Совершенствование системы управления несимметричным нагревом непрерывнолитых заготовок в методических печах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Ахметов, Тимур Уралович

  • Ахметов, Тимур Уралович
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2017, Магнитогорск
  • Специальность ВАК РФ05.13.06
  • Количество страниц 140
Ахметов, Тимур Уралович. Совершенствование системы управления несимметричным нагревом непрерывнолитых заготовок в методических печах: дис. кандидат технических наук: 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям). Магнитогорск. 2017. 140 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ахметов, Тимур Уралович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Анализ систем автоматизированного управления процессом нагрева металла в методических печах проходного типа

1.1 Описание методической проходной печи как объекта автоматического управления

1.2 Характеристика систем автоматизированного управления тепловым режимом нагревательных печей

1.3 Пути уменьшения непроизводительных потерь тепла в нижних зонах методических печей

1.4 Цели и задачи работы

Глава 2. Математическое обеспечение системы автоматического управления несимметричного нагрева непрерывнолитых заготовок в печах проходного типа

2.1 Математическое описание процесса теплового состояния заготовок при нагреве в проходной методической печи

2.2 Методика определения топливосберегающей траектории управляющего воздействия при несимметричном нагреве заготовок в проходной методической печи

2.3 Структурная схема системы автоматического управления несимметричным нагревом заготовок в проходной методической печи

2.4 Структурная схема блока определения тепловых нагрузок в зонах проходной методической печи

2.5 Выводы по главе 2

Глава 3. Структура автоматической системы управления несимметричным нагревом металла в проходной методической печи

3.1 Алгоритмы функционирования блоков системы автоматического управления несимметричным нагревом заготовок в проходной методической печи

3.1.1 Алгоритм распределения температуры греющей среды в зонах

печи

3.1.2 Алгоритм определения теплового состояния заготовок при нагреве в проходной методической печи

3.1.3 Алгоритм определения пространственной координаты заготовки при ее перемещении в проходной методической печи

3.1.4 Алгоритм определения тепловых нагрузок в рабочих зонах проходной методической печи

3.2 Информационное обеспечение автоматизированного управления нагревом в методических печах проходного типа

3.3 Интерфейсные решения программного обеспечения в системе управления нагревом заготовок в методической печи проходного типа

3.4 Результаты вычислительного эксперимента при моделировании

топливосберегающей работы автоматизированной системы управления

нагревом металла в методической печи проходного типа

3.5 Выводы по главе 3

Глава 4. Результаты исследования топливосберегающей системы управления процессом сжигания топлива в рабочем пространстве нагревательной печи

4.1 Схема системы автоматического управления процессом сжигания топлива в методической печи проходного типа

4.2 Результаты выбора температурного параметра для оптимизации управления процессом сжигания топлива в рабочем пространстве методической печи проходного типа

4.3 Принцип функционирования двухконтурной системы автоматической оптимизации управления процессом сжигания топлива в рабочем пространстве методической печи

4.4 Реализация помехоустойчивого оптимизирующего алгоритма управления процессом сжигания топлива

4.5 Результаты использования температуры поверхности нагреваемых заготовок для повышения оперативности и эффективности топливосберегающего управления нагревом непрерывнолитых слябовых

заготовок

4.6 Выводы по главе 4

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

Приложение Б

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», 05.13.06 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование системы управления несимметричным нагревом непрерывнолитых заготовок в методических печах»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Производство листового проката на станах горячего проката, является одним из сложнейших процессов металлургического производства. При реализации программ в оборонной, судостроительной и трубных отраслях промышленного производства, потребляющих широкополосный горячекатаный листовой прокат из специальных труднодеформируемых марок сталей, на первый план выдвигаются требования к качеству готового проката. Качество готового листового проката обеспечивается выполнением требований к технологии на каждом этапе металлургического производства, включая нагрев заготовок в методических печах перед обработкой давлением. Высокая энергоемкость производственных участков нагрева заготовок перед обработкой давлением в методических печах требует реализации топливосберегающих режимов нагрева, которые предъявляют для автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУТП) повышенные требования к информационному и математическому обеспечению процесса.

Современные высокопроизводительные прокатные станы работают в нестационарных режимах. Более 20% потребляемого топлива в металлургическом производстве затрачивается на нагрев металла. Расход топлива на нагрев непрерывнолитых слябовых заготовок перед обработкой давлением на отечественных широкополосных станах горячей прокатки на 20-40% больше, чем на аналогичных зарубежных агрегатах. Поэтому рассматриваемые в диссертационной работе теоретические и практические решения по снижению удельного расхода условного топлива при нагреве металла являются актуальными и практически значимыми.

Исследованию энергосберегающего оптимального управления тепловым режимом методических печей, как сложных объектов с распределенными параметрами, посвящены работы А.Г. Бутковского, М.Д. Климовицкого, В.Г. Лисиенко, В.А. Маковского, С.А. Малого, В.И. Панферова, В.М. Рябкова

и др. В известных работах основное внимание уделено вопросам формирования условий распределения тепловых нагрузок по зонам нагрева в основном при стационарных условиях работы методических печей при симметричном нагреве металла без учета взаимовлияния на процесс зон нагрева и условий оптимального управления процессом сжигания топлива.

