Введение к работе
Актуальность темы. Республика Казахстан находится на пороге сложных социально-экономических преобразований. Перевод экономики республики на рыночные отношения ставит перед наукой управления широкий спектр трудных и малоисследованных проблем на разных уровнях управления народным хозяйством.
Среди важнейших направлений научно-технического прогресса Республики Казахстан, ключевым является информатизация общества. Информатизация - это процесс, охватывающий все сферы деятельности, все отрасли материального производства и отрасли, обеспечивающие необходимый стандарт жизни.
Современное медеплавильное производство Республики Казахстан является важной подотраслью цветной металлургии. Для него характерны большие номенклатура и объем перерабатываемого сырья и выпускаемой продукции, значительное количество отходящих металлургических газов, содержащих ценные соединения меди, свинца, рения и серы.
В связи с этим в условиях интенсификации производства актуальны задачи, сокращения производственных и энергетических потерь, утилизации отходящих газов, что способствует решению задач комплексного использования сырья и охраны окружающей среды. Одним из основных направлений решения этих задач является создание автоматизированной системы оперативного управления технологическим комплексом отбора, транспорта, очистки и утилизации отходящих газов медеплавильного производства.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование, разработка, и внедрение системы оперативного управления газовым трактом медеплавильного производства.
Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:
исследования газового тракта как объекта управления;
структуризации задач управления технологическим комплексом газового тракта;
-разработки системы математических моделей газового тракта включающей три типа моделей: модель элементов ГТ, модель топологической структуры газового тракта и семиотическая модель принятия управленческих решений, используемых на различных уровнях управления технологическим комплексом;
-разработки алгоритма структурной идентификации газового тракта, позволяющего учесть изменение состояния элементов и топологическую структуру ГТ;
-аналіиа структуры ГТ, включающей определение структурно-топологических характеристик и признаков управляемости газового тракта;
-синтеза структуры газового тракта, для решения которой предложена двухуровневая иерархическая система управления;
-разработки алгоритмов оперативного управления по выбору структуры основных агрегатов газового тракта, а также алгоритма согласования и распределения газового потока для заданной структуры объекта управления ;
-разработки программного обеспечения автоматизированной системы управления на базе предложенных алгоритмов;
-внедрения разработанной системы оперативного управления на конкретном предприятии цветной металлургии.
Методы исследований. Методы исследований базируются, на использовании результатов теоретических и экспериментальных исследований газового тракта, в основу которого положены методы, математического и имитационного моделирования, идентификации структуры, параметров и состояния объекта управления и методы принятия управленческих решений на основе семиотических моделей.
Научную новизну работы определяют следующие результаты:
-предложен новый подход к структуризации задач управления сложными объектами;
-предложен метод и алгоритм реконфигурации структуры действующего газового тракта с использованием семиотической модели принятия решений;
-разработана методика идентификации газового тракта, связанная с оценкой структуры, параметров и состояния объекта управления;
-разработана комплексная модель ГТ, на основе которой получены новые результаты и рекомендации по режимным параметрам;
-впервые поставлена и решена задача управления газовым трактом как объекта с переменной структурой.
Достоверность научных положений подтверждена:
-экспериментальными исследованиями разработанной системы в промышленных условиях;
- разработкой и внедрением новых, эффективных методов и моделей управления газовым
трактом;
-апробацией основных положений работы на Всесоюзных и Республиканских научных конференциях и семинарах с положительными рецензиями на научные статьи,
- результатами промышленных испытаний и внедрения системы на ведущем комбинате
цветной металлургии республики АО «Казахмыс»
Практическая ценность и внедрение результатов работы. Результаты диссертации по разработке и применению алгоритмов и моделей технологических процессов газового тракта использованы на Жезказганском медеплавильном заводе при создании АСУ 111 газового тракта и пылеулавливания и, как показали результаты внедрения, система позволяет увеличить извлечение ценных компонентов из газа, повысить межремонтную кампанию агрегатов. Разработанная система, в 1986 году внедрена в виде программного комплекса, реализованного на алгоритмическом языке ФОРТАН-IV для СМ-2М и ТВСО-1634 Жезказганском медеплавильном заводе и эксплуатируется по сей день с годовым экономическим эффектом 250.0 тыс. тенге ежегодно, что подтверждает практическую ценность и достоверность выдвигаемых научных положений.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены на: X Всесоюзном научно-техническом совещании (Алма-Ата, 7-9 сентября 1983 г.); Республиканском научно-практическом совещании 'Применение микропроцессорных средств для автоматизации технологических процессов в цветной металлургии' (Жезказган, сентябрь 1986 г.); Всесоюзном семинаре 'Моделирование, идентификация, синтез систем управления в химических и химико-металлургических производствах' (Киев, 4-7 сентября 1988 г.); Всесоюзном научно-техническом совещании 'Состояние и переспективы автоматизации производственных процессов цветной металлургии' (Орджонкидзе, 18-22 сентября, 1989 г.); Республиканской межотраслевой научно-технической конференции 'Проблемы, опыт создания и использования средств контроля и АСУ ТП в техническом переворужении производства' (Караганда, сентябрь, 1989 г.);Научно-технической конференции аспирантов и молодых ученых института (Алма-Ата, 12-13 апреля 1990 г.); Всесоюзном научно-практическом семинаре 'Автоматизация технологических процессов в химической промышленности' (Челябинск, 1990 г.); Республиканской научно-практической конференции 'Состояние разработки и проблемы внедрения прогрессивных технологий добычи и переработки рудного сырья' (Алматы, 25-27 апреля 1995 г).
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 19 печатных работ, в том числе 3 авторских свидетельств.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 157 страницах, включая 12 рисунок и б таблиц.