автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Оперативное управление и диагностика АТК термообработки в цементной и керамической промышленности

На правах рукописи

РЫЧЕНКОВА АННА ЮРЬЕВНА 2 0 НОЯ 2000

ОПЕРАТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕМ ДИАГНОСТИКА АТК ТЕРМООБРАБОТКИ В ЦЕМЕНТНОЙ И КЕРАМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.13.07 - Автоматизация технологических процессов

и производств (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2000

Работа выполнена в Санкт-петербургском государственном технологическом институте (техническом университете)

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Кубанцев Виктор Иванович Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Куркина Виктория Вадимовна

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Кондрашкова Галина Анатольевна

- кандидат технических наук, доцент Яковис Леонид Моисеевич

Ведущее предприятие - ОАО «Новоросцемент», цементный завод «Пролетарий» (г. Новороссийск)

.-¿ОО

Защита диссертации состоится 20 июня 2000 года в 1э часов на заседании диссертационного совета Д 063.25.11 в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (техническом университете) по адресу: 198013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26 (ауд. 61).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 198013, СПб, Московский пр., 26, СПбГТИ(ТУ), Ученый

Совет.

Автореферат разослан -/у» ЛиХЛ? 2000

года.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент

/

В.И. Халимон

Л 423. 2ОЧ-^-ОЗ^О

А ЧССГ П'УА ~ п

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В промышленности строительных материалов ведущее значение принадлежит производству цемента и керамической плитки, в технологии получения которых основной операцией является высокотемпературная обработка сырьевого матери&та - обжиг, происходящий в печах при воздействии высоких температур.

Объектом исследований данной работы являются автоматизированные технологические комплексы (АТК) термообработки вышеуказанных производств. Помимо исключительной важности АТК обжига обладают такими общими особенностями, как высокая энергоемкость, потенциальная опасность, подверженность значительным неконтролируемым возмущениям, чрезвычайная сложность физико-химических процессов, происходящих при обжиге.

Стремление к интенсификации обжига с одной стороны и увеличение размеров печей - с другой, вкупе с вышеуказанными особенностями АТК обжига обусловили резкое снижение уровня технической и технологической безопасности данных производств. Обязательные для таких потенциально-опасных процессов системы блокировки реагируют на опасные отклонения отдельных параметров, являющиеся следствием возникающих нарушений, и приводят к полному останову процесса и большим материальным потерям. Между тем существует широкая область предаварийных ситуаций, характеризующихся определенным сочетанием значений нескольких переменных, каждая из которых далека от критического значения, но в совокупности предопределяет высокую вероятность аварийной ситуации и срабатывания системы блокировки. Однако в условиях плохой наблюдаемости процессов, происходящих в печи обжига, оператор зачастую судит о происшедших нарушениях лишь по результатам работы системы сигнализации и защиты, т.е. когда развитие нештатной ситуации стало необратимым.

Поэтому актуальной становится задача создания системы, которая помогла бы оператору обнаружить нарушения, когда они еще обратимы, и сохранила управляемость процессом в условиях нештатных ситуаций. При этом решения по управлению в таких ситуациях, отличных от нормальных, должны формироваться с

учетом текущего состояния АТК на основе экспертных и теоретических знаний.

Цель работы заключается в разработке методических основ, способов и алгоритмов диагностики и оперативного управления АТК термообработки в нештатных ситуациях, обеспечивающих сокращение числа аварийных ситуаций и внеплановых остановов печи, увеличение уровня безопасности процесса и надежности работы оборудования и, как следствие, улучшение технико-экономических показателей рассматриваемых АТК.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

• исследованы процессы термообработки в керамической и цементной промышленности с целью выработки общего подхода к взаимосвязанным задачам диагностики и оперативного управления;

• разработаны принципы построения и структура системы оперативного управления АТК обжига в нештатных ситуациях, а также алгоритм оперативного управления на базе непрерывной диагностики текущего состояния АТК обжига;

• произведены сбор, обработка и формализация знаний об объекте; проведен синтез комплексной диагностической модели АТК обжига; разработан алгоритм диагностики;

• осуществлена техническая реализация системы.

Методы исследования. В ходе выполнения работы были использованы методы теории искусственного интеллекта, технической диагностики, ситуационного управления, а также методы сбора и обработки экспертной информации и теории принятия решений.

Научная новизна.

1. Разработан алгоритм оперативного управления АТК обжига в нештатных ситуациях, базирующийся на непрерывной диагностике состояния технологического процесса термообработки, оборудования и комплекса технических средств каналов управления и измерения.

2. Сформированы комплексные диагностические модели АТК обжига керамической плитки и цементного клинкера в виде двухуровневой фреймово-продукционной структуры.

3. Предложена методика количественного описания нештатных ситуаций, включающая определение и учет важности симптомов, степени приближения параметр к границе нарушения, степени

опасности, частоты появления нарушений, информации о дате последнего ремонта и поверки.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Полученные в диссертационной работе результаты имеют прикладное значение для решения взаимосвязанной задачи оперативного управления и диагностики в условиях действия значительных возмущений, приводящих к выходу АТК из нормального режима работы. Структуру диагностической модели, алгоритм оперативного управления и диагностики можно использовать для АТК, имеющих сходные особенности с исследуемыми.

Разработанная система принята к внедрению на Новороссийском цементном заводе «Пролетарий». Подсистема диагностики прошла опытные испытания в режиме советчика и показала возможность сокращения случаев аварийного останова печи на 15%.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы обсуждались на Международных конференциях «Математические методы в химии и технологии» (ММХТ-11).- Владимир, 1998 и ММТТ-12. -Великий Новгород, 1999; на Научно-технической конференции «Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций», СПб, 1999.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано пять печатных работ и две приняты к печати.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 135 страницах основного текста, содержит 46 рисунков, 15 таблиц, библиографический список включает 121 наименование.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, изложены основные научные результаты и дана краткая характеристика ее содержания.

В первой главе проведен анализ состояния проблемы и намечены основные направления исследований.

В обзоре выявлены общие особенности, характерные для АТК обжига керамической плитки и цементного клинкера, рассмотрены вопросы технологии обжига, проанализированы основные проблемы при управлении АТК обжига и приведены результаты исследования причин внеплановых остановов печи для действующей технологической линии обжига клинкера. Приведена обобщенная структурная схема процессов обжига в промышленности строительных материалов.

Исследование АТК обжига как объекта оперативного управления и диагностики показало, что они сложны для управления, т.к. процессы, происходящие в печи плохо наблюдаемы из-за отсутствия ряда необходимых для этого датчиков. Эти трудности объясняются также многоальтернативностью и разнообразием процессов при обжиге, сложностью и масштабностью основного оборудования, в котором они протекают, подверженностью АТК различного рода неконтролируемым возмущениям. Поэтому в работе АТК обжига часто возникают нештатные ситуации, характеризующиеся выходом переменных состояния объекта за нормальные границы и являющиеся следствием воздействия значительных возмущений. В силу потенциальной опасности процесса обжига по некоторым из параметров предусмотрена такая защитная мера как останов всего процесса, которая крайне невыгодна экономически.

Анализ особенностей рассматриваемых АТК и проведенный обзор работ в области оперативного управления и диагностики процессов обжига показали необходимость создания системы, основанной на знаниях, полученных от опытных операторов, причем с учетом различной значимости наблюдаемых симптомов для построения конкретных диагнозов.

На основе проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследований, направленных на решение этих проблем.

Во второй главе сформулирован общий подход к построению системы оперативного управления (СОУ) АТК термообработки в нештатных ситуациях, выбрана стратегия диагностики и разработана структура комплексной ДМ АТК обжига. Предложены структура СОУ и алгоритм оперативного управления при возникновении нарушений.

Очевидно, что работа СОУ должна быть основана на диагностике АТК, подразумевающей непрерывное определение текущего состояния объекта в режиме реального времени с помощью мониторинга диагностических показателей.

Для формализации всех полученных знаний об объекте управления была применена комбинация различных типов представления знаний в рамках общей фреймовой структуры ДМ. Выбор фреймовой модели обусловлен ее наглядностью и возможностью сочетания в ней глубоких и экспертных знаний, которые в ДМ представлены в виде: матричной реализации графа причинно-следственных связей для автоматического обнаружения нештатных ситуаций, диагностических правил для принятия решений по оперативному управлению в рамках обнаруженных нештатных ситуаций, математической моделью распределения теплового потока через корпус печи для расчета ряда диагностических показателей.