Анализ конструкции методической печи проходного типа как объекта автоматизации показал ее сложность и возможность совершенствования системы автоматизированного управления нагревом металла. Однако до настоящего времени остаются нерешенными проблемы:

- отсутствие решений, позволяющих теоретически обосновать возможность работы методической печи в режиме топливосберегающего оптимального управления при нестационарной работе прокатного стана;

- отсутствие способов и методик построения систем автоматической оптимизации управления режимами работы методической печи, обеспечивающие минимальные тепловые потери в нижних зонах печи;

- отсутствие информации об обоснованном снижении подачи топлива в нижние зоны с целью минимизации общих затрат топлива на нагрев непре-рывнолитых заготовок в условиях нестационарных режимов работы методических печей.

Учитывая выявленные проблемы в управлении режимами нагрева заготовок в проходной методической печи, определена цель диссертационного исследования - снижение расхода топлива в нижних зонах методической печи проходного типа при нагреве непрерывнолитых заготовок на основе управления с несимметричным распределением топлива между верхними и нижними зонами нагрева.

Для достижения поставленной цели в работе решены задачи:

1) анализ методической печи проходного типа как объекта автоматического управления, традиционных способов и режимов нагрева непрерывно-литых заготовок, а также обоснование разработки системы автоматического управления, способной обеспечить минимальные тепловые потери;

2) разработка математического обеспечения для описания теплового состояния заготовки при нагреве в методической печи проходного типа для дальнейшего его использования в структуре системы автоматического управления несимметричным нагревом заготовок;

3) разработка структуры системы автоматического управления несимметричным нагревом заготовок, включающей комплекс алгоритмов управления, состав информационного обеспечения и интерфейсные решения для программного обеспечения;

4) разработка помехоустойчивого алгоритма управления процессом сжигания топлива в зонах методической печи проходного типа;

5) проведение вычислительного эксперимента для исследования эффективности топливосберегающего управления нагревом непрерывнолитых заготовок с несимметричным распределением топлива.

Объектом исследования в работе является система управления нагревом заготовок в методической печи проходного типа.

Предметом исследования являются информационное, математическое и программное обеспечение многоуровневой системы автоматизированного и топливосберегающего оптимального управления нагревом в условиях несимметричного распределения топлива по верхним и нижним зонам печи.

Методы исследования. В диссертационной работе проведены исследования с использованием методов: математического моделирования; теории теплопроводности; теории оптимального управления; динамической поисковой оптимизации управления технологическими процессами.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1) разработана математическая модель несимметричного топливосбе-регающего управления режимом нагрева непрерывнолитых заготовок, отличающаяся от ранее известных использованием принципа максимума Л.С. Понтрягина в условиях нестационарного режима работы печей с учетом технологических ограничений;

2) разработана структурная схема системы автоматического управления несимметричным нагревом заготовок в проходной методической печи, содержащая комплекс взаимосвязанных алгоритмов для описания процессов: распределения температур греющей среды, теплового состояния заготовки, определения пространственной координаты заготовки по длине печи и определения тепловых нагрузок в рабочих зонах печи;

3) предложен помехоустойчивый алгоритм топливосберегающего управления процессом сжигания топлива в условиях нестационарного режима работы печи, отличающийся от ранее известных исключением вмешательства технологического персонала и периодического поискового режима.

Достоверность научных результатов. Научные положения, теоретические выводы и практические рекомендации, включенные в диссертацию, обоснованы и подтверждены математическими доказательствами и сопоставлением результатов вычислительного эксперимента с результатами промышленного исследования.

Практическая значимость работы заключается в разработке алгоритмов и программных модулей для визуализации и моделирования управления нагревом заготовок в методических печах проходного типа. Алгоритмы и программное обеспечение системы автоматического управления опробованы в ЗАО «КонсОМ», а также учебном процессе ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Значимость разработанных технических решений подтверждена свидетельством о регистрации программы для ЭВМ. Технические решения для трех отечественных типов методических печей по использованию близких к топливосбе-регающим режимам нагрева позволили уменьшить затраты топлива на нагрев от 3 до 4% без ухудшения качества нагрева.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) математическое обеспечение для описания теплового состояния заготовки при нагреве в методической печи проходного типа для дальнейшего

его использования в структуре системы автоматического управления несимметричным нагревом заготовок;

2) комплекс алгоритмов в структурной схеме системы автоматического управления несимметричным нагревом заготовок в проходной методической печи для описания процессов: распределения температур греющей среды, теплового состояния заготовки, определения пространственной координаты печи и определения тепловых нагрузок в рабочих зонах печи;

3) методика определения траектории управляющего воздействия при несимметричном нагреве заготовок в проходной методической печи;

4) принцип функционирования двухконтурной системы автоматической управления процессом сжигания топлива в рабочем пространстве методической печи в нестационарных условиях работы, выполняющей быстрое изменение требуемого значения расхода воздуха и точную настройку процесса сжигания топлива.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались, обсуждались и были одобрены на международных научных конференциях: «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-техноло-гии» (Оренбург, 2013); «Автоматизация и управление технологическими и производственными процессами» (Уфа, 2013) и «Тенденции развития науки и образовании» (Смоленск, 2016).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 6 научных статей в изданиях из Перечня ВАК, 1 монография, 19 статей в сборниках научных трудов и журналах, получено 1 свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 97 наименований, приложений. Объём диссертации составляет 140 страниц текста, 2 таблицы, 47 иллюстраций. В приложениях приведены акты использования результатов.

