при разработке втоматизированной системы управления процессом обжига окатышей в обжиговой онвейерной машине, рекомендованы для внедрения на Лебединском ГОКе.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе тарооскольского технологического института (филиала) ФГАОУ ВПО Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (СТИ ИТУ МИСиС) в дисциплинах «Моделирование систем управления», «Автоматизация ехнологических процессов и производств».

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ледующих конференциях:

Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и оискателей (г. Старый Оскол, 2009 г.); Международной научно-практической онференции преподавателей, сотрудников и аспирантов «Образование, наука, роизводство и управление» (г. Старый Оскол, 2009 г.); Региональной научно-ехнической конференции ОАО «ОЭМК» (г. Старый Оскол, 2010 г.); Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, правлении, производстве НТ-2010» (г. Воронеж , 2010 г.); Международной научно-ехнической конференции «Современная металлургия начала нового тысячелетия» (г. Липецк, 2010 г.); Международной научно-технической конференции «АПИР-15» (г. Тула, 2010 г.); Научно-технической конференции информационные технологии в металлургии и машиностроении (г. Днепропетровск, 2013 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 10 научны работах, в том числе 3 — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ: в периодическо издании «Вестник Воронежского государственного технического университета (г. Воронеж, 2010 г., Т.6. №5.); в периодическом издании «Горный информационно аналитический бюллетень (научно-технический журнал) - ГИАБ» (г. Москва, 2011 г. №8.); в периодическом электронном издании «Инженерный вестник Дона» (г. Ростов на-Дону, 2013 г.,№3.).

Вклад автора диссертации в работы, выполненные в соавторстве, состоит постановке задач, разработке теоретических положений, а также в непосредственно участии во всех этапах исследований.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введени четырех глав, заключения, библиографического списка из 112 наименований 4 приложений. Основная часть работы изложена на 186 страницах машинописног текста, содержит 71 рисунок и 18 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, представлены основные научны результаты, определены их научная новизна и практическая значимость, приведен краткое содержание работы по главам.

В первой главе произведен обзор проблем управления процессом обжиг окатышей в ОМ и существующих подходов к их решению. Определены приоритетны направления повышения эффективности режима работы ОМ, поставлена цель обозначены задачи исследования.

Существенный вклад в исследования и совершенствование технологии обжиг окатышей внесли ученые: Ю.С. Юсфин, Е.Ф. Вегман, Т.Н. Базилевич, Н.Ф. Пашков О.М. Тодес, а также Г.М. Майзель, А.П. Буткарев, A.A. Буткарев, В.И. Клей H.H. Бережной, Ш. Маерчак, К. Мейер, Г. Шенк.

В области математического моделирования слоевых процессов работали Т. Шуман, А. Миснар, М.Э. Аэров, Г. Гербер, В.Н. Тимофеев, Ю.Г. Ярошенк Б.И. Китаев.

Вопросам построения наблюдателей и регуляторов состояния динамически систем посвящены работы Р. Калмана, я.з. Цыпкина, К. Браммера, Р. Изерман Коровина С.К., Фомичева В.В.

Обжиговая машина — это агрегат для передела сырых окатышей в обожженные Термообработка слоя в зонах машины производится теплоносителем, нагретым д температуры обжига окатышей теплом от сжигания природного газа в зоне обжига теплом охлаждающегося слоя. Эффективная работа ОМ обеспечивается достижение заявленного качества окатышей на выходе ОМ при минимальном расход энергоресурсов на обжиг.

Анализ процесса упрочняющего обжига гранул в ОМ показал, что основны параметры термообработки можно разделить на измеряемые и неизмеряемые Измеряемыми являются параметры теплоносителя в зонах машины и сырых окатышей загружаемых в машину, а неизмеряемыми - параметры слоя, проходящего по зонам, каждой из зон машины параметры слоя и теплоносителя должны соответствоват регламентным диапазонам. Основным параметром, определяющим качество обжиг окатышей, является температура слоя. На процесс обжига действуют возмущения обусловленные изменениями среднего диаметра гранул dcp, скорости движения палл

п, средней влажности иср, и теплофизических свойств окатышей /. Результатом оздействия возмущающих факторов является колебания температуры окатышей в онах ОМ.

Из-за отсутствия возможности непосредственного измерения температуры слоя катышей, процесс обжига контролируют косвенно, измеряя температуру еплоносителя в зонах машины. При этом заявленное качество гранул обеспечивается держанием температуры теплоносителя в зонах ОМ на значении, соответствующем ередине регламентного диапазона температуры слоя окатышей. Анализ работы ОМ в аком режиме управления показал, что в большинстве случаев максимальная нергоэффективность не обеспечивается. Определение и поддержание оптимального ежима обжига окатышей затруднено по следующим причинам:

1. Отсутствие возможности непосредственного контроля параметров слоя (температура, влажность).

2. Наличие неизмеряемых возмущающих факторов (порозность слоя, физико-химические превращения)

Существующие автоматизированные системы управления обжигом окатышей в М обладают следующими основными недостатками: управляют процессом обжига лоя косвенно, стабилизируя параметры теплоносителя в зонах ОМ, или для своей аботы требуют большое количество данных, которые в режиме нормальной ксплуатации ОМ не измеряются.

