Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время возрастающие требования к интенсификации металлургических процессов и качеству получаемых продуктов обусловливают необходимость дальнейшего совершенствования систем управления технологическими процессами.
Большинство гидрометаллургических процессов представляют собой сложные динамические процессы, характеризующиеся последовательными и параллельными соединениями аппаратов, рециклами, значительными запаздываниями в прямых и обратных цепях, большими внутренними возмущениями.
Технологический процесс выщелачивать цинковых огарков относится к сложным и многофакторным объектам управления с иерархической структурой организации. Практически управление процессом осуществляется в условиях неопределенности, вызванной сложностью технологической схемы, использованием многообразного типового и специализированного оборудования, наличием прямых и оборотных материальных потоков.
Управление взаимосвязанными технологическими процессами, характеризующимися непрерывным и периодическим режимами работы, пред-:тавляют собой определенные трудности. К таким объектам относится процесс выщелачивания цинкового огарка и сгущения, которые можно рассматривать совместно как технологический комплекс «выщелачивание - сгуще-me».
Отсутствие достаточно полного анализа связей между операциями іроцесса выщелачивания привело к тому, что существующие системы 'правления имеют ограниченную область применения, что в значительно нижает эффективность функционирования процесса в целом и не обеспечи-ает оптимальное управление им.
Вследствие этого исследование технологического комплекса «выщелачивание - сгущение» цинковых огарков представляет собой актуальную задачу.
Основной целью работы является разработка и теоретическое исследование математических моделей непрерывно-периодического комплекса «выщелачивание - сгущение» с целью его оптимизации и разработки системы управления. Поставленная цель достигается решением следующих задач:
декомпозиция технологического комплекса «выщелачивание -сгущение» с целью определения уровней и объектов;
разработка математических моделей непрерывно-периодического комплекса в целом и объектов каждого уровня его иерархической структуры с целью построения системы оптимального управления;
разработка алгоритмов управления отдельными технологическими объектами непрерывно-периодического комплекса «выщелачивание - сгущение»;
разработка оптимизационной структуры системы управления комплексом «выщелачивание - сгущение».
Методы исследования. При выполнении работы использовался комплекс методов, включающий теорию больших систем управления, теорию графов, теорию дуального управления, методы математического программирования.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются использованием результатов промышленных исследований, возможностью внедрения научных положений и рекомендаций на промышленных предприятиях цветной металлургии и использованием полученных результатов в учебном процессе.
Научная новизна работы заключается в следующем:
предложена методика исследования непрерывно-периодических комплексов на примере технологического комплекса "выщелачивание - сгущение";
построены топологические модели непрерывно-периодического комплекса "выщелачивание - сгущение1', отражающие характер и особенности его технологических связей;
получены топологические модели непрерывно-периодического комплекса "выщелачивание - сгущение", его основных операций, характеризующие функциональные связи между переменными их символических моделей и учитывающие параметрическое взаимовлияние операций;
предложена методика определения полного коэффициента функциональной связи с использованием теории графов;
разработана математическая модель процесса выщелачивания, позволяющая контролировать ведение процесса и прогнозировать величину извлечения в раствор основного компонента;
предложен алгоритм оптимального управления подсистемами кислого и нейтрального выщелачивания с использованием косвенных показателей;
- операция сгущения представлена как объект логического управления,
зазработано формализованное задание и процедурная модель ее функциони-
эовання.
Практическая значимость работы состоит:
- в том, что функционирование комплекса "выщелачивание - сгущение"
, учетом оптимального времени выполнения операций позволяет получить
ущественный "кономический эффею "за счет повышения производится ьно-
ти комплекса и снижения себестоимости получаемого полупродукта;
- в применении разработанной методики исследования и синтеза систем
птимального управления дискретно-непрерывными комплексами при про-
ктировании и внедрении систем управления выщелачивательным переделом
на заводе «Электроцинк», что обеспечит получение экономического эффекта ориентировочно 80 тыс. руб. в год;
- в возможности использования полученных результатов для создания оптимальных систем управления другими металлургическими комплексами.
Реализация результатов работы. На основе результатов, полученных в работе, разработана система оптимального управления непрерывно-дискретным комплексом «выщелачивание - сгущение», разработана методика исследование непрерывно - дискретных комплексов, которые внедрены на АО «Электроцинк» и в учебном процессе.
Апробация работы. Положения диссертационной работы доложены автором и обсуждены на научно-технических конференциях Северо-Кавказского государственного технологического университета (Владикавказ) в 1997-2000 г.г.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 5-й печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 260 наименований, 27 рисунков, 14 таблиц, 3 приложений. Основная часть работы изложена на 185 стр. текста, выполненного с применением печатающих и графических устройств вывода ЭВМ.
Похожие диссертации на Разработка и исследование оптимизационной системы управления технологическим комплексом "выщелачивание - сгущение" : На примере гидрометаллургического производства цинка