В первой главе приведены результаты анализа конструкции методической печи проходного типа как сложного объекта автоматического управле-

ния. Анализ позволил выявить основные недостатки управления тепловым режимом путем стабилизации температуры рабочего пространства печи в каждой зоне при отсутствии межзонной температурной взаимосвязи. Анализ структурной схемы АСУ ТП нагрева заготовок в условиях ОАО «Магнитогорский металлургической комбинат» показал возможность ее совершенствования и использования в качестве управляющего воздействия температуры поверхности заготовки.

Во второй главе представлено математическое описание тепловых процессов при нагреве заготовки. Выполнено построение математической модели теплового состояния заготовки, в которой введен коэффициент несимметричности нагрева. Предложена структурная схема автоматического управления несимметричным нагревом заготовок, включающая пять взаимосвязанных информационных блоков.

В третьей главе подробно представлены алгоритмов функционирования каждого блока системы автоматического управления: определение координат положения заготовки, определение распределения температуры по зонам печи, определение теплового состояния заготовки, определение тепловых нагрузок по зонам печи.

В четвертой главе приводятся результаты вычислительного эксперимента, проведенного на основе системы математического моделирования. Предложен принцип функционирования двухконтурной системы автоматической оптимизации и описание реализации помехоустойчивого оптимизирующего алгоритма управления сжигания топлива в методической печи. Показано, что использование предлагаемых топливосберегающих режимов нагрева даже при частичной аналоговой их реализации позволяет уменьшить удельный расход условного топлива на 4-5%.

В заключении приведены перспективные направления развития исследования, основные результаты и выводы по работе.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СИСТЕМ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАГРЕВА МЕТАЛЛА В МЕТОДИЧЕСКИХ ПЕЧАХ ПРОХОДНОГО ТИПА

Производство горячекатаного широкополосного листового проката осуществляется на листопрокатных станах, включающих методические печи, прокатный стан с черновыми и чистовыми группами клетей, технологическую линию охлаждения, смотки металла в рулон и уборки готовой продукции. Используемые в листопрокатном производстве методические печи относятся к печам проходного типа. Печи характеризуются высокой производительностью, возможностью одновременного нагрева заготовок различных марок стали и способностью обеспечить работу стана при нестационарных режимах его работы [1].

1.1 Описание методической проходной печи как объекта автоматического управления

Методические печи - это металлургические агрегаты, предназначенные для предварительного нагрева заготовок для перехода на стадию обработки металла давлением. Методические печи имеют рабочее пространство, в котором осуществляется сжигание топлива и нагрев металла, перемещающегося от входа к выходу из рабочего пространства навстречу продуктам сгорания. Схема устройства методической печи приведена на рисунке 1.1.

Подлежащие нагреву заготовки поступают по рольгангу к загрузочному окну и с помощью толкателя подаются в печь. С использованием системы подвижных балок заготовки перемещаются вдоль рабочего пространства. Одновременно с посадом очередной заготовки на приемный рольганг стана выдается из печи нагретая заготовка.

Рабочее пространство печи конструкционно разделено на зоны: методическая зона - 0; верхняя и нижняя зоны, среди которых сварочные - 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8; томильная - 9 и 10 (рисунок 1.1). Все зоны кроме методической отапливаются путем подачи газа через горелки. Продукты сгорания движутся навстречу металлу, отдавая ему значительную часть тепла. Из методической зоны продукты сгорания поступают в рекуператор, где нагревают воздух, подаваемый для сжигания газа в отапливаемых зонах. Остывшие продукты сгорания далее поступают в паровые котлы-утилизаторы и из них в дымовую трубу.

Рисунок 1.1 - Схема устройства современной методической печи

Основным контролируемым параметром, используемым в существующих системах автоматического управления тепловым режимом, является «температура рабочего пространства» или температура греющей среды, измеряемая платиносодержащими термопарами, установленными в боковых стенах каждой отапливаемой зоны в массивных защитных карборундовых стаканах, выдвинутых в рабочее пространство на 40 - 5 0 м м.

Управление температурным режимом осуществляется изменением подачи топлива автономно в каждую отапливаемую зону методической печи. Сжигание топлива в верхних сварочных зонах осуществляется с использованием сводовых плоскопламенных горелок, а в нижних зонах применяются

двухпроводные горелки с регулируемой длиной факела, установленные с обоих сторон печи. Недостатком управления тепловым режимом путем стабилизации температуры рабочего пространства индивидуально в каждой зоне является инерционность информационного канала «расход топлива - температура рабочего пространства».

Параметром, характеризующим качество нагрева заготовок в печах, является температура раската (поверхности) после прокатки заготовки в черновой группе стана.