В данной диссертационной работе разрабатывается автоматизированная система правления, состоящая из подсистем статической оптимизации и стабилизации птимального режима обжига окатышей в конвейерной обжиговой машине, спользующих в своей работе лишь данные штатных измерений параметров ОМ.

Во второй главе разработана система статической оптимизации режима работы онвейерной обжиговой машины.

Анализ работы ОМ показал, что оптимизация режима термообработки позволяет ократить удельные затраты природного газа, при сохранении количества и качества ыпускаемых окатышей.

1. В качестве критерия эффективности работы всей обжиговой машины выбран дельный расход природного газа т.е. отношение расхода природного газа СПг к отоку окатышей йок.вх, входящих в ОМ за время Т.

т

¡СПГ(1)Л . (1)

F = -^-

1 т

\ооквхШ

о

2. Анализ технологического процесса обжига окатышей в машине позволил ыделить входные и выходные параметры моделей зон и секций. Эти параметры вляются величинами, характеризующими слой и теплоноситель на входе и выходе из оны, и включают температуры окатышей и теплоносителя, влажность слоя, перепад авления теплоносителя. Входы и выходы секций и зон связаны уравнениями азодинамики и теплообмена. Выходные характеристики слоя предыдущей секции или оны являются входами последующей.

Для предотвращения переувлажнения, сминания, растрескивания и расплавления катышей в задачу оптимизации введены ограничения по влажности, температуре слоя, а также скорости нагрева или охлаждения в каждой из зон.

3. Разработаны математические модели зон ОМ, позволяющие оцениват неизмеряемые параметры слоя в установившемся режиме работы машины. На основ уравнений Эргана и формулы Слихера, получено выражения для скорости У движения газов в слое.

У°= Ъ^Р^Ь

""¿Л ег-<1

Ар — перепад давления по высоте слоя окатышей; Н - высота слоя окатышей ц - динамическая вязкость газа; г - порозность слоя; с! - эквивалентный диаме окатышей; р — плотность газа.

Из условия теплового баланса с использованием Уо получены математически модели, связывающие температуру и влажность слоя на выходе из зоны управляющими воздействиями и возмущениями. Для зон сушки и подогрев математические модели имеют вид системы уравнений (3).

' 3,5 р-Ь ;

(3)

в ~ "

ОК.ВЫХ

иОК.ВЫХ 1

где Б — общая площадь постели окатышей, через которую прокачивается газ секции; Ь - длина рассматриваемой секции; к - эмпирический коэффициент расход тепла на нагрев окатышей, значение которого получено в результате обработк экспериментальных данных; Уп — скорость движения паллет; Сок.вх - расход сыры окатышей; X — удельная теплота испарения воды; &дГ — температура газ теплоносителя; &ок ~ температура окатышей; 1}0к — влажность окатышей См - кажущаяся теплоемкость материала слоя окатышей.

Математические модели остальных зон учитывают следующие особенност процесса обжига окатышей в ОМ:

- влага в окатышах зоны обжига практически отсутствует и=0;

- наличие дополнительного тепла С)д от сжигания природного газа экзотермических реакций в окатышах, которое определяется уравнением (4).

V вг л ^ДГ.ВХ-&.

к-в-ул

ОК.ВХ £ 'Сок.вхС•"

О -к)-о-уп

ОК.ВХ 1 ■°ок.вхХ

О, Я = ■ (°пг ' чПг + °ок ■ чэкз ) ' ^

Уп

где Опг — расход природного газа; С0к - расход окатышей; с/яг — удельна теплота сгорания природного газа; дэкз - удельная теплота экзотермических реакций окатышах;

- в зонах рекуперации и охлаждения передача тепла осуществляется от слоя теплоносителю.

Разработанные модели зон и секций позволяют рассчитать оптимальный режи обжига слоя в установившемся режиме. Однако, существенное изменение какого-либ из возмущающих факторов (Уп; и(ж; с1; См) приводит к отклонению параметре

режима обжига от оптимальных. Для работы машины в режиме максимальной энергеэффективности необходимо оценивать возмущения и использовать эту информацию для корректировки параметров оптимального режима обжига.

4. В результате анализа установлено влияние ряда управляющих воздействий на режим в нескольких зонах одновременно. Поэтому поиск оптимальных параметров режима проводился по группам зон, объединенных общностью управляющих воздействий.

В первую группу зон вошла секция зоны сушки 1а, во вторую группу секции lb, II и зона подогрева. Локальные целевые функция первой и второй групп зон имеет следующий вид:

теМ

где т ,М - вектор управляющих воздействий и область его возможных значений соответственно.

Обеспечение максимальной температуры слоя перед зоной обжига, с учетом ограничений, позволит затратить минимальное количество природного газа на нагрев окатышей до регламентной температуры в зоне обжига. Поиск управляющих воздействий, соответствующих максимуму целевой функции, осуществлялся методом полного перебора. Для этого на возможный диапазон управления накладывалась сетка. Перебор значений управляющих воздействий выполнялся переходом по узлам сетки. Время поиска находится в допустимых пределах, поскольку размерность вектора управляющих воздействий в первой и второй группах зон dimm < 3.

