Сравнение моделей статического управления


Дата добавления: 2014-05-29 | Просмотров: 1331


<== предыдущая страница | Следующая страница ==>

  s, ºС sсм, %
1. Балансовый (ф-хим.) 23,6 0,083
2. Статистический 21,2 0,078
3. Эмпирический 19,7 0,072
4. Ручное управление 25,9 0,093

 

Анализ статических моделей кислородно-конвертерного процесса показывает, что преимущество следует отдать сравнительно простым балансово - статистическим моделям вида:

 

Uі = ∑ aj х + ао ; где:

 

i € Gч, Gв, Gпш, Gв-к, Vд, Iд, Gл, Hф;

j € Cч, Mnч, Siч, Pч, tч, Cм, Mnм, Sм, Bшл, (FeО)шл, Nплавки;

Uі - величина управляющего воздействия;

Х - параметры (начальные, заданные, дутья);

aj - коэффициенты (балансовые, статистические, эмпирические);

ао - свободный член.

 

Для повышения точности расчетов целесообразно использовать элементы адаптации модели. Лучшие результаты получают при нахождении новых значений свободных членов уравнений ао по результатам проведенных плавок (не больше 5 предыдущих плавок) и периодической адаптации других коэффициентов путем статистического анализа большого количества проведенных плавок.

Анализ колебаний свободных членов уравнений относительно линии дрейфа показывает, что эти колебания в основном вызваны изменениями неконтролируемых параметров плавок: количества миксерного шлака, который попадает в конвертер, течи фурмы (кессона), загрязнения лома, колебания давления кислорода и т.п.

Поэтому при проведении адаптации предлагается определить причину, которая вызвала колебание коэффициентов модели, найденных путем обратных расчетов по фактическим результатам плавок, а потом решать вопрос о целесообразности проведения адаптации свободных членов моделей.

В алгоритмах управления в ККЦ объединение «Северсталь» предусмотрена возможность использования разных моделей управления в зависимости от качества лома (6 сортов) и массы миксерного шлака.

В этих алгоритмах статического управления задействовано 50 вариантов «масок» в режиме управления от УВК в зависимости от изменений контролируемых переменных процесса.

 

Метрологическая оценка информации, используемой в статических подсистемах АСУТП в кислородных конвертерах

 

Точность расчета управляющих влияний или конечных параметров конвертерной плавки определяется, кроме адекватности принятого алгоритма, также ошибками измерений отдельных сменных процесса.

Расчет возможных ошибок определения tм и См при существующих в это время погрешностях измерительных приборов наведений в таблице.

 

Входной параметр Среднее значение sизмерения s, ºС sСм, %
Масса, т  
¾ чугуна 0,17 0,88 0,01
¾ лома 0,17 1,6 0,00005
¾ руды 0,05 1,9 0,01
¾ извести 0,05 0,85 -
¾ плавикового шпата 0,3 0,015 0,26 -
Содержание в чугуне, %  
¾ углерода 4,5 0,06 3,68 0,07
¾ кремния 0,7 0,02 4,3 0,02
¾ марганца 0,8 0,02 0,7 0,005
¾ фосфора 0,1 0,005 1,1 0,005
Температура чугуна, ºС 5,6 -
Количество дутья, м3 5,2 0,08
Чистота кислорода, % 0,17 - 0,01

 

Анализ этой таблицы показывает, что ожидаемая ошибка tм довольно мала (8,5°С), тогда как ошибка в расчетах См недопустимо большая (0,11%). Наибольший взнос в ошибку прогнозирования tм вносят ошибки измерения температуры чугуна (43,3%), содержания в нем кремния (25%) и углерода (18,5%), количества дутья на процесс.

Что же касается ошибки в прогнозировании содержания углерода в металле, то она почти целиком определяется ошибками измерения количества кислорода (54,3%) и содержания углерода в чугуне (38,7 %).

Значительное влияние точности измерения содержания углерода в чугуне требует серьезного улучшения приборов для экспрессного анализа состава чугуна, который характеризуется большими колебаниями.

Содержание углерода в передельном чугуне, как правило, не определяется и даже не предусмотрено стандартами. Только в последнее время на ряде заводов установлены спектральные автоматы - квантометры.

 

Точность квантометра «Поливак» по данным ЦНИИЧМ

 

Элемент С Si Mn S P
Концентрация в эталоне, %   3,8   0,8   1,0   0,04   0,09
sс относительная,%   1,5   1,0   1,0   1,5   1,5
           

 

При работе с миксерными пробами в заводских условиях точность анализа заметно ухудшается из-за выделения углерода в виде графита при остывании пробы чугуна. Необходимо принимать меры, которые подавляют выделение графита.

Особого внимания требует повышения точности измерения расхода кислорода и его чистоты.

Существующие измерители расхода кислорода с коррекцией по температуре и давлению дают суммарную предельную ошибку до 2,5%, что эквивалентно среднеквадратическому отклонению s = 67 м3.

Как видно из таблицы, это приводит к ошибке прогнозирования См с величиной sс » 0,08%. Точность измерения расхода и суммарного количества кислорода должна быть увеличена в несколько раз.

 

Практика показывает, что эффективность статического управления в значительной степени зависит от стандартизации шихты. Чем выше уровень стандартизации шихты, тем выше эффективность автоматизированного статического управления по сравнению с обычным ручным управлением без применения математических моделей и УВК.

Это объясняется тем, что опытный оператор, в отличие от УВК, имеет возможность в какой-то степени оценить и скорректировать влияние помех, наблюдая за ходом процесса.

Подбивая итог анализу моделей и систем статического управления кислородно-конвертерным процессом, можно сказать, что такое управление с точки зрения ТАУ является управлением по возмущениям.

Для эффективной реализации этого способа необходимо контролировать с высокой степенью точности все возмущения, которые действуют на процесс, что в принципе невозможно. Во-вторых, необходимо иметь адекватные алгоритмы отработки этих возмущений. Построение такого алгоритма также представляется невозможным из-за чрезвычайной сложности физико-химических и тепловых процессов в конвертере.

В этих условиях статическое управление можно, очевидно, рассматривать как средство, которое позволяет избежать грубых просчетов в шихтовке (основное управляющее воздействие) с тем, чтобы вывести плавку на необходимую траекторию и минимизировать количество «горячих» и особенно нежелательных «холодных» плавок.

Для получения стали с заданными параметрами статическое управление нужно дополнить управлением динамическим.

В реальных условиях ККЦ динамическое управление реализуется оператором без автоматики по результатам некоторых измерений и главным образом, по косвенными признакам (вид пламени, вид искр, шум конвертера, выбросы) а так же на основании собственного опыта.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |

При использовании материала ссылка на сайт Конспекта.Нет обязательна! (0.049 сек.)