С целью снижения размерности ДМ и выполнения жестких требований по быстродействию системы из-за необходимости ее работы в режиме реального времени проведена декомпозиция знаний об АТК обжига. По территориальному признаку были выделены крупные участки передела обжига, имеющие самостоятельные каналы управления: для АТК обжига клинкера - это вращающаяся печь и колосниковый холодильник, для АТК обжига керамической плитки -зоны печи. Внутри каждого участка по функциональному признаку были выделены отдельные элементы, составляющие общую структуру АТК: измерительные каналы, каналы управления, основное и вспомогательное оборудование и собственно технологический процесс. Для каждого структурного элемента АТК были собраны знания о возможных нештатных ситуациях, связанных с их эксплуатацией. При этом комплексная ДМ АТК обжига получена в ходе последовательного синтеза ДМ отдельных элементов АТК, для которых характерны некоторые особенности при организации диагностических процедур.

На основе проведенной декомпозиции была сформирована общая структура двухуровневой фреймово-продукционной ДМ АТК обжига (рис.1). Верхний уровень ДМ представляет собой фреймовую сеть с корневыми фреймами элементов АТК в вершинах. Корневые фреймы содержат знания об общем состоянии элементов АТК, а

Диагностическая модель верхнего уровня

Фреймы элементов АТК п-го участка

Фреймы элементов АТК 1-го участка

Ё:

к фреймовой сети

Иате, РгЫ;

V,

щ

Л,

V;

Мг,

Т,

М

Ш;

Фреймы нештатных ситуаций 1 -го участка

*£

Ыаше,, Fr.Sn

щ,

т„

О*,,

и„

Рг„

Яр„

с„

Ргг.

Ё:

Иатв! FrN|

1/

Щ;

Я,

V,

Мг1

Т,

Л/

Яехи

Фреймы нештатных ситуаций п-го участка

»1

Мате,,

НГь

».V/,

ад,

О-Ч

и„

ы

С,,

Экспертные знания

Матрица поиска База диагно- Эксперт-

нештатной стических ные

ситуации правил оценки

Глубокие знания

Математическая модель

Диагностическая модель нижнего уровня

Рис. 1. Структура диагностической модели АТК термообработки

подчиненные им фреймы описывают нештатные ситуации, возможные для каждого элемента АТК.

Фрейм РгН элемента АТК ЭД может быть представлен следующим образом:

РгЫ,-{Кате;, Г/,, N8, V,, Мг-„ Т„ И,, МгхГ,/, (1)

где 1 - порядковый номер единицы АТК, описываемой данным корневым фреймом, ¡=[1..т].

Слот Name¿ показывает наименование единицы АТК, описываемой данным фреймом. При активизации РгМ| связанная с этим слотом процедура Рпмшпе начинает выполнение фрейма с запуска алгоритма проверки условия проведения диагностических процедур данной единицы АТК, хранящегося в слоте I/,.

N¿1 - указатель имен дочерних фреймов нештатных ситуаций Ргёу, наследующих информацию из данного корневого фрейма и описывающих возможные нештатные ситуации данной единицы АТК.

Й,- - статус данного корневого фрейма. Слот имеет два значения: 57,=/ и 57;=А Если выполняется условие, разрешающее проверку состояния данной единицы АТК, то статус данного корневого фрейма становится равным единице и заполняется слот текущих значений параметров (7^, характеризующих состояние данного элемента АТК. В противном случае (если условие в слоте //~ не выполняется) значение слота становится равным нулю, тогда активизируется содержимое слота Ыехг,, указывающего на следующий фрейм в сети, а фрейм переводится в пассивное состояние.

В слоте К, хранится текущее множество диагностических признаков, формирующее вектор состояния единицы АТК, характеризующий ее общее состояние. При расчете вектора состояния используется информация из слотов текущих значений параметров (слот 7)) и их нормативных значений, которые содержатся в слоте Л',.

Слот Мг-, содержит матрицу для выбора фрейма нештатной ситуации в данной единице АТК.

Фрейм РгБ,,, описывающий нештатную ситуацию Б у и принадлежащий корневому фрейму элемента АТК Рг'Ы; может быть представлен следующим образом:

Р^г{Штеф Щ, Ли4-, Л/й-.£>5№ иф Рг-Ф С0, Рп9} (2) где3 - порядковый номер фрейма нештатной ситуации во фрейме

единицы АТК, ]=[1 ..г]; г - общее число дочерних фреймов нештатных ситуаций в 1-ом фрейме элемента АТК.

N/¡1 - указатель имени корневого фрейма /*УЛ'„ с которым связан данный фрейм и значения атрибутов которого он наследует.

В слоте приведена совокупность атрибутов - симптомов (диагностических показателей), обуславливающих активизацию настоящего фрейма.

Слот несет информацию о статусе рассматриваемой

нештатной ситуации, который определяется по результатам ревизии матрицы поиска нештатной ситуации, находящейся в слоте Мг,-соответствующего фрейма элемента АТК. Если то

активизируется фрейм соответствующей нештатной ситуации РгБг

Слот Шу содержит совокупность диагностических продукционных правил для идентификации конкретных нарушений, вызвавших нештатную ситуацию

В слоте Дуу находится список нарушений, связанных с рассматриваемой ситуацией, а ¿У,, хранит набор рекомендаций по необходимым действиям для устранения соответствующих нарушений.

Содержимое слота Бру предоставляет оператору информацию о степени опасности каждого из нарушений, а в слоте Яг^ представлены прогнозы последствий нарушений при дальнейшем их развитии.

В слоте йу содержатся расчетные значения степени уверенности в каждом из возможных нарушений.

Слот Рг1ц содержит информацию о комплексной оценке приоритета нарушений, рассчитываемой по предложенной методике. Критерием выбора решения (диагноза) является максимальное значение его приоритета.

Информационно-техническая структура СОУ приведена на рис.2. Система диагностики и оперативного управления реализована на верхнем уровне в виде ЭС реального времени. Функции сбора исходной информации выполняет контроллер нижнего уровня. СОУ можно разделить на следующие модули: подсистему хранения и редактирования знаний и данных, подсистему мониторинга, подсистему диагностики и интерфейсный модуль. Основными блоками системы являются база знаний, содержащая ДМ, и интерпретатор, реализующий алгоритм диагностики.

ПЭВМ

Архив нарушений ^_ Окончательное решение

11 14 Опенка приоритета

£ Интерпретатор -- ^ Г1ромежуточЕ1ые результаты

Мониторинг текущего состояния ЛТК

Контроль технологического процесса

Работоспособность оборудования

Контроль состояния каналов управления

Контроль состояния КТС

с=;

База знаний

Комплексная ДМ

Экспертная информаци Глубокие знания

Ж

База данных

Дополнительная

Оперативная информация

НСИ

Редактор БЗ

Ч!

Ж

Интерфейс разработчика --

Ж

Редактор БД

Ш

Интерфейс оператора]_

3£

Порты Ввода/Вывода

1Разработчик Оператор V-N мпк

Г Й 31 ^ 1 У

[ Эксперт ] Лаборатория Ручные измерения| ИМ | Датчики

-1 1 Л Й ч.

Технологический процесс

Рис.2. Структура СОУ АТК термообработки

Алгоритм ситуационного управления (рис.3) позволяет осуществлять проверку состояния элементов АТК последовательно в выбранном режиме, оперативно и наилучшим образом перераспределять материально-энергетические и трудовые потоки в случае обнаружения нештатных ситуаций. При выходе параметров АТК из границ нормального режима активизируется фрейм ответствующей нештатной ситуации и определяется степень важности каждого возможного нарушения, являющегося причиной наблюдаемой ситуации. Для наиболее приоритетного нарушения происходит выдача на объект необходимых управлений. Когда перестают наблюдаться симптомы нарушения (т.е. когда нештатная ситуация устранена), фрейм соответствующей нештатной ситуации переводится в пассивное состояние и прекращается реализация предписываемых им действий, т.е. управляющие воздействия принимают исходные значения.

Третья глава посвящена рассмотрению методики сбора и обработки экспертной информации, параметрической идентификации ДМ и формированию системы оперативного управления АТК обжига.

Сформулирована задача оперативного управления АТК обжига в нештатных ситуациях, которая состоит в минимизации затрат на возвращение объекта в нормальный режим и потерь от сохранения нештатной ситуации.