В третью группу зон вошли все секции зоны обжига и зона рекуперации. Целевая функция в данной группе зон:

Gfif(Tn) —> mirL ^

твМ

Размерность вектора управляющих воздействий в третьей группе dim т = 7, что делает неэффективным использование метода полного перебора. Поэтому поиск управляющих воздействий выполнялся методом декомпозиции, который позволяет разбить общую задачу на ряд более простых, решающихся на нижнем уровне системы. Взаимодействием подсистем нижнего уровня управляет координатор. Структурная схема двухуровневой системы принятия решений приведена на рисунке 1.

Для управляющих подсистем /> ? задана задача оптимизации:

7 С7)

, = ] тем

где т\ 7 - расходы природного газа на соответствующую пару горелочных устройств.

Температура слоя Q на выходе из каждой i-й секции зоны обжига должна

/

достигать заданного координатором значения Q с точностью е.

(Ж • ВЫХ ЗА ;

\вок.вых1 - <эок.вых1ж\<£°с ^

Рис. 1 Двухуровневая система принятия решений

Значения температуры (9 , ,„,„ „, задаются координатором с учетом характера

ок.вых зк

I

нагрева слоя окатышей и ограничений технологического регламента. Изменение температуры слоя в зоне обжига аппроксимировалось функцией (9).

( -I -Г

~ ок.вых зк ~~ ®ок.вх )Х

Д0О* =0Ж.м+1

т2-Ц Г2-Г,

(9)

где Ti и Т2 - постоянные времени переходного процесса; t — время нахождения окатышей в зоне обжига.

Подставляя в уравнение (9) вместо t время пребывания окатышей в зоне обжига до выхода из рассматриваемой секции, получим заданные значения температур слоя на выходе каждой секции зоны обжига. При этом в каждой секции зоны обжига одно управляющее воздействие - расход газа на пару горелок, поэтому подсистемы нижнего уровня выполняют поиск оптимального значения расхода методом золотого сечения.

В четвертую и пятую группу зон входят зоны охлаждения I и II. Целевая функция четвертой и пятой групп зон имеет вид:

0<™(™)-> min • (10)

теМ

При минимальной температуре слоя на выходе из четвертой и пятой групп зон, охлаждающему слой теплоносителю передается максимальное количество тепла. Нагретый таким образом теплоноситель поступает в зону обжига, где для разогрева его до температуры обжига окатышей затратится минимальное количество природного газа. Поиск управляющих воздействий, соответствующих максимуму целевой

функции, выполнялся методом полного перебора, поскольку dimm < 3.

Процедуры оптимизации запускаются при изменении параметров слоя: скорости движения паллет (Vn); среднего диаметра гранул (dcp); влажности слоя (ивх); кажущейся теплоемкости слоя (Сок) более чем на предельно допустимую величину от значений, использовавшихся при предыдущей оптимизации.

В третьей главе разработана подсистема стабилизации оптимального режима работы ОМ.

Возмущения приводят к отклонению температуры слоя от расчетного значения, что может вызвать ухудшение качества гранул на выходе ОМ, поэтому необходимо стабилизировать температуру слоя на заданном уровне, не допуская выхода за регламентный диапазон.

1. На основе метода Т. Шумана разработаны динамические математические модели охлаждения теплоносителя и нагрева слоя окатышей для секции зоны сушки 1а.

Модели позволяют прогнозировать изменение температуры теплоносителя на выходе из слоя и окатышей на выходе из зоны. Неизмеряемая температура гранул прогнозируется в трех точках по высоте слоя. Структурные схемы моделей охлаждения теплоносителя и нагрева слоя окатышей приведены на рисунке 2.

Входами моделей охлаждения теплоносителя и нагрева слоя являются: 5СМ -изменение кажущейся теплоемкости окатышей, 5р - изменение перепада давления, 6Т'Г - изменение температуры теплоносителя на входе в слой, 5Т'М>0.25 - изменение температуры (в средней точке по высоте) слоя на входе в зону. Выход модели охлаждения теплоносителя - это изменение средней температуры газа на выходе из слоя 5ТГср, а модели нагрева слоя окатышей - изменение температуры материала в контролируемых точках 5ТмЬ на заданных уровнях И слоя. Проведенный анализ показал, что в пределах регламентных режимов модели можно линеаризовать без существенного снижения точности моделирования.

а) б)

Рис. 2 Структурные схемы динамических ММ охлаждения теплоносителя (а) и нагрева окатышей в средней точке слоя (б) (для верхней и нижней точек слоя структура моделей аналогична).

В пространстве состояний модель охлаждения теплоносителя имеет стандартный вид:

Х'т(1) = Ат ■ Хт(1) + Вт -и(1)-

Гт0) = Ст-Хт(0, (11)

где Хт- вектор состояния модели теплоносителя; и=(6См,Ф,8Гг>8Гмо.25)Т~ вектоР

входов; Ут = 5ТГср - измеряемый выход; Ат, Вт, Ст-структурные матрицы модели.

