АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОНВЕРТИРОВАНИЯ В ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ. Диплом_Фокина. Группа Дипломная работа Автоматизированная система управления процессом конвертирования в цветной металлургии Пояснительная записка Зав кафедрой
![]()
|
Выводы и постановка задачАнализ процесса конвертирования медных штейнов, практики его ведения и состояния систем контроля и управления процессом, что: существенное влияние на объект управления оказывают: количество и химический состав загружаемого штейна, расход воздуха, количество кварцевого флюса и холодных материалов, продолжительность циклов. Основными показателями, характеризующими эффективность ведения процесса, являются извлечение меди в черновую медь, содержание SO2 в отходящих газах, температура ведения процесса; процесс слабо автоматизирован и оснащен лишь несколькими локальными системами контроля (температуры расплавленного штейна, состава жидкого штейна и шлака по ходу процесса и на выпуске, положения воздушной фурмы и конвертера, времени продувки, мгновенного расхода воздуха) и управления (автоматическая подача исходных материалов в конвертер), а также мало изучен с точки зрения математического моделирования. При этом существующие системы контроля и управления обладают большим запаздыванием, что связано с отбором проб и их анализом. Постановка задач Для повышения эффективности систем управления процессом конвертирования медных штейнов и поддержания технико-экономических показателей на заданном уровне необходимо с использованием информационных технологий разработать модуль контроля и управления процессом конвертирования, который должен выполнять следующие функции: прямой и косвенный контроль параметров процесса конвертирования; обучение персонала, обслуживающего конвертеры; управление процессом конвертирования в режиме «советчика» (расчет управляющих воздействий и выдача рекомендаций по управлению); возможность управления в автоматическом режиме. Для создания данного модуля необходимо решить следующие задачи: разработать структуру и алгоритм работы модуля контроля и управления процессом конвертирования медных штейнов; разработать элемент модуля контроля и управления – информационно-измерительную систему, позволяющую вести оперативный контроль за ходом процесса конвертирования и получать информацию об основных технологических параметрах. 2 Моделирование процесса конвертирования |
| СизвCu = 0.099Gшт + 93.162; | (2.1) |
r = 0.995; Q = 1.42110-14;
СизвCu от расхода воздуха:
| СизвCu = 0.0035Gв + 94.796; | (2.2) |
r = 0.9553; Q = 0.012;
СизвCu от количества SiO2:
| СизвCu = 91.067(GSiO2)2 + 56.881GSiO2 + 82.988; | (2.3) |
= 0.994; Q = 0.003;
СизвCu от температуры процесса:
| СизвCu = 0.000313Т2 + 0.8116Т 434.9; | (2.4) |
= 0.9948; Q = 0.71;
СизвCu от содержания меди в штейне:
| СизвCu = 0.0014(GCuшт)3 – 0.1299(GCuшт)2 + 4.2532GCuшт + 47.748; | (2.5) |
= 0.9938; Q = 0.36;
СизвCu от содержания цинка в штейне:
| СизвCu = 1.1893CZnшт + 98.545; | (2.6) |
r = 0.98; Q = 0.001;
СизвCu от продолжительности цикла:
| СизвCu = 0.3228tц + 95.565; | (2.7) |
r = 0.9789; Q = 0.003.
Зависимости содержания SO2 в отходящих газах
![](1135326_html_1fd4f76847bcf296.gif)
![](1135326_html_1fd4f76847bcf296.gif)
| ![]() | (2.8) |
r = 0.9768; Q = 0.1;
![](1135326_html_1fd4f76847bcf296.gif)
| ![]() | (2.9) |
r = 0.989; Q = 0.1;
![](1135326_html_1fd4f76847bcf296.gif)
| ![]() | (2.10) |
= 0.9984; Q = 0.33;
![](1135326_html_1fd4f76847bcf296.gif)
| ![]() | (2.11) |
= 0.9971; Q = 0.10;
![](1135326_html_1fd4f76847bcf296.gif)
| ![]() | (2.12) |
r = 1; Q = 0.02;
![](1135326_html_1fd4f76847bcf296.gif)
| ![]() | (2.13) |
= 0.9963; Q = 0.24,
где r – коэффициент корреляции;
– корреляционное отношение;
Q – суммарная ошибка моделирования.
Результаты корреляционного и регрессионного анализа показывают, что коэффициенты корреляции r и корреляционные отношения близки к единице, а ошибки моделей не превышают 1%, что говорит об адекватности моделей.
Практический интерес представляет обобщенная математическая модель зависимости извлечения меди (СизвCu) в черновую медь и процентного содержания SO2 в отходящих газах (
![](1135326_html_1fd4f76847bcf296.gif)
| СизвCu = f(ССuшт, СZnшт, Gшт, Gв, GSiO2, Т, tц), ![]() | (2.14) |
А так же, найденные многопараметрические математические модели следующего вида:
| ![]() | (2.15) |
где Y – выходные параметры, по которым производится оценка эффективности ведения процесса: извлечение меди в черновую медь (СизвCu), содержание SO2 в отходящих газах (
![](1135326_html_1fd4f76847bcf296.gif)
xi – входные и управляющие параметры, воздействующие на процесс: количество (Gшт) и химический состав (CCuшт, CZnшт) загружаемого штейна, расход воздуха (Gв) и флюса (GSiO2), температура (Т), продолжительность циклов (tц);
aij, bi – коэффициенты математической модели, определенные из парных регрессионных зависимостей;
i = 1, 2 …n – номер параметра;
j = 1, 2 …m – степень полиномиальной модели.
| СизвCu = 0.25(-0.0035Gв + 94.796) + + 0.2(0.0014(CCuшт)3 – 0,1299(CCuшт)2 + 4.2532CCuшт + 42.748) + + 0.1(-1.1893CZnшт + 98.545) + 0.05(-0.099Gшт + 93.162) + + 0.15(-91.067(GSiO2)2 + 56.881GSiO2 + 82.988) + + 0.2(-0.000313Т2 + 0.8116Т434.9) + 0.05(-0.3228tц + 95.565) | (2.16) |
| ![]() + 0.02(-0.0313CZnшт + 12.313) + 0.2·(0.0068Gв + 7.72) + + 0.3(-0.0007(Gшт)2 + 0.15Gшт + 9.5234) + + 0.2(-0.00015Т2 + 0.39Т – 239) + + 0.13(-0.0024tц2 + 0.2636tц + 7.8911) | (2.17) |
Особенностью этих моделей (2.16, 2.17) является то, что они позволяют в интерактивном режиме исследовать влияние управляющих воздействий на выходные показатели процесса без учета инерционности объекта и в случае необходимости управлять процессом путем оперативного изменения параметров.
Еще одним параметром, который должен находиться в рабочих пределах по ходу процесса, является температура в конвертере. Ее обычно поддерживают в пределах 1280 ÷ 1320°С в первом периоде и в диапазона
1240 ÷ 1280°С во втором периоде.