Сбор экспертных знаний осуществлялся методом структурированного опроса с использованием опросных карт. Были сформированы 2 группы экспертов общим количеством 9 человек. В первую группу из 5 человек входили опытнейшие операторы печей и технологи со стажем работы более 15 лет. Вторая группа (4 человека) состояла из квалифицированных инженерных работников участка КИПиА и цеха АСУТП. Знания экспертов фиксировались в ходе интервью с помощью специально разработанных опросных листов. Обработка полученной информации заключалась в проверке согласованности мнений экспертов о составе показателей и нахождении обобщенного мнения.

Исследование разработанного дерева нарушений позволило объединить нарушения внутри нештатных ситуаций, исходя из общности симптомов и направления причинно-следственных связей. В результате разработанные фреймы-прототипы элементов АТК обжига были заполнены конкретными предметными знаниями.

Рис.3. Алгоритм оперативного управления и диагностики

Подробно описаны фреймы таких опасных нештатных ситуаций как «Нарушение режима продвижения шлама по печи» и «Повышенная температура корпуса печи в зоне спекания» (для АТК обжига клинкера), «Нарушение подачи плитки» (для АТК обжига керамической плитки) на примере которых рассмотрены принципы параметрической идентификации ДМ, общие для элементов АТК «Технологический процесс», «Оборудование» и «Каналы управления».

Для проверки состояния измерительных каналов (ИК) был разработан специальный алгоритм диагностики, включающий этап проверки достоверности измерительной информации в результате которого формируется матрица общего состояния элемента АТК «Измерительные каналы» и этап идентификации конкретных нарушений в ИК. Для реализации второго этапа были сформированы частные ДМ отдельных групп ИК, объединенных по принципу сходства технической реализации, входящие в состав комплексной ДМ АТК обжига.

Для раннего обнаружения нарастающих неисправностей ИК предлагается методика использования статистики Аньякора-Лиса 8е, характеризующей среднюю мощность шума ИК:

где п - число опрошенных значений, £к=Х-Хк-1 ; Хц -фильтрованное значение измеренной величины

Был проведен многофакторный эксперимент и определена расчетная зависимость для определения граничных значений данной статистики, соответствующих нормальному функционированию ИК в виде линейной регрессионной модели:

Х/Бе™ =( -9,54 + 9,9а + 0,397Ы + 0,67С), (4)

где а, Н С, X - коэффициент экспоненциального фильтра, объем выборки для расчета статистики Аньякора-Лиса, отношение сигнал/шум и полезная составляющая сигнала соответственно.

Исследование полученной зависимости на имитационных моделях показало достаточную адекватность регрессионной модели. Включение условия 5б>88П1ЦХ в ряд проверок достоверности на первом

этапе алгоритма диагностики ИК позволяет обнаружить нарастающие нарушения раньше традиционных статистических критериев.

На основании исследования поведения данной статистики при определенных неисправностях ИК была разработана методика уточнения диагноза, повышающая точность идентификации.

Следует отметить, что область ответственности системы оперативного управления в нештатных ситуациях находится вне границ нормального режима, но не достигает границ срабатывания системы защиты. Это позволяет обнаружить нарушения на ранних стадиях их развития и не допустить перехода нештатной ситуации в предаварийную область. Так как, причинами выхода параметра за регламентные рамки могут быть обычные возмущения или конкретные нарушения, то необходимо считать нештатную ситуацию возможной с момента нарушения границ нормального режима работы АТК и уже тогда принимать решение о необходимых действиях. Для этого была введена функция О(Х), характеризующая степень приближения параметра к границе, установленной экспертами для данного нарушения. Данный нечеткий порог имеет вид отрезка, соединяющего точки (Х^"м);Отах) и (Х"орм;От|л). Здесь Бтач=1 и ОШ1П=0,8 - декларируемая в правиле и минимальная (пороговая) степень приближения параметра X к границе нарушения (хтах1гат,)1

Таким образом, в диагностическом правиле при определении степени уверенности в наличии данного нарушения предложено учитывать вес каждого симптома в правиле (Уик) и степень приближения параметра к его граничному максимальному (минимальному) значению (0(В1]к)). Весовые коэффициенты симптомов получены в результате экспертного опроса путем ранжирования и отражают степень важности каждого симптома в процедуре обнаружения нарушения. Так, наибольший вес симптома в правиле показывает, что данное нарушение всегда сопровождается его появлением и по нему с большей уверенностью, чем по остальным в отдельности можно судить о факте возникновения этого нарушения.

Степень уверенности в наличии нарушения Б2 (слот С,,), характеризующаяся степенью сходства наблюдаемых фактов декларируемым в правиле, определяется исходя из конкретного сочетания проявившихся симптомов и величины отклонения

параметров от границ нормального режима и приближения их к границам нарушения по формуле:

где Вик - условия вида Х>Хтач или Х<ХШШ; 2к - число условий в к-м правиле.

При этом для расчета вектора состояния элемента АТК (слот V,) используются границы нормального режима. Максимальную степень уверенности, равную единице, будет иметь нарушение, для которого были обнаружены все симптомы и величины отклонений параметров от границ регламентного режима достигли их максимальных значений. Такое нарушение считается обнаруженным. В случае наличия нескольких возможных нарушений при принятии решения предлагается использовать комплексную оценку важности нарушения, учитывающую степень уверенности, степень опасности, частоту появления нарушения, дату последнего ремонта (поверки). Данная многокритериальная задача была решена аддитивным методом и получены расчетные формулы для комплексной оценки приоритета нарушений в каждом из элементов АТК. Выражения для определения приоритета нарушений элементов АТК (слот РгЦ) отличаются составом частных критериев. Так, приоритет нарушения в элементе АТК «Технологический процесс» определяется по формуле:

где SOh S/ь S2b S3,t - соответственно приоритет, степень опасности, степень уверенности, периодичность k-го нарушения в j-ой нештатной ситуации элемента АТК «Технологический процесс».

Приоритет нарушений в элементах АТК «Оборудование» и «Каналы управления» определяется по формуле 6 с учетом даты последнего ремонта, а в элементе АТК «Каналы измерения» - с учетом даты последней поверки по формуле 7.

Zk у...

S2ijk = 2 z^-y,

(5)

S0k- 0,28 Slk + 0,5 S2k + 0,22 S3,

(6)

S0k = 0,45 S2k + 0,23 S4'k + 0,19 Slk + 0,13 S3L, S0k = 0,41 S2k + 0,3 Slk + 0,18 S3k + 0,11 S4 "L

(7)

(8)

где S4'k, S4"k - относительные коэффициенты поверки и ремонта соответственно.

С целью решения задачи оперативного управления в нештатных ситуациях, которая заключается в нахождении управляющих воздействий, обеспечивающих минимум затрат и потерь за время сохранения ненормального состояния АТК, на основе разработанного критерия была предложена методика выбора наилучших действий СОУ среди альтернатив, предложенных экспертами.

Четвертая глава посвящена вопросам практической реализации предложенной СОУ. Рассмотрено техническое, информационное и программное обеспечение СОУ.

Испытания СОУ проходили в два этапа. На первом этапе было проведено исследование работы системы на имитационных моделях с помощью программного модуля моделирования сигналов датчиков. При этом система обнаруживала все смоделированные нештатные ситуации и идентифицировала их согласно заложенным предметным знаниям.

Второй этап проверки заключался в эксплуатации системы в режиме советчика в качестве подсистемы АСУ ТП цеха «Обжиг», действующей на Новороссийском цементном заводе. Испытания СОУ показали, что она обнаруживает нарушения раньше оператора, т.е. на более ранних стадиях их развития, когда они еще не вызвали срабатывание системы защиты.

Приложения содержат набор разработанных фреймов нештатных ситуаций, состав базы данных, распечатки видов экранов, иллюстрирующие работу системы и копии документов о практической значимости работы.

ВЫВОДЫ

1. На основе проведенного исследования особенностей АТК термообработки как объектов оперативного управления в нештатных ситуациях показана целесообразность реализации СОУ с помощью методов ситуационного управления на базе подсистемы непрерывной диагностики.

2. Проведена декомпозиция знаний об объекте управления по территориальному и функциональному признакам. По первому критерию были выделены отдельные участки внутри АТК термообработки, а по второму - функциональные элементы АТК:

оборудование, КТС каналов измерения и управления, собственно технологический процесс.

3. Разработана структура системы оперативного управления АТК обжига в нештатных ситуациях, предполагающая непрерывный мониторинг текущего состояния АТК, своевременное обнаружение возможных нарушений и эффективное их устранение.