Структура модели нагрева слоя окатышей отличается от (11) наличием транспортного запаздывания в канале изменения кажущейся теплоемкости 5СМ и температуры слоя 5Т'ы о 25 на входе в зону, что отражает третье слагаемое правой части (12)

хсчо = ас ■ хс(0 + вос ■ 1/(0 + в1С • ии - т); (12)

гс0) = сс-хс( 0.

где Ус = 5Тм Ь - неизмеряемый выход, оцениваемый по модели; т -транспортное запаздывание, равное времени пребывания окатышей в зоне.

Структуры моделей зон обжига и рекуперации отличаются от моделей секции зоны сушки 1а. В моделях зоны обжига дополнительно учитывается расход природного газа тарелочными устройствами, а в модели зоны рекуперации изменение температуры теплоносителя в средней точке слоя. Для остальных зон ОМ структуры моделей изменения температуры слоя и теплоносителя аналогичны приведенным на рисунке 2.

(13)

2. На основе модели (11) разработано наблюдающее устройство, которое по результатам измерения параметров теплоносителя в зоне (8р, 5Т'Г, 6ТГср) и модельному значению температуры слоя на выходе предшествующей зоны (8Т'м0.25) оценивает неизмеряемое возмущение 5СМ. Уравнение наблюдателя в пространстве состояний имеет вид:

{Х'(1) = А-Х(1)+В-и(1)+К-А¥0) [Г(1) = С-Х(1)+О-и0) где: А, В, С, К - структурные матрицы наблюдателя.

X = [Х1(1) х2(1) х3(I) н(1)]Г- координаты состояния наблюдателя. При построении наблюдателя предполагается, что 6СМ изменяется достаточно медленно. Наблюдатель дает оценку 5СМ по результатам измерения 5р, 5Т'Г, 5ТГср, в зоне и выходной величине бТ'м025 модели слоя предшествующей зоны. Координаты наблюдателя хь...,х3 являются оценками координат состояния модели (11), а координата х4 - оценкой текущего значения 5СМ. Анализ подтвердил наблюдаемость системы. Условием сходимости процесса наблюдения является отрицательность вещественных частей всех собственных чисел матрицы [А-К-С]. Коэффициенты матрицы К выбраны на основе модального подхода из условия Ал = -12 V/ = 1,...,4 ■

Моделирование работы наблюдателя показало быстрый и точный выход оценок на истинные значения, что позволяет своевременно корректировать неизмеряемые температуры слоя окатышей в контрольных точках.

3. Разработана система автоматического регулирования на основе

регулятора состояния. Система включает в себя контур регулирования, который предназначен для стабилизации температуры окатышей по заданию в средней точке слоя, и блок коррекции задания по температуре слоя. Структурная схема системы автоматического регулирования приведена на рисунке 4.

оСм

ТМД25

ЛУр^Б)

Wv.CS)

-¿¿.к*.

зл:1)р>ггма —,

л

ор

Х(1)

Х(1)

ОТ'М0.25

6Т'Г

МОДЕЛЬ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

НАБЛЮДАТЕЛЬ СОСТОЯНИЯ

5Т,

Гер

5СМ

Х(1)

МОДЕЛЬ СЛОЯ В ■ ПРОСТРАНСТВЕ СОСТОЯНИИ

7=>

Рис. 4 Система автоматического регулирования температуры слоя по высоте

Изменение температуры слоя окатышей по высоте прогнозируется моделью (12), входами которой являются измеряемые сигналы 5р и 5Т'Г, а также выход модели слоя предшествующей зоны 5Т'м025 и оцениваемое наблюдателем значение 5СМ. Полученные по модели координаты состояния, поступают на вход регулятора

состояния для выработки управляющего воздействия и в блок коррекции задания по температуре слоя.

Уравнение регулятора состояния имеет вид:

u(t) = ux(t) + u1(t)+u?l(t)+uK0Mn(t)+uvcm(t)

(14)

л уст I

где и! з - управляющие воздействия, возникающие при отклонении координат состояния от желаемых значений;

иКОмп - управляющее воздействие, компенсирующее возмущения; иуст - значение управляющего сигнала в установившемся режиме работы. Настройка регулятора осуществлялась методом градиентного спуска. Критерий оптимизации имел вид:

, , \ (15)

J(R)= l{E2(t) + pl^2(t)+p2-u20))dt

%

О

где р! - весовые коэффициенты; s(t) = Тм 025** - y(t) - величина рассогласования; R - вектор параметров регулятора.

Задание по температуре слоя в средней точке Тм25* поступает от системы оптимизации режима. Алгоритм коррекции предназначен для формирования нового задания Тм25 , если в установившемся режиме работы ОМ температура в одной из крайних точек слоя выходит за рамки регламента. Результаты работы подсистемы стабилизации режима с коррекцией приведены на рисунке 5.

Изменение темпера-туры материала без использования подсистемы стабилизации

-! 1„.г<

т.,«,

— I Т,Л,

до и еа а

а)

б)

'в)

Изменение температуры материала с использованием подсистемы стабилизации

т..«

о ю гл аз

so ел «с ее

20 JC 40 50

д)

е)

Графики температуры материала: а, г- в средней точке слоя; б, д-в верхней точке слоя; в, е в нижней точке слоя.

