автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Повышение эффективности автоматизированной системы контроля и управления процессом разливки стали в машине непрерывного литья заготовок на основе наблюдателя состояния

На правах рукописи

МИТИН АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗЛИВКИ СТАЛИ В МАШИНЕ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК НА ОСНОВЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ СОСТОЯНИЯ

Специальность: 05.13.06 - Автоматизация и управление

технологическими процессами и производствами (металлургия)

АВТОРЕФЕРАТ

2 5 ОКТ 2012

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Липецк-2012

005053730

005053730

Работа выполнена в Старооскольском технологическом институте (филиале) «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (СТИ НИТУ МИСиС)

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Кривоносое Владимир Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Дубровский Сергей Андреевич

кандидат технических наук, доцент Коровин Константин Валерьевич

Ведущая организация: ОАО «ЧЕРМЕТАВТОМАТИКА»,

г. Москва

Защита состоится «6» ноября 2012 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.108.02 в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Липецкий государственный технический университет» в ауд. 601 по адресу: 398600, г. Липецк, ул. Московская, 30. Факс (4742) 31-83-73, e-mail: sovetd-212-108-02@stu.lipetsk.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Липецкого государственного технического университета.

Автореферат разослан «27»сентября 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

В .В. Ведищев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Автоматизация технологических процессов является решающим фактором в повышении производительности труда и улучшении качества выпускаемой продукции. За последнее десятилетие мировой объём разливаемой стали на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) превысил 60 %. В связи с ростом спроса на стальные изделия российских предприятий промышленного и гражданского строительства, а также потребности в товарной сортовой заготовке за рубежом, в России также существенно возросло количество стали, разливаемой на МНЛЗ. Одновременно с увеличением потребностей в объёмах производства растут требования к качеству непрерывно-литых заготовок. Поэтому задачи повышения эффективности разливки стали за счёт снижения количества дефектов в заготовках, рационального использования сырья и увеличения межремонтного периода работы технологического оборудования являются весьма актуальными.

Отечественный и мировой опыт эксплуатации МНЛЗ показывает, что повышение точности стабилизации уровня металла в кристаллизаторах приводит к существенному снижению числа дефектов в заготовках и, в конечном итоге, к росту объёмов производства и уменьшению себестоимости продукции. Решение этой проблемы может быть достигнуто за счёт совершенствования систем автоматизации контроля и управления процесса разливки металла на основе достижений современной теории управления.

В диссертации на основе наблюдателя состояния разрабатываются методы и алгоритмы управления и контроля, позволяющие повысить точность стабилизации уровня металла в кристаллизаторах, своевременно распознавать появления шлака в расплаве, а также повысить ресурс шиберных затворов, что обеспечивает повышение эффективности и безопасности производства.

Работа выполнена в рамках НИР: СТИ НИТУ МИСиС по договору с ОАО «ОЭМК» № 1257/08 от 04.05.2008 "Разработка интеллектуальной системы ситуационного управления производственным процессом ЭСПЦ ОАО «ОЭМК»", а также в рамках госбюджетной НИР № 01201053113 "Разработка теоретических основ энергоресурсосбережения и экологической безопасности металлургических процессов".

Целью исследования является разработка системы управления выпуском металла на МНЛЗ с использование нелинейного наблюдателя состояния для ведения процесса разливки в наиболее эффективном

режиме. Система должна обеспечивать высокую точность стабилизации уровня металла при минимальных воздействиях на исполнительные механизмы, а также осуществлять раннее распознавание шлака.

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

- анализ проблем управления процессом разливки стали на МНЛЗ;

- построение адекватной математической модели, учитывающей действие не измеряемых возмущающих воздействий, на основе анализа гидравлического режима разливки стали на МНЛЗ;

- разработка нелинейного наблюдателя координат состояния для оценки уровней металла, проверка устойчивости процесса наблюдения и выбор коэффициентов матрицы коррекции. Оценка износа сталераз-ливочного стакана шиберных затворов в условиях непрерывной разливки стали на МНЛЗ;

- разработка системы раннего распознавания шлака в стальковше и промковше на основе оценок уровней металла наблюдателем координат состояния;

- разработка и исследование дискретной системы управления уровнями металла на основе наблюдателя координат состояния в условиях действия не измеряемых возмущающих воздействий в виде явлений «залипания» и «размывания» шиберных затворов;

- сравнительный анализ работы регулятора на основе наблюдателя состояния с типовыми промышленными регуляторами;

- интеграция разработанной системы управления выпуском металла в существующую АСУТП МНЛЗ ОАО ОЭМК.

Методы исследования. В работе использованы методы математического моделирования гидродинамических процессов; методы современной теории систем автоматического управления; методы статистического анализа; теории автоматизированного управления; методы дифференциальных исчислений; методы имитационного моделирования.

Методологическую и теоретическую основу диссертационной работы составили научные труды отечественных и зарубежных ученых в области теории разливки стали, теории автоматического управления, моделирования динамических процессов.

Научная новизна:

- разработан нелинейный наблюдатель координат состояния, позволяющий получить более точные значения уровней металла в процессе разливки, отличающийся от классического варианта возможностью оценки не только координат состояния объекта, но и не измеряемого возмущающего воздействия;

- построена система раннего распознавания шлака, позволяющая снизить количество годного металла, остающегося в ковшах по окончании разливки и не допустить попадания шлака из кристаллизатора в непрерывно-литую заготовку;

- предложена процедура выбора коэффициентов матрицы коррекции, гарантирующая устойчивость процесса наблюдения;

- разработана дискретная система управления процессом стабилизации уровней металла на основе наблюдателя координат состояния. Произведена настройка параметров регулятора с учётом выбранных критериев качества управления, позволяющая повысить ресурс шиберного затвора. Проведен сравнительный анализ систем стабилизации уровня металла с использованием типовых промышленных регуляторов и регулятора на основе наблюдателя.

Достоверность научных результатов. Достоверность результатов диссертационного исследования подтверждается корректным использованием современных методов математического моделирования гидродинамических процессов и статистического анализа, сравнением результатов полученных при помощи методов имитационного моделирования с практическими данными; проведенными исследованиями возможности и эффективности использования полученных результатов.

Практическая значимость работы. Предложенные в работе модели, методы оценок, управления реализованы в составе специального программного обеспечения, ориентированы на практическое использование в рамках действующей автоматизированной системы управления разливкой стали на МНЛЗ.

Использование результатов работы для решения задач управления процессом разливки стали позволяет:

- повысить эффективность разливки металла за счёт повышения качества стабилизации уровней и раннего распознавания шлака.

- оценивать эффекты «размывания» и «залипания», тем самым контролировать состояние выпускного отверстия и прогнозировать время замены сталеразливочного стакана.

В связи с положительными отзывами на разработанные в диссертации предложения по модернизации системы управления выпуском металла на МНЛЗ с использованием нелинейного наблюдателя состояния для ведения процесса разливки в наиболее эффективном режиме, положения работы приняты для внедрения ОАО «ОЭМК».

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе СТИ НИТУ МИСиС при обучении студентов по дисциплинам: «Автоматизация технологических процессов и производств»,

«Моделирование систем».

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих международных конференциях:

Международная научно - практическая конференция преподавателей, сотрудников и аспирантов «Образование, наука, производство и управление» (г. Старый Оскол, 2009г.); Ш научно - техническая конференция ОАО «ОЭМК» (г. Старый Оскол, 2010г.); Международная научная заочная конференция «АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ» (г. Липецк, 2010г.); Седьмая международная научно-техническая конференция «СОВРЕМЕННАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ НАЧАЛА НОВОГО ТЫСЯЧЕЛЕТИЯ» (г. Липецк, 2010г.); П-я Международная научная заочная конференция «АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ» (г. Липецк, 2010г.); Международная научно - техническая конференция «АПИР-15», «АВТОМАТИЗАЦИЯ: ПРОБЛЕМЫ, ИДЕИ, РЕШЕНИЯ» (г. Тула, 2010г.)