4. Разработан алгоритм оперативного управления АТК в нештатных ситуациях, базирующийся на комплексной диагностической модели АТК обжига и позволяющий производить последовательную проверку состояния элементов АТК.

5. Синтезирована комплексная двухуровневая диагностическая модель АТК обжига, сочетающая опытные и теоретические знания. Ее верхний уровень реализован в виде сетевой структуры с расположенными в вершинах иерархически связанными фреймами элементов АТК и фреймов нештатных ситуаций, а нижний уровень содержит базу диагностических правил, матрицы поиска нештатных ситуаций и математическую модель для расчета рядя диагностических показателей.

6. При сборе экспертной информации был использован метод структурированного опроса. Сформированы две группы экспертов в общем количестве девять человек, разработаны опросные листы, проведена первичная обработка полученной информации и получено обобщенное мнение.

7. Проведена предварительная формализация экспертной информации с помощью разработанного дерева нарушений, в результате которой все множество нарушений было сгруппировано в нештатные ситуации по принципу общности симптомов. Выполнена параметрическая идентификация диагностической модели заполнены слоты корневых и дочерних фреймов.

8. Разработана методика обнаружения и идентификации нарастающих неисправностей в измерительных каналах с помощью статистики Аньякора-Лиса.

9. Предложена методика назначения и учета весовых коэффициентов симптомов в диагностическом правиле, характеризующих важность их наличия, и степени приближения параметра к границе нарушения. Разработана методика расчета приоритета нарушения с учетом степени опасности, частоты возникновения и другой информации о нарушении.

10.Система оперативного управления ЛТК обжига в нештатных ситуациях реализована в виде программного комплекса, предполагающего интеграцию в существующую АСУ ТП. Система имеет удобный интерфейс оператора и разработчика, позволяющий легко модифицировать и расширять базу знаний и базу данных.

11. На данный момент система оперативного управления АТК обжига клинкера принята к внедрению. Опытные испытания подсистемы диагностики показали, что она оперативно обнаруживает нештатные ситуации и адекватно их идентифицирует, рекомендуя при этом необходимые действия. Система может быть использована для сохранения управляемости объектом вне нормальной области и поддержки оператора в принятии решений по оперативному управлению АТК обжига в нештатных ситуациях.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Куркина В.В., Рыченкова А.Ю. Экспертная диагностическая система для контроля состояния процесса обжига клинкера: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в химии и технологии» (ММХТ-11).- Владимир, 24 июня, 1998.-С.40.

2. Русинов Л.А., Куркина В.В., Рыченкова А.Ю. Система непрерывной диагностики процесса обжига клинкера в производстве цемента: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-12).-Великий Новгород, 1-3 июня, 1999.-Т.З, С.42-43.

3. Рыченкова А.Ю., Кубанцев В.И. Система непрерывной диагностики обжига клинкера во вращающихся печах мокрого способа: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-12).-Великий Новгород, 1-3 июня, 1999.-Т.5, С.193.

4. Русинов Л.А., Куркина В.В., Рыченкова А.Ю., Александрова H.A. Диагностика и мониторинг состояния непрерывных технологических процессов: Тез. докл. науч.-техн. конф. «Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций». - СПб., 24-25 ноября, 1999.- С.21-23.

5. Рыченкова А.Ю., Куркина В.В., Кубанцев В.И. Оперативное управление и диагностика АТК в промышленности строительных материалов. - С-П Гос. Технол. ин-т. - Спб., 2000. - Деп. в ВИНИТИ 24.03.00, №773-В00.

17.05.00г. Зак.97-55 РТП Ж «Синтез» Московский пр., 26

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ И ДИАГНОСТИКИ АТК ТЕРМООБРАБОТКИ В КЕРАМИЧЕСКОЙ

И ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

1.1. Общие особенности процессов термообработки в керамической и цементной промышленности.

1.2. Процесс обжига и охлаждения клинкера по мокрому способу производства

1.3. Анализ процесса обжига клинкера как объекта оперативного управления и диагностики

1.3.1. Основные особенности и проблемы при управлении процессом обжига клинкера

1.3.2. Система утилизации пыли, уловленной из дымовых газов

1.3.3. Кольцеобразование во вращающихся печах

1.4. Процесс обжига керамической плитки и его особенности как объекта диагностики и оперативного управления

1.5. Обзор методов и систем управления АТК обжига в цементной и керамической промышленности

1.6. Обзор состояния проблемы диагностики и оперативного управления непрерывными процессами в нештатных ситуациях

1.7. Выводы. Постановка задач исследований

2. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ АТК ТЕРМООБРАБОТКИ В НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЯХ

2.1. Общая концепция оперативного управления и диагностики АТК термообработки.

2.2. Обоснование выбора формы представления знаний об АТК термообработки

2.3. Принципы декомпозиции знаний об АТК термообработки и структура диагностической модели

2.4. Общая структура системы оперативного управления АТК в нештатных ситуациях

2.5. Общий алгоритм работы системы оперативного управления и диагностики АТК термообработки

2.6. Выводы к главе

3. ПОСТРОЕНИЕ СОУ АТК ТЕРМООБРАБОТКИ

В НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЯХ

3.1. Постановка задачи оперативного управления

АТК термообработки в нештатных ситуациях.

3.2. Сбор и обработка знаний об объекте оперативного управления и диагностики.

3.2.1. Выбор методов сбора экспертных знаний

3.2.2. Приобретение знаний об АТК обжига.

3.2.3. Обработка опросных карт.

Составление обобщенного мнения

3.2.4. Предварительная формализации экспертной информации с помощью дерева нарушений

3.3. Формирование фреймов ДМ элементов АТК термообработки «Оборудование», «Технологический процесс» и «Каналы управления»

3.4. Формирование фреймов ДМ «Измерительные каналы»

3.4.1. Анализ методов контроля достоверности измерительной информации

3.4.2. Формализация экспертной информации о нарушениях в измерительных каналах

3.4.3. Алгоритм проверки состояния ИК

3.4.4. Использование статистики Аньякора-Лиса для обнаружения и уточнения нарастающих неисправностей в ИК.

3.4.5. Определение максимально допустимого значения статистики Аньякора-Лиса

3.4.6. Методика различения неисправности ИК и технологического нарушения

3.5. Методика вывода во взвешенных продукционных правилах. Назначение степени важности нарушения

3.6. Методика выбора наилучшей альтернативы из возможных действий СОУ

3.7. Выводы к Главе 3.

4. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО

УПРАВЛЕНИЯ И ДИАГННОСТИКИ

4.1. Техническое обеспечение СОУ АТК термообработки.

4.2. Информационное обеспечение СОУ АТК термообработки

4.3. Программное обеспечение СОУ АТК обжига клинкера

4.4. Программное обеспечение СОУ АТК обжига керамической плитки.

4.5. Экспериментальная проверка работы СОУ с помощью имитационного моделирования.

4.6. Исследование СОУ АТК обжига на объекте.

4.7. Выводы к Главе 4.

ВЫВОДЫ.

В промышленности строительных материалов ведущее значение принадлежит производству цемента и керамической плитки, в технологии получения которых основной операцией является высокотемпературная обработка сырьевого материала - обжиг, происходящий в печах при воздействии высоких температур. Постоянная тенденция повышения спроса на эти строительные материалы обусловила необходимость создания более производительных линий в цементной и керамической отрасли.

До последнего времени развитие данных отраслей несло экстенсивный характер и заключалось во внедрении мощных цементных и керамический печей. Так, объем производства цемента резко возрос после введения в эксплуатацию вращающихся печей длиной 185 и 230 м. Однако, дальнейшее увеличение производительности вращающихся печей мокрого способа стало неэффективным из-за повышения удельных затрат на производство цемента. Так, удельный расход электроэнергии для печей размером 7x230м выше этого показателя печей 5x185м почти на 20% [1]. В период, когда стала очевидной необходимость принятия крупномасштабных мер по энергосбережению и созданию отечественного основного технологического оборудования для сухого способа производства, капитальные вложения в развитие цементной промышленности были резко сокращены. Поэтому разработанные планы интенсификации цементного производства за счет использования энергосберегающей технологии сухого способа остались нереализованными. Кроме того, большинство наиболее современных технологических линий сухого и комбинированного способов, построенных до начала девяностых годов, находились на территории бывших союзных республик (Украине, Белоруссии, Молдавии). В результате чего, несмотря на очевидное преимущество сухого способа производства, в настоящее время более 50% цемента в России производится мокрым способом [2] . С другой стороны, бурное развитие современных технологий производства и управления было направлено на совершенствование сухого способа. В производстве же цемента мокрым способом, который считается бесперспективным, внедрение новых систем управления носит эпизодический характер и в настоящее время большинство заводов, работающих по мокрому способу используют морально устаревшие системы управления и физически изношенные основные производственные фонды. По этой причине по сей день остается актуальной проблема повышения эффективности производства цемента по мокрому способу.