При автоматизированном управлении нагревом в сложных АСУТП оценка текущего теплового состояния нагреваемой заготовки осуществляется путем решения дифференциального уравнения теплопроводности [2], с учетом условий внешнего и внутреннего теплообмена.

Задачей системы автоматизированного управления нагревом заготовок является выбор и поддержание такого температурного режима в зонах по длине печи, при котором обеспечивается нагрев металла до заданного теплового состояния при изменении производительности стана, колебании начального теплового состояния подаваемых на нагрев непрерывнолитых заготовок различных марок сталей.

При этом нагрев заготовок должен быть осуществлен с соблюдением всех конструктивных и технологических ограничений в пределах заданных технико-экономических итоговых показателей.

1.2 Характеристика систем автоматизированного управления тепловым режимом нагревательных печей

За сравнительно короткий период времени в соответствии с совершенствованием технических средств контроля и управления технологическими процессами системы управления нагревом металла прошли этапы от ручного управления до интеллектуальных современных АСУ ТП, имеющих многоуровневую иерархическую структуру [3].

Так, ВНИИАчерметом совместно с Новолипецким металлургическим комбинатом [4] разработана система автоматического управления нагревом металла в методической печи с шагающими балками в соответствии с изменением времени нагрева, текущей скорости перемещения заготовок и их размеров по толщине. Система содержит локальные стабилизирующие контуры регулирования температуры рабочего пространства в отапливаемых зонах печи и управляющее устройство, которое при изменении производительности печи автоматически корректирует задания локальным регуляторам таким образом, чтобы компенсировать это технологическое возмущение.

Дальнейший процесс совершенствования систем автоматизированного управления нагревом металла характеризуется разработкой систем управления с обратной связью по температуре нагреваемого металла. В переходных (нестационарных) режимах, обусловленных изменением производительности стана и начального теплового состояния нагреваемых непрерывнолитых заготовок, при формировании управляющих воздействий в этих системах учитывается информация о текущем температурном состоянии нагреваемого металла. В этом случае информацию о температурном состоянии нагреваемого металла получают с помощью математического моделирования с использованием уравнения теплопроводности [2], настроенной на реальный процесс [3] с известными начальными и граничными условиями, соответствующими симметричному нагреву заготовки.

Авторы [6, 7] для повышения оперативности расчета текущего теплового состояния нагреваемого металла используют систему однородных уравнений первого порядка, определяющих динамику теплопередачи от управляющего воздействия к центру нагреваемой заготовки. Решение уравнения теплопроводности выполняется с использованием разностных схем явного и неявного вида [10].

Адаптация математической модели осуществляется с использованием температуры раската после черновой группы клетей как доступного для инструментального контроля параметра, характеризующего качество нагрева

заготовки. Практически на всех современных методических печах для автоматизируемого управления нагревом используются микропроцессорные контроллеры, реализующие интеллектуальные алгоритмы управления [7].

В настоящее время разработаны системы автоматизированного управления нагревом металла, отличающиеся различными алгоритмическими решениями, обеспечивающими индивидуальные режимы нагрева от максимального по быстродействию до точнейших и топливосберегающих. Впервые электронно-вычислительная машина для управления режимом нагрева металла использована А.Г. Бутковским для трехзонной методической печи листопрокатного стана. Задача системы управления состояла в том, чтобы при всех режимах работы печи обеспечить такое управление температурным режимом во всех отапливаемых зонах, чтобы минимизировать среднеквадратичное отклонение среднемассовой температуры металла на выходе из печи от заданного значения или минимизировать функционал вида /:

где - заданное значение среднемассовой температуры, ; - те-

кущее значение среднемассовой температуры на выходе заготовки из печи, ° С; Ь - длина печи, м; Т - заданное время нагрева, мин.

Структурная схема системы управления тепловым режимом методической печи, функционирующей в условиях ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» («ММК») для стана 2000 горячего проката, представлена на рисунке 1.2. АСУ ТП системы управления тепловым режимом методической печи включает:

- систему информационного сопровождения перемещения каждой заготовки в отделение нагревательных печей;

- систему прогнозирования времени нагрева заготовки и скорости перемещения металла по длине нагревательной печи;

- систему расчета оптимальной температурной траектории нагрева во времени и по длине рабочего пространства печи;

т

(1.1)

о

- управляющую систему для расчета заданий регулятором температуры в зонах нагрева с целью обеспечения рационального управления тепловым режимом печи.

Использование указанной АСУ ТП привело к значительному уменьшению ошибок технологического персонала, снижению простоев и затрат на ремонт оборудования. Одновременно уменьшился удельный расход условного топлива с 64 до 61 кг у.т./т, что составило 4,7% [9].

Рисунок 1.2 - Структурная схема АСУТП нагрева металла стана 2000 ОАО «ММК»

Одной из первой наиболее удачной отечественной АСУТП нагрева следует считать ранее упомянутую систему, разработанную ВНИИАЧерме-том и Новолипецким металлургическим комбинатом [3,4], учитывающую изменение времени нагрева, толщину нагреваемых заготовок и скорость перемещения заготовок по длине рабочего пространства печи.