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 9 научных работах, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ: в периодическом издании «Вестник Воронежского государственного технического университета» (г. Воронеж, 2010 г., Т.6. №4.); в периодическом издании «Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика» (г. Москва, 2010 г., №10.) и монография Митин А., Кривоносое В., Автоматизация процесса разливки стали на МНЛЗ. Повышение эффективности контроля и управления, LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012г., 155c.

Автору принадлежит: постановка задач теоретических и экспериментальных исследований; разработка нелинейного наблюдателя координат состояния; разработка системы раннего распознавания шлака и системы оценки эффектов «залипания» и «размывания» шиберных затворов; анализ работы дискретной системы управления уровнями металла на основе наблюдателя; обработка полученных результатов, анализ, научное обоснование и формулировка выводов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 105 наименований и 3 приложений. Основная часть работы изложена на 112 страницах машинописного текста, содержит 79 рисунков и 9 таблиц, всего 167 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, представлены основные научные результаты, определены их научная новизна и практическая значимость, приведено краткое содержание работы по главам.

В первой главе проведен анализ проблематики автоматизированного управления и оптимизации режима разливки стали на машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), определены приоритетные направления, поставлены задачи исследования.

Подробный анализ работы МНЛЗ позволил выявить ряд проблем. Одной из таких проблем является раннее распознавание шлака. На поверхности расплавленного металла находится слой шлака, который защищает металл от окисления. Выпуск шлака из стальковша крайне нежелателен, так как шлак, попавший в промковш, может в дальнейшем поступить в кристаллизаторы, что приводит к дефекту в заготовках. В то же время, слишком раннее прекращение разливки приводит к тому, что довольно большое количество качественного металла вместе со шлаком уходит в отвал.

Для эффективного решения задачи раннего распознавания шлака необходима достоверная и своевременная информация о текущих значениях уровней металла в стальковше и промковше. Особенно возрастает требование к точности определения уровня на стадии завершения разливки, так как именно в это время становятся актуальными задачи раннего обнаружения шлака. В настоящее время применяют весовой метод оценки уровня металла, однако для данного метода наблюдается увеличение погрешности в оценке уровней металла к окончанию выпуска металла из ковшей. Для решения данной проблемы в работе предлагается разработать нелинейный наблюдатель состояния.

Проведен сравнительный анализ применения шиберных затворов и стопоров - моноблоков, используемых для регулирования уровня металла в промковше и кристаллизаторах на МНЛЗ. Рассмотрены основные их недостатки, которые позволили оценить влияние состояния исполнительного механизма на процесс поддержания заданного уровня металла. Наибольшее влияние на процесс поддержания заданного уровня металла оказывают явления «размывания» и «залипания» шиберного затвора.

Проведен анализ работы существующих систем поддержания уровня металла, которые по принципу управления делятся на 3 типа: 1) поддержание уровня металла за счёт изменения скорости вытягивания

непрерывно - литой заготовки; 2) поддержание уровня металла за счёт управления положением ИМ, при постоянной скорости разливки; 3) комбинированный способ, управление положением ИМ и скоростью вытягивания непрерывно - литой заготовки происходит одновременно. Выявлены проблемы при использовании данных систем, определены направления по их решению.

Качество непрерывного слитка в значительной мере зависит от стабилизации уровня металла в кристаллизаторе. В таблице 1 приведены статистические данные о частоте появления различных дефектов в зависимости от точности поддержания уровня металла в кристаллизаторе. Данные представлены в процентах от общего числа отлитых заготовок.

Анализ литературных данных показывает (таблица 1), что колебание уровня металла в кристаллизаторе оказывает непосредственное влияние на качество непрерывно-литой заготовки, поэтому повышения точности стабилизации уровня является актуальной задачей.

Таблица 1. Влияние точности поддержания уровня металла в кристаллизаторе на количество брака непрерывно-литой заготовки

Колебания уровня металла, мм Число отлитых заготовок, шт Площадь огневой зачистки Продольные трещины Поперечные трещины Корковые пузыри Частицы шлака

<3 232 0,7 0,9 0,4 0,2 0,5

<5 . 51 0,8 1,1 0,4 - 0,8

<10 , 18 0,8 1,4 0,5 2,5 1,1

В, работе предложено разработать систему управления уровнями металла на основе наблюдателя состояния. Использование наблюдателя позволит повысить не только качество стабилизации уровня металла, но и точность оценки уровней металла, а также оперативно оценивать повреждение сталеразливочного стакана.

Во второй главе проведен анализ гидравлического режима разливки стали, на основании которого были выделены задачи управления. Рассмотрены зависимости расходов жидкой стали от уровней металла и площадей выпускных отверстий:

; ; а)

• = , (2)

1 1-1

где Оск(0, Опк(0 - расходы металла из стальковша и промковша соответственно, м3/мин; ц - коэффициент расхода; Бь Бг; - площади выпускного отверстия шиберного затвора стальковша и I — го шибер-

ного затвора промковша соответственно, м2 ; h13,1ьэ - значения уровней металла в стальковше и промковше, м.

Разработана математическая модель шиберного затвора, отражающая зависимость изменения площади выпускного отверстия от линейного перемещения:

Sl(L¡) = 0,0072.arccos[^yb(jA.y]o,0144-L](t)-, (3)

S» (L2i ) = 0,00125 ■ arceos - ■ ^0,0025-L2Jt) , (4)

^ 0,05 J 2

где SjÍL,), S2¡(L2í) - площади выпускных отверстий шиберных затворов стальковша и промковша, зависящие от линейных положения Li(t), L:i(t) подвижных частей соответствующих шиберных затворов, м .

На основе математических моделей гидродинамики истечения жидкости через отверстие разработан нелинейный наблюдатель состояния, представляющий собой систему из 11 дифференциальных уравнений, 6 из которых нелинейны:

х<(» =--'-' , ; ' +kirAxl(t) + kn-Ax,(t); (5)

¿ск (xi)

ti\(u¡(t)^xJ(t))^2-g-x1(t)-Y4(u,,(t) + xs¡(t))-p-g-^(t) = ---—--¿+ (6)

+k2l ■ Ах,(t) + к22 ■ Лх2(I);

xsA'J----+ k¡rAx3¡(t); (7)

x4(t) = k4¡-Ax,(t) + k42 ■ Ax2(i), (8)

xjt) = ks, -Axjt), (9)

где x,(t),x2(t),xM(t) - оценка наблюдателем уровня металла в стальковше, промковше и i - том кристаллизаторе соответственно; x4(t),x5j(t) - оценка наблюдателем изменений площадей выпускных отверстий соответствующих шиберных затворов;

Ax,(t),Ax2(t),Ax3i(t) - отклонение оценок наблюдателя от измерен-

ных значений уровня металла в стальковше, промковше и і - том кристаллизаторе соответственно; к-- коэффициенты коррекции движения наблюдателя по результатам измерения.

Из данных 11 уравнений были выделены подсистемы взаимосвязанных уравнений и определена область сходимости в пространстве коэффициентов матрицы коррекции К. Разработана методика выбора коэффициентов матрицы коррекции К, обеспечивающая устойчивость процесса наблюдения.

Нелинейность наблюдателя обусловлена двумя факторами: во-первых, расход металла пропорционален квадратному корню из уровня, а во-вторых, площадь выпускного отверстия является нелинейной функцией управляющего воздействия - перемещения подвижной части шибера.

Структурная схема оценки уровня металла при помощи нелинейного наблюдателя представлена на рисунке 1.

і--------------------------------------1

Рис. 1. Структурная схема разливки металла с нелинейньш наблюдателем

На наблюдаемую систему оказывают действие ряд возмущений: г| — погрешность измерения уровня металла весовым способом; Р - возмущение, вызванное явлениями «залипання» и «размывания» шиберного затвора. Нелинейный наблюдатель позволяет снизить влияние погрешности г) на оценку уровня металла и оперативно производить оценку не измеряемого возмущения Б.