В цементном и керамическом производстве основным переделом, во многом определяющем качество готового продукта, является процесс высокотемпературной обработки материала - обжиг керамической плитки и цементного клинкера. Кроме исключительной важности процессов термообработки в керамической и цементной промышленности, эти переделы обладают такими общими особенностями, как большая энергоемкость и потенциальная опасность . Наличие этих объединяющих особенностей данных АТК позволяет рассматривать их в качестве наиболее характерных примеров потенциально-опасных процессов в промышленности строительных материалов, повышение технической и технологической безопасности которых является на сегодняшний день наиболее важной и своевременной задачей. Благодаря общим особенностям АТК термообработки в керамической и цементной промышленности, при решении поставленной задачи может быть использован некий общий подход.

Наряду с вышеуказанными особенностями исследуемых АТК, они отличаются чрезвычайной сложностью процессов, протекающих в печах обжига, и отсутствием рядя непрерывных датчиков для измерения основных параметров, используемых в качестве переменных математических моделей. Подверженность процессов обжига значительным возмущениям, зачастую превышающим по влиянию управляющие воздействия, обусловила невозможность охвата с помощью математических моделей всего разнообразия возможных сценариев поведения объекта как реакций на большие возмущения.

Обязательные для таких потенциально-опасных процессов системы блокировки реагируют на опасные отклонения отдельных параметров, являющиеся следствием возникающих нарушений, и приводят к полному останову процесса и большим материальным потерям. Между тем существует широкая область предаварийных ситуаций, характеризующихся определенным сочетанием значений нескольких переменных, каждая из которых далека от критического значения, но в совокупности предопределяет высокую вероятность аварийной ситуации и срабатывания системы блокировки. Однако в условиях плохой наблюдаемости процессов, происходящих в печи обжига, оператор зачастую судит о происшедших нарушениях лишь по результатам работы системы сигнализации и защиты, т.е. когда развитие нештатной ситуации стало необратимым.

Поэтому актуальной становится задача создания системы, которая помогла бы оператору обнаружить нарушения, когда они еще обратимы, и сохранила управляемость процессом в условиях нештатных ситуаций. Это позволило бы расширить возможности системы управления при возникновении нештатных ситуаций и вернуть объект в нормальный режим до срабатывания АСЗ.

При этом модель для описания поведения АТК термообработки вне регламентного режима должна базироваться на опытных (экспертных) знаниях, формализованных в диагностической модели АТК обжига, в которой должна быть предусмотрена возможность использования также и теоретических знаний об объекте управления и диагностики. Таким образом речь идет о создании экспертной системы реального времени, реализующей ситуационное управление.

Цель работы заключается в разработке методических основ, способов и алгоритмов диагностики и оперативного управления АТК термообработки в нештатных ситуациях, обеспечивающих сокращение числа аварийных ситуаций и внеплановых остановов печи, увеличение уровня безопасности процесса и надежности работы оборудования и, как следствие, улучшение технико-экономических показателей рассматриваемых АТК.

Основными этапами и ключевыми проблемами, требующими разрешения для достижения поставленной цели, являются:

• разработка структуры системы оперативного управления АТК обжига в нештатных ситуациях и создание алгоритма ситуационного управления на базе непрерывной диагностики текущего состояния АТК термообработки;

• синтез комплексной диагностической модели АТК обжига и разработка алгоритма диагностики АТК, учитывающего при выборе решения нечеткость при установлении норм, неравнозначность условий в диагностических правилах, степень опасности нарушения и другую информацию;

• разработка вопросов технической реализации системы оперативного управления и диагностики АТК термообработки.

В диссертации изложены основные результаты проведенных научно-исследовательских работ по разработке и практической реализации алгоритмов диагностики и управления АТК обжига цементного клинкера и керамической плитки в рамках созданной системы оперативного управления в нештатных ситуациях.

Работа состоит из введения, четырех глав и приложений.

В первой главе приведено описание процессов обжига керамической плитки и цементного клинкера и выявлены их общие особенности. Проведен анализ АТК обжига как объекта оперативного управления и диагностики, приведены результаты исследования АТК обжига клинкера на предмет основных проблем при его управлении, связанных с возникновением нарушений и рассмотрены более подробно некоторые из них. Дан аналитический обзор современной ситуации в области создания систем управления и диагностики потенциально-опасных процессов и рассмотрены примеры существующих систем оперативного управления и диагностики АТК обжига.

Во второй главе на основании результатов анализа состояния проблемы предложена общая концепция оперативного управления и диагностики АТК термообработки, разработана стратегия диагностики состояния АТК обжига и обосновано использование выбранной формы представления знаний об АТК. Проведена декомпозиция этих знаний, на основе которой была синтезирована комплексная диагностическая модель АТК обжига, в качестве которой предложена двухуровневая комбинированная фреймово-продукционная структура.

Верхний уровень ДМ представляет собой иерархическую фреймовую сеть, состоящую из элементов АТК, выделенных при декомпозиции, и последовательно подвергаемых проверке. Каждому корневому фрейму элемента АТК соответствует совокупность дочерних фреймов нижнего уровня иерархии сети, содержащих описание нештатных ситуаций, которые могут произойти в каждом из элементов АТК, а также необходимые меры по их устранению.

В рамках фреймовой структуры в ДМ использованы следующие типы и формы представления знаний: граф причинно-следственных связей, реализованный в виде матрицы для автоматического обнаружения нештатных ситуаций, продукционные правила, используемые для эффективного принятия решений по управлению в пределах уже найденных нештатных ситуаций.

Предложена структура системы оперативного управления, представляющая собой программно-технический комплекс, предполагающий интеграцию в АСУ ТП. Ядром системы являются база знаний, содержащая диагностическую модель и интерпретатор, реализующий последовательность диагностических процедур.

Разработанный общий алгоритм работы системы, который основан на сформированной комплексной диагностической модели АТК обжига, позволяет автоматически в определенные моменты времени запускать процедуры проверки текущего состояния отдельных элементов АТК и с учетом наблюдаемой ситуации - корректировать материально-энергетические и трудовые потоки.

Третья глава посвящена синтезу системы оперативного управления АТК термообработки в нештатных ситуациях. На основе декомпозиции общей задачи управления АТК обжига, сформулированной в виде экономического критерия, поставлена задача оперативного управления в режиме действия больших возмущений - при возникновении нештатных ситуаций. А также сформирована задача работы подсистемы диагностики.

Сформированы экспертные группы и проведен экспертный анализ предметной области с помощью разработанных экспертных опросных карт. В результате сбора и обработки экспертных знаний на основе полученного обобщенного мнения было сформировано множество возможных нарушений в каждой единице АТК, которые были сгруппированы по предложенному принципу в 56 нештатных ситуаций для АТК обжига клинкера и 38 - для АТК обжига керамической плитки.

Анализ экспертной информации позволил составить совокупность диагностических продукционных правил для идентификации причин нештатных ситуаций (конкретных нарушений) и множество возможных мер для устранения каждого нарушения.

Рассмотрены принципы формирования фреймовой сети, качестве примеров представлены фреймы нескольких элементов АТК обжига клинкера и фреймы наиболее характерных нештатных ситуаций. Особое внимание было уделено проблеме диагностики измерительных каналов. Проведен анализ методов контроля достоверности измерительной информации, разработана методика сбора экспертной информации о нарушениях в измерительных каналах и приведен пример формирования фреймов соответствующего элемента АТК.

Исследована возможность использования статистики Аньякора-Лиса, характеризующей мощность шума измеренного сигнала для обнаружения и уточнения зарождающихся неисправностей в измерительных каналах, для чего был проведен ряд экспериментов на имитационных моделях.