Интенсивное применение вычислительной техники характеризуется внедрением многоуровневых систем управления нагревом, использующих при формировании управляющих воздействий информацию о текущем состоянии нагреваемого металла и способных реализовывать оптимальные траектории изменения температурных параметров в процессе нагрева.

Основные принципы построения и развития трехуровневых АСУТП нагревом металла рассмотрены в работах В.Г. Лисиенко [89,90]. Первый уровень включает стабилизирующие контуры, обеспечивающие управление температурой и сжиганием топлива. Второй уровень обеспечивает реализацию оптимального управления нагревом за счет формирования рациональных траекторий изменения температуры в отапливаемых зонах в зависимости от требуемой производительности. Темп нагрева определяется в специальном блоке слежения. Задачами, решаемыми третьим имитационно-оптимизи-рующим контуром, являются: определение оптимальной траектории нагрева в соответствии с принятым критерием управления; проведение вычислительной идентификации модели управляющего контура; динамическое управление процессом нагрева при переходах на различные оптимальные траектории с минимальными потерями.

К настоящему времени разработано и реализовано большое число многоуровневых систем автоматизированного управления тепловым режимом проходных нагревательных печей.

Фирмой SSAB (Швеция) разработаны системы управления, в которых предусмотрено сопровождение заготовок в отделении нагрева металла; оптимизация расхода топлива и управление тепловым режимом печи в период простоев с использованием оптимальных траекторий температур по зонам

печи. В системе применяется блок, в котором за счет использования решения уравнения теплопроводности прогнозируется среднемассовая температура и температура центра заготовки.

В фирме General Electric (США) используется двухуровневая система управления нагревом заготовок. Первый - нижний уровень управления реализован на микроЭВМ, который осуществляет управление локальными стабилизирующими контурами. На втором - верхнем уровне реализовано прогнозирование процесса нагрева и оптимизация управления каждой заготовкой с учетом поддержания таких температур по зонам печи, которые обеспечивают требуемый нагрев. В системе предусмотрено управление тепловым режимом в период простоев стана и автоматическое возвращение на заданный температурный режим при возобновлении прокатки.

В германской фирме Thyssen Niedderhein для определения оптимальных условий нагрева используется математическая модель нагревательной печи с учетом экспериментальных данных. В качестве исходных параметров в такой системе принимаются: производительность печи; температура заготовки на выходе из печи и требуемый перепад температур по сечению нагреваемого металла. В качестве управляющих параметров используют значения оптимальных температур в сварочных и томильной зонах.

На предприятиях Spenser фирмы Richard Thomas & Boldwin в системах управления используется информация о программе работы стана, включающая данные о геометрических размерах сляба, химическом составе стали, очередности подачи партий заготовок и другая информация о параметрах, подаваемых на нагрев слябов.

Каждые 2 минуты в систему поступает информация о температурах в каждой зоне, расходах газа и воздуха и моментах выдачи заготовок из печи.

В системе управления нагревом фирмы Кобе сейкосе (Япония) отдельные технологические параметры управляются стабилизирующими контурами управления, работающими в режиме прямого цифрового управления. ЭВМ, управляющая режимом нагрева металла, получает информацию о размерах

сляба, условиях прокатки от ЭВМ, управляющей работой стана, и формирует условия нагрева путем выдачи заданий локальным контурам по зонам печи.

Для каждого сляба, поданного в печь, рассчитывается температура выдачи с учетом темпа прокатки. Затем через каждые четыре минуты рассчитывается требуемая температура в зонах нагрева и минимальное количество топлива, необходимое для нагрева сляба в соответствии с принятым режимом нагрева.

В системе, разработанной фирмой USIVOR (Франция), управление режимом нагрева осуществляется одновременно с учетом процессов нагрева и прокатки. Управление нагревом происходит с учетом определения текущих координат сляба по длине печи и их расчетного температурного состояния с использованием температур в зонах нагрева, при расчете прогнозируемой скорости перемещения слябов в печи учитывается производительность каждого технологического агрегата в технологической цепи.

Похожие диссертационные работы по специальности «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», 05.13.06 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ахметов, Тимур Уралович, 2017 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Автоматизация методических печей: монография / Л.И. Буглаг, И.Б. Вольфман и др. - М.: Металлургия, 1981. - 382 с.

2. Тайц, Н.Ю. Технология нагрева стали: монография / Ю.Н. Тайц. -М.: Металлургиздат, 1962. - 296 с.

3. Автоматическое управление нагревом металла в методических печах с шагающими балками : учеб. пособие / А.М. Сегаль, М.Д. Климовицкий и др. - М. : Черная металлургия. Бюл. Науч.-техн. информ., 1989. - 397 с.

4. Локальные системы автоматического управления тепловым режимом в увязке с АСУТП нагревательных печей стана 2000 Ново-Липецкого металлургического завода / И.С. Воловик, И.И. Ефремов и др. - М.: Металлургия, 1974. - 563 с.

5. Панферов В.И. Об оптимальном управлении нагревом металла / В.И. Панферов // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1998. - №8. - С. 156 -162.

6. Маковский, В.А. Динамика металлургических объектов с распределенными параметрами: монография / В.А. Маковский. - М.: Металлургия, 1971. - 984 с.