Моделирование в среде МаНаЬ показало, что использование наблюдателя состояния позволяет повысить качество оценки уровней металла, а также адекватно определять состояние сталеразливочного стакана в процессе разливки. Результаты моделирования представлены на рисунке 2.

Рис. 2. Гоафики ошибок в оценках уровней металла в стапьковше (а), промковше (б), в кристаллизаторе (в) и оценка явлений «размывания» (г)

В третьей главе разработана дискретная система стабилизации уровней металла. Рассмотрены возмущения, оказывающие влияние на процесс получения качественной непрерывно-литой заготовки и ресурс шиберного затвора. Разработан алгоритм обработки данных измерения скорости приводных роликов, позволяющий уменьшить влияние явления проскальзывания на процесс стабилизации уровня металла в кристаллизаторе.

На формирование качественной непрерывно-литой заготовки особое влияние оказывает интенсивность турбулентных потоков в области мениска заготовки. Исследования существующей системы стабилизации уровня металла в кристаллизаторе показали, что с увеличением частоты перемещения шиберного затвора промковша величина турбулентности в области мениска увеличивается, что приводит к уменыле-

нию величины образующейся «корочки» металла с одной стороны и к появлению явления затягивания шлака с другой.

Слой опорного т™*,,,.«™.

Прнашыеай розах

...........V___

Рютыпгиисюды —

Рис. 3. Распределение потоков металла в кристаллизаторе и вторичной зоне охлаждения

Для уменьшение величины турбулентных потоков и интенсивности воздействия на исполнительный механизм в диссертационной работе предлагается перейти от непрерывного управления к дискретному. Для этого разработан дискретный регулятор на основе наблюдателя, в котором можно выделить 3 канала, формирующие управляющие воздействия:

1. При неизменном положении шиберов, за счёт постоянно изменяющегося уровня, произойдёт изменение расходов. Для компенсации влияния изменения уровня на следующем такте управления необходимо изменить расходы на величину:

Прогноз средних значений уровней в стальковше Ь1Ср и промков-ше Ь2ср в момент времени (I + Дг/2), получен на основе оценок наблюдателя:

Иіа,(і+АЄ/2) = х10)+0,5-(хІ0)-^0-^)) = 1,5-х1(1)-0,5-хІ(1-Л);

(12)

И^О+Д/2) = 1,5-х2(1)-0,5-х2(г-&),

где ЬісрО + £Л12) - прогноз среднего значения уровня металла в стальковше в момент времени (1 + М12), м; Ь2ср0 + Д1/2) - прогноз среднего значения уровня металла в промковше в момент времени 0 + Д1У2): м; хДО, х2(1:)- оценки уровней металла в стальковше и промковше в момент времени I, м.

2. Компенсация скоростей изменения уровней металла в промковше и кристаллизаторах, наблюдавшихся на интервале [Ч-А^ 1], соот-

ветствующими изменениями расходов:

А1

(х^О-ли-х^О))^^

А02Ш(и + А1). АС2Ю,(и + А1) =

А1

¡ = 1,4.

3. Уменьшение текущих рассогласований по уровням в промков-ше и кристаллизаторах изменением расходов металла на следующие величины:

К2-(Ь]-х2(1))^ик .

АСЗПК(1Л + Л1) =

А1

А0зкр,(и + Л1)

К3, -(К, -х3,0))-Якт м

1 = 1,4,

(14)

(15)

где К2, К3[, - коэффициенты снижения рассогласования для контуров поддержания уровня в промковше и кристаллизаторах соответственно. Коэффициенты снижения расхода являются настраиваемой величиной и лежат в пределах 0... 1.

На рисунке 4 представлен график изменения уровня металла в промковше, показывающий работу каналов регулятора:

Ь,{Ц. м

Ь*. м

А

3 канал регулятора

"""Чу \

1 какпд_регудчтсра -3«-

ИМ I ИМ I

Рис. 4. График изменения уровня металла в промковше показывающий работу каналов регулятора

Определив требуемые изменения расходов для поддержания заданного уровня в промковше и кристаллизаторах, рассчитаем величину приращения площадей выпускных отверстий шиберных затворов стальковша АБ,(1, Н-Д^ и 1 - го затвора промковша Д82,0,1+Д1):

[ Л!)_А0,пк(',1 + А1) + А0!ПК(1,1 + А1) + А0ЗП1<(1,1 + Л1) (16)

ё-х^о

I (и+А1)+АСзкп(г,1+А1)

Для стабилизации уровня металла в промковше и кристаллизаторах необходимо произвести линейное перемещение шиберов сталь-ковша и промковша на величину ДЬ^, 1+А1) и ЛЬ2,(1,1+Д1) соответственно. При определении величины перемещения шибера необходимо учитывать изменение площади выпускного отверстия, за предыдущий такт управления за счёт действия явления «размывания» и «залипа-ния». Величину перемещения определим для интервала времени [1,

г+Д!].

_ АБ,(І,І+АІ)+(х4(І-Д)-Х4(І)) , дЦО)

(18)

(19)

дь2і(і)

На рисунке 5 представлен алгоритм работы дискретного регулятора на основе наблюдателя.

Рис. 5. Алгоритм работы дискретного регулятора на основе наблюдателя

Устойчивость системы является, как правило, необходимым, но далеко не достаточным условием для того, чтобы система выполняла своё назначение. Возникает задача обеспечения не только устойчивости, но и надлежащего качества системы. Для настройки регуляторов уровней в промковше и кристаллизаторах в диссертационной работе предложено использовать квадратичные критерии качества -1кр :

(20)

™ ] 1=1

•7КР = <7/. (21)

N 2 1=]

где М1=(1К| - 1т)/А1ь Ы2=(1К2 - 1ц2)/Д12 - количество временных тактов за время разливки стальковша и промковша соответственно.

Сформулированы ограничения на траекторию движения Ь2(1), h3.it), управляющие воздействия и,(1), 1ь,(0 и периоды дискретизации А1,, М2:

1ь„ш, < ь2(1) < 1ътах; (22)

0<и,(0<и,тах; (23)

Ж/тп<А1, < Л1,тах. (24)

Ътш<11з(0<И3,пах; (25)

о < 42,(0 < Щп«*; (26)

А2тШ<Аи<Аьтах. (27)

Периоды дискретизации Д^ и Д^ являются одним из важных параметров работы контура поддержания уровня металла. Ограничение максимального значения Д1 обусловлено процессом образования корочки между плитами шиберного затвора при длительном неподвижном состоянии шибера. Ограничение минимального значения Д1 позволяет повысить ресурс работы шиберного затвора. Основными требованиями к качеству управления являются:

- отклонение уровня металла в промковше от заданного значения не более чем на 10 мм, в кристаллизаторах - не более 4 мм;

- при заданной точности стабилизации уровня период Д^ коррекции положения шиберов стальковша от 20 до 300 е., промковша - Д12 от 5 до 30 с.

В режиме имитационного моделирования в среде МаНаЬ произведена настройка параметров регуляторов на основе наблюдателя по критериям (20), (21). Параметрами настройки контуров регулирования

уровней являются время дискретизации АХ и коэффициенты снижения рассогласования К2, К3г

Сравнительный анализ работы дискретного регулятора с использованием наблюдателя и типовых промышленных регуляторов показал, что при достаточно высокой точности стабилизации уровня использование регулятора на основе наблюдателя позволяет значительно снизить интенсивность воздействия на шиберный затвор, что существенно повышает его ресурс. Кроме того, снижение частоты и интенсивности воздействий на шиберные затворы промковша позволяет уменьшить турбулентные потоки в заготовке, что предотвращает затягивание шлака в её сердцевину.

Одним из возмущений, действующих на систему стабилизации уровня металла, является явление проскальзывания приводных роликов. В настоящее время измерение скорости разливки ведётся по одной паре приводных роликов. При возникновении эффекта проскальзывания система стабилизации уровня металла в кристаллизаторе пытается компенсировать данное возмущение, в результате наблюдается скачок уровня металла, достигающий порядка 5 мм. В диссертации предложена система оценки скорости движения слитка на основе измерения скоростей вращения 3-х валков. Анализ показал, что такая система позволяет избежать грубых ошибок в оценке скорости и, как следствие, устранить неоправданные скачки уровня.

В диссертационной работе разработан алгоритм обработки данных измерения скорости 3-х пар приводных валков. Перспективным направлением является переход к непосредственному измерению скорости движения слитка.

В четвёртой главе проработаны вопросы практической реализации системы стабилизации уровня металла в промковше и кристаллизаторах, а также системы раннего распознавания шлака. Структурная схема АСУТП МНЛЗ представляет собой 3-х уровневую систему, на верхнем уровне располагаются рабочие станции и технологический сервер, на среднем уровне располагаются контроллеры, связанные с рабочими станциями по интерфейсу 115-485. На нижнем уровне располагаются датчики и исполнительные механизмы. Структурная схема реализации системы управления, в составе существующей трехуровневой распределенной АСУТП, приведена на рисунке 6.

Система управления (рис.6) включает в себя две подсистемы:

- подсистема наблюдения состояния объекта, в которой можно выделить следующие функции:

• оценка уровня металла в стальковше;

• оценка уровня металла в промковше;

• оценка уровня металла в кристаллизаторах;

• оценка износа шиберных затворов стальковша и промковша.

- подсистема управления уровнем металла в промковше и кристаллизаторах, обеспечивающая стабилизацию уровня металла в промковше и кристаллизаторе с целью снижения брака в заготовках и уменьшения нагрузок на шиберные затворы.

■¿¿■¿ля ¡¿кЗш

мдеа« 6 <ям»яЬ* х&г&лю 1 ф&жцСа?

¡¡¿аг*?-« $

Рис. 6. Структурная схема реализации системы управления в составе существующей трехуровневой распределенной АСУТП

Разработана панель стабилизации уровня металла, которая отражает основные технологические параметры. Даны рекомендации по выбору технических средств для системы стабилизации уровня. Произведён сравнительный анализ трёх типов датчиков линейного перемещения:

- магнитные линейные энкодеры;

- магнито — индуктивные датчики линейных перемещений;

- магнитострикционные датчики линейных перемещений.

Сравнительный анализ показал, что для решения поставленных

задач наиболее подходят магнитострикционные датчики линейных перемещений.

В качестве датчика измерения скорости движения непрерывно-литой заготовки в диссертационной работе рассмотрена схема оптического измерителя «РАСТР». Принцип действия оптического измерите-

17

ля «РАСТР» основан на регистрации изображения движущегося объекта. Оптические измерители являются безынерционными и позволяют регистрировать быстрые изменения скорости. При этом оптические измерителя не будут реагировать на проскальзывание валков, что в существующей системе управления вносит погрешность в результаты измерения скорости.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработан нелинейный наблюдатель координат состояния, позволяющий получить более точные значения уровней металла в процессе разливки, отличающийся от классического варианта возможностью оценки не только координат состояния объекта, но и возможностью оценки не измеряемого возмущающего воздействия;

2. Разработана система раннего распознавания шлака на основе наблюдателя координат состояния, позволяющая снизить количество годного металла, остающегося в ковшах по окончании разливки, и не допустить попадания шлака из кристаллизатора в непрерывно-литую заготовку;

3. Разработана процедура выбора коэффициентов матрицы коррекции, гарантирующая устойчивость процесса наблюдения;

4. Разработана дискретная система управления процессом стабилизации уровней металла на основе наблюдателя координат состояния, произведена настройка параметров регулятора, позволяющая повысить ресурс шиберного затвора и снизить вероятность попадания шлака в заготовку. Проведен сравнительный анализ систем стабилизации уровня металла с использованием типовых промышленных регуляторов и регулятора на основе наблюдателя;

5. Разработана система оценки эффектов «размывания» и «зали-пания» шиберных затворов, позволяющая контролировать состояние выпускного отверстия и прогнозировать время замены сталеразливоч-ного стакана при разливке «плавка на плавку»;

6. Разработан комплекс рекомендаций по инженерной реализации предложенной системы, в составе действующей АСУТП МНЛЗ ОАО ОЭМК.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих

работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Кривоносое В.А., Митин A.C. Повышение точности оценки уровней металла в стальковше и промковше MHJI3 с использованием нелинейного наблюдателя [Текст] // «Вестник» ВГТУ, Т.6, №4 2010 41-45 с.

2. Кривоносов В.А, Митин A.C. Диагностика повреждений шиберного затвора и повышение точности определения уровней металла в стальковше и промковше MHJI3 [Текст] // «Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика» - 2010. - №10,- С. 61 - 64.

Статьи и материалы конференций

1. Митин A.C. Повышение эффективности MHJI3 за счёт раннего распознавания шлака [Текст] // Сборник научных и научно-методических докладов международной научно-практической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов. Старый Оскол: СТИ НИТУ МИСиС, 2009. - Т.З.- 292 с. - С. 76-80.

2. Митин A.C. Диагностика «залипаний» и «вымываний» шиберных затворов промковша на основе наблюдателя координат состояния [Текст] // Сборник докладов Международной научной заочной конференции (Липецк, 24 апреля 2010г.) Т.1/ Под. ред. A.B. Горбенко, C.B. Довженко.- Липецк: Издательский центр «Де-факто», 2010. - С. 36-40.

3. Митин A.C. Автоматическое предупреждение о порывах на выходе кристаллизатора МНЛЗ [Текст] // Материалы 111 научно - технической конференции ОАО «ОЭМК» / ОАО «ОЭМК». - Старый Оскол, 2010.-С. 32-34.

4. Митин A.C. Регулятор уровня металла в промковше на основе наблюдателя состояния [Текст] // Современная металлургия начала нового тысячелетия: сб. науч. тр. Часть 1. - Липецк: Издательство ЛГТУ, 2010.-С. 145-149.

5. Кривоносов В.А., Митин A.C. Регулирование уровней металла в промковше и кристаллизаторах МНЛЗ в условиях «размывания» и «залипания» шиберных затворов [Текст] // Сборник докладов II - й Международной научной заочной конференции (Липецк, 2 октября 2010г.) / Под. ред. A.B. Горбенко, C.B. Довженко,- Липецк: Издательский центр «Де-факто», 2010. - С. 41-48.

6. Митин A.C. Повышение эффективности контроля уровней металла в ковшах и состояния шиберных затворов МНЛЗ [Текст] // Вестник Тульского государственного университета. Автоматизация: про-

блемы, идеи решения: Материалы Междунар. научно-техн. конф. «АПИР-15», 10-12 ноября 2010 г.; под ред. В.В. Прейса, Е.В. Давыдовой. В 2-х частях. 4.1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. - С. 195 - 199.

Монографии

1. Митин А., Кривоносое В., Автоматизация процесса разливки стали на MHJI3. Повышение эффективности контроля и управления [Текст] // LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012г., 155 с.

Подписано в печать 26.09.2012 г. Формат 60x90/16

Объем 1,25 печ. л. Тираж 100 экз.

Заказ № 1256

Отпечатано в типографии «Типография ОАО ОЭМК» 309501, г. Старый Оскол, Белгородская обл., м-н Ольминского, д. 12. Тел.(4725)33-91-11

СОДЕРЖАНИЕ.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ СТАЛИ НА МНЛЗ.

1.1 Машина непрерывного литья заготовок как объект автоматизации.

1.2 Основные технические и технологические параметры МНЛЗ.

1.3 Анализ исполнительных механизмов, используемых для регулирования уровня металла в промковше и кристаллизаторе на МНЛЗ.

1.4 Анализ существующих методов оценки, контроля и регулирования уровней металла в стальковше, промковше и кристаллизаторе МНЛЗ.

1.5 Цели работы и задачи исследования.'.

2. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОЦЕНКИ УРОВНЕЙ МЕТАЛЛА В СТАЛЬКОВШЕ, ПРОМКОВШЕ И КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕЛИНЕЙНОГО НАБЛЮДАТЕЛЯ СОСТОЯНИЯ.

2.1 Анализ гидравлического режима разливки стали на МНЛЗ.

2.2 Построение математической модели системы поддержания уровня металла в промковше и кристаллизаторе.

2.3 Построение динамического нелинейного наблюдателе координат состояния на основе весового метода.'.!.

2.4 Диагностика явлений «залипания» и «размывания» при разливке стали на МНЛЗ.

3. ПОСТРОЕНИЕ РЕГУЛЯТОРА УРОВНЯ МЕТАЛЛА В ПРОМКОВШЕ И КРИСТАЛЛИЗАТОРАХ НА ОСНОВЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ СОСТОЯНИЯ.

3.1 Анализ работы шиберных затворов при разливке стали на МНЛЗ.

3.2 Влияние стабилизации уровня металла в промковше и кристаллизаторе на качество слитка при разливке стали на МНЛЗ.

3.3 Разработка дискретных регуляторов уровней металла в промковше и кристаллизаторах на основе наблюдателя состояния.

3.4 Критерий качества управления разливкой стали на МНЛЗ. Ограничения на управление.:.

3.5 Настройка параметров регулятора уровня металла на основе наблюдателя состояния с использованием среды Ма^аЬ.

3.6 Имитационное моделирование работы регулятора уровня металла с учётом воздействия возмущающих факторов.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖАНИЯ УРОВНЯ МЕТАЛЛА В ПРОМКОВШЕ И КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ НА ОСНОВЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ СОСТОЯНИЯ В РАМКАХ ОАО ОЭМК.

4.1 Разработка структурной и функциональной схемы АСУТП МНЛЗ с целью интеграции разработанных решений в АСУТП ОАО ОЭМК.

4.2 Разработка программно технического обеспечения для реализации системы в условиях производства.

4.3 Разработка элементов системы визуализации управления процессом разливки стали на МНЛЗ.

4.4 Рекомендации по выбору технических средств для реализации системы стабилизации уровня металла.

Актуальность темы. Автоматизация технологических процессов является решающим фактором в повышении производительности труда и улучшении качества выпускаемой продукции. Поэтому вопросам автоматизации в нашей стране уделяется большое внимание. За последнее десятилетие мировой объём разливаемой стали на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) превысил 60 %. В России также, в связи с ростом потребности продукции промышленного и гражданского строительства, увеличилось количество стали, разливаемой на МНЛЗ. Немаловажную роль сыграла потребность в товарной сортовой заготовке за рубежом. В настоящее время наблюдается рост требований к качеству непрерывно-литых заготовок и к более эффективному использованию ресурсов, необходимых для их производства, что придает особую актуальность задачам максимизации производительности установок, минимизации брака, более полному использования сырья, энергоносителей, а также ресурса технологического оборудования.

Машина непрерывного литья заготовок - это достаточно сложный, динамический, многосвязанный объект, работа которого зависит от большого числа внешних факторов. Получение высококачественной непрерывно-литой заготовки в целом затруднено сложностью в стабилизации уровня металла в кристаллизаторе, действием не измеряемых возмущений. Другим осложняющим фактором являются погрешности измерения уровня металла в стальковше и промковше, что приводит к попаданию шлака в непрерывно-литую заготовку.

Резервы дальнейшего повышения технико-экономических показателей процесса разливки заключены в дальнейшей модернизации действующей системы автоматизации с использованием методов современной теории автоматического управления, современных методов контроля.

Таким образом, актуальность тематики диссертационной работы продиктована необходимостью увеличения качества непрерывно-литой заготовки, за счёт повышения точности стабилизации уровня металла в кристаллизаторах, своевременным распознаванием появления шлака в расплаве, а также увеличение ресурса шиберных затворов, что обеспечивает повышение эффективности и безопасности производства.

Целью исследования является разработка системы управления выпуском металла на МНЛЗ с использование нелинейного наблюдателя состояния, для повышения эффективности контроля и управления процессом разливки металла. Система должна обеспечивать высокую точность стабилизации уровня металла при минимальных воздействиях на исполнительные механизмы, а также осуществлять раннее распознавание шлака.

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

1. Анализ проблем управления разливкой стали на МНЛЗ;

2. Построение адекватной математической модели, учитывающей действие не измеряемых возмущающих воздействий на основе анализа гидравлического режима разливки стали на МНЛЗ;

3. Разработка нелинейного наблюдателя координат состояния для оценки уровней металла, проверка устойчивости процесса наблюдения и выбор коэффициентов матрицы коррекции. Оценка износа сталеразливочного стакана шиберных затворов в условиях непрерывной разливки стали на МНЛЗ;

4. Разработка системы раннего распознавания шлака в с'т£льковше и промковше на основе оценок уровней металла наблюдателем координат состояния;

5. Разработка и исследование дискретной системы управления уровнями металла на основе наблюдателя координат состояния в условиях действия не измеряемых возмущающих воздействий в виде явлений «залипания» и «размывания» шиберных затворов;

I •

6. Сравнительный анализ работы регулятора на основе наблюдателя состояния с типовыми промышленными регуляторами;

7. Интеграция разработанной системы управления выпуском металла в существующую АСУТП МНЛЗ ОАО ОЭМК.

Методы исследования. В работе использованы методы математического моделирования гидродинамических процессов; методы современной теории систем автоматического управления; методы статистического анализа; теории автоматизированного управления; методы дифференциальных исчислений; методы имитационного моделирования.

Методологическую и теоретическую основу диссертационной работы составили научные труды отечественных и зарубежных авторов в области теории разливки стали, теории автоматического управления, моделирования динамических процессов.

Научная новизна:

1. Нелинейный наблюдатель координат состояния, позволяющий получить более точные значения уровней металла в процессе разливки, отличающийся от классического варианта возможностью оценки не только координат состояния объекта, но и оценки не измеряемого возмущающего воздействия;

2. Система раннего распознавания шлака на основе наблюдателя координат состояния, позволяющая снизить количество годного металла, остающегося в ковшах по окончании разливки и не допустить попадания шлака из кристаллизатора в непрерывно-литую заготовку;

3. Разработана процедура выбора коэффициентов матрицы коррекции, гарантирующая устойчивость процесса наблюдения;

4. Дискретная система управления процессом стабилизации уровней металла на основе наблюдателя координат состояния. Произведена настройка параметров регулятора с учётом выбранных критериев качества управления, позволяющая повысить ресурс шиберного затвора. Проведён сравнительный анализ систем стабилизации уровня металла с использованием типовых промышленных регуляторов и регулятора на основе наблюдателя.

Достоверность научных результатов. Достоверность результатов диссертационного исследования подтверждается корректным использованием современных методов математического моделирования гидродинамических процессов и статистического анализа, сравнением результатов полученных при помощи методов имитационного моделирования с практическими данными; проведенными исследованиями возможности и эффективности использования полученных результатов.

Практическая значимость работы. Предложенные в работе модели, методы оценок, управления реализованы в составе специального программного обеспечения, ориентированы на практическое использование в рамках действующей автоматизированной системы управления разливкой стали на МНЛЗ.

Использование результатов работы для решения задач управления процессом разливки стали позволяет:

1. Повысить эффективность разливки металла за счёт повышения качества стабилизации уровней и раннего распознавания шлака.

2. Оценивать эффекты «размывания» и «залипания», тем самым контролировать состояние выпускного отверстия и прогнозировать время замены сталеразливочного стакана.

В связи с положительными отзывами на разработанные в диссертации предложения по модернизации системы управления выпуском металла на МНЛЗ с использованием нелинейного наблюдателя состояния для ведения процесса разливки в наиболее эффективном режиме, положения работы приняты для внедрения ОАО «ОЭМК».