Разработана методика назначения весовых коэффициентов симптомов в правилах, характеризующих их неравнозначность при выборе диагноза, на основе экспертного опроса. Исследована проблема синтеза диагноза при уточнении причин, вызвавших нештатную ситуацию в условиях нечеткости экспертной информации о нормах на параметры, неполном совпадении наблюдаемых фактов с условиями в правилах, разной степени влияния условий на следствие, а также с учетом степени опасности, частоты появления нарушений и другой информации.

В случае наличия альтернативных экспертных рекомендаций по устранению нарушений на основе предложенного критерия были выбраны наилучшие из возможных действий системы.

В четвертой главе освещены вопросы технической реализации разработанной системы оперативного управления АТК обжига в нештатных ситуациях, входящей в состав верхнего уровня действующей АСУ ТП цеха «Обжиг». Описано техническое, программное и информационное обеспечение системы, приведена техническая структура системы, а также структура ПО.

Приведены результаты исследования системы оперативного управления с помощью имитационных моделей и на объекте, проведенные с целью оценки ее эффективности.

Приложения содержат набор разработанных фреймов, примеры видеокадров, иллюстрирующие работу системы и копии документов, подтверждающих полезность выполненной работы.

Вклад автора в решение исследуемой задачи заключается:

• в разработке обобщенной структурной модели процессов термообработки в промышленности строительных материалов и проведении декомпозиции знаний об АТК обжига на отдельные территориально-функциональные элементы АТК, в каждом из которых выделены знания о нештатных ситуациях и мерах по управлению объектом при их возникновении;

• в синтезе двухуровневой диагностической модели, сочетающей экспертные и теоретические знания об АТК обжига и проведении ее параметрической идентификации. Верхний уровень модели реализован в виде иерархической фреймовой сети, в вершинах которой расположены фреймы элементов АТК и фреймы соответствующих им нештатных ситуаций. В слотах корневых фреймов находятся векторы текущего состояния элементов АТК, матрицы причинно-следственных связей для выбора нештатных ситуаций, а в слотах дочерних фреймов - база диагностических продукционных правил;

• в разработке структуры системы оперативного управления АТК термообработки в нештатных ситуациях и создании алгоритма оперативного управления АТК обжига в условиях значительных возмущений на основе проведения непрерывной диагностики состояния технологического процесса обжига, оборудования, каналов управления, каналов измерения;

• в предложении методики обнаружения нарастающих неисправностей посредством использования выборочного значения мощности шума и разработке алгоритма диагностики нарушений в измерительных каналах;

• в разработке методики назначения и учета весовых коэффициентов симптомов в диагностическом правиле, характеризующих важность их наличия, и степени приближения параметра к границе нарушения, а также в предложении методики определения приоритета нарушения с учетом степени опасности, частоты возникновения, даты последнего ремонта и поверки.

Эти результаты выносятся автором на защиту.

Полученные в диссертационной работе результаты имеют прикладное значение для решения задач повышения эффективности работы АТК обжига и повышении его безопасности.

Система оперативного управления АТК обжига в нештатных ситуациях была испытана на имитационных моделях и в режиме советчика на Новороссийском цементном заводе «Пролетарий». Система принята к внедрению и настоящее время находится в стадии адаптации к особенностям вращающейся печи и требованиям завода.

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. На основе проведенного исследования особенностей АТК термообработки как объектов оперативного управления в нештатных ситуациях показана целесообразность реализации СОУ с помощью методов ситуационного управления на базе подсистемы непрерывной диагностики.

2. Проведена декомпозиция знаний об объекте управления по территориальному и функциональному признакам. По первому критерию были выделены отдельные участки внутри АТК термообработки, а по второму - функциональные элементы АТК: оборудование, КТС каналов измерения и управления, собственно технологический процесс.

3. Разработана структура системы оперативного управления АТК обжига в нештатных ситуациях, предполагающая непрерывный мониторинг текущего состояния АТК, своевременное обнаружение возможных нарушений и эффективное их устранение .

4. Разработан алгоритм оперативного управления АТК в нештатных ситуациях, базирующийся на комплексной диагностической модели АТК обжига и позволяющий производить последовательную проверку состояния элементов АТК.

5. Синтезирована комплексная двухуровневая диагностическая модель АТК обжига, сочетающая опытные и теоретические знания. Ее верхний уровень реализован в виде сетевой структуры с расположенными в вершинах иерархически связанными фреймами элементов АТК и фреймов нештатных ситуаций, а нижний уровень содержит базу диагностических правил, матрицы поиска нештатных ситуаций и математическую модель для расчета рядя диагностических показателей.

6. При сборе экспертной информации был использован метод структурированного опроса. Сформированы две группы экспертов в общем количестве девять человек, разработаны опросные листы, проведена первичная обработка полученной информации и получено обобщенное мнение.

7. Проведена предварительная формализация экспертной информации с помощью разработанного дерева нарушений, в результате которой все множество нарушений было сгруппировано в нештатные ситуации по принципу общности симптомов. Выполнена параметрическая идентификация диагностической модели -заполнены слоты корневых и дочерних фреймов.

8. Разработана методика обнаружения и идентификации нарастающих неисправностей в измерительных каналах с помощью статистики Аньякора-Лиса.

9. Предложена методика назначения и учета весовых коэффициентов симптомов в диагностическом правиле, характеризующих важность их наличия, и степени приближения параметра к границе нарушения. Разработана методика расчета приоритета нарушения с учетом степени опасности, частоты возникновения и другой информации о нарушении.

10. Система оперативного управления АТК обжига в нештатных ситуациях реализована в виде программного комплекса, предполагающего интеграцию в существующую АСУ ТП. Система имеет удобный интерфейс оператора и разработчика, позволяющий легко модифицировать и расширять базу знаний и базу данных.

11. На данный момент СОУ АТК обжига клинкера принята к внедрению на новороссийском цементном заводе «Пролетарий». Опытные испытания подсистемы диагностики показали, что она оперативно обнаруживает нештатные ситуации и адекватно их идентифицирует, рекомендуя при этом необходимые действия. Система может быть использована для сохранения управляемости объектом вне нормальной области и поддержки оператора в принятии решений по оперативному управлению АТК обжига в нештатных ситуациях.

1. Печные агрегаты цементной промышленности / С.Г. Силенок, Ю.С. Гризак, В.Н. Лямин и др.

2. М.:Машиностроение, 1984. 168 с.

3. Авдеев В.Е. Российский цемент. Реалии и перспективы.// Цемент. 1994.- №2. - С. 12-17.

4. Волкова Ф.Н. Общая технология керамических изделий. М.: Стройиздат, 1989. - 396 с.

5. Фритц Файге. Возможности экономии энергии при производстве цемента.// Цемент. 1995. - №5-6. - С. 17-19.

6. Вальтер Дуда. Цемент./Пер. С нем. Е.Ш. Фельдмана; Под. Ред. Б.Э. Юдовича. М.: Стройиздат, 1981. - 464 с.

7. Бутт Ю.М. и др. Химическая технология вяжущих материалов: Учебник для вузов. / Под ред. Тимашева В.В. -М.: Высшая школа, 1980. 472 с.

8. Фрайман Л.С. Модернизация колосниковых холодильников «Волга-75».// Цемент. 1996. - №1. - С. 21-23.

9. Алексеев Б.В., Барбашев Г.К. Производство цемента: Учеб. Для средн. ПТУ. 2-е изд. перераб. и доп. - М. : Высшая школа, 1985. - 264 с.

10. Гинзбург И.Б., Смолянский А. Б. Автоматизация цементного производства. Справочное пособие. J1. : Стройиздат, Ленинигр. одт-ние, 1986. 192 с.

11. Проектирование цементных заводов / Под. ред. В.В. Зозули. СПб.: «Синтез», 1995. - 446 с.

12. Фрайман Л.С., Шлионский Ю.С. Обжиг и охлаждение цементного клинкера. -Спб.: «Феникс плюс», 1996. 153 с.

13. Пьячев В.А. Утилизация пыли, уловленной из дымовых газов вращающихся печей. Обзорная информация ВНИИЭСМ, М., 1964. - 64 с.

14. Петров Б.А., Юрганов Н.Н., Фрайман Л.С. Пневматический способ подачи в печь за цепную завесу пыли, уловленной электрофильтрами. / Цемент. 1964. - №2.1. С.56-58.

15. Сычев М.М. Причины появления колец в печах с конвейерными кальцинаторами и борьба с ними. // Цемент. -1977. №9 - С.9-10.

16. Сычев М.М. Причины появления колец в печаи.// Цемент. 1985 - №3 -С.12-13.