Рис. 5 Температура материала в контрольных точках на выходе из секции зоны сушки 1а

На графике в рисунка 5 показано, что под действием возмущений температура окатышей в нижней части слоя Тм01 выходит за пределы регламента, что может негативно сказываться на гранулах (сколы, расслоения, переувлажнение верхней части

слоя). На графиках г и е показано, как подсистема стабилизации путем корректировки задания по температуре в средней части слоя Тм025 возвращает температуру нижней части слоя Тм01 в пределы регламента, тем самым обеспечивая стабилизацию температуры слоя по высоте.

В четвертой главе проработаны вопросы практической реализации системы управления обжигом окатышей в ОМ. Система управления реализуется на трехуровневой архитектуре технических средств автоматизации.

Подсистема статической оптимизации полностью реализована в операторской станции. Часть системы стабилизации режима, которая производит значительное количество вычислительных операций, расположена в операторской станции, а оставшаяся в контроллере. Разработана экранная форма, представляющая в удобной форме оператору информацию о технологическом процессе обжига, а также позволяющая осуществлять настройку системы управления.

На рисунке 7 приведена схема алгоритма программ, реализуемых в БСАЭА системе операторской станции. В начале работы алгоритма происходит ввод текущих параметров слоя сырых окатышей и теплоносителя по группам зон ОМ. Затем наблюдатель производит оценку постоянной составляющей эквивалентного возмущения. На основе полученных данных система принимает решение о необходимости оптимизации существующего режима обжига, после чего подсистема статической оптимизации начинает свою работу.

Вычисленные оптимальные параметры режима передаются в динамические ММ, которые производят оценку текущей температуры слоя. На экранную форму оператора поступают данные о температуре окатышей в трех точках по высоте слоя, влажности окатышей, расходе природного газа. Данные о температуре слоя также поступают на вход блока коррекции и в контур автоматического регулирования.

Рис. 7 Алгоритм работы программ, реализуемых в БСАЭА системе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе уравнений газодинамики и теплообмена зернистого слоя разработана структура статической математической модели для зон обжиговой машины. Параметры модели адаптированы к реальному процессу по результатам обработки экспериментальных данных, полученных во время термообработки слоя.

2. Разработана подсистема статической оптимизации режима обжига окатышей в ОМ, которая позволяет осуществлять поиск оптимальных температур, давлений теплоносителя и температур слоя окатышей в группах зон ОМ, при которых обеспечивается снижение удельного расхода природного газа.

3. На основе уравнений Т. Шумана разработаны динамические математические модели, оценивающие изменение температуры: теплоносителя на выходе из слоя в зонах и слоя окатышей на выходе из зон обжиговой машины.

4. Разработан наблюдатель, отличающийся возможностью оперативной оценки не только координат состояния объекта управления, но и неизмеряемого значения возмущения (кажущейся теплоемкости слоя). На основе наблюдателя построен регулятор состояния, обеспечивающий стабилизацию оптимальной температуры окатышей.

5. Разработана подсистема стабилизации оптимального режима обжига окатышей в конвейерной обжиговой машине, позволяющая удерживать оптимальные температуры обжига слоя при изменении неизмеряемого значения кажущейся теплоемкости слоя или изменении параметров газо-воздушной среды в зонах ОМ.

6. Предложена структура программно-технического комплекса, реализующего разработанные модели, алгоритмы, методы контроля, управления и оптимизации в рамках действующей АСУТП ФОК ЛГОКа.

Адекватность разработанных статических математических моделей оценивалась по методу Фишера. Модельные оценки являются статистически значимыми, а общая погрешность оценок, включающая погрешность приборов измерения и модели, при достижении слоем регламентной температуры обжига не превышает 8 %. Результат работы системы управления показал снижение расхода природного газа от 2 до 3,5 %.

Дальнейшие исследования по повышению эффективности процесса обжига окатышей на основе модернизации АСУ ТП должны вестись в направлении повышения производительности ОМ при соблюдении регламентных требований по качеству окатышей.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Пирматов, Д.С. Математическая модель процесса обжига окатышей по зонам обжиговой машины для оптимизации режима [Текст] / В.А. Кривоносов, Д.С. Пирматов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2010. Т.6. - №5. С. 128-132 (доля участия автора - 30%).

2. Пирматов, Д.С. Контроль температуры окатышей по зонам обжиговой машины [Текст] / В.А. Кривоносов, Д.С. Пирматов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2011. — №8. - С. 189-194 (доля участия автора - 40%).

3. Пирматов, Д.С. Оптимизация режима термообработки окатышей в АСУ /ГП конвейерной обжиговой машины [Электронный ресурс] / В.А. Кривоносов, Д.С. Пирматов // «Инженерный вестник Дона», 2013, №3. Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n3v2013/1754 (доступ свободный) - Загл. экрана. -Яз. Рус (доля участия автора - 50%).

Статьи и материалы конференций

4. Пирматов, Д.С. Повышение эффективности управления процессом термообработки окатышей на конвейерной обжиговой машине ОК-ЗОб [Текст] //Сборник трудов региональной научно-практической конференции студентов и аспирантов - Старый Оскол., 2009. - С. 38-42.