7. Маковский, В.А. Алгоритмы управления нагревательными печами: монография / В.А. Маковский, Н.Н. Лаврентик. - М.: Металлургия, 1977. -184 с.

8. Бутковский, А.Г. Теория оптимального управления системами с распределенными параметрами / А.Г. Бутковский. - М.: Наука, 1965. - 476 с.

9. Создание АСУТП нагрева заготовок в печах стана «2000» горячей прокатки / В.С. Сеничев, С.А. Косарев и др. // Сборник научных трудов ОАО «ММК»: сб. науч. тр. - Магнитогорск : ООО «Полиграфия», 2001. - 168 с.

10. Арутюнов, В.А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей: учеб. пособ. / В.А.Арутюнов, В.В. Бухмиров. - М.: Металлургия, 1990. - 293 с.

11. Андреев, С.М. Информационное обеспечение энергосберегающих режимов нагрева непрерывнолитых заготовок перед прокаткой / С.М. Андреев, Б.Н. Парсункин, Д.Ю. Жадинский // Металлург. - 2005. - № 9. - С. 64 -67.

12. Парсункин, Б.Н. Оптимизация процесса сжигания топлива с целью снижения его удельных расходов / Б.Н. Парсункин. // Изв.вуз. Черная металлургия. - 1999. - №3. - С. 71 - 75.

13. Парсункин, Б.Н. Опробование информационной системы контроля теплового состояние заготовок перед выдачей из методической печи / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, Т.Г. Обухова // Сталь. - 2006. - № 12. - С. 75 - 78.

14. Парсункин, Б.Н. Контроль прогрева металла / Б.Н. Парсункин, В.И. Панферов. // Изв.вузов. Черная металлургия. - 1981. - № 10. - С. 127 - 129.

15. Парсункин, Б.Н. Система контроля качества нагрева металла / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев // Теплотехника и теплоэнергетика в металлургии : межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 1999. - С. 52 - 58.

16. Парсункин, Б.Н. Энергосберегающие режимы нагрева при учете технологических ограничений / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев // Энергосбережение на промышленных предприятиях: материалы второй Междунар. На-уч.-техн. конф. - Магнитогорск: МГМА, 2000. - С. 103 - 107.

17. Парсункин, Б.Н. Прогнозирование продолжительности нагрева не-прервнолитой заготовки в методической печи с шагающими балками / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев // Сталь. - 2003. - №1. - С. 71 - 74.

18. Парсункин, Б.Н. О реализации энергосберегающих режимов нагрева непрервнолитых заготовок перед прокаткой / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев // Сталь. - 2003. - № 12. - С. 44 - 46.

19. Грабовский, Г.Г. Автоматизированное энергосберегающее управление нагревательными печами прокатных станов: дис. ...д-ра техн. наук: 05.13.07: защищена 19.06.2003 / Грабовский Георгий Геннадьевич. - Днепропетровск, 2003. - 487 с.

20. Меринг, Г.Г. Система управления контроля толкательными печами, работающая в замкнутом контуре / Г.Г. Меринг // Черные металлы. - 1982. -№ 6-7. - С. 19 - 27.

21. Кламмер, Г. Горячая загрузка балочных заготовок в методическую печь толкательного типа на комбинированном прокатном стане / Г. Кламмер, Х. Хайдемюллер // Черные металлы. - 1998. - №4. - С. 42 - 48.

22. Ботхен, С. Повышение производительности и качества нагрева в результате модернизации системы автоматических печей с шагающими балками / С. Ботхен, К. Нолте, А. Пфанненшмидт // Черные металлы. - 2004. -№11. - С. 32 - 35.

23. Светличный, А.В. Опыт автоматизации прокатного производства ОАО «Запорожсталь» / А.В. Светличный // Сталь. - 2006. - №8. - С. 23 - 24.

24. Гринберг В.Я. Оптимизация режима нагрева разнотолщинных труб по расходу топлива / В.Я. Гринберг, В.М. Ольшанский, Н.О. Демидович //Изв. вузов. Черная металлургия. - 1982. - № 8. - С. 119-123.

25. Шатохин, К.С. Совершенстование режимов нагрева металла в методических печах на основе развития экспериментальных методов исследования и информационно-технического моделирования: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.02: защищена 15.06.1995 / Шатохин Константин Станиславович. -М., 1995. - 153 с.

26. Бердышев, В.Ф. Компьютерная система отображения температурных полей нагреваемого металла / В.Ф. Бердышев, К.С. Шатохин // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1999. - № 4. - С. 29 - 32.

27. Алексеев, П.Л. Применение тепловизионного метода для исследования температуры металла / П.Л.Алексеев // Сталь. - 2006. - № 5. - С. 78 -80.

28. Соколов, А.К. Автоматизированная подсистема для расчета и оптимизации проходной нагревательной печи (первая очередь) / А.К. Соколов // Изв.вузов. Черная металлургия. - 2002. - №7. - С. 48 - 50.

29. Соколов, А.К. К расчету нагрева материала до заданных температур / А.К. Соколов. // Изв.вузов. Черная металлургия. - 2000. - №2. - С. 37 -42.