17. Гимборг Э.М. Как предотвращать образование зольных колец. // Цемент. 1967. - №4. -С.19-20.

18. Devis W.S/ What causes Kiln rings.// Rock Products. 1953. - 56.- №7. - P.67-97.

19. Slegten I. Beitrag zum Stadium der Ringbildung im Zement-Drehofen.// Zement-Kalk-Gips. 1956. - №9.1. P.397-402.

20. Классен В. К. Обжиг цементного клинкера. Красноярск.: Стройиздат, Красноярское отделение, 1994. -323 с.

21. Чистякова А. А. Физико-химическая природа наростов, образующихся при термообработке сырья.// Цемент. 1979. - №7. -С.8-9.

22. Dersnah W. // Pit and Quarry. 1958. - 51, №3.1. P.84 .

23. Строительная керамика. Справочник. / Под ред. E.JI. Рохваргера. М. : Стройиздат, 1976. 493 с.

24. Роговой М.И. Теплотехническое оборудование керамических заводов. М.: Стройиздат, 1983.- 367 с.

25. Баумштейн И.П. Автоматизированные системы управления тепловыми процессами в керамической и стекольной промышленности. -J1.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1979. 88 с.

26. Павлов В.Ф. Физико-химические основы обжига изделий строительной керамики.- М.:Стройиздат,1977.-365 с.

27. Тепловые расчеты сушилок и печей силикатной промышленности. / A.M. Баренбойм, Т.М. Галиева, Д.Б. Гинзбург. М., 1964. - 518 с.

28. Артамонов К.В. Дворкин JI.C., Крепе Б. И. Автоматический контроль в промышленности строительных материалов.- JI.:Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1978.-319 с.

29. Дворкин JI.С. Технические средства для автоматизации производства цемента.// Цемент. - 1981. -№4. -С.22-23.

30. Система дистанционного контроля температуры корпуса вращающейся печи «Термоскан-3» / В.И. Шубин, А.Е. Тюпанов, П.П. Рудакас // Цемент. 1999. - №4.- С.26-29.

31. Богданова И.В., ЕгСров Г.Б. Оперативный контроль качества материалов цементного производства. Л. : Стройиздат, 1983, -184 с.

32. Авторское свидетельство 467046 (СССР). Способ автоматического управления процессом обжига сырьевой смеси во вращающейся печи. / Р. И. Ицелев, Л.Н. Лифшиц, Б. И. Якобсон. Опубл. в Б.И., 1975, №14

33. Якушин А.А., Поваров Н.Е. Управление процессом обжига клинкера с использованием параметра фактического теплопотребления шлама. // Тез. докл. Межд. Конф. «Ресурсо- и энергосберег, технол. строит, мат., издел. и констр.: Белгород, 1995. - С.84-85

34. Munk R., Ruhland W. Rechnesgestutrte Produktionsstewerund (Messen; Regeln; Prozepsteuerung) Zement, Kalk-Gips, 1986,39, №4. -P.165-173

35. Волощук Н.И. Система автоматизации на печи.// Цемент. 1994. - №4. - С.31

36. Автоматизация производственных процессов в промышленности строительных материалов./ Под. ред. B.C. Кочетова, Л.: Стройиздат, 1986. - 392 с.

37. Филлипс Р.А. Автоматизация завода по производству портландцемента с применением цифровой вычислительной машины.// Труды Межд. Конгр. IFAC, Базель, 1973.- С. 237-239.

38. Тапио Аури. Модернизация системы автоматизации старого цементного завода с помощью технологии на основемикропроцессоров.// Материалы симпозиума «Автоматизация-83», Москва. 1983. - С.34-36.

39. Otomo Т., Nakagava Т., Akaike Н. Statistical approach to computer control of a Cement rotary kiln.// Autumatica. V.8. - 1972. - P.97-101.

40. Гнедина И.А., Андреева В.Ф., Иогансон А.К. . Температура корпуса печи как средство контроля ее эксплуатации и состояния футеровки.// Труды НИИЦемента, Вып. 64. М. -1989. - С.69-78

41. Alberto R. Rufino. Precaleinacion con agregato de oxigeno puro en torres de intercamhio.// Cemento-hormigon, Barselona, Espana. 1983, - 54, №596. - P. 625-642.

42. Селюгин А. А. Ситуационное управление в АСУ обжигом цементного клинкера во вращающихся печах.// Вопросы кибернетики, М.: Советское радио, 1977. Вып.18, С.97-105.

43. Математическое моделирование на УВМ процесса спекания клинкерного сырья во вращающейся печи за счет тепла экзотермических реакций. Отчет института ВИАСМ по теме Д-451-42, № гос. регистрации 80009686. Рук. Быков М.Н., Л., 1979. - 99 с.

44. Spang Н.А. A dynamic model of a cement kiln.// Autumatica. 1972. - V.8, №3. - P.309-323.

45. Файкин Г.М., Кацман А.Д., Шидлович В.И. Динамика процесса обжига сырьевой смеси во вращающейся печи, работающей по мокрому способу производства.// Сб. «Автоматизация производства строительных материалов», Вып.З, Л.: Стройиздат, 1969. -78 с.

46. Кафаров В.В., Гельфанд Я.Е. Структура динамической модели процесса обжига.// Цемент. 1975. -№11. - С.31-33.

47. Технология «FGB» оптимального автоматического управления линией сухого обжига с декарбонизатором на цементном заводе. Проспект фирмы «Fives Cail - Babcock»

48. Peranders К., Aura Т. Experience with a microprocessor control system for cement Kiln at Lohja Corporation's Cement Factory.// Zement-Kalk-Gips, 1982. -№3. P.130-132.

49. Ицелев Р.И., Кацман А.Д., Шидлович В.И. Автоматизированное управление при производстве цемента. -Л.: Стройиздат, 1978. 152 с.

50. Поспелов Д.А. Ситуационное управление. Теория и практика. М.: Наука, 1986. - 284 с.

51. Поспелов Д.А. Логико-лингвистические модели в системах управления. М.: Энергия, 1981. - 231 с.

52. Поспелов Д. А. Искусственный интеллект: основные проблемы и перспективы // Проблемы исскуственного интеллекта и распознавание образов. Киев.: Изд-во ИК АН УССР, 1984. - С.16-24.

53. Поспелов Д.А. Ситуационное управление. Новый виток// Техническая кибернетика 1995. - №5. - С.152-159

54. Стеблецова И. П. Автоматизированная система управления процессом полимеризации в производстве термоэластопластов: Автореф. дис. канд. техн наук / СПГТИ. -СПб.: 1995. 19 с.

55. Sperder R. Artifical Intelligence cements its position at Lafarge // Control. Febr. 1995. - P.76-77.

56. AccuHet algorithm of control.// Cement=Shuini. -1993. -№12. P.22-25.

57. Нусс M.B., Трубаев П.A. // Резервы производства строительных материалов: Материалы межд. научно-технической конференции. Барнаул, 1997. - 4.1. -С.4-7.

58. Лернер К.А. Система управления цементным заводом «СЕМАТ» // Цемент. 1994. - №2. - С.26-32.

59. Berg Т. A Siemens control system for cement plant.// Zement-Kalk-Gips int. 1998, -V.51, №2. - P. 26-28, 31-34.

60. The information and control system of Polisius Corp.// Zement-Kalk-Gips inf. 1997.- V.50, №8. - P.438-453.

61. Blachere N. Intelligent control on cement factory // Techn. Mitt. Krupp. 1996. - №1. - P.21-30.

62. The Control system «POLAR», «POLCID-DC» // Techn. Mitt. Krupp. 1993. - №2. - P.81-86.

63. Скобло JI.И. Обзор современных систем управления цементным производством. // Цемент. 1999. -№4. - С.47.

64. Левченко А. О. Перспективы развития и использования ЭС в цементном производстве.// Приборы и системы управления. 1995. - №6. - С.34-36.

65. Genceli R. New control systems using intelligence approach «PYROEXPERT», «MILLEXPERT», «SCANEX», «DISPEX» // Zement-Kalk-Gips. 1995. - №10. - P.125-129.

66. Ицкович Э.А. АСУ цементным производством. М. : Энергия, 1973. - 376 с.

67. Изерманн Р. Перспективные методы контроля, обнаружения и диагностики неисправностей и их применение. // Приборы и системы управления. 1998. - №4. - С.56-67.

68. Построение информационной технологии анализа критических и аварийных состояний ХТС // Вычислительный эксперимент в задачах прогнозирования, РАН Кол. науч. центр. Ин-т информ. и мат. модел. ТП. - Апатиты. - 1994. -С.150-163.

