Задачи, методы и алгоритмы интеллектуальных систем управления (обзор)

Модуль обучения оператора оптимизации уставок

Предложенный метод стратегической и оперативной интеллектуальной оптимизации уставок автоматических регуляторов выполнен в условиях действующей информационно-управляющей системы тракта подготовки и спекания шихты агломашин агломерационного цеха в ЕВРАЗ ЗСМК.
Автоматизированное рабочее место агломератчика должно быть подключено к серверам, с установленной на них подсистемой визуализации процессов, протекающих в агломашине, и оснащено мониторами, клавиатурой и мышь для ввода оптимальных задающих воздействий, то есть уставок на основные целевые переменные (на влажность шихты нижнего и верхнего слоев, на скорость аглоленты, на температуру горна секции № 1 и № 2). Оптимальные значения уставок, формируемых интеллектуальным оптимизатором, выдаются в числовой форме в поле мнемосхемы тракта подготовки и спекания шихты агломашин (рисунок 84). Если оператор- технолог согласен с предлагаемыми значениями уставок, то они автоматически посылаются регуляторам, в противном случае он производит ручной ввод этих значений. Если оператор-технолог принимает свое решение, которое оказывается неверным (неоптимальным), то он штрафуется.
Перед началом работы оператор-технолог AM должен проверить наличие всего оборудования на рабочем месте, и убедиться в его исправности, мониторы должны быть включены. Исправность клавиатуры и мыши можно оценить, выполнив переключение между экранами мнемосхемы, проверить наличие связи рабочего места с управляющими котроллерами. При отсутствии связи на экранах мониторов высвечивается сообщение «нет связи с контроллером», «нет связи с оптимизатором». Операторы-технологи должны следить за всеми изменениями технологии на аглофабрике. Используемый сервер должен поддерживать сетевые технологии, что позволяет своевременно агломератчику получать сведения об изменениях качества агломерата, шихтовых материалов и принимать необходимые меры по изменению режима работы оптимизатора. Это обеспечивается за счет того, что все данные хранятся в оперативной памяти (пользовательской и системной) контроллера.

Рисунок 84 - Экранные формы монитора рабочего места оператора-технолога (агломератчика) ЕВРАЗ ЗСМК
Загрузочные модули с блоками программ и данных, содержащих базовые значения, должны храниться на энергонезависимом модуле памяти. Хранение архивных данных должно быть организовано на рабочих станциях (графики, архивы настроечных параметров и Т.П.).
Для решения задачи стратегической оптимизации на базе физической модели агломерационной машины, в качестве которой предлагается использовать лабораторную агломерационную установку, конкретизированная схема которой представлена на рисунке 85, оператор-технолог должен выполнить оптимизационный эксперимент. Суть эксперимента заключается в покоординатном поиске и в поочередном изменении основных параметров процесса в допустимых диапазонах (например, оптимальное значение влажности определяется путем изменения количества воды, подаваемой на увлажнение шихты).

Рисунок 85 - Схема лабораторной агломерационной установки ЕВРАЗ ЗСМК
Оператор-технолог, занимающийся оптимизационным экспериментом, должен выполнить следующие шаги:
Шаг 1. Последовательно подключить нагнетатели 14 и 15, что позволяет создать разрежение под колосниковой решеткой до 2 МПа. Внутренний диаметр аглочаши 1 равен 205 мм в основании и 223 мм у верхней кромки на высоте 612 мм.
Шаг 2. Смешивать и окомковать шихту в тарельчатом грануляторе типа БС-250 диаметром 1000 мм со скоростью вращения 22 об/мин. Шихту смешивать в течение трех минут, затем увлажнить тонкораспыленной водой из форсунки типа «труба в трубе» и окомковать в течение трех минут.
Шаг 3. Подогреть шихту до необходимой температуры в специальном устройстве электрическим током промышленной частоты. Из подогретой шихты отобрать пробы для определения влажности, химического состава и гранулометрической характеристики. На колосниковую решетку поместить постель, после чего загрузить шихту совком с четырех позиций.
Шаг 4. Приготовить постель и возврат сразу для всех экспериментов по агломерации каждого состава шихты. Спеки дробить до крупности 13 мм, а затем на инерционном грохоте выделить постель фракции 8 -М3 мм, и возврат фракции 0 -М мм. Возврат раз- грохачивать на следующие три фракции: 0 ч- 1 мм, М3 мм, 3 ч- 5 мм, массовое отношение между которыми в каждом эксперименте сохранять постоянным.
Шаг 5. Зажечь шихту газовым горном 7, оборудованном плоскопламенной горелкой типа ГР, работающей на пропане. Время зажигания и дополнительного обогрева во всех экспериментах оставлять неизменным.
Шаг 6. Начало процесса спекания. Воспламенить газовоздушную смесь в зажигательном горне, после чего вывести горн на установленный режим. Затем одновременно подвести зажигательный горн и запустить двигатель нагнетателей. Расход воздуха и пропана на зажигание поддерживать постоянным с помощью ротаметров 18 и 19 соответственно. Измерить температуру зажигания с помощью термопары, введенной через штуцер 5. Вакуумный режим при зажигании регулировать при помощи диафрагмы 9. За начало спекания принять момент запуска электродвигателя нагнетателя. За 15 секунд до окончания времени зажигания плавно вывести процесс на номинальное разрежение. По истечению газового периода устанавить на чашу коническо-цилиндрическую надставку 6 для измерения количество засасываемого в слой воздуха.
Шаг 7. С начала процесса, через каждые 30 сек, в электронной карточке спекания фиксировать температуру в слое с помощью термопар, введенных через штуцеры 2 и температуру отходящих газов с помощью термопары, введенной через штуцер 3. Характер распределения температур в слое и отходящих газов контролировать соответствующими приборами.
Шаг 8. Через каждую минуту фиксировать разрежение под колосниковой решеткой и над слоем по манометру 17 и 22 соответственно. Количество засасываемого в слой воздуха измерить с помощью газового счетчика, подсоединенного напорно- всасывающим рукавом 16 к коническо-цилиндрической подставке 6.
Шаг 9. За окончание процесса спекания считать момент первого отсчета температуры отходящих газов после ее максимального значения.
Шаг 10. Выгрузить спек из чаши, произвести взвешивание, а затем подвергнуть механической обработке в барабане, описанном в ГОСТ 15137-77, в течение двух минут. Затем по выходу фракции более 5 мм от массы спеченного за вычетом массы постели определить выход годного. Выход фракции меньше 5 мм сопоставляли с заданной массой возврата на спекание, определить балансировочный показатель возврата, который служил оценкой правильности выбора режима спекания, механической обработки и расхода топлива. Агломерат фракции более 5 мм подвергнуть испытанию на механическую прочность по ГОСТ 15137-77.
Шаг 11. Для минералогического анализа из агломерата отобрать образцы, принадлежащие к верхней, центральной, периферийной и нижней частям пирога по присущим им признакам.
Шаг 12. Из агломерата и возврата подготовить пробы для химического анализа.