30. Соколов, А.К. О производительности нагревательных печей с минимальным расходом топлива / А.К. Соколов. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2014. - № 3. - С. 43-48.

31. Соколов, А.К. Об оптимальных режимах нагрева металла в газовых нагревательных печах / А.К. Соколов // Промышленная энергетика. - 2014. -№ 4. - С. 35-42.

32. Соколов, А.К. Оценка влияния потерь теплоты на оптимальную по расходу топлива производительность камерной нагревательной печи / А.К. Соколов // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. - 2013. - № 6. - С. 10-16.

33. Зайцев, В.С. Динамическое управление нагревательными печами широкополосного стана / В.С. Зайцев, В.А. Третьяков // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2004. - №1. - С. 61 - 63.

34. Бердышев, В.Ф. Программное обеспечение теплотехнических исследований методической печи / В.Ф., Бердышев, Р.Э. Найденов, К.С. Найденов и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2001. - № 3. - С. 61- 65.

35. Зайцев, В.С. Экспертная система на основе искусственной нейронной сети для контроля режима нагрева металла в методической печи / В.С. Зайцев, П.А. Устенко, Л.А. Добровольская // Теория и практика металлургии. - Днепропетровск: РИА «Днепр-МФД». - 2003. - №5-6. - С. 38 - 43.

36. Еременко, Ю.И. Нейронная модель зонного управления печью нагрева / Ю.И. Еременко. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2003. - № 7. - С. 71 - 74.

37. Панферов, И.В. Расчет уставок регуляторов температуры в зонах методической печи / И.В. Панферов // Изв. вузов. Черная металлургия. -1997. - № 6. - С. 20 - 24.

38. Генкин, А.Л. Оптимизация температурно-скоростного режима горячей прокатки полос: модели, методы, системы: автореф. дис.ции д-ра технических наук / А.Л. Генкин. - Магнитогорск: ИПУ РАН, 2009. - 154 с.

39. Панферов, И.В. Выбор уставок регуляторов температуры нижних зон методических печей / И.В. Панферов, Е.В. Топоров // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1991. - № 6. - С. 78 - 80.

40. Гусовский, В.Л. Перспективы совершенствования работы нагревательных печей прокатного производства на отечественных металлургических заводах / В.Л. Гусовский // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2002. - № 11. -С. 57 - 59.

41. Гусовский, В.Л. Энергосбережение в нагревательных и термических печах металлургический завод России / В.Л. Гусовкий, М.Д. Жарницкий - М.: Металлургия, 2002. - 145с.

42. Щанов, Г.А. Двухслойная изоляция подовых труб в печах ММК / Г.А. Щанов // Металлург. - 1984. - № 5. - С. 34-35.

43. Беленький, А.М. Автоматизация и сбережение в металлургии / А.М. Беленький // Металлург. - 2003. - № 2 . - С. 31 - 34.

44. Кузнецов, А.Ф. Реконструкции методических печей листового стана с целью улучшения нагрева металла / А.Ф. Кузнецов, В. А. Медведев, Г. В. Самохвалов // Сталь. - 1974. - №3. -С. 272 - 274.

45. Кадышев, К.А. Применение корундовых блоков в подинах методических печей сортовых станов / Г.А. Кадышев, А.С. Кожевников // Сталь. -1974. - №4. - С. 372 - 375.

46. Кламмер, Г. Опыт эксплуатации печи с шагающими балками, оборудованной радиационными рекуператорами / Г. Кламмер // Черные металлы. 1974. - № 14. - С. 20-29.

47. Кламмер, Г. Возможности и пределы использования отходящего тепла нагревательных печей прокатных цехов / Г. Кламмер, Г. Порст // Черные металлы. - 1981. - № 7. - С.10 - 18.

48. Рюдигер, Ю. Модернизация и оптимизация методических печей на толстолистовом прокатном стане / Ю. Рюдигер, Г. Брюзер и др. // Черные металлы. - 2003. - № 10. - С.47 - 51.

49. Болтянский, В.Г. Математические методы оптимального управления : учеб. пособие / В.Г. Болтянский. - М.: Наука, 1969. - 408 с.

50. Алехин, А.Г. Оптимальное управление многозонной нагревательной печью / А.Г. Алехин, М.П. Кухтик // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2008. - Т. 4. - № 9(47). - С. 54 - 56.

51. Тимофеев, В.Н. Теплообмен излучением между твердыми телами / В.Н. Тимофеев // Известия Всесоюзного теплотехнического института им. Дзержинского. - 1947. № 11. - С. 42-48.

52. Парсункин, Б.Н. Обоснование требований при реализации оптимальных режимов нагрева металла / Б.Н. Парсункин, С.М.Андреев // Сталь. -2002. - № 2. - С. 47 - 51.

53. Семикин, И.Д. Теоретические основы расчета нагревательных печей и колодцев / И.Д. Семикин. // Сталь - 1937. - № 12. - С. 29 -42.

54. Семикин, И.Д. О расчете процесса нагрева слитков / И.Д. Семикин // Сталь. - 1939. - № 4-5. - С.36 - 42.

