Введение к работе
Актуальность работы. Развитие горнодобывающей и перераба-ывающей отраслей промышленности влечет за собой необходимость овершенствования технологических процессов при минимизации энер-озатрат. Одним из путей решения энергетической проблемы является спользование энергосберегающих технологий (ЭГТ), исследованию оторых посвящены труды отечественных и зарубежных ученых: В. В. жевского, М. Н. Агошкова, И. Хинта и др. Основное препятствие для асширения области применения ЭГТ представляет сложность их токо-эго обеспечения, так как большинство технологий требуют низко-шьтные источники питания, имеющие большие токи на выходе.
Перспективным направлением проектирования источников пита-ія для энергосберегающих технологий является разработка универ-льных установок с регулируемыми параметрами для различных тех-шогий, обеспечивающих стабильность выходных параметров, устой-вость работы в предельных режимах, широкий диапазон регулирова-я выходных параметров. Решение поставленной задачи может быть стигнуто использованием средств автоматизации в управлении токо-м обеспечением ЭГТ.
Повышенные требования к точности управления и увеличение мерности математических моделей, используемых для формального гсания процессов управления приводят к необходимости применения жретных управляющих систем, основной моделью которых является омат. Синтез конечных автоматов исследован в работах многих оте-твенных и зарубежных ученых: Глушкова В. М., Горбатова В. А., нихова А. Н., Трахтенброта Б. А., Кобринского Н. Е., Лазарева В. Г., іля Е. Н., Варшавского В., Дж. Хартманиса, Р. Стирнза, Д. Ауфен-па, Ф. Хона, 3. Кохави и др.
Наиболее эффективной формой представления дискретных управляющих систем являются графовые модели, широкое применение которых обусловлено высокой степенью формализации и инвариантностью относительно предметной области. Однако возможность нахождения оптимальных проектных решений на основе использования графовой модели в значительной мере зависит от сложности системы. Для дискретных систем промышленной автоматики решение задач оптимизации, как правило, связано с «проклятием размерности», что приводит к необходимости декомпозиции уже на абстрактном уровне проектирования. Декомпозиция системы позволяет ослабить функциональную связность состояний, что, в свою очередь, улучшает технико - экономические показатели. Среди различных способов декомпозиции предпочтение отдается параллельной декомпозиции с общим входом характеризующейся наибольшей универсальностью и быстродействием.
Целью работы является разработка системы управления токовым обеспечением энергосберегающих технологий на основе анализа графовой модели функционирования объектов электроснабжения.
Поставленная цель достигается решением следующих задач:
проведением анализа основных энергосберегающих технологий в горнодобывающей и перерабатывающей отраслях для выявления специфики энергообеспечения каждого процесса и определения основных требований к источникам питания;
нахождением в графовой модели структур (запрещенных фигур), наличие которых не позволяет представить работу системы управления в виде параллельно функционирующих подсистем;
разработкой методов оптимального расщепления выделенных запрещенных фигур.
Методы исследования. При выполнении работы применен комплекс методов, включающий методы оптимизации, использующие-
ся в теории графов, методы математического моделирования на ЭВМ. Методическую основу исследований составила теория характеризаци-онного анализа, предложенная и разработанная В. А. Горбатовым.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
полученными на основе использования аппарата теории графов и характеризационного анализа результатами;
соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований;
работоспособностью и соответствием предъявляемым требованиям технических характеристик основных компонент спроектированной системы;
Научная новизна работы заключается в следующем:
установлена зависимость между свойствами системы управления и параметрами энергосбережения в технологических процессах;
обоснована целесообразность распараллеливания управления энергосберегающими технологиями горнодобывающих и электрохимических процессов;
установлен изоморфизм процедур расщепления запрещенных фигур распараллеливания управления и нахождения СП - разбиений на множестве состояний СЛУ;
дана сравнительная оценка целесообразности гомеоморфного расширения носителя графа автономного функционирования СЛУ и штриховки входного вектора с целью сохранения детерминированности компонент разложения;
даны оценки разложимости и рекомендации по преобразованию к разложимому виду для контуров автономного функционирования с прерывистой общей частью.
Практическая значимость работы состоит:
во внедрении разработанных методов и алгоритмов проектирования систем логического управления в практику автоматизации технологических процессов, позволяющих обеспечить экономию энергетических ресурсов;
в возможности обеспечения контроля за технологическим процессом благодаря автоматизации анализа режимов процесса.
Реализация результатов работы. Полученные результаты внедрены в практику проектирования систем логического управления технологическими процессами на НПК «Югцветметавтоматика».
Разработанные теоретические положения, методы и алгоритмы используются при чтении курса лекций «Дискретная математика», а также в курсовом и дипломном проектировании в СКГТУ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях СКГТУ (1997-1999 г.г.), Международной конференции «Информационная математика, кибернетика, искусственный интеллект в информацио-логии» (г. Москва - г. Владикавказ, 1999г.)
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации 143 стр., в том числе 40 рисунков, 2 таблицы, список литературы из 82 наименований, приложение на 2 стр.