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе СТИ НИТУ МИСиС при обучении студентов по дисциплинам: «Автоматизация технологических процессов и производств», «Моделирование систем».

Реализация и внедрение результатов работы.

Работа выполнена в рамках НИР: СТИ НИТУ МИСиС по договору с ОАО «ОЭМК» № 1257/08 от 04.05.2008 "Разработка интеллектуальной системы ситуационного управления производственным процессом ЭСПЦ ОАО «ОЭМК»", а также в рамках госбюджетной НИР № 01201053113 "Разработка теоретических основ энерго-ресурсосбережения и экологической безопасности металлургических процессов".

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях:

Международная научно - практическая конференция преподавателей, сотрудников и аспирантов «образование, наука, производство и управление» (г. Старый Оскол, 2009г.); III научно - техническая конференция ОАО «ОЭМК» (г. Старый Оскол, 2010г.); Международная научная заочная конференция «АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ» (г. Липецк, 2010г.); Седьмая международная" научно-техническая конференция «СОВРЕМЕННАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ НАЧАЛА НОВОГО ТЫСЯЧЕЛЕТИЯ» (г. Липецк, 2010г.); П-я Международная научная заочная конференция «АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ» (г. Липецк, 2010г.); Международная научно -техническая конференция «АПИР-15», «АВТОМАТИЗАЦИЯ: ПРОБЛЕМЫ, ИДЕИ, РЕШЕНИЯ» (г. Тула, 2010г.)

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 9 научных работах, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ: в периодическом издании «Вестник Воронежского государственного технического университета» (г. Воронеж, 2010 г., Т.6. №4.); в периодическом издании «Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика» (г. Москва, 2010 г., №10.) и монография Митин А., Кривоносов В., Автоматизация процесса разливки стали на МНЛЗ. Повышение эффективности контроля и управления, LAP LAMBERT Academic Publishing,

2012г., 155с.

Автору принадлежит: постановка задач теоретических и экспериментальных исследований; разработка нелинейного наблюдателя координат состояния; разработка системы раннего распознавания шлака и системы оценки эффектов «залипания» и «размывания» шиберных затворов; анализ работы дискретной системы управления уровнями металла на основе наблюдателя; обработка полученных результатов, анализ, научное обоснование и формулировка выводов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 105 наименований и 3 приложений. Основная часть работы изложена на 112 страницах машинописного текста, содержит 79 рисунков, 9 таблиц, всего 167 страниц.

Выводы

1. Построены структурная и функциональная схема АСУТП МНЛЗ для интеграции разработанных решений в АСУТП ОАО «ОЭМК».

2. Произведена разработка требований к программному и техническому обеспечению.

3. Произведена разработка элементов системы визуализации процесса стабилизации уровня металла.

4. Результаты диссертационных исследований (т.е. разработанные научные решения) приняты к внедрению на ОАО «ОЭМК».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан нелинейный наблюдатель координат состояния, позволяющий получить более точные значения уровней металла в процессе разливки, отличающийся от классического варианта возможностью оценки не только координат состояния объекта, но и возможностью оценки не измеряемого возмущающего воздействия;

2. Разработана система раннего распознавания шлака на основе наблюдателя координат состояния, позволяющая снизить количество годного металла, остающегося в ковшах по окончании разливки, и не допустить попадания шлака из кристаллизатора в непрерывно-литую заготовку;

3. Разработана процедура выбора коэффициентов матрицы коррекции, гарантирующая устойчивость процесса наблюдения;

4. Разработана дискретная система управления процессом стабилизации уровней металла на основе наблюдателя координат состояния, произведена настройка параметров регулятора, позволяющая повысить ресурс шиберного затвора и снизить вероятность попадания шлака в заготовку. Проведен сравнительный анализ систем стабилизации уровня металла с использованием типовых промышленных регуляторов и регулятора на основе наблюдателя.

5. Разработана система оценки эффектов «размывания» и «залипания» шиберных затворов, позволяющая контролировать состояние выпускного отверстия и прогнозировать время замены сталеразливочного стакана при разливке «плавка на плавку»;

6. Разработан комплекс рекомендаций по инженерной реализации предложенной системы, в составе действующей АСУТП МНЛЗ ОАО ОЭМК.

1. Глинков Г.М., Косырев А.И., Шевцов Е.К. Контроль и автоматизация металлургических процессов Текст. М.: Металлургия. 1989.-351с.

2. Нисковских В.М., Карлинский С.Е., Беренов А.Д. Машины непрерывного литья слябовых заготовок Текст.- М.: Металлургия, 1991.

3. Емельянов В.А. Тепловая работа машин непрерывного литья заготовок Текст.- М.: Металлургия, 1988.

4. Технологическая инструкция «непрерывная разливка стали» ЭСПЦ Текст.- Старый Оскол: ОЭМК ЭСПЦ, 2003.

5. Смирнов А.Н. Теория и практика непрерывного литья заготовок Текст. / Смирнов А.Н., Глазков А .Я., Пилюшенко B.JI. и др. Донецк: ДонГТУ, ООО "Лебедь"; 2000. -371с.

6. Смирнов А.Н., Еронько С.П., Абакумов Д.В. О причинах выхода из строя стопоров промковшей MHJI3, Труды Всероссийской научно-технической конференции Текст. // Современная металлургия начала нового тысячелетия. Липецк: Издательство ЛГТУ, 2008

7. Григорьев В.П., Нечкин Ю.М., Егоров A.B., Никольский Л.Е. Конструкции и проектирование агрегатов сталеплавильного производстваТекст. // Учебник для вузов. М.: МИСИС, 1995 - 512с.

8. С.П. Еронько, А.Ю. Цупрун, O.A. Бедарев, Д.А. Яковлев, Е.П. Потапов, Г.С. Романова Опыт разработки шиберных устройств для технологических переливов стали ОАО «Черметинформация» Бюлл Текст. // «Черная металлургия».- 2008.- № 9.- С. 81 87.

9. Глинков Г.М., Маковский В.А. АСУ ТП в чёрной металлургии Текст. // Учебник для вузов, 2-е изд. Перераб. И доп. М.: «Металлургия», 1999.-310с.

10. П. Массманн, Л. Гартен Опыт эксплуатации системы раннего распознавания шлака ESDI00 фирма «АМЕПА» Текст. // Сталь. 1999. №3.1. С. 13-15.

11. Маркин Н.С. Основы теории обработки результатов измерений Текст.-М., 1991.- 173 с.

12. C.B. Агеев, А.Д. Чернопольский, C.B. Сухарев и др. Система мониторинга непрерывной разливки сортового металла для предотвращения образования дефекта типа «ромб» Текст. // «Металлург», №2, 2009.

13. Кочанов В.Ю., Блинов О.М., Беленький A.M. Автоматизация управления металлургическими процессами Текст. // М.: Металлургия, 1974.

14. Мищенко И.О., Дуб A.B., Макарычева Е.В. Влияние технологических факторов на качество непрерывнолитых стальных заготовок Текст. // Черная металлургия.- 2006, №1.- С. 19-22.

15. Паршин В.М., Чертов А.Д. Управление качеством непрерывнолитой заготовки Текст. // Сталь.- 2005, №1.- С. 20-29.

16. Дж. Б. Лина Исследование непрерывной разливки стали Текст. // Под ред. Дж. Б. Лина. Пер. с англ. Брюссель, 1977. М., «Металлургия», 1982 200с.

17. Дюдкин Д.А. Качество непрерывно литой стальной заготовки Текст. //Киев: Техшка, 1988.

18. Беленький A.M., Бердышев В.Ф., Блинов О.М. Автоматическое управление металлургическими процессами Текст. // М.: Металлургия, 1989.

19. Батаргин В.Г., Чумаков С.М. Новая система автоматического поддержания уровня металла в кристаллизаторе с использованием электромеханического привода Текст. // Сталь. 1998. №1.- С. 22-24.

20. Глинков, Г.М. Контроль и автоматизация металлургических процессов Текст.: учебник для вузов / Г.М. Глинков, А.И. Косырев, Е.К. Шевцов М.: Металлургия, 1989. - 352 е.: ил.; 20,5 см. - Библиогр.: - 4860 экз.-ISBN 5-229-00229-8

21. Справочник проектировщика АСУ ТП Текст. / Г.Л.Смилянский, Л.З.Амлинский, В.Я. Баранов М.: Машиностроение, 1983. - 527 е.: ил.

22. Дюдкин Д.А., Киселенко В.В., Смирнов А.Н. Производство стали. Том 4. Непрерывная разливка металла Текст. // М.: «Теплотехника», 2009. 528с.

23. Слёзкин H.A. Динамика несжимаемой жидкости Текст. // Государственное издательство технико — теоретической литературы, Москва, 1955.- С. 512

24. Справочник по теории автоматического управления Текст. / Под ред. A.A. Красовского. М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. лит., 1987 - 712 е.: 22 см. - Библиогр. С. 681 - 704. - Предм. указ.: С. 707 - 711. - 35000 экз.

25. Теория автоматического управления Текст.: учеб. пособие для вузов / Под ред. A.C. Шаталова. М., «Высш. Школа», 1977 г. - 448 е.: ил.; 22 см. - Библиогр - 30000 экз.

26. Штейнберг, Ш.Е. Проблемы создания и эксплуатации эффективных систем регулирования Текст. / Ш.Е. Штейнберг, Л.П. Серёжин, И.Е. Залуцкий, И.Г. Варламов // Промышленные АСУ и контроллеры. 2004. - № 7. - Библиогр.: С. 7.

27. Зарубин, B.C. Математическое моделирование в технике: учебник для вузов Текст. / B.C. Зарубина, А.П. Крищенко. 2-е изд., стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 496 е.: ил.; 21 см. - ISBN 5-70381435-9

28. Смит, Д.М. Математическое и цифровое моделирование для инженеров и исследователей Текст. / Под ред. O.A. Чембровского М.: Машиностроение, 1980. - 271 е.: ил.; 22 см. - 2000 экз.

29. Советов, Б.Я. Моделирование систем: учебник для вузов Текст. / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев, 3-е изд., перераб. доп. - М.: Высшая школа, 2001.-343 е.: ил.

30. Гусак A.A. Справочник по высшей математике Текст. /A.A. Гусак, Г.М. Гусак, Е.А. Бричмова, -Мн.: ТетраСистемс, 1999. 640с.

31. Веников, В.А. Теория подобия и моделирование Текст. / В.А. Веников, Г.В. Веников М.: Высшая школа, 1984. - 243 е.: ил.

32. Г. Олссон, Дж. Пиани Цифровые системы автоматизации и управления Текст. // СПб.: Невский Диалект, 2001

33. Ротач В.Я. Расчёт динамики промышленных автоматических систем регулирования Текст. // М.: «Энергия», 1973.

34. Luenberger D.G. "An Introduction to Observers" Текст. // IEEE Trans on Automatic Control, Vol AC 16 №6, Desember, 1971.

35. Еременко И.Ф. Система управления с наблюдателем координат состояния и неопределенного возмущения Текст. / И.Ф. Еременко, В.А. Кривоносов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. — 2005.-№7.-С. 10-13.-Библиогр.: С. 13.

36. Коровин, С.К. Наблюдатели состояния для линейных систем с неопределённостью Текст. / С.К. Коровин, В.В. Фомичев М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 224 е.: ил.; 22 см. - 100 экз. - ISBN 978-59221-0834-8

37. Кривоносов В.А., Митин A.C. Повышение точности оценки уровней металла в стальковше и промковше МНЛЗ с использованием нелинейного наблюдателя Текст. // «Вестник» ВГТУ, Т.6, №4, 2010. С.41-45.

38. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления Текст. // Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1989. - 304с. - ISBN 5-02014112-7.

39. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования Текст. //М.: Наука, 1975.

40. Макаров И.М., Менский Б.М. Линейные автоматические системы Текст. //М.: Машиностроение, 1982

41. К. Astrom, Т. Hagglund PID Controllers: Theory, Design, and Turing Текст. // 2nd edition, Instrument Society of America, 1995, p. 343

42. Дьяконов, В.П. Simulink 4 Текст.: специальный справочник / В.П. Дьяконов. Спб.: Питер, 2002. - 528 е.: ил.; 20 см. - Библиогр.: С. 505.; предм. указ.: С. 506-518. - 5000 экз. - ISBN 5-318-00551-9

43. Аксельрод Л.М., Паршин В.М., Мазуров Е.Ф. Механизм зарастания погружных стаканов при непрерывной разливке стали Текст. // Сталь, 2007, №4.- С.30-34

44. Аксельрод Л.М., Барановский М.Р., Мельникова Г.Г. Затягивание графитсодержащих погружаемых стаканов при разливке стали на МНЛЗ Текст. // Огнеупоры, 1991, №12- С. 29-34

45. Митин A.C. Диагностика «залипаний» и «вымываний» шиберных затворов промковша на основе наблюдателя координат состояния Текст. //

46. Сборник докладов Международной научной заочной конференции (Липецк,124 апреля 2010г.) Т.1/ Под. ред. A.B. Горбенко, C.B. Довженко.- Липецк: Издательский центр «Де-факто», 2010. С.36-40.

47. Кривоносое В.А, Митин A.C. Диагностика повреждений шиберного затвора и повышение точности определения уровней металла в стальковше и промковше МНЛЗ Текст. // «Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика» -2010.- №10.- С.61-64.

48. Д. Сю, А. Мейер Современная теория автоматического управления и ее применение Текст. // Перевод с английского. Под ред. д-ра техн. наук проф. Ю. И. Топчеева. М., «Машиностроение», Ш72, 544с.

49. Машины и агрегаты металлургических заводов Текст. / В 3-х томах.Т.2 Машины и агрегаты сталеплавильных цехов. Учебник для вузов/Целиков А.И.,Полухин П.И.,Гребеник В.М. и др. 2-е изд.перераб. и доп.- М.¡Металлургия, 1988 - 432 с. - С - 257- 261

50. Ya Meng, Brian G. Thomas Heat transfer and solidification model of continuous slab casting: CON1D Текст. // Metallurgical and Materials Transactions B, Vol. 34B, No. 5, Oct., 2003, pp. 685-705.

51. F.M. Najjar, B.G. Thomas and D.E. Hershey: "Numerical study of steady turbulent flow through bifurcated nozzles in continuous casting" Текст. // Metall. Mater. Trans. В (USA), 1995, vol. 26B (4), pp. 749-65.

52. A. Yamauchi, K. Sorimachi, T. Sakuraya and T. Fujii: "Heat Transfer Between Mold and Strand Through Mold Flux Film in Continuous Casting of Steel" Текст. // ISIJ International (Japan), 1993, vol. 33 (1), pp. 140-47.

53. K.C. Mills: "The Performance of Casting Powders" Текст. // Steel Technol. Int., 1994, pp. 161-66.

54. RJ. O'Malley: "Observations of various steady state and dynamic thermal behaviors in a continuous casting mold" Текст. // 82nd Steelmaking Conference, (Chicago, IL, USA), 1999, vol. 82, pp. 13-33.

55. J. Cho, H. Shibata, T. Emi and M. Suzuki: "Thermal resistance at the interface between mold flux film and mold for continuous casting of steels" Текст. // ISIJ International (Japan), 1998, vol. 38 (5), pp. 440-46.

56. M.S. Bhamra, M.G. Charlesworth, S. Wong, D. Sawyers-Villers and A.W. Cramb: "Crystallization of fluxes under varying cooling rates" Текст. // 54th Electric Furnace Conference, (Dallas, Texas, USA), 1996, vol. 54, pp. 55164.

57. C. Orrling, A.W. Cramb, A. Tilliander and Y. Kashiwaya: "Observations of the melting and solidification behavior of mold slags" Текст. // Iron and Steelmaker (USA), 2000, vol. 27 (1), pp. 53-63.

58. Y. Kashiwaya, C.E. Cicutti and A.W. Cramb: "An investigation of the crystallization of a continuous casting mold slag using the single hot thermocouple technique" Текст. // ISIJ International (Japan), 1998, vol. 38 (4), pp. 357-65.

59. B.G. Thomas, G. Li, A. Moitra and D. Habing: "Analysis of Thermal and Mechanical Behavior of Copper Molds during Continuous Casting of Steel Slabs" Текст. // 80th Steelmaking Conference, (Chicago, IL), 1997, vol. 80, pp. 183-201.

60. X. Huang, B.G. Thomas and F.M. Najjar: "Modeling Superheat Removal during Continuous Casting of Steel Slabs" Текст. // Metall. Mater. Trans. В (USA), 1992, vol. 23B (6), pp. 339-56.

61. A. Moitra and B.G. Thomas: "Application of a Thermo-Mechanical Finite Element Model of Steel Shell Behavior in the Continuous Slab Casting Mold" Текст. // 76th Steelmaking Conference, (Dallas, TX), 1993, vol. 76, pp. 65-67.

62. B.G. Thomas: "Mathematical Modeling of the Continuous Slab Casting Mold: a State of the Art Review" Текст. //1991 Steelmaking Conference, 1991, pp. 69-82.

63. B.G. Thomas and L. Zhang: "Mathematical modeling of fluid flow in continuous casting" Текст. // ISIJ International (Japan), 2001, vol. 41 (10), pp. 1181-93.

64. E.A. Mizikar: "Mathematical Heat Transfer Model for Solidification of continuosly Cast Steel Slabs" Текст. // AIME MET SOC TRANS, 1967, vol. 239 (11), pp. 1747-58.

65. J.E. Lait, J.K. Brimacombe and F. Weinberg: "Mathematical Modelling of Heat Flow in the Continuous Casting of Steel" Текст. // ironmaking and Steelmaking, 1974, vol. 1 (2), pp. 90-97.

66. Глинков, Г.М. Теоретические основы автоматического управления металлургическими процессами Текст.: учебное пособие для вузов / Г.М. Глинков, М.Д. Климовицкий М.: Металлургия, 1985. 304 е.: ил.; 22 см. -Библиогр.: С. 304. - 4850 экз.

67. Митин A.C. Автоматическое предупреждение о порывах на выходе кристаллизатора MHJI3 Текст. // Материалы III научно технической конференции ОАО «ОЭМК» / ОАО «ОЭМК». - Старый Оскол, 2010,- С.32-34.

68. Теория автоматического управления Текст. // Под ред. A.B. Нетушила. Учебник для вузов. Изд. 2-е. доп. и перераб. М., «Высшая школа», 1976.-400с.

69. Иващенко H.H. Автоматическое регулирование Текст. // М.: Машиностроение, 1976.

70. Афанасьев В.Н., Колмановский В.Б., Носов В.Р. Математическая теория конструирования систем управления, издание второе, дополненное Текст. //Москва «Высшая школа», 1998.-574с.

71. Иванов, В.А. Математические основы теории автоматического регулирования Текст.: учебное пособие для втузов / В.А. Иванов, B.C. Медведев, Б.К. Чемоданов, A.C. Ющенко, 2-е изд., доп. - М.: Высшая школа, 1977. - 455 е.: нл.

72. Воронов A.A. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость Текст. //М.: Наука, 1979.

73. Красовский H.H. Теория управления движением Текст. // М.: Наука, 1968.

74. Брайсон Д., Хо Ю-ши. Прикладная теория оптимального управления Текст. // М.: Мир, 1972.

75. Бахшиян, Б.Ц. Определение и коррекция движения Текст. / Б.Ц. Бахшиян, P.P. Назиров, П.Е. Эльясберг М.: Наука, 1980.- 360 с.

76. Лукас, В.А. Теория автоматического управления: учебник для вузов. Текст. / В.А. Лукас М.: Недра, 1990. - 416 с.

77. Ротач, В.Я. Теория автоматического управления Текст.: учебник для вузов / В.Я. Ротач, 2-е изд., перераб. доп. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 400 е.: ил.; 22 см. - 1000 экз. - ISBN 5-7046-0924-4

78. Мирошин И.В. Теория автоматического управления. Линейные системы Текст. // СПб.: Питер, 2005.-336с.: ил (Серия «Учебное пособие»),

79. Мирошин И.В. Теория автоматического управления. Нелинейные и оптимальные системы Текст. // СПб.: Питер, 2006.-272с.: ил (Серия «Учебное пособие»).i

80. Барьашин Е.А. Введение в теорию устойчивости Текст. // М.: Наука, 1967.

81. Колмановский В.Б., Носов В.Р. Устойчивость управляемых систем Текст. //М.: Изд. МИЭМ, 1987.

82. Малкин И.Г. Теория устойчивости движения Текст. // М.: Наука,1966.

83. Цыпкин Я.З. Основные теории автоматических систем Текст. // Главная редакция физико математической литературы изд-ва «Наука», М., 1977.-560с.

84. Мелик-Шахназаров A.M., Маркатун М.Г. Цифровые измерительные системы корреляционного типа Текст. // М.: Энергоатомиздат, 1985.

85. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления Текст. // Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1986. - 448с., ил.

86. Митин A.C. Регулятор уровня металла в промковше на основе наблюдателя состояния Текст. // Современная металлургия начала нового тысячелетия: сб. науч. тр. Часть 1. Липецк: Издательство ЛГТУ, 2010. — С.145-149.

87. Кацман М.М. Электрические машины Текст. // М.: Высшая школа,2000.

88. Цыпкин ЯЗ. Теория линейных импульсных систем Текст. // Физматгиз, М., 1963.

89. Джури Е.И. Импульсные системы автоматического регулирования Текст. // Физматгиз, М., 1963.

90. Шубладзе A.M., Гуляев C.B., Малахов В.А. Автоматическая настройка и адаптация в промышленных ПИД регуляторах Текст. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. №13, 2007.

91. Прангишвили, И.В. Основы построения АСУ сложными технологическими процессами Текст. / И.В. Прангишвили, А.А Амбарцумян М.: Энергоатомиздат, 1994. - 304 е.: ил.; 20 см. - 1010 экз. - ISBN 5-28301627-7

92. Ковальчук, Е.Р. Основы автоматизации производства Текст.: учебник для вузов / Е.Р. Ковальчук, М.Г. Косов, В.Г. Митрофанов М.: Машиностроение, 1995. - 312 е.: ил.; 20,5 см. -Библиогр.: С. 309 - 310. - 1000 экз. - ISBN 5-217-02489-5

93. Смирнов А.Н. Теория и практика непрерывного литья заготовок Текст. / А.Н. Смирнов, А.Я. глазков, B.JI. Пилюшенко и др. Донецк: ДонГТУ, ООО "Лебедь"; 2000. -371с.

94. Кашин М., Корнеев К. Средства автоматизации, совместимые с продукцией фирмы Octagon Systems Текст. // Современные технологии автоматизации. 1998. - № 4. - С.8.

95. Аникин A.B., Иерусалимов И.П., Суковатин И.В. Оптический измеритель скорости слитка машины непрерывного литья заготовок Текст. // Современные технологии автоматизации. 2001. - № 4.

96. Шеридан, Т.Б. Системы человек машина. Модели информации, управления и принятия решений человеком - оператором Текст. / Т.Б. Шеридан, У.Р.Феррелл - М.: Машиностроение, 1980. - 400 е.: ил.

97. Иерусалимов И.П., Суковатин И.В. Исследование динамики продвижения слитка МНЛЗ при разливке Текст. // Сталь. 2003. - № 4.

98. Бакан С., Соченко А., Тюрдьо Н. Особенности АСУТП сортовой двухручьевой МНЛЗ Омутинского металлургического завода Текст. // Современные технологии автоматизации. 2010. - № 2.