69. Волков В. А. Автоматическая защита и управление потенциально-опасными процессами в цементных печных агрегатах: Автореф. дис.канд. техн. наук / ЛТИ Л., 1982. -20 с.

70. Гнедина И.А., Кочугия М.В. Влияние различных режимов обжига и охлаждения на фазовый состав и микроструктуру клинкера // Труды НИИ Цементной промышленности, Вып.55. - М. - 1980. - С.112-121.

71. Мозгалевский А.В., Койда А.Н. Вопросы проектирования систем диагностики. Л. : Энергоатомиздат, Ленингр. отделение, 1985. - 111 с.

72. Элти Дж., Кумбс М. Экспертные системы: Концепции и примеры: Пер. с англ. Предисловие Б.И.Шиткова. -М. : Финансы и статистика, 1987. -191 с.

73. Blachere N. Intelligent control system POLEXPERT // Techn. Mitt. Krupp. 1994. - №5. - P.52-56.

74. Экспертные системы: состояние и перспективы. Сб. науч. тр./Под ред. Д.А. Поспелова. -М.: Наука, 1989.-20 с.

75. Проспект фирмы «INI» (Япония), 1985

76. Koscielny J.M. Method of Fault Detection for Industrial Processes. // Eur. J. Diagnosis and Safety in Autom. 1993. - Vol.3. - P.203-220.

77. Ахмед Камал. Гибридная экспертная система со связью с объектом: Автореф. дис.канд. техн. наук / Донецкий университет, Донецк, 1985.- 22 с.

78. Бодров В. А. Автоматизированная система двухуровневого контроля и диагностики технического состояния // Приборы и системы управления. 1995. - №8 . -С. 57-58.

79. Опыт использования ЭС для управления доменными печами.// Приборы и системы управления. 1995. -№2.1. С.34-36.

80. Patton A. Automatic diagnostics of fault for monitoring and control. / Leem. Ch. S.// Int. J. Modell. and Simul. 1996. - V.16, №4. - P.200-209.

81. Использование нейронных сетей для диагностирования состояния САУ в условиях неопределенности. /Васильев В. И. // Принятие решений в условиях неопределенности. Уфимский гос. авиац. техн. ун-т. - Уфа. - 1996. - С.92-95.

82. Вашиевич П. Диагностика и защита в производственных системах автоматического управления.// Электронное моделирование. 1995. - №5. - 89-95.

83. Поспелов Д.А. Принципы ситуационного управления. М.: Наука, 1987. - 117 с.

84. Основы технической диагностики/ Под ред. П. П. Пархоменко. Кн.1. М.: Энергия, 1976. - 462 с.

85. Толковый словарь по искусственному интеллекту. / Автор-составитель А.Н. Аверкин. М. : Радио и связь, 192. - 294 с.

86. Системы управления базами данных и знаний. / Под ред. А.Н. Наумова. М.: Финансы и статистика, 1991. - 352 с.

87. Поспелов Д.А. Моделирование рассуждений: Опыт анализа мыслительных актов. М.: Радио и связь, 1989. 182 с.

88. Нейлор Крис. Как построить свою экспертную систему. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 284 с.

89. Dhurjati P.S., Lamb D.E. Experience in the development of an expert system for fault diagnosis in a commercial scale chemical process// Computer aided process operation. Amsterdam: Elsivier, 1987. - P.589-625.

90. Представление и использование знаний: Пер. с япон. / Под ред. X. Уэно, М. Исидзука. М. : Мир, 1990.-220 с.

91. Осуга С. Обработка знаний: Пер. с япон. М. : Мир. - 1989. - 293 с.

92. Минский М. Фреймы для представления знаний. М.: Энергия, 1979. - 151 с.

93. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам: Пер. с англ. М.: Мир. - 1989. - 388 с.

94. Русинов JI.A., Куркина В.В., Рыченкова А.Ю., Александрова Н.А. Диагностика и мониторинг состояния непрерывных технологических процессов: Тез. докл. науч.-техн. конф. «Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций». СПб., 1999.- С.21-23.

95. Рыченкова А.Ю., Куркина В.В., Кубанцев В. И. Оперативное управление и диагностика АТК в промышленности строительных материалов. С-П Гос. Технол. ин-т. - Спб., 2000. - Деп. в ВИНИТИ 24.03.00, №773-В00.

96. Куркина В.В., Рыченкова А.Ю. Экспертная диагностическая система для контроля состояния процесса обжига клинкера: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в химии и технологии» (ММХТ-11).- Владимир, 1998.-С. 40.

97. Русинов JI.А., Куркина В.В., Рыченкова А.Ю. Система непрерывной диагностики процесса обжига клинкера в производстве цемента: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-12).-Великий Новгород, 1999.-Т.3, С.42-43.

98. Куркина В.В., Рыченкова А.Ю., Кубанцев В.И. Экспертная система диагностики процесса обжига керамической плитки: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-2000).-СПб, 2000.-С.

99. Мешалкин В. П. Экспертные системы в химической технологии: Основы теории, опыт разработки. М. : Химия, 1995 - 368 с.

100. Alarcon I., Alaman X., Gomes P. An integration methodology and architecture for systems in process control // Artificial Intelligence in Real-tame Control.-Oxford: Pergamon Press. 1984. - Vol.19 - P.353-358.

101. Рыченкова А.Ю., Кубанцев В.И. Система непрерывной диагностики обжига клинкера во вращающихся печах мокрого способа: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-12).-Великий Новгород, 1999.-Т.5, С.193.

102. Молокова О. С. Методология приобретения знаний для экспертных систем. 4.1 Основные понятия и определения// Техническая кибернетика. М. : Наука, 1991. - №5. - С.24-28.

103. Гинкул Г. П. Методы интервью для извлечения знаний. Математические исследования // Прикладные системы искусственного интеллекта: Сб. научн. тр. Вып.123. Кишинев: Штиинца. 1991. - С.66-72.

104. Гаврилова Т.А., Червинская К. Р. Извлечение и структурирование знаний для экспертных систем. М.: Радио и связь, 1992. - 199 с.

105. Попова Л., Николова М. Приобретение экспертных знаний: Проблемы и методология // Прикладные системы искусственного интеллекта/ Под ред. Д. А. Поспелова. Кишинев: Штиинца, 1991. С.98-100.

106. Миркин Б. Г. Проблемы группового выбора. М.: Наука, 1974. - 256 с.

107. Бешелев С.Д. Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. М. : Статистика, 1980. - 263 с.

108. ГОСТ 23554.2-81. Экспертные методы оценки качества промышленной продукции. Обработка значений экспертных оценок качества продукции. М. : Изд-во стандартов, 1982. - 64 с.

109. Гнедина И.А., Соколинская Ч.А. Расчет температурных параметров зоны спекания вращающихся печей.// Цемент. 1979. - №1. - С.15-17.

110. Гнедина И.А., Соколинская Ч.А. Определение толщины обмазки в зоне спекания вращающихся печей. // Цемент. 1979. - №2. - С.15-16.

111. Ицкович Э.Л. Контроль производства с помощью вычислительных машин. М.: Энергия, 1975. - 416 с.

112. Anayakora S. N. and P.P. Lees. The detection of malfunction using a process control computer; simple noise power techniques for instruments.// The Use of Digital Computers in Measurement / IEE Conf. Publ. Nol03. Sept.1973. - P.35-42.

113. Куркина В.В., Рыченкова А.Ю. Алгоритм диагностики КТС процесса обжига клинкера: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-2000).-СПб, 2000.-С.

114. Химмельблау Д. Обнаружение и диагностика неполадок в химических и нефтехимических процессах. Л.: Химия, 1983. -*378 с.

115. Buchanan B.G. Rule-baseed expert systems; The MYCIN Experiments of the Stanford Heuristic Programming Projects (Addison-Wesley, MA, 1984).

116. Chen S.M. A weighted fuzzy reasoning algorithm for medical diagnosis// Dec. Support Syst. 1994. - V.ll, P.37-43.

117. Yeung D.S., Tsang E.C. Weighted fuzzy production rules // Fuzzy sets & systems, 1997, vol. 88, P. 299-313.

118. Регулирующий микропроцессорный контроллер РЕМИКОНТ Р-110: Отраслевой каталог. Вып.13,14. -М. : НИИтеплоприбор, 1986. -34 с.