5. Пирматов, Д.С. Моделирование процесса тепловой обработки окатышей для оптимизации работы обжиговой машины [Текст] // Сборник трудов международной научно — практической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов «образование, наука, производство и управление». - Старый Оскол., 2009. — С. 94-97.

6. Пирматов, Д.С. Моделирование влагосодержания окатышей в зоне сушки обжиговой машины [Текст] // Материалы III научно - технической конференции ОАО «ОЭМК» - Старый Оскол., 2010. - С. 42-43.

7. Пирматов, Д.С. Математическая модель тепловой обработки окатышей в обжиговой машине [Текст] // Сборник трудов всероссийской конференции: Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве НТ-2010. - Воронеж., 2010. - С. 88-89.

8. Пирматов, Д.С. Оптимизация режима обжига окатышей в обжиговой машине [Текст] // Сборник трудов седьмой международной научно-технической конференции: Современная металлургия начала нового тысячелетия. - Липецк., 2010. — С. 121-125.

9. Пирматов, Д.С. Поиск оптимальных параметров режима обжига окатышей в АСУ ТП обжиговой машины [Текст] // Сборник трудов международной конференции: АПИР-15. - Тула., 2010. - С.191-194.

10. Пирматов, Д.С. Повышение эффективности управления обжигом окатышей в конвейерной обжиговой машине [Текст] / В.А. Кривоносов, Д.С. Пирматов // Материалы научно-технической конференции информационные технологии в металлургии и машиностроении. Днепропетровск, 26-28 марта 2013 г. Днепропетровск: НацМетАУ, 2013. - С.50-52 (доля участия автора-50%).

Подписано к печати «22» октября 2013 г. Тираж 100 экз. Объем 1 п. л. Заказ № 166

Полиграфический отдел ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК» 302030, г. Орел, ул. Московская, 65

СТАРООСКОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ИМ. A.A. УГАРОВА

(филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

На правах рукописи

04201364336

Пирма гов Денис Сергеевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБЖИГА ОКАТЫШЕЙ НА ОСНОВЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ СОСТОЯНИЯ

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

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Кривоносов Владимир Алексеевич

Старый Оскол - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ.....................................................................................................2

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.............................................................................5

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................6

1 ОБЗОР ПРОБЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОБЖИГОМ В КОНВЕЙЕРНОЙ ОБЖИГОВОЙ МАШИНЕ.................................................................................12

1.1 Технология производства окатышей.............................................................13

1.2 Упрочняющий обжиг окатышей в ОМ.........................................................16

1.2.1 Параметры газо-воздушной среды.............................................................20

1.2.2 Температурный режим обжига окатышей в технологических зонах.....23

1.3 Факторы, оказывающие влияние на обжиг окатышей................................26

1.4 Существующий уровень автоматизации обжиговых машин.....................30

1.4.1 Структура АСУТП ОМ................................................................................30

1.4.2 Основные подсистемы АСУТП ОМ...........................................................34

1.5 Цель работы и задачи исследования.............................................................39

2 СТАТИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ОБЖИГОВОЙ КОНВЕЙЕРНОЙ МАШИНЫ..............................................42

2.1 Эффективность управления работой ОМ.....................................................43

2.2 Критерии оптимальности, входные и выходные параметры, ограничения и математические модели зон ОМ..........................................................................47

2.2.1 Зоны сушки и подогрева..............................................................................47

2.2.2 Зона обжига...................................................................................................56

2.2.3 Зоны рекуперации и охлаждения................................................................61

2.2.4 Идентификация параметров См и к............................................................63

2.2.5 Проверка адекватности математической модели......................................65

2.3 Разработка процедуры оптимизации режима по зонам..............................66

2

2.3.1 Анализ работы зон машины........................................................................66

2.3.2 Постановка задач оптимизации для групп зон..........................................70

2.3.3 Решение задач оптимизации.......................................................................75

2.3.4 Пример оптимизации режима.....................................................................83

3. СТАБИЛИЗАЦИЯ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА ОБЖИГА ОКАТЫШЕЙ В КОНВЕЙЕРНОЙ ОБЖИГОВОЙ МАШИНЕ.................86

3.1 Методы расчета тепломассообмена в слое окатышей.................................87

3.2 Разработка математических моделей теплообмена между теплоносителем и слоем окатышей..................................................................................................92

3.2.1 Зона сушки...................................................................................................92

3.2.1.1 Порядок разработки моделей...................................................................92

3.2.1.2 Разработка модели охлаждения теплоносителя.....................................94

3.2.1.3 Разработка модели нагрева слоя окатышей..........................................104

3.2.1.4 Модель исполнительного механизма в зоне сушки............................111

3.2.2 Зона подогрева............................................................................................113

3.2.3 Зона обжига.................................................................................................114

3.2.3.1 Модель исполнительного механизма в зоне обжига...........................117

3.2.4 Зона рекуперации.......................................................................................118

3.2.5 Зона охлаждения.........................................................................................119

3.3 Оценка кажущейся теплоемкости слоя на основе наблюдателя состояния ...............................................................................................................................119

3.4 Регулирование температуры слоя на основе регулятора состояния.......125

3.4.1 Контур регулирования температуры слоя...............................................125

3.4.2 Модель слоя в пространстве состояний...................................................126

3.4.3 Регулятор состояния..................................................................................131

3.4.4 Коррекция температуры слоя....................................................................134

3.5 Результаты моделирования работы подсистемы.......................................138

3

4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБЖИГОМ ОКАТЫШЕЙ В КОНВЕЙЕРНОЙ ОБЖИГОВОЙ

МАШИНЕ...........................................................................................................141

4.1 Программно-технический комплекс автоматизированного управления процессом обжига окатышей в ОМ ФОК ЛГОКа............................................142

4.2 Разработка структурной и функциональной схем управления технологическим процессом..............................................................................145

4.3 Разработка элементов системы визуализации и программной составляющей управления процессом обжига в ОМ......................................147

4.4 Выбор технических устройств для реализации разрабатываемой системы управления обжигом в ОМ.................................................................................152

4.4.1 Промышленный измеритель влажности..................................................152

4.4.2 Бесконтактный влагомер...........................................................................153

4.4.3 Измерение уровня материала на ленте....................................................154

4.4.4 Измерение среднего диаметра гранул......................................................155

4.4.5 Измерение температуры теплоносителя..................................................156

4.4.6 Измерение давления теплоносителя........................................................157

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................159

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...............................................................................161

Приложение 1 ......................................................................................................172

Приложение 2......................................................................................................181

Приложение 3......................................................................................................183

Приложение 4......................................................................................................184

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

АСУТП - автоматизированная система управления технологическим процессом

ОМ - обжиговая машина ИМ - исполнительный механизм

ЛГОК - Лебединский горно-обогатительный комбинат

МНК - метод наименьших квадратов

ОУ - объект управления

ФОК - фабрика окомкования

ПО - программное обеспечение

САУ - система автоматического управления

СУ - система управления

МГО - мокрая газоочистка

СГО - сухая газоочистка

ГВК - газовоздушная камера

ТДУ - тягодутьевая установка

ТДМ - тягодутьевая машина

SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition

WinCC - Windows Control Center

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Производственные мощности предприятий металлургической и горнорудной промышленности год от года повышаются. Для выплавки стали и выпуска горячебрикетированного железа в настоящее время широко используются окатыши. Важной стадией производства окатышей является тепловая обработка в конвейерной обжиговой машине (ОМ). ОМ - основные агрегаты фабрик окомкования, и обжиг окатышей в таких машинах требует существенных затрат энергии, что приводит к потреблению значительного количества природного газа. Стоимость энергоносителей постоянно растет, поэтому необходимость эффективного использования топлива в ОМ не вызывает сомнения.

Ведение технологического процесса в рамках регламента является основной задачей эксплуатационного персонала обжиговой машины. Существует ряд факторов, затрудняющих поддержание в зонах машины оптимального режима, что может привести к нерациональному расходованию природного газа. Основные из них: отсутствие непосредственного оперативного контроля состояния слоя окатышей по зонам в процессе обжига и изменение параметров сырья, поступающего на обработку.

Одним из возможных путей повышения технико-экономических показателей ОМ является дальнейшая модернизация действующей автоматизированной системы управления процессом обжига окатышей в направлении оптимизации технологического режима с использованием методов математического моделирования и современной теории автоматического управления.

Работа выполнена в рамках НИР: «Разработка методов повышения эффективности управления горно-металлургическими производствами на основе искусственного интеллекта» в соответствии с научным направлением Старооскольского технологического института (филиала) ФГАОУ ВПО

«Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (СТИ НИТУ МИСиС).

Объект исследования - технологический процесс обжига окатышей.

Предмет исследования - модели и алгоритмы управления режимами термообработки окатышей в зонах конвейерной обжиговой машины.

Целью данного научного исследования является снижения удельного расхода природного газа на обжиг окатышей в конвейерной обжиговой машине за счет повышения эффективности контроля и управления режимом термообработки. При этом должны соблюдаться требования технологического регламента.

Задачи исследования. Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие задачи:

анализ и выявление путей повышения эффективности автоматизированного управления технологическим процессом обжига окатышей в конвейерной ОМ.

- разработка подсистемы статической оптимизации режима работы обжиговой машины. Выбор и формализация критерия оптимальности работы ОМ. Разработка статических математических моделей технологических зон ОМ. Разработка процедуры оптимизации установившегося режима термообработки в каждой из зон ОМ с учетом ограничений технологического регламента.

- разработка подсистемы стабилизации оптимального режима. Разработка динамических математических моделей нагрева и охлаждения слоя окатышей, а также газообразного теплоносителя. Разработка процедуры оценки неизмеряемой кажущейся теплоемкости слоя и косвенного контроля неизмеряемой температуры слоя. Разработка алгоритма регулирования температуры окатышей с учетом ее изменения по высоте слоя.

- интеграция разработанной системы управления технологическим процессом в существующую АСУ ТП предприятия.