55. Математическое моделирование тепловой работы проходных нагревательных печей в схеме противоточного теплообмена / В.И. Тимошо-польский, М.Л. Герман, И.А. Трусова и др. // Литье и металлургия. - 2009. -№ 1(50). - С. 146 -151.

56. Прибытков, И.А. Теплообмен излучением / И.А. Прибытков. - М.: Изд. дом МИС и С, 2008. - 97 с.

57. Назаров, И.С. Основы теории промышленных печей / И.С. Назаров. - М.: Металлургиздат, 1941. - 314 с.

58. Михеев, М.А. Основы теплопередачи / М.А.Михеев. - М.-Л.: Энер-гоиздат, 1949. - 397 с.

59. Иванцов, Г.П. Нагрев металла / Г.П. Иванцов. - М.: Металлургиздат, 1948. - 192 с.

60. Лисиенко В.Г. Процессы теплообмена в пламенных печах / В.Г. Лисиенко // Проблемы факела в металлургических печах: Материалы Всесо-юз. научн.-техн. конф.: МИСиС. -М. - 1973. - С. 1-112.

61. Парсункин, Б.Н. Оптимальный режим использования топлива при энергосберегающем нагреве / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, А.В. Комарова // Черная металлургия. - 2004. - № 12 . - С. 48 - 53.

62. Панферов, В.И. Методы контроля температуры металла в АСУ ТП методических печей / В.И. Панферов // Изв. вузов. Черная металлургия. -2002. - № 10. - С. 57 - 61.

63. Парсункин, Б.Н. Учет ограничений по термонапряжению при энергосберегающем нагреве непрерывно литых заготовок / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2003. - № 4. - С. 58 - 62.

64. Банди, Б. Методы оптимизации: вводный курс / Б. Банди. - М.: Радио и связь, 1988. - 122 с.

65. Парсункин, Б.Н. Идентификация элементов систем автоматизации и оптимизации контуров управления технологическими процессами : учеб. пособие / Б.Н. Парсункин. - Магнитогорск: МГМА, 1996. - 98 с.

66. Понтрягин, Л.С. Математическая теория оптимальных процессов : учеб. пособие / Л.С.Понтрягин, В.Г. Болтянский. - М.: Наука, 1983. - 393 с.

67. Принцип максимума Понтрягина. Доказательства и приложения / А.В. Арутюнов, В.М. Тихомиров и др. - М.: Факторил Пресс, 2006. - 144 с.

68. Арутюнов, В.А. Некоторые пути совершенствования технологии сжигания топлива в методических нагревательных печах / И.А. Левицкий, А.А. Карвецкий // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2012. - № 1. - С. 58 - 60.

69. Парсункин, Б.Н. Оптимизация процесса циркуляционного вакуу-мирования стали с использованием алгоритма автоматической оптимизации статистического типа / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, Е.Н. Ишметьев // Автоматизированные технологии и производства. - 2009. - № 3. - С. 100 -109.

70. Андреев, С.М. Оптимизация режимов управления нагревом заготовок в печах проходного типа: монография / С.М. Андреев, Б.Н. Парсункин. -

Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Носова, 2013. - 376 с.

71. Андреев, С.М. Информационное обеспечение энергосберегающих режимов нагрева непрерывнолитых заготовок перед прокаткой / С.М. Андреев, Б.Н. Парсункин, Б.Н. Жадинский // Металлург. - 2005. - № 9. - С. 64 -67.

72. Парсункин, Б.Н. Оптимизация управления технологическими процессами в металлургии: монография / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, У.Б. Ахметов. - Магнитогорск: МГТУ, 2006. - 198 с.

73. Казакевич, В.В. Системы автоматической оптимизации / В.В. Казакевич, А.Б. Розов. - М.: Энегрия, 1977. - 280 с.

74. Парсункин, Б.Н. Расчеты систем автоматической оптимизации управления технологическими процессами в металлургии : учеб. пособие / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, М.В. Бушманова. - Магнитогорск: МГТУ, 2003. - 287 с.

75. Парсункин, Б.Н. О планировании сигнальных воздействий при идентификации объектов управления / Б.Н. Парсункин. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1988. - №4. - С. 97 - 101.

76. Парсункин, Б.Н. Энергосберегающий режим нагрев непрерывнолитых заготовок в нестационарных условиях работы методических печей / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, Т.У. Ахметов // Сталь. - 2014. - № 4. - С. 48 - 52.

77. Крюченков, Ю.В. Бесконтактное измерение температуры поверхности металла в нагревательных печах / Ю.В. Крюченков, В.В.Волков, Л.В. Каменщик. - Свердловск: ЦООНТИ, 1985. - 44 с.

78. Климовицкий, М.Д. Оптимизация работы нагревательных печей / М.Д. Климовицкий. - М.: Металлургия, 1965. - 163 с.

79. Термоэлектрические преобразователи температуры. Теория, практика, развитие / А. Белевцев, А. Каржавин, В. Богатов и др. - Обнинск: Тех-нограф, 2003. - 55 с.

80. Парсункин, Б.Н. Локальные стабилизирующие контуры: монография / