автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Интегрированная система автоматического управления аэродинамическим и температурным режимами обжига измельченного никелевого файнтштейна в печи кипящего слоя с форкамерой

иа3467173

На правах рукописи ---

Салихов Марат Зуфарович

ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ И ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМАМИ ОБЖИГА ИЗМЕЛЬЧЕННОГО НИКЕЛЕВОГО ФАЙНТШТЕЙНА В ПЕЧИ КИПЯЩЕГО СЛОЯ С ФОРКАМЕРОЙ

Специальность 05 Л 3.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в металлургии).

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва,2009 г.

003467173

Работа выполнена на кафедре Компьютерные информационные и управляющие системы автоматики Государственного технологического университета — "Московский институт стали и сплавов"

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки России, заслу-

женный изобретатель РСФСР, доктор технических наук, профессор Салихов Зуфар Гарифуллович

Официальные оппоненты: профессор, доктор технических наук

Климовицкий Михаил Давидович

доцент, кандидат технических наук Широков Андрей Игоревич

Ведущая организация: ОАО "Союзцветметавтоматика"

Защита состоится 20 мая 2009г. в 14—на заседании диссертационного совета Д.212.132.07 при Государственном технологическом университете-"Московский институт стали и сплавов" по адресу: г. Москва, Крымский вал,д.З,аудитория К-325.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Государственного технологического университета - "Московский институт стали и сплавов".

Автореферат разослан _ Л.&Ч _

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы:

Процессы обжига никелевого файнштейна в печах кипящего слоя (КС) и последующего сульфатхлорпрующего обжига полученного огарка относятся к важнейшим переделам производства никеля из окисленных руд.

Установлено, что увеличение температуры обжига файнштейна выше 1050 °С приводит к укрупнению огарка оплавлением, а снижение ее ниже 800 °С приводит к переизмельчению. Укрупнение и переизмельчение огарка обусловливают нарушение известных нормальных условий псевдоожижения по Тодесу, что является одной из главных причин появления риска возникновения тяжелых технологических нарушений, требующих проведения ресурсоемких операций на восстановление работоспособности печи КС и вспомогательного оборудования. К таким результатам часто приводит появление значительных перепадов давления кислородно-воздушной смеси под подинами форкамеры и реакционной зоны печи КС. Например, чрезмерное снижение количества шихты, подаваемой в форкамеру печи, приводит к снижению аэросопротивления форкамеры. При этом скорость восходящего потока в ней возрастает до критической, когда образуется фонтанирующий восходящий поток воздуха из форкамеры. Данный поток, как насос, увлекает с собой в газоотводяший тракт все мелкие частицы из форкамеры, а также витающие над реакционной зоной печи КС частицы с крупностью 0,14-5-0,07 мм, доля которых составляет от 4 % до 30 % от общей массы шихты в реакторе КС.

Из изложенного видно, что при обжиге в КС никелевого файнштейна необходимо с минимальной динамической и статической ошибками управлять температурным режимом и аэродинамикой псевдоожижения из условия минимизации пылевыноса, а также исключения возможных потерь работоспособности печи КС и потери металлов.

КС как объект управления относится к классу непрерывных многомерных и многокритериальных динамических объектов. Неконтролируемые возмущения, отсутствие возможности оперативного получения текущей информации о качестве получаемого огарка, и значительное (2-3 часа) запаздывание в получении информации о составах компонентов исходной шихты существенно усложняют задачу качественного управления рассматриваемым процессом обжига.

Известные способы н автоматические системы управления температурным и аэродинамическими режимами обжига измельченного никелевого файнштейна, не учитывают неста-ционарностей состава компонентов шихты и транспортного запаздывания подачи шихты в форкамеру печи КС. Устранение этих недостатков известных САУ-КС позволит получить:

• сокращение потерь цветных металлов и улучшение экологической безопасности переработки окисленных руд за счет сокращения выбросов пылен и сернистых газов;

• повышение надежности непрерывной работы печи КС за счет повышения качества управления аэродинамическим и температурным режимами процесса обжига никелевого файнштейна в КС с форкамерой;

• повышение объемов качественного огарка после обжига измельченного файнштейна.

Этим объясняется актуальность решения задачи создания высококачественной системы

автоматического управления температурным и аэродинамическим режимами обжига в КС измельченного никелевого файнштейна из окисленных руд.

Цель работы и научно-технические вопросы исследования: стабилизация качества получаемого огарка на регламентированном уровне, управление аэродинамикой форкамеры и реакционной камеры печи КС из условия минимизации выбросов пыли и сернистого газа, а также повышения надежности непрерывного функционирования процесса обжига в КС за счет совершенной компьютерной системы автоматического управления.

Достижение этой цели требует рассмотрения следующих научно-технических вопросов:

• исследование закономерности изменения температуры в форкамере печи КС от содержания серы в за1ружаемом измельченном файнштейяе (далее шихта) полученном из окисленных никелевых руд;

• разработка математической модели процесса обжига и никелевого файнштейна; модельные и экспериментальные исследования динамических и статических характеристик каналов управления аэродинамическим и температурным режимами управления процессом обжига никелевого файнштейна в печи КС с форкамерой;

• разработка алгоритмов автоматической стабилизации аэродинамических и температурных режимов обжига файнштейна;

• разработка структуры и алгоритма функционирования самонастраивающегося контроллера-регулятора для компенсации нестацяонарностей характеристик тракта загрузки шихты в печь КС;

• разработка функциональной схемы интегрированной системы автоматического управления температурным и аэродинамическим режимами обжига измельченного никелевого файнштейна из окисленных руд в печи КС с учетом частотных свойств каналов управления и удовлетворения выбранных целевых функций управления при заданных технологических ограничениях;

• испытания разработанных алгоритмов функционирования подсистем САУ в реальных условиях обжига файнштейна в печи КС-1 ОАО «Южуралникель».

Исследования проводились в соответствии с региональной программой «Экологическая безопасность населения Оренбургской Губернии», утвержденной Минэкологии и Минфином России от 1957 г., гранта губернатора Оренбургской области «Экологически безопасная технология переработки окисленных никелевых руд Буруктальского месторождения и тематическими планами НИР МИСиС и ОДО «Научно учебного производственного комплекса «КАГУС» на 2002-2006 г.г. (хоздог. 417/02-1 и 480/04-М).

Методы исследования. Теоретические результаты работы обоснованы математически с использованием теории вероятностей, методов математического описания химико-металлургических процессов, методов современной теории автоматического управления, параметрическая идентификация математических моделей процесса обжига проводилась с использованием пассивных и активных экспериментов на реальном объекте. Теоретические положения также подтверждены расчетами по компьютерной модели и испытаниями подсистем регулирования и алгоритмов на реальной печи КС с форкамерой.

Научная новизна:

• на основе анализа состояния техники и необходимости выполнения цели решения актуальной задачи, сформулированы целевые критерии управления и технологические ограничения;

• для информационной поддержки базовых законов управления процессом обжига установлена закономерность изменения температуры в форкамере печи КС в зависимости от содержания серы в загружаемой в печь шихте - никелевом файнштейне и оборотной пыли;

• разработаны способы автоматического управления температурным и аэродинамическим режимами процесса обжига измельченного никелевого файнштейна в печи КС с форкамерой (патеЕгг № 2265779. Бюлл. 34 от 10.12.2005 г. и патент № 2293936. Бюлл. 5 от 20.02.2007 г.).

• разработана структура и алгоритм функционирования самодиагностирующегося и самонастраивающегося контроллера-регулятора для компенсации диагностируемой нестационарности параметров характеристики канала управления «шихта - температура огарка» (патент на изобретение по заявке № 2001115574 от 30.11.2006 г.).

• разработаны блок-схема интегрированной САУКС и алгоритмы функционирования системы автоматического управления аэродинамическим и температурным режимами процесса обжига измельченных никелевых файнштейнов в печи КС с форкамерой, удовлетворяющая 2-м предложенным в работе целевым критериям управления при заданных технологических ограничениях.

Практическая значимость работы заключается в том, что реализация результатов, полученных в диссертационной работе, приведет к достижению значительного улучшения качества огарка, повышению надежности непрерывного функционирования процесса обжига и улучшению экологической ситуации за счет снижения пыле и газо-выбросов.

Реализация результатов работы. По результатам выполненной диссертационной работы составлено и принято ОАО «Южуралникель» техническое задание (ТЗ) на создание «Компьютерной АСУ ТП обжигового цеха (1-ая очередь КАСУ-ТП на участке измельчения файнштейна - обжиг в печах кипящего слоя). Москва - Орск. 2005 г., с.-100.

Испытания отдельных подсистем и алгоритмов в промышленных условиях подтвердили снижение динамической ошибки управления температурным режимом в 3-4 раза и снижение пылевыбросов на 20-30%.

Результаты работы используются также в учебном процессе при подготовке специалистов в ВУЗе по специальности «Автоматизация технологических процессов и производств в металлургии».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе, в изданиях по перечню ВАК РФ -4 работы.

Структура работы. Диссертационная работа изложена на 125 страницах, состоит из введения, 4-х глав, заключения и списка литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе работы проведен анализ современного состояния вопроса автоматического управления процессом обжига измельченного никелевого файнштейна в печах кипящего слоя. В результате проведенного анализа сформулированы вопросы исследования, направленные на решение выявленной актуальной научно-технической задачи управления пирометаллургическими процессами в печах КС с форкамерой.

При рассмотрении условий образования кипящего слоя различают минимальную критическую скорость V'", при которой слой сыпучего материала начинает переходить из неподвижного в псевдоожиженное состояние и максимальную критическую скорость Нкрт"\ при которой частицы псевдоожиженного состояния начинают выноситься из реакционной зоны печи кипящего слоя. Максимальная критическая скорость в десятки раз больше минимальной критической скорости. Для наглядности изложенного на рис.1 приведен общий вид графика псевдоожижения, отражающий взаимосвязи скоростей восходящих потоков, давления или расхода кислородно-воздушной смеси (КВС).

£

ё?

о (О

3

о о

о h О С J h О О CL

о ь;

А ^ м/с

фшт дкр

Фл, м7ч

Р, кг/см"

давление в камерах печи КС / расход дутья

Рис. I. Общий вид графика псевдоожижения частиц шихты от давления или расхода дутья

Печь для обжига в кипящем слое (рис. 2) представляет собой цилиндрическую шахту, выложенную в плотном железном кожухе и футерованную огнеупорным кирпичом.

Главной частью печи КС является подина - 2 с отверстиями или соплами, представляющая собой устройство для равномерного распределения воздуха, подаваемого снизу в кипящий слой. Подина имеет такую конструкцию, чтобы при минимальном сопротивлении обеспечивалось равномерное распределение воздуха по горизонтальному сечению слоя, а зернистый материал не проваливался через отверстие для прохода воздуха и эти отверстия не засорялись. Площадь подины Si реакционной камеры печи КС относится к площади ее фор-камеры Бф как S.,^ -10 + 35.

Восходящий поток дутьевого воздуха, проходящий через загруженный слой материала, поддерживает материал в состоянии псевдоожижения и вступает с ним во взаимодействие. Часть более мелких частиц (обычно более 20 % от общего ilx объема в шихте) выносится потоком газа из кипящего слоя и продолжает взаимодействовать с ним во взвешенном состоянии над слоем в зоне расширения корпуса печи, а часть уносится в газоход.

Установлено, что наиболее рационально осуществить процесс при температуре, близкой к температуре подплавления никелевого файнтштейна (980 - 1085) °С.

Рис. 2. Конструкция печи КС

При высоких температурах процесс теряет устойчивость - начинается бурное тепловыделение. частицы расплавляются и происходит спекание ма1ериала. что может привести к преждевременной остановке печи.

Таким обратом, температура кипящего слоя является наиболее важным параметром, который определяет количественные и качественные показатели процесса с одной сюроны н характеризует устойчивость и надежность кипящего слоя с другой.

Изменения количества поступающей шихты в форкамеру обусловливает уменьшение или возрастание скорости восходящего потока дутья в форкамере до критически максимальною значения. При этом скорость может возрасти более I""",,,. т.е. до выноса частиц, в первую очередь, витающих над слоем кипящею слоя. При снижении скорости восходящего потока ниже минимально допустимого, форкамера как бы "запечатывается" шихтовыми материалами в ней, приводя печь практически в нерабочее состояние.

Мастер смены на основе накопленною им опыта и навыков, собственного представления о технологическом процессе задает на вход САУ-КС шихту. Это обеспечивает поддержание заданного технологического режима путем изменения потока загружаемой шихты и изменением скорости ленты дозатора, например, типа «Агроэскорт». а также регулирует общий расход воздуха на дутье.

Вышеописанный способ управления обеспечивает поддержание температуры огарка только в установившемся режиме - без учета нестационарностей состава шихты и транспортного запаздывания подачи шихты в форкамеру и является довольно грубым и несовершенным, и приводит к значительным отклонениям качественных показателей технологического процесса. Доля качественного огарка при этом не превышает 80 %.

Задачу управления температурным режимом усложняют возможные в промышленных условиях глубокие возмущения по химсоставу шихты, в частности - колсбанияя содержания серы в шихте.

Кроме тоге, при компенсации значительных возмущений по химсоставу шихты возникает необходимость изменять температуру кипящего слоя в достаточно широком диапазоне (100 - 285 °С). При этом весьма существенно быстродействие управления, обеспечивающего перевод процесса обжига в новый температурный режим, а также предотвращение при эюм нарушения аэродинамических режимов функционирования форкамеры и реакционной камеры, которые приводят к увеличению как экологически вредных выбросов в атмосферу, так и нарушению надежной работы печи КС.

Отмеченные недостатки известных способов и систем автоматического управления подтверждают актуальность темы диссертации.

Целью настоящей работы является стабилизация качества получаемою огарка на регламентированном уровне, управление аэродинамикой форкамеры и реакционной камеры печи КС из условия минимизации выбросов пыли и сернистою [аза. а также повышения надежности непрерывного функционирования процесса обжига в КС за счет совершенной компьютерной системы автоматики.

Сказанное позволяет сформулировать задачу управления процессом обжига измельченного никелевого файнштейна в кипящем слое как 2-х критериальную. Из обобщения результатов приведенного нами анализа состояния техники и графика на рис. 1 можем записать критерии оптимальности управления:

/• =j(cr(T)-CraJ)2¿T^min. [Фш(т) + Ф$(т) + Ф«с(т)]-

„(х)

\

dx —» min

Ф$и).Ф2<Т)'

(1)

уг[Фот(т + *1) + фга»(т + Дт)1

при следующих ограничениях:

фт'п<ф (Ч')<Фта'1 (фф)т1п < фф(х) < (Ф*)тах

^фксугап < фке^ < (ф«^тах

/тт <{ (х-) < гшах

*КС ~ КС\ / ~ КС

где г - время: с" (т) - текущее значение содержания серы в огарке: с™ "1Л(Т)_ заданное значение остаточного содержания серы в огарке; Ф„, - расход шихты; Фшт|П, Фшта* - минимально и максимально допустимые значения расхода шихты; Ф*.., - расход дутьевого воздуха в форкамеру; Ф"с„ - расход дутьевого воздуха в печь; Ф.,т|°, Ф1тах - минимально и максимально допустимые значения расхода дутьевого воздуха; - температура кипящего слоя;

Во второй главе установлена закономерность изменения температуры в форкамере печи КС от содержания серы в измельченном никелевом фамншгейне, построена математическая модель косвенного непрерывного контроля содержания серы в шихте и предложен алгоритм подстройки параметров указанной модели, через обоснованное автором интервалы времени.

В настоящее время влияние колебаний серы в шихте на температуру обжига компенсируется со значительными запаздываниями, т.е. после появления отклонения выходных по-

казателей процесса от регламентных. Это сопровождается выгрузкой из печи значительного (более 20 %| количества некондиционного огарка за смену. Это обьяспяется тем. что анализы шихты в большинстве заводов выполняются вручную с частою» 3 4 часа или 1-2 раза за смену.

Поэтому установление закономерности изменения температуры в форкамере печи в функции содержания серы поступающей в нес с исходной никсльсодержащен шихтой, позволяющей формировать своевременную информацию о содержании серы в шихте н определение частоты использовании >гой информации в управлении процессом являются одними из наиболее важных вопросов при создании высококачественной системы управления рассматриваемым процессом обжш а.

По результатам экспериментальных исследований динамических характеристик процесса обжига никелевого фаннштейна на промышленных обжшовых печах ОАО «ЮУНК» установлено существенное различие динамических свойств каналов «расход шихты - температура в форкамере» («Фш - 1ф» ) и «расход шихты — температура в рабочей камере» («Ф ш ~ Установлено, что переходный процесс по каналу <<Ф1;1 — 1ф»: (т об ~ 7,2 мин; Т^ = 15 мин.), а по каналу («Ф,„ - 1») определяется как т111^ = 4,3 мин и Т1"^ = 95 мин., где и Т4^ - соответственно, время чистого запаздывания и инерционность форкамеры; Тоб" и - соответственно, время чистого запаздывания начала изменения температуры материала и инерционность изменения температуры в реакционной камере КС.

Экспериментально полученные графики динамики изменения температуры материала в форкамере и реакционной камере печи КС, подтверждают эффективность автоматического контроля содержания серы в шихте именно через температуру в форкамере печи КС. т.к. возмущение по изменению содержания серы в исходной шихте может быть компенсировано в этом случае в 5 - 6 раз быстрее.

Для реализации этого явления (возможности), в работе построена статистическая модель, отражающая обратную зависимость содержания серы в шихте никелевого фаннштейна от температуры в форкамере. расходов шихты и дутьевого воздуха в форкамеру печи КС-! для обжига никелевого файнштсина, а также алгоритм формирования для коррекции управляющего воздействия для компенсации нестабильности содержания серы в загружаемой в лечь шихты.

В результате использования предложенного ачгоритма был получен регрессионный полином следующего вида:

С™ = -37,773 + 0,249 • - 0,011 ■ Ф* - 0,016 • Фш - 0,267 ■ 10"3 -г* + 2,571 • 10"5 ■ гф ■ Ф* + 2,514 • 10"5 • гф ■ Ф ш (2)

где С™ - оценка содержания серы в шихте, %; Фщ - расход шихты, кг/чае; Ф* - расход

дутьевого воздуха в форкамеру, м'/час: Гф температура в форкамере, °С. Характеристики полученного полинома: отношение Фишера И = 47,51: коэффициент множественной корреляции Я = 0,987, уровни критерия Стьюдента для членов полинома равны (л(;„ ) = 24,23;

л(Ф; ) =-12,57; *(Фш)= 12,00; 5(/„:) =-32,13; $(/, Ф? ) = 14,87; *(/, Фш) = 9,79) при пороговом значении в 1,96.

Полученная регрессионная модель (2) описывает закономерность изменения оценки содержания серы в шихте в зависимости от температуры в форкамере, расходов шихты и дутьевого воздуха в форкамеру. Сглаженные графики зависимости представлены на рис. 3.

Представленные в подрисуночных обозначениях технологические параметры для объекта КС-1 (из-за хорошего совпадения экспериментальных и расчетных графиков на рис. 3 (а и б) - последние не приведены на рис. 3.

Таким образом, полученная зависимость (2) с частотой замеров не менее = 1 + Т*об) и в пределах класса точности термопары (± 1,5 %), позволяет автоматически непрерывно контролировать содержание серы в исходной шихте.

В третьей главе приведена структура математической модели рассматриваемого процесса; проведена идентификация математической модели и определены неизвестные параметры динамических характеристик печи по различным каналам управления, полученные экспериментальными исследованиями на промышленных печах КС, а также приведены результаты исследования статических характеристик процесса на его математической модели при использовании различных каналов управления.

В соответствии с решаемой актуальной задачей, одной из важнейшей выходной координатой модели является температура кипящего слоя, поэтому структура математической модели должна включать уравнения материальных балансов по основным реагентам и теплового баланса процесса.

Математическая модель обжига в КС измельченного никелевого файнштейна в работе описана системой дифференциальных уравнений:

с!Сг. „

уг^2- = с?2фл - кс0с, - кву,с0:

~=с:Фш -—А:С0,С; -с;гФог -С;Фп, (3)

ах а2 4

=чкстс, - с;' фы1 - с;ф„г - с;фг, - дтт>ш - сргФш< - и

о

Рис. 3. Сглаженные графики изменения оценки содержания серы в шихте в зависимости от температуры в форкамере, при заданных параметрах расхода шихты и дутьевого воздуха в форкамеру: а) Фш = 2000 кг/час: б) Фш = 2500 кг/час; и 1) Ф5 = 750 м3/час, 2) = 940 м'/час, 3) Ф,} =1125 м3/час,

4) Ф; = 1310 м3/час, 5) = 1500 м'/час 13

С целью исследования динамических характеристик печи КС были проведены эксперименты. в ходе которых, не меняя Фч и С',1", в канале «расход шихты - температура огарка» расход шихты снижали с 2500 кг/час до 2000 кг/час. При этом автоматическими приборами регистрировалась температура кипящего слоя 1 в различных зонах печи и изменении знака единичного скачка возмущающего воздействия.

Аналогичный эксперимент был проведен по каналу «расход дутья температура материала в КС (огарка)» «Ф., - I». где не меняя Ф„, и расход дутьевого воздуха повышали с 3000 мЗ/час до 5000 м'/час, затем, с достижением установившегося состоят«, снижали до 3000 м'/час. При этом непрерывно регистрировали термопарой температуру огарка в кипящем слое. Полученные в результате экспериментов кривые разгона для рассматриваемых каналов управления, с учетом кривых представлены на рис. 4 (а и б).

В работе предлагается печь с форкамерой рассматривать условно как последователь-нос соединение 2-х апериодических звеньев с 2-мя звеньями чистого запаздывания, т.е. как

I' ф _ Ф ккс кс IV1" (р) = М'1^ (р)РУкс (р) = ——е ;лоб е~РТ"6

^р + 1 Ср + 1 ' (4)

Тогда имеем:

(7-шФр+1)(0 + 1) ' (5)

И с учетом отсутствия возможностей обмена энергиями между форкамерой и реакционной зоной печи КС можем писать:

= г1")

Тш р +1 • <6>

где Т"' = Т* + Г^, и црн этом принять во внимание: что « 7и >;> Кв • Числовые значения параметров переходных процессов сведены в таблицу I.

Таблица 1.

Числовые значения параметров переходных процессов

Канал управления Время запаздывания т"'^, т'об ,мин. Постоянная времени Т'"об. Т"о6 ,мин. Коэффициенты усиления К'"об, К"о6 Соотношения т"'об/ Т'"^ и Лб/ Т;,о5

«Фш -1» 11,5 92 0,207 0,072

«Ф.., -1» 4,3 17 0.524 0,253

Рис. 4. Графики зависимости изменения температуры огарка по каналам управления подачей: а) шихты, б) дутья

Экспериментальные кривые разгона, объекта по рассматриваемым каналам управления подтверждают правильность описания их передаточными функциями:

1УЦ(р) = об е |и°б

об(Р) Яр + 1 ■ <?>

Д _ л

00р ар-' • (8)

где по каналу управления («Ф„, -1»): К'",^ коэффициент усиления объекта; Т'"^ - постоянная времени или инерционность объекта; р- изображение Лапласу: т"'о6 - чистое запаздывание: и те же самые параметры для канала («Ф, - ь>) соответственно обозначены: К Т'об, т'„с>.

Из характеристик переходного процесса, числовые значения которых представлены в табл. 1, видно, что канал управления по расходу шихты Т'"05 = 92 мин имеет большую инерционность по сравнению с каналом управления по расходу дутьевого воздуха Т'^-. =17 мин. Указанное обстоятельство позволяет считать канал управления по расходу дутьевого воздуха быстродействующим и высокочастотным по сравнению с каналом управления по расходу шихты с нестационарным временем запаздывания т канала «Фш - 1». Как видно из табл. I канал управления по расходу дутьевого воздуха обладает большим коэффициентом усиления

объекта и меньшим отношением т£б / Т^ (К 'об- 0,524; = 0,072) по сравнению с

ш ш / тш

каналом управления по расходу шихты (К ^0,207; Т0б /10б = 0,253). Эти условия позволили выбрать законы регулирования регуляторов-контроллеров по соответствующим каналам управления.

В четвертой главе представлен способ автоматического управления скоростями восходящих потоков в форкамере и реакционной камере печи КС; разработана структура самодиагностирующегося и самонастраивающегося контроллера-регулятора для подсистемы компенсации нестационарностей аэродинамических характеристик КС и тракта загрузки шихты в печь КС; разработаны структурно-функциональная схема и алгоритм функционирования интегрированной системы управления; проведена проверка работоспособности предложенного нового способа автоматического управления с использованием реальных характеристик каналов воздействия на температуру обжигаемого никелевого файнштейна и алгоритма стабилизации аэродинамики в камерах печи КС, удовлетворяющая целевым функциям и ограничениям, обоснованным автором.

Обобщенная структура интегрированной системы управления аэродинамическим и температурным режимами процесса обжига никелевого файнштейна в печи КС представлена на рис. 5. При описании структуры системы дальнейшие ссылки осуществляются на рис. 5.

Рис. 5. Обобщенная структура интегрированной системы управления аэродинамическим и температурным режимами процесса обжига никелевого файнтштейна в печи КС

17

В структуру системы интегрированы следующие подсистемы:

1. Подсистема автоматической опенки содержания серы в исходной шихте.

2. Подсистема самодиагностики нестабильных параметров динамической характеристики каналов управления процессом обжига в печи КС.

3. Подсистема расчета и самонастройки оптимальных настроек ПИ-регулятора-контроллера.

4. Подсистема управления расходом шихты с самонастраивающимся коптроллсром-ПИ-регулятором.

5. Подсистема управления потоком дутья в печь КС и в форкамеру.

• Подсистема оценки содержания серы в исходной шихте

В разработанной подсистеме осуществляется непрерывный контроль температуры в форкамере печи 1ф при помощи датчика температуры 1. Текущее значение температуры (ф совместно со значениями расхода шнхты и дутья, измеряемые датчиками 4 и 9, соответственно. используются для оценки содержания серы в исходной шихте по регрессионному уравнению (2). структура и коэффициенты которого получены экспериментальными исследованиями на действующем производстве (гл. 2).

При существенном отклонении концентрации серы в исходной шихте от установленного регламентом значения необходимо изменить расход шихты, поступающей в печь, за счет соответствующей коррекции значения уставки в виде значения заданной производительности печи по шихте Ф"^ . Расчет значения Ф"а осуществляется в УВМ 10 по уравнению теплового баланса математической модели обжига в печи КС (3).

• Подсистема диагностики параметров динамической характеристики печи КС

На рис. 6 изображена принципиальная блок-схема подсистемы диагностики параметров системы управления.

Па вход объекта 2 подается пробный импульсный сигнал настраиваемой амплитуды, длительности и полярности (Ди. ДО, при этом ключ 4 замыкается на время ДГ Форма импульсного сигнала (значения (Ди, ДП выбирается максимально близкой к 5-функиии с учетом реальных возможностей механизмов и с учетом возможности распознать реакцию объекта на фоне шумов, что реализуется блоком 3 формирования пробного сигнала и идентификации параметров.

1'ис. 6. Принципиальная блок-схема подсистемы диагностики параметров системы управления 1 - элемент суммирования сигналов; 2 объект управления; 3 - блок формирования пробного сигнала и идентификации; 4 нормально открытый ключ.

Настраиваемая полярность пробного сигнала позволяет определить параметры объекта отдельно для изменения выхода в положительном и отрицательном направлениях, что позволит получить более адекватные настройки регулятора 3.

Пробный импульсный сигнал (Ди, 41) вызывает переходной процесс, завершающийся тем же значением регулируемой величины х(0), с которой он начинался. В качестве характерных информативных точек используются:

• момент достижения максимума модуля регулируемой величины Т:т ;

• максимум модуля разности выхода объекта и его начального значения

• момент 7, достижения модулем разности выхода объекта и его начального значения уровня 5 % от А;

• момент Т.,и1 спада модуля разности выхода объекта и его начального значения до уровня 70 % от А.

Оценки параметров К„, п . Т, и 7", модели оцениваются по следующим формулам:

т;=г>((тел<1-ттю)/т;,п) К'0 = АТ^а (71*, Г2\ п')/с1

13.663л-+1

где

0.256т+1 13.663л + 1

- 0.256л-+1

13.663.V4l

-целия часть числа —^ ^; —= Т1п /(/пт - //ч,„ ),

Л(7)^." ) =

'н'к

-0.00181Л -И 0.74152/1' -0.58415 0.0025//* +1

- 0.256л-+1 .ссли/г <6,

если п > 6.

0.88844/; -1.39571

3.7531л-+100

0-00042.v-l.6156 0.0065л+ 0.8725

0.17 !3х+ 0.12755 0.004л:+ 0.96323

(0.12// +0.49) + 1 ,еслип <6.

0.1073л-+0.0377

(0.0311// + 0.4823)+ 1,если// >6,

где х =

а

т;

« Подсистема расчета оптимальных настроек самонастраивающегося контроллера-ПИ-регулятора

На вход данной подсистемы поступает информация о текущих значениях параметров объекта управления К, , У™, идентифицированных в "Подсистеме диагностики параметров динамической характеристики печи КС". Расчет настроечных коэффициентов ПИ-регулятора осуществляется, исходя из критерия минимума квадратической ошибки регулирования.

Найденные значения оптимальных настроечных коэффициентов поступают на входы самонастраивающегося контроллера-регулятора "Подсистему стабилизации расхода шихты".

• Подсистема управления расходом шихты

11а вход элемента сравнения 7 подаются выходные сигналы датчика расхода шихты 4.и значение производительности печи КС по шихте Ф"". значение которого определяется в "Подсистеме оценки содержания серы в исходной шихте". Выход элемента сравнения 7 соединен со входом разработанного контроллера-ПИ-регулятора 5, оптимальные настройки которого найдены в Подсистеме расчета оптимальных настроек ПИ-регулятора.(патент по заявке 20011 15574).

Соо I ветствующсс управляющее значение регулятора при помощи исполнительного механизма (' воздействует через частотный преобразователь дозатора на скорость движения ленгы транспортера, осуществляя соответствующую коррекцию потока шихты в печь.

Результаты проверки эффективности работы алгоритмов компенсации колебания температуры в печи, обусловленной флуктуацией содержания серы в исходной шихте, представлены на рис. 7. Была промоделирована ситуация увеличения концентрации серы на 5 % и исследовано изменение температуры в реакционной зоны печи. На рис. 7 (графики слева) представлены данные в случае отсутствия оперативной оценки концентрации серы по температуре в форкамере с последующей своевременной коррекцией количества подаваемой шихты. На рис. 7 (графики справа) представлены температурные зависимости, иллюстрирующие работу представленных в диссертации алгоритмов.

Как видно из рассмотрения рисунков во втором случае имеем менее длительное по времени и по амплитуде отклонения температуры в печи 1 ог оптимального значения, что снижает динамическую ошибку в 3-4 раза по с равнению с существующей САУ рассматриваемого процесса. Таким образом, представленные результаты подтверждают эффективность алгоритмов компенсации параметров характеристики каналов управления "Расход шихты -температура".

• Подсистема управления потоком дутья в печь КС

В существующей концепции управления процессами в кипящем слое управляющие воздействия на температуру формируются на статических и динамических математических моделях. Эти воздействия изменяют расход шихты в печь или в форкамеру или расход воздуха под подину печи по величине отклонения температуры и серы от заданных величин. Недостатком этого способа является то, что изменение расхода воздуха в форкамеру не связано с расходом шихты в печь или форкамеру печи, рассчитываемого по алгоритму, представленному в пунктах 4.2-4.3 диссертации.

По этой причине в случаях снижения подачи шихты в форкамеру ниже определенного уровня сопротивление форкамеры с материалом снижается настолько, что расход воздуха в форкамеру резко возрастает, образуя так называемый "фонтанирующий" восходящий поток воздуха. Возникший "фонтанирующий" ноток воздуха с собой увлекает псевдоожиженный слой мелких частиц (высотой не менее 1,5 м, витающих над поверхностью кипящего слоя) в газоотводящую систему, что приводит к ухудшению работы газоочистных сооружений и выбросу мелких частиц сырья (огарка) в атмосферу. Поскольку в этом случае количество возврата в слой кипящего слоя хаотически движущихся мелких частиц снижается, ухудшается также качество готового огарка.

Таким образом возникает необходимость измерять расход дутья или величину давления дутья под подиной форкамеры и под подиной печи с последующим определением величины отклонения расхода шихты от ее заданного значения, а также разности давления дутья под подиной форкамеры и под подиной печи с одновременной коррекцией этой разности по величине отклонения расхода шихты от ее заданного значения. Пропорционально разности давлений изменяют давление дутья под подиной форкамеры, при этом в интервале от 0,9 до 1,2 от первоначально установившейся величины давления дутья под подиной печи изменение давления дутья под подиной форкамеры не производят.

Камеры печи через запорно-регулируюшие органы соединены с общим коллектором сжатого воздуха. На выходы первого элемента сравнения 11 поданы выходные сигналы датчиков давления 8, 9 и функционального блока 12. Выход первого элемента сравнения ! 1 через регулятор давления воздуха 13 сообщен с запорно-регулирующим органом, установленным на линии подачи воздуха в форкамеру. На вход второго элемента сравнения 14 поданы выходные сигналы датчика расхода шихты 4, датчика задания производительности печи КС по шихте Ф™д, например, с пульта управления, а выход элемента сравнения 13 соединен со входом функционального элемента 12. На вход элемента сравнения 13 подается заданное значение Фи измеренное значение расхода шихты в печь КС. Одновременно для заданного значения производительности Ф™д печи КС с помощью запорно-регулирующих органов по известной зависимости (рис. 1) устанавливают расходы или давление воздуха Р11С11М в камеры печи КС из условия создания в реакционной зоне печи КС скорости воздушного потока КС(1„, характерной для нормального (спокойного) псевдоожиженного слоя для всех фракций полидисперсной шихты. После образования спокойного псевдоожиженного слоя сопротивление его к прохождению воздуха в направлении газохода практически остается стабильным и в силу этого расход или давление воздуха в камерах печи остаются также постоянными. Из-за высокой стоимости расходомеров расход воздуха предлагается определять через давление воздуха. Установившиеся значения давления воздуха в камеры печи измеряют датчиками 8 и 9, и выходные сигналы подают на входы элемента сравнения 11, куда одновременно подают также сигнал отклонения заданной и текущей величины расхода шихты в форкамеру печи КС. Плавным изменением расхода шкхты или его влажности, расхода воздуха в камеры печи устанавливают заданное значение температуры материала в КС.

Как было сказано ранее, в процессе непрерывной работы печи КС подача шихты в форкамеру изменяется в широких пределах (зависание шихты в распределителе, непредвиденная остановка питателя и т.д.). Чрезмерно резкое увеличение подачи шихты в форкамеру приводит к нарушению ее работоспособности - к заваливанию подины, а уменьшение - к

резкому увеличению расхода воздуха через форкамеру, т.е. к образованию "фонтанирующего" восходящего потока над кипящим слоем материала. В последнем случае все витающие в печи частицы будут увлечены этим потоком в газоходную систему, что снижает эффективность работы газоочистных сооружений и обусловливает резкое увеличение пылевыноса в атмосферу. Для исключения этого явления выходные сигналы датчиков давления 8 и 9 (или расходов) непрерывно сравнивают на первом элементе II и по величине отклонения изменяют расход воздуха в форкамеру при помощи регулятора 13 с запорно-регулирующнм органом до полного выравнивания давлений в камерах печи. Для повышения эффективности применения предлагаемого способа выходной сигнал второго элемента сравнения 14 через функциональный элемент 12 подают также на один из входов первого элемента сравнения 11 и тем самым способствуют исключению залегания материала в форкамсрс или образования фонтанирующего восходящего потока воздуха в форкамеру вводят опережающий сигнал-Функциональный элемент в простейшем варианте должен реализовать функцию:

+ (9)

<1 т

где I/®'/' - выходной сигнал функционального элемента 12; и кг - эмпирические коэффициенты; С(т) и - величина отклонения расхода шихты от заданного значения йт

и его производная по текущему времени т.

Поскольку первоначально установленные значения расхода шихты и давления (расхода) воздуха в камеры печи непрерывно находятся в режиме флуктуации, то до зоны возможного начала выноса мелких частиц, витающих над слоем кипящего слоя с подиной печи 1, равной 0,9 Р , и возможного залегания средних частиц на форкамере, равной 1,2 (рис. 1) от

первоначально установившейся величины давления под подиной форкамеры Р . регулирование расходов шихты и давления (расхода) воздуха не производят.

Использование предложенного алгоритма управления подачей дутья в печь КС (в диссертации) позволит исключить возможность образования фонтанирующего восходящего потока через форкамеру во всех режимах работы печи КС, значительно снизить пылевынос с верхней зоны псевдоожиженного слоя, что одновременно должно повышать качество готового огарка и снижать потери цветных металлов. Испытание отдельных подсистем и алгоритмов в промышленных условиях работы печи КС-1 на ОАО «Южуралникель» подтвердили снижение динамической ошибки управления температурным режимом в 3-4 раза (рис. 7) и снижение пиковых пылевыбросов на 15-20 % при соблюдении установленных ограничений по технологическим параметрам процесса обжига (акты и протоколы имеются).

Рис. 7. Анализ изменения динамической ошибки управления температурным режимом

с введением системы 24

Заключение и выводы по работе:

Совокупность результатов исследований, сформулированных на основе анализа состояния техники и научно-технических вопросов, представляет собой решение научно-технической актуальной задачи создания «Интегрированной системы автоматического управления аэродинамическим и температурным режимами процесса обжига измельченного никелевого файнштейна в печп КС с форкамсрой». Это утверждение обосновано математическим моделированием и экспериментальными исследованиями на реальном объекте, результаты которых подтверждают снижение динамической ошибки регулирования температуры огарка в 3-4 раза и пиковых выбросов пыли на 15-20 %, что одновременно подтверждает значительное улучшение качества готового огарка и повышение надежности газоочистного оборудования и самой печи КС.

К основным выводам диссертационной работы следует отнести:

1. Для информационной поддержки базовых законов управления процессом обжига полидисперсных материалов в псевдоожижснном слое установлена закономерность изменения температуры в форкамере печи КС в зависимости от содержания серы в загружаемой в печь шихте - никелевом файнштейне смешанной с оборотной пылью. Это позволяет с опережением выработать в САУ воздействия компенсирующие влияние одного из основных возмущений (серы в шихте) на температуру материала в КС, что направлено на снижение динамической ошибки по температуре.

2. Разработана математическая модель процесса обжига измельченного файнштейна и экспериментальными исследованиями определены численные значения неизвестных коэффициентов идентификации, что позволило провести без экономических затрат изучение параметров и свойств динамических и статических характеристик каналов управления рассматриваемым в работе процессом.

3. Предложен способ автоматической оптимальной импульсной настройки контроллерной системы управления, основанный на переводе замкнутой системы в разомкнутый режим, подачи пробного сигнала на вход объекта, измерении переходного процесса, определении по ним параметров Ко, п, Т[, Тг принятой модели объекта управления в виде передаточной функции \\^(р) = Ко/рПр + 1)"(Т2Р + 1), определении по параметрам модели оптимальных параметров настройки регулятора-контроллера и переводе системы с оптимальными параметрами настройки в рабочий режим, отличающийся тем, что в качестве пробного сигнала использован импульсный сигнал с настраиваемыми амплитудой, длительностью и полярностью (патент по заявке на изобретение 2001115574).

4. Разработка структуры и алгоритм функционирования самодиагностирующегося и самонастраивающегося контроллера-регулятора для компенсации выявленной в работе не-

стационарности параметров характеристики канала управления «шихта - температура огарка» (патент на изобретение по заявке 2001115574).

5. На уровне патентов на изобретения России, разработаны два способа автоматического управления температурным и аэродинамическим режимами процесса обжига измельченного никелевого файнштейна в печи КС с форкамерой (патенты 2265779. Бюлл.34 от 10.12.2005 г. и 2293936. Бюлл.5 от 20.02.2007 г.). Способы реализованы в созданной интегрированной системе управления, а подробное описание их дано в Интернете ФИПС РФ.

6. Разработаны алгоритмы программирования математических моделей функционирования САУ аэродинамическим и температурным режимами процесса обжига, а также блок-схема интегрированной САУ-КС, совокупность которых обеспечивает 2х критериальное управление процессом обжига измельченного никелевого файнштейна в печи КС с форкамерой с соблюдением сформулированных технологических ограничений на управляющие воздействия.

7. С использованием результатов исследований автора составлено техническое задание на проектирование интегрированной САУ процессом обжига никелевого файнштейна в печи КС-1 ОАО «Южуралникель». ТЗ и разработанное программное обеспечение приняты Заказчиком для внедрения по 1-ой очереди АСУ-КС обжигового цеха.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Способ автоматического управления процессом обжига металлургического сырья в печи кипяшего слоя. Авторы: Салихов З.Г., Щетинин А.П., Крыжановский А.П., Кимяев И.Т., Салихов М.З. - Патент на изобретение РФ № 2265779. Бюлл.34 от 10.12.2005 г.

2. Васильев P.P., Салихов М.З. Надежность и диагностика автоматизированных систем . М: ГТУ МИСиС, Издательство «Учеба». 2005, с.91.

3. Шубладзе A.M., Салихов З.Г., Салихов М.З. и др. Высоконадежное управление потоками жидкостей и газов с помощью АНАП - регулятора //М: Изв. вузов «Цветная металлургия». № 5. 2005. с. 75-79.

4. Способ управления процессом обжига металлургического сырья в печи кипящего слоя и ее остановки. Авторы: Салихов З.Г. и Салихов М.З. Патент на изобретение 2293936. Бюлл.2 от 20.01.2007 г.

5. Способ автоматической оптимальной импульсной настройки системы управления. Авторы: Шубладзе A.M., Гуляев C.B., Салихов З.Г., Салихов М.З. Патент на изобретение по заявке 2001П5574.

8.

9.

Салихов М.З. Математическая модель непрерывной оценки содержания серы в ни-кельсодержащей шихте при ее обжиге в печи кипящего слоя с форкамерой. Моделирование, идентификация, синтез систем управления //Сб. тезисов девятой Международной научно-технической конференции. Москва - Донецк: Изд. института прикладной математики и механики HAH Украины. 2006. с. 14-15. Салихов М.З. Адаптивные кусочно-непрерывные регуляторы (АКН - регулятора). Моделирование, идентификация, синтез систем управления.//Сб. тезисов десятой Международной научно-технической конференции. Москва - Донецк: Изд. Института прикладной математики и механики HAH Украины 2007 г., с.27-28. Салихов М.З. Повышение качества управления температурным режимом процесса обжига никельсодержащих руд. М: ГТУ «МИСиС», 62 дни науки аспирантов и студентов МИСиС: международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции. М: 2007. с. 13-14.

Салихов М.З., Сириченко A.B. системы управления подачей дутья в печь кипящего слоя. Моделирование, идентификация, синтез систем управления. //Сб.тезисов 11-ой Международной научно-технической конференции. Изд. Института прикладной математики и механики HAH Украины. 2008. с.188.

Салихов З.Г., Ишметьев E.H., Салихов М.З. и др. Асимптотические методы регуляризации сингулярно-возмущенных стахостических задач оптимального управления. М: Изв. ВУЗов «Черная металлургия», X» 1. 2008, с.60-63.

Издательство ООО «ПКЦ Альтекс». Издательская лицензия ЛР №065802 от 09.04.98. Подписано в печать 16.04.2009 Формат 60x90 1/16, п.л.1,68 Тираж 100 экз. Заказ №75 Отпечатано в типографии ООО «Мультипринт». 121357, Москва, ул. Верейская, д.29,

Тел.:518-76-24; 638-45-55; 411-96-97 niultiprint@mail.ru www.k-multiprint.ru

ВВЕДЕНИЕ

1. КРАТКИЙ АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ И ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ПЕЧИ КИПЯЩЕГО СЛОЯ (КС) ПРИ ОБЖИГЕ

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ

1.1 Краткая характеристика технологического процесса обжига в кипящем слое и особенности обжига никелевого файнштейна в печи КС с форкамерой.

1.2 Анализ технических решений по автоматизации процесса обжига никелевого файнштейна и аналогичных видов металлургического сырья в печи КС с форкамерой

1.3 Актуальность разработки новых способов и систем автоматического управления процессами обжига никелевого файнштейна в печи КС. Формулировка цели работы, критериев и ограничений управления и вопросов исследования 28 Выводы по главе

2 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ В ФОРКАМЕРЕ ПЕЧИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ В ЗАГРУЖАЕМОМ НИКЕЛЕВОМ ФАЙНШТЕЙНЕ И ОБОРОТНЫХ ПЫЛЯХ

2.1 Разработка математической модели непрерывного прогнозирования содержания серы в исходной шихте

2.2 Формирование алгоритма периодической подстройки параметров математической модели оценки содержания серы в шихте

Выводы по главе

3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ОБЖИГА НИКЕЛЕВОГО ФАЙНШТЕЙНА В ПЕЧИ КС С ФОРКАМЕРОЙ

3.1 Структура математической модели процесса обжига никелевого файнштейна в печи КС с форкамерой

3.2 Экспериментальное исследование динамических характеристик процесса обжига никелевого файнштейна в КС с форкамерой

3.3 Параметрическая идентификация математической модели обжига по результатам экспериментальных исследований

3.4 Статические характеристики процесса обжига никелевого файнштейна в печи КС 75 Выводы по главе

4 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ РЕЖИМАМИ ПРОЦЕССА ОБЖИГА НИКЕЛЕВОГО ФАЙНШТЕЙНА В ПЕЧИ КС С ФОРКАМЕРОЙ

4.1 Подсистема оценки содержания серы в загружаемой в форкамеру шихте

4.2 Подсистема диагностики параметров динамической характеристики каналов подачи управляющих воздействий в печь КС с форкамерой

4.3 Подсистема расчета оптимальных настроек ПИ-контроллера-регулятора

4.4 Подсистема управления расходом шихты с самонастраивающимся регулятором-контроллером

4.5 Подсистема управления потоком дутья в печь КС с форкамерой 103 Выводы по главе 4 108 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 110 Список использованных источников

Актуальность темы:

Процессы обжига никелевого файнштейна в печах кипящего слоя (КС) и последующего сульфатхлориругащего обжига полученного огарка относятся к важнейшим переделам производства никеля из окисленных руд.

Установлено, что увеличение температуры обжига файнштейна выше 1050

С приводит к укрупнению огарка оплавлением, а снижение ее ниже 800 °С приводит к переизмельчению. Укрупнение и переизмельчение огарка обусловливают нарушение известных нормальных условий псевдоожижения по Тодесу, что является одной из главных причин появления риска возникновения тяжелых технологических нарушений, требующих проведения ресурсоемких операций на восстановление работоспособности печи КС и вспомогательного оборудования. К таким результатам часто приводит появление значительных перепадов давления кислородно-воздушной смеси под подинами форкамеры и реакционной зоны печи КС. Например, чрезмерное снижение количества шихты, подаваемой в форкамеру печи, приводит к снижению аэросопротивления форкамеры. При этом скорость восходящего потока в ней возрастает до критической, когда образуется фонтанирующий восходящий поток воздуха из форкамеры. Данный поток, как насос, увлекает с собой в газоотводящий тракт все мелкие частицы из форкамеры, а также витающие над реакционной зоной печи КС частицы с крупностью 0,14-Ю,07 мм, доля которых составляет от 4 % до 30 % от общей массы шихты в реакторе КС.

Из изложенного видно, что при обжиге в КС никелевого файнштейна необходимо с минимальной динамической и статической ошибками управлять температурным режимом и аэродинамикой псевдоожижения из условия минимизации пылевыноса, а также исключения возможных потерь работоспособности печи КС и потери металлов.

КС как объект управления относится к классу непрерывных многомерных и многокритериальных динамических объектов. Неконтролируемые возмущения, отсутствие возможности оперативного получения текущей информации о качестве получаемого огарка, и значительное (2-3 часа) запаздывание в получении информации о составах компонентов исходной шихты существенно усложняют задачу качественного управления рассматриваемым процессом обжига.

Известные способы и автоматические системы управления температурным и аэродинамическими режимами обжига измельченного никелевого файнштейна, не учитывают нестациоиариостей состава компонентов шихты и транспортного запаздывания подачи шихты в форкамеру печи КС. Устранение этих недостатков известных САУ-КС позволит получить:

• сокращение потерь цветных металлов и улучшение экологической безопасности переработки окисленных руд за счет сокращения выбросов пылей и сернистых газов;

• повышение надежности непрерывной работы печи КС за счет повышения качества управления аэродинамическим и температурным режимами процесса обжига никелевого файнштейна в КС с форкамерой;

• повышение объемов качественного огарка после обжига измельченного файнштейна.

Этим объясняется актуальность решения задачи создания высококачественной системы автоматического управления температурным и аэродинамическим режимами обжига в КС измельченного никелевого файнштейна из окисленных руд.

Цель работы и научно-технические вопросы исследования: стабилизация качества получаемого огарка на регламентированном уровне, управление аэродинамикой форкамеры и реакционной камеры печи КС из условия минимизации выбросов пыли и сернистого газа, а также повышения надежности непрерывного функционирования процесса обжига в КС за счет совершенной компьютерной системы автоматического управления.

Достижение этой цели требует рассмотрения следующих научно-технических вопросов:

• исследование закономерности изменения температуры в форкамере печи КС от содержания серы в загружаемом измельченном файнштейне (далее шихта) полученном из окисленных никелевых руд;

• разработка математической модели процесса обжига и никелевого файнштейна; модельные и экспериментальные исследования динамических и статических характеристик каналов управления аэродинамическим и температурным режимами управления процессом обжига никелевого файнштейна в печи КС с форкамерой;

• разработка алгоритмов автоматической стабилизации аэродинамических и температурных режимов обжига файнштейна;

• разработка структуры и алгоритма функционирования самонастраивающегося контроллера-регулятора для компенсации нестационарностей характеристик тракта загрузки шихты в печь КС;

• разработка функциональной схемы интегрированной системы автоматического управления температурным и аэродинамическим режимами обжига измельченного никелевого файнштейна из окисленных руд в печи КС с учетом частотных свойств каналов управления и удовлетворения выбранных целевых функций управления при заданных технологических ограничениях;

• испытания разработанных алгоритмов функционирования подсистем САУ в реальных условиях обжига файнштейна в печи КС-1 ОАО «Южуралникель».

Исследования проводились в соответствии с региональной программой «Экологическая безопасность населения Оренбургской Губернии», утвержденной Минэкологии и Минфином России от 1997 г., гранта губернатора Оренбургской области «Экологически безопасная технология переработки окисленных никелевых руд Буруктальского месторождения и тематическими планами НИР МИСиС и ОДО «Научно учебного производственного комплекса «КАГУС» на 2002-2006 г.г. (хоздог. 417/02-1 и 480/04-М).

Методы исследования. Теоретические результаты работы обоснованы математически с использованием теории вероятностей, методов математического описания химико-металлургических процессов, методов современной теории автоматического управления, параметрическая идентификация математических моделей процесса обжига проводилась с использованием пассивных и активных экспериментов на реальном объекте. Теоретические положения также подтверждены расчетами по компьютерной модели и испытаниями подсистем регулирования и алгоритмов на реальной печи КС с форкамерой.

Научная новизна:

• на основе анализа состояния техники и необходимости выполнения цели решения актуальной задачи, сформулированы целевые критерии управления и технологические ограничения;

• для информационной поддержки базовых законов управления процессом обжига установлена закономерность изменения температуры в форкамере печи КС в зависимости от содержания серы в загружаемой в печь шихте -никелевом файнштейне и оборотной пыли;

• разработаны способы автоматического управления температурным и аэродинамическим режимами процесса обжига измельченного никелевого файнштейна в печи КС с форкамерой (патент № 2265779. Бюлл. 34 от

10.12.2005 г. и патент № 2293936. Бюлл. 5 от 20.02.2007 г.).

• разработана структура и алгоритм функционирования самодиагностирующегося и самонастраивающегося контроллера-регулятора для компенсации диагностируемой нестационарности параметров характеристики канала управления «шихта - температура огарка» (патент на изобретение по заявке № 2001115574 от

30.11.2006 г.).

• разработаны блок-схема интегрированной САУКС и алгоритмы функционирования системы автоматического управления аэродинамическим и температурным режимами процесса обжига измельченных никелевых файнштейнов в печи КС с форкамерой, удовлетворяющая 2-м предложенным в работе целевым критериям управления при заданных технологических ограничениях.

Практическая значимость работы заключается в том, что реализация результатов, полученных в диссертационной работе, приведет к достижению значительного улучшения качества огарка, повышению надежности непрерывного функционирования процесса обжига и улучшению экологической ситуации за счет снижения пыле и газо-выбросов.

Реализация результатов работы. По результатам выполненной диссертационной работы составлено и принято ОАО «Южуралникель» техническое задание (ТЗ) на создание «Компьютерной АСУ ТП обжигового цеха (1-ая очередь КАСУ-ТП на участке измельчения файнштейна - обжиг в печах кипящего слоя). Москва - Орск. 2005 г., е.-100.

Испытания отдельных подсистем и алгоритмов в промышленных условиях подтвердили снижение динамической ошибки управления температурным режимом в 3-4 раза и снижение пылевыбросов на 20-30%.

Результаты работы используются также в учебном процессе при подготовке специалистов в ВУЗе по специальности «Автоматизация технологических процессов и производств в металлургии».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе, в изданиях по перечню ВАК РФ - 4 работы.

Работа выполнялась в соответствии с региональной программой «Экологическая безопасность населения Оренбургской Губернии», утвержденной Минэкологии и Минфина от 1997г., гранта губернатора Оренбургской области - «Экологически безопасная технология переработки окисленных руд Буруктальского месторождения» и тематическим планом НИР МИСиС на 2002-2006гг. (Хоз.договора №417/02-1 от 23.10.02 и №480/04-М от 07.06.2004г.).

В первой главе работы проведен анализ современного состояния вопроса автоматического управления процессом обжига измельченного никелевого файнштейна в печах кипящего слоя. В результате проведенного анализа сформулированы вопросы исследования, направленные на решение актуальной задачи повышения эффективности и экологической безопасности переработки окисленных никелевых руд за счет совершенствования способа и системы автоматического управления процессом обжига вторичного файнтштейна в КС с форкамерой.

Во второй главе: установлена закономерность изменения температуры в форкамере печи КС от содержания серы в измельченном никелевом файнштейне; построена математическая модель косвенного непрерывного контроля содержания серы в шихте и предложен алгоритм подстройки параметров указанной модели, через интервалы времени, научно обоснованные автором экспериментами на реальной печи КС-1.

В третьей главе: приведена структура математической модели рассматриваемого процесса; проведена идентификация математической модели и определены неизвестные параметры динамических характеристик печи по различным каналам управления, полученные экспериментальными исследованиями на промышленных печах КС с форкамерой, а также приведены результаты изучения статических характеристик процесса на его математической модели при использовании различных каналов управления.

В четвертой главе: разработан эффективный способ автоматического управления скоростями восходящих потоков в форкамере и реакционной камере печи КС (патент №22293936 на изобретение "Способ управления процессом обжига металлургического сырья в печи кипящего слоя и её остановки" Опубл. в бюлл.№2 от 20.01.2007г.); разработаны несколько вариантов (они анализируются в гл.4 для включения одного из них в ТЗ создаваемой системы) самонастраивающийся контроллер для компенсации квазинестационарностей аэродинамических характеристик печи КС и тракта загрузки шихты в печь; определены расчетные формулы для самонастройки параметров нового контролера по патенту по заявке №2006142214 от 30.11.2006г; разработаны структурно-функциональная схема и алгоритм функционирования системы управления; проведена проверка работоспособности разработанных алгоритмов автоматического управления с использованием реальных характеристик каналов воздействия на температуру обжигаемого никелевого файнштейна и алгоритма стабилизации аэродинамики в камерах печи КС(акт испытания от 20.04.2004г). Приведено описание промышленной реализации интегрированной системы автоматического управления процессом; реализованная на базе непрерывного измерения содержания серы в шихте, загружаемой в форкамеру, и регулировании давления под подиной форкамеры в зависимости от реального количества поступающей шихты в форкамеру печи; разработаны программно-техническое обеспечение системы управления; приведены результаты промышленных испытаний новых способов контроля серы в исходной шихте и стабилизации скоростей восходящего потока дутья из условия уменьшения пылевыноса, а также испытаниями в лабораторных условиях кафедры подтверждена эффективность разработанного совместно с ИПУ РАН адаптивного контролера.

Следует отметить, что последний 3-й год функционирует в реальном масштабе времени в системе регулирования в составе лаборатории кафедры "Компьютерные информационные и управляющие системы автоматики" ГТУ "Московский институт стали и сплавов"

Выводы по главе 4.

1. Разработана обобщенная структура разработанной автоматической системы управления аэродинамическим и температурным режимами процесса обжига никелевого файнштейна в печи КС представлена.

2. В соответствии с разработанной структурой, представлен способ автоматического управления скоростями восходящих потоков в форкамере и реакционной камере печи КС. На основании представленного способа был построен самодиагностирующийся и самонастраивающийся контроллер-регулятор для подсистемы компенсации нестационарностей аэродинамических характеристик КС и тракта загрузки шихты в печь КС.

3. Разработаны структурно-функциональная схема и алгоритм функционирования интегрированной системы управления.

4. Проведена проверка работоспособности предложенного нового способа автоматического управления с использованием реальных характеристик каналов воздействия на температуру обжигаемого никелевого файнштейна и алгоритма стабилизации аэродинамики в камерах печи КС, удовлетворяющая целевым функциям и ограничениям, обоснованным автором. Внедрение системы позволило получить меньшие по времени и по амплитуде отклонения температуры в печи t от оптимального значения, что привело к снижению динамической ошибки в 3-4 раза по сравнению с существующей САУ рассматриваемого процесса. Таким образом полученные результаты подтверждают эффективность алгоритмов компенсации параметров характеристики каналов управления "Расход шихты - температура".

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Совокупность результатов исследований, сформулированных на основе анализа состояния техники и научно-технических вопросов, представляет собой решение научно-технической актуальной задачи создания «Интегрированной системы автоматического управления аэродинамическим и температурным режимами процесса обжига измельченного никелевого файнштейна в печи КС с форкамерой». Это утверждение обосновано математическим моделированием и экспериментальными исследованиями на реальном объекте, результаты которых подтверждают снижение динамической ошибки регулирования температуры огарка в 3-4 раза и пиковых выбросов пыли на 15-20 %, что одновременно подтверждает значительное улучшение качества готового огарка и повышение надежности газоочистного оборудования и самой печи КС.

К основным выводам диссертационной работы следует отнести:

1. Для информационной поддержки базовых законов управления процессом обжига полидисперсных материалов в псевдоожиженном слое установлена закономерность изменения температуры в форкамере печи КС в зависимости от содержания серы в загружаемой в печь шихте — никелевом файнштейне смешанной с оборотной пылью. Это позволяет с опережением выработать в САУ воздействия компенсирующие влияние одного из основных возмущений (серы в шихте) на температуру материала в КС, что направлено на снижение динамической ошибки по температуре.

2. Разработана математическая модель процесса обжига измельченного файнштейна и экспериментальными исследованиями определены численные значения неизвестных коэффициентов идентификации, что позволило провести без экономических затрат изучение параметров и свойств динамических и статических характеристик каналов управления рассматриваемым в работе процессом.

3. Предложен способ автоматической оптимальной импульсной настройки контроллерной системы управления, основанный па переводе замкнутой системы в разомкнутый режим, подачи пробного сигнала на вход объекта, измерении переходного процесса, определении по ним параметров Ко, п> Ть Т2 принятой модели объекта управления в виде передаточной функции W(p) = Ko/(Tip + 1)"(Т2р + 1), определении по параметрам модели оптимальных параметров настройки регулятора-контроллера и переводе системы с оптимальными параметрами настройки в рабочий режим, отличающийся тем, что в качестве пробного сигнала использован импульсный сигнал с настраиваемыми амплитудой, длительностью и полярностью (патент по заявке на изобретение 2001115574).

4. Разработка структуры и алгоритм функционирования самодиагностирующегося и самонастраивающегося контроллера-регулятора для компенсации выявленной в работе нестационарности параметров характеристики канала управления «шихта - температура огарка» (патент на изобретение по заявке 2001115574).

5. На уровне патентов на изобретения России, разработаны два способа автоматического управления температурным и аэродинамическим режимами процесса обжига измельченного никелевого файнштейна в печи КС с форкамерой (патенты 2265779. Бюлл.34 от 10.12.2005 г. и 2293936. Бюлл.5 от 20.02.2007 г.). Способы реализованы в созданной интегрированной системе управления, а подробное описание их дано в Интернете ФИПС РФ.

6. Разработаны алгоритмы программирования математических моделей функционирования САУ- аэродинамическим и температурным режимами процесса обжига, а также блок-схема интегрированной САУ-КС, совокупность которых обеспечивает 2-х критериальное управление процессом обжига измельченного никелевого файнштейна в печи КС с форкамерой с соблюдением сформулированных технологических ограничений на управляющие воздействия.

7. С использованием результатов исследований автора составлено техническое задание на проектирование интегрированной САУ процессом обжига никелевого файнштейна в печи КС-1 ОАО «Южуралникель». ТЗ и разработанное программное обеспечение приняты Заказчиком для внедрения по 1 -ой очереди АСУ-КС обжигового цеха.

1. Аэров М.Э., Тодэс О.М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящем слоем. Д.: ХимияД968.-508с.

2. Резников И.Д. и др. Никель. Т.2. М: Металлургия. 2001г. 463с.

3. Буровой И.А. Брюквин В.А. Математическая модель обжига цинковых концентратов в кипящем слое./ ГИНЦВЕТМЕТ М.: Металлургия, 1964 №21 -468с.

4. Салихов З.Г., Кимяев И.Т. Комплексная система управления процессом обжига сульфидных никелевых концентратов в печах кипящего слоя. Научно-технический журнал «Цветные металлы», М: №12, 2003. с.19-22.

5. Буровой И.А., Салихов З.Г. и др. Автоматизация процесса кислого выщелачивания обожженных цинковых концентратов в кипящем слое.// Сб. научн. тр./ «Автоматизация технологических процессов цветной металлургии». М.: Металлургия. 1972. с. 133.

6. Салихов З.Г. Петросян А.А., Авакян С., Лазарев И.И., Копылов В.М. Способ остановки печи при обжиге шихты в кипящем слое. Авторское свид. №1310443. Бюлл. изобретений №18 от 15.05.87.

7. Петросян А.А. Автоматическая система управления процессом обжига медно-цинковой шихты в кипящем слое. Автореферат—диссертация канд. техн. наук. М.: МИСиС. 1987. с. 22.

8. Гульдин В.И., Салихов З.Г., Юрков В.В. Математическая модель структуры химико-технологической системы для нейтрального выщелачивания цинкового огарка в кипящем слое. Изв. ВУЗов «Цветная металлургия» №12, 1991. с. 15-19.

9. Шахова Н.М. Исследование теплообмена в кипящем слое. Диссертация канд. техн. наук. Томск. 1959. с. 150.

10. Салихов З.Г., Иванов В.А., Петросян А.А. и д.р. Способ автоматического управления процессом обжига медно-цииковой шихты в печи кипящего слоя. Авторское свид. На изобретение №1403627. Опубликовано 05.12.1985.

11. Серебренникова Э.Я. Обжиг сульфидных материалов в кипящем слое. М. Металлургия. 1982. 110с.

12. Лейзерович Г.Я. Обжиг в кипящем слое. М.:Металлургия. 1962. 243с.

13. Салихов З.Г. Аппарат кипящего слоя. Патент США №4,409,101. Октябрь 1983.

14. Enjineer&Mining. Journal, 2000, Dec.,p. 11.

15. Дьячко А.Г. Математическое и имитационное моделирование производственных систем. М. Металлургия и материаловедение ХХ1-го века. МИСиС. 2007. с. 538.

16. Жидовецкий В.Д. Разработка математических моделей и исследования процессов автогенной плавки медных концентратов от разделения файнштейна. Мончегорск. 2005. с. 135.

17. Алексеев Ю.В., Астафьев А.Ф. Обжиг никелевого концентрата в кипящем слое. М.: Металлургия, 1976. с.463.

18. Худяков И.Ф., Тихов А.И., Деев В.И., Набойченко С.С. Металлургия меди, никеля и кобальта.М.: Металлургия. 1977. с. 294.

19. Буровой И.А.Автоматическое управление химико-металлургическими процессами с сосредоточенными параметрами. Дисс.д-ра.техн.наук.М.,1963. с.530.

20. Штеренберг Е.И. Исследование обжига вторичного концентрата в кипящем слое и синтез адаптивной САУ температурным режимом процесса. Дисс.канд.техн.наук.М.,1971.с. 135.

21. Захаров A.M. Разработка системы управления качеством огарка при обжиге медно цинковой шихты на дутье, обогащенном кислородом. Дисс.канд.техн.наук.М.,1973. с. 140.

22. Кимяев И.Т. Интеллектуальная система управления процессом обжига сульфидного никелевого концентрата в ктпящем слое (на примере ОАО «НГМК»). Диссертация канд. техн. наук. М. 2000. с. 140.

23. Салихов З.Г., Кимяев И.Т., Спесивцев, Дроздов А.В. Исследование закритических областей факторного пространства при управлении обжигом в кипящем слое с помощью нечеткой управляющей модели// Изв. ВУЗов. «Цветная металлургия». 2001 №1. с.74-77.

24. Астафьев А.Ф., Алексеев Ю.В. Окислительный обжиг никелевых сульфидных полупродуктов в кипящем слое. М.: Металлургия, 1982. с. 218.

25. Глинков Г.М., Косырев А.И., Шевцов Е.К. Контроль и автоматизация металлургических процессов. М.:Металлургия, 1989.

26. Жидовецкий В.Д., Блинов В.А., Мироевский Г.П., Желдыбин О.И., Цемехман JI.UI.//Цветные металлы. 2001 №5. с. 61-63.

27. Патент №1797681 на «Способ автоматического управления процессом обжига никелевого концентрата с оборотами в кипящем слое». Гладких Л.Ф., Глебов A.M., Журавлев Е.П., Астафьев А.Ф., Николаев Б.И., Жидовецкий В.Д., Спицин Н.К., Гуглип В.И., Федюк Б.А.

28. Рулыюва А.З., Смирнов А.С., Голубова А.Е и др. Комплексная автоматизация технологических процессов производства тяжелых цветных металлов за рубежом. М.: ЦНИИэкономики и информации цветной металлургии. 1980. с.3-24.

29. T.Shibasaki, М. Hayashi and Y. Nishiyama. Recent Operation at Naoshima with a larger Mitsubishi furnace line. Proceedings of the

30. Paul Е/ Queneau International Simposium. Extractive Metallurgy of Copper, Nilcel and Cobalt. Vol.11, 1993, p.1413-1428.

31. Moto Goto, Eiki Oshima and Minto Hayashi/ Control strategy on Mitsubishi continuos process.

32. Rutlege P. Mitsubishi metal previtws its promising new continuos copper smelting process. Engineering and Mining Journal, 1975, №12, v. 176.

33. T. Sibashsaki, K. Kanamori and M. Hayashima. Paper presented at the Savard/ Lee International Symposium on bath smelting/ Montreal, Canada, October 1821, 1992.

34. Tarasoff P. Process R and D the Noranda process. Metallurgical Transactions. 1984, vol. 15B, №3, p.411^132.

35. Cameron Harris. First year of operation of the Noranda Continuos Converter. Simposium Copper 99 Cobre 99,1999, Oct.

36. Зарубин B.C. Математическое моделирование в технике. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. с. 56.

37. Максимов Ю.М. Математическое моделирование металлургических процессов. М.: Металлургия. 1982. с. 52.

38. Козин В.З. Экспериментальное моделирование и оптимитизация процессов обогащения полезных ископаемых. М.: 1984.-112с.

39. Бородюков В.П., Леукий Э.К. Статическое описание промышленных объектов. Библиотека автоматики. М.: Энергия, 1971. Вып.453.-112с.

40. Дайтбегов Д.М., Калмыкова О.В., Черепанов А.И. Программное обеспечение статистической обработки данных. М.: Финансы и статистика, 1981 .-302с.

41. Демиденко Е.З. Линейная и нелинейная регрессия. М.:Финансы и статистика, 1981 .-304с.

42. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Множественная регрессия М.: «Диалектика». 2007. - 912 с.

43. Федоров В.В. Теория оптимального эксперимента. М.: Изд. Наука. 1971. с. 311.

44. Румшинский Л.В. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное пособие. М.: Наука, 1971. с. 192.

45. Ферстер Э., Ренц Б. Методы корелляционного и регрессионного анализа. М.: Финансы и статистика, 1983.- 304с.

46. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. М.: Мир, 1973.- 957с.

47. Салихов З.Г. Моделирование и реализация СУ процессом кислого выщелачивания цинксодержащих илов в аппаратах КС на микропроцессоре//Цветная металлургия. 1991 №10. с. 12-18.

48. Дудников Е.Т., Балакирев B.C., Кривсунов В.Н., Цирлин A.M. Построение математических моделей химико-технологических объектов. М.: Химия. 1981. с.298.

49. Райбман Н.С., Чадеев В.М. Построение моделей процессов производства. М.:Эпергия. 1975.

50. Лисиеико В.Г., Волков В.В., Гончаров А.П. Математическое моделирование теплообмена в печах и агрегатах. Киев. Наукова думка. 1984. с.232.

51. Лисиенко В.Г., Салихов З.Г., Гусев О.А. Моделирование объектов с распределенными параметрами на примере трехуровневой АСУ нагревом материала. Екатеринбург. УГТУ-УПИ. 2003. с. 169.

52. Тихонов А.И., Пименов Л.И., Голунов и др.//Цветная металлургия. М.:№23. 1966.

53. Методы анализа, синтеза и оптимизации нестационарных систем автоматического управления. М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, под редакцией Егупова Н.Д. и Пупкова К.А. М.: 1999. с.683.

54. Салихов З.Г., Щетинин А.П., Крыжановский А.П., Кимяев И.Т., Салихов М.З., Степин. Способ автоматического управления процессом обжига металлургического сырья в печи кипящего слоя. Патент на изобретение РФ № 2265779. Бюл. №34 от 10.12.2005 г.

55. Математические модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления. Под редакцией Пупкова К.А. и Егупова Н.Д. М: Изд. МГТУ им. Н.Э.Баумана. 2004, том №1, с.654.

56. Иванов А.З., Круг Г.К., Филаретов Г.Ф. Статические методы в инженерных исследованиях. Учебн. пособие М: МЭИ. 41, 1976, 42, 1978.

57. Дж. Ортега, У. Паул. Введение в численные методы решения дифференциальных уравнений. М.: Наука, 1968.-288с.

58. Гутер Р.С., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: Наука, 1970-432с.

59. Мостеллер Ф., Тьюки Дж. Анализ данных и регрессии. М.: Финансы и статистика, 1982. Вып. 1,2.

60. Шведов А.С. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Издат. Дом ГУ ВШЭ. 2005. с. 252.

61. Вержбицкий В.М. Численные методы. Линейная алгебра и нелинейные уравнения. М: ОНИКС 21 век. 2005. с.430.

62. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука. 1968. с-720.

63. Комков А.А., Быстров В.П. Прогнозирующая модель плавки сульфидного медно-никелевого сырья в печи Ванюкова.//Цветные металлы, 1994, №1, с.14-19.

64. Комков А.А., Быстров В.П., Федоров А.Н., Лазарев В.И., Быстров С.В. Материальный баланс. //Цветные металлы-2006, №1-с.7-11.

65. Буровой И. А., Салихов З.Г. и др. Оптимальное проектирование гидрометаллургических процессов в кипящем слое. Сб. LXXII. Автоматизация технологических процессов цветной металлургии (под редакцией Д.И. Лисовского). М.: Металлургия. 1972. с. 28-35.

66. Статистическая динамика и идентификация систем автоматического управления. Под общей редакцией Пупкова К.А. и Егупова Н.Д. М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, том №2. 2004. с.638.

67. Салихов З.Г. Терминология основных понятий автоматики. М.: МИСиС, Справочник №1735, Изд. «Учеба» 2003. с. 126.

68. Синтез регуляторов систем автоматического управления. Под редакцией Пупкова К.А. и Егупова Н.Д. том №3, М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, с.614.

69. Теория оптимизации систем автоматического управления. Под редакцией Пупкова К.А. и Егупова Н.Д. том №4. М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2004. с.740.

70. Методы современной теории автоматичского управления. Под общей редакцией Пупкова К.А. и Егупова Н.Д. том №5. М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2004. с.782.

71. Справочник по теории автоматического управления под редакцией А.А. Красовского. М.: Наука. 1987. с-711.

72. Ядыкин И.В. Синтез алгоритмов настройки параметров регуляторов в комбинированных адаптивных системах управления. // Изв. ВУЗов. Сер. Приборостроение. 1984 №8. с. 55-64.

73. Салихов З.Г., Арунянц Г.Г., Рутковский Л.А. Системы оптимального управления сложными технологическими объектами. М.: Теплоэнергетик. 2004. С.-495.

74. Глинков Г.М., Климовицкий. Теоретические основы автоматического управления металлургическими процессами. М.: Металлургия. 1985. с — 305.

75. Копелович А.П. Автоматическое управление в черной металлургии. М.: Гос. НТИ литературы по черной и цветной металлургии. 1963. с. 403.

76. Нестационарные системы автоматического управления: анализ, синтез и оптимизация под общей редакцией Пупкова К.А. и Егупова Н.Д. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2007. с. 631.

77. Шубладзе A.M., Гуляев С.В. Достаточные условия оптимальности структур в системах максимальной степени устойчивости. М.: ИПУ РАН. 1998. с. 51.

78. Васильев P.P. Салихов М.З. Надежность и диагностика автоматизированных систем М.: ГТУ МИСиС. Издательство «Учеба». 2005. с.91.

79. Шубладзе A.M., Салихов М.З. и др. Высоконадежное управление потоками жидкостей и газов с помощью АНАП-регулятора. //М: Изв. ВУЗов «Цветная металлургия» №5. 2005. с. 75-79.

80. Салихов З.Г., Салихов М.З. и др. Способ управления процессом обжига металлургического сырья в печи кипящего слоя и ее остановки. Патент на изобретение №2293936. Бюлл. №2 от 20.01.2007г.

81. Шубладзе A.M., Салихов З.Г., Салихов М.З., Гуляев С.В. Способ автоматической оптимальной импульсной настройки системы управления. Патент по заявке №2001115574 от 30.11.2006.

82. Салихов З.Г., Ишметьев Е.Н., Салихов М.З. и др. Асимптотические методы регуляризации сингулярно-возмущенных стохастических задач оптимального управления. М.: Изв. ВУЗов «Черная металлургия» №1. 2008. с. 60-63.

83. Rardin D. Optimization in Operations Research, Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J., 1998.

84. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления,- М.: Мир, 1975. 684 с.