Модернизированная автоматизированная система управления технологическим процессом обжига окатышей в конвейерной обжиговой машине должна вести термообработку в режиме, обеспечивающем минимальные удельные затраты топлива на обжиг окатышей при заданной производительности.

Научная новизна

1. Разработаны статические математические модели для зон обжиговой машины, структура которых основана на уравнениях газодинамики и теплообмена зернистого слоя, отличающиеся тем, что параметры моделей адаптированы к реальному процессу по результатам обработки экспериментальных данных, а их входами являются только результаты штатных измерений технологических величин.

2. На основе уравнений Т. Шумана для решения частной задачи теплообмена разработаны динамические математические модели изменения температуры теплоносителя на выходе из слоя, а также температуры слоя окатышей на выходе каждой из зон обжиговой машины, отличающиеся учетом влияния кажущейся теплоемкости слоя.

3. Разработан наблюдатель, основанный на уравнениях состояния и отличающийся наличием дополнительной координаты, оценивающей неизмеряемое значение эквивалентного возмущения.

4. Разработаны алгоритмы управления процессом обжига окатышей в зонах ОМ, основанные на динамических математических моделях, наблюдателях и регуляторах состояния.

Теоретическая значимость работы состоит в разработке метода косвенного контроля основных характеристик слоя окатышей по зонам обжиговой машины с использованием наблюдателей состояния, а также в разработке процедуры оптимизации процесса термообработки окатышей, которые обеспечивают определение и стабилизацию режима, оптимального по удельному расходу природного газа.

Практическая значимость работы. Предложенные в работе модели, алгоритмы, методы контроля, управления реализованы в составе специального программно-технического комплекса, ориентированного на практическое использование в рамках модернизированной автоматизированной системы управления процессом обжига окатышей в ОМ.

Использование результатов работы для решения прикладных задач управления процессом тепловой обработки в ОМ позволяет повысить эффективность установки за счёт снижения удельных затрат природного газа на обжиг окатышей при сохранении регламентного качества продукции.

Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа, координации систем, нелинейного программирования, математического моделирования, методы современной теории автоматического управления.

Методологическую и теоретическую основу диссертационной работы составили научные труды отечественных и зарубежных авторов в области теории газодинамики и теплообмена зернистого слоя, теории автоматического управления, математического программирования, оптимального управления, моделирования динамических процессов.

Положения, выносимые на защиту;

1. Статические математические модели зон обжиговой машины, входами которых являются только контролируемые параметры технологического процесса.

2. Процедура статической оптимизации режима, которая позволяет осуществлять поиск температур, давлений теплоносителя и температур слоя окатышей в группах зон ОМ, при которых обеспечивается снижение удельного расхода природного газа.

3. Динамические математические модели на основе уравнений Т. Шумана, описывающие изменение температуры теплоносителя и слоя окатышей в зонах обжиговой машины.

4. Наблюдатель, оценивающий координаты состояния объекта и неизмеряемое значение возмущения - кажущуюся теплоемкость слоя. На основе наблюдателя построен регулятор состояния, стабилизирующий оптимальную температуру окатышей.

5. Структура программно-технического комплекса, обеспечивающего реализацию разработанных методов и алгоритмов в составе АСУ ТП обжиговой машины.

Достоверность научных результатов диссертационного исследования подтверждается использованием научно обоснованных методов математического моделирования процесса газодинамики и теплообмена в плотном слое, нелинейного программирования, классической и современной теории автоматического управления; сравнением практических данных с результатами математического моделирования; обсуждением полученных в работе результатов на международных, всероссийских и региональных конференциях; публикациями основных результатов исследования в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Реализация и внедрение результатов работы.

Основные теоретические и практические результаты, полученные при разработке автоматизированной системы управления процессом обжига окатышей в обжиговой конвейерной машине, рекомендованы для внедрения на Лебединском ГОКе.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе Старооскольского технологического института (филиала) ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (СТИ НИТУ МИСиС) в дисциплинах «Моделирование систем управления», «Автоматизация технологических процессов и производств».

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и соискателей (г. Старый Оскол, 2009 г.); Международной научно-практической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов «Образование, наука, производство и управление» (г. Старый Оскол, 2009 г.); Региональной научно-технической конференции ОАО «ОЭМК» (г. Старый Оскол, 2010 г.); Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве НТ-2010» (г. Воронеж , 2010 г.); Международной научно-технической конференции «Современная металлургия начала нового тысячелетия» (г. Липецк, 2010 г.); Международной научно-технической конференции «АПИР-15» (г. Тула, 2010 г.); Научно-технической конференции информационные технологии в металлургии и машиностроении (г. Днепропетровск, 2013 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 10 научных работах, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ: в периодическом издании «Вестник Воронежского государственного технического университета» (г. Воронеж, 2010 г., Т.6. №5.); в периодическом издании «Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) - ГИАБ» (г. Москва, 2011 г., №8.); в периодическом электронном издании «Инженерный вестник Дона» (г. Ростов-на-Дону, 2013 г., №3.).

Вклад автора диссертации в работы, выполненные в соавторстве, состоит в постановке задач, разработке теоретических положений, а также в непосредственном участии во всех этапах исследований.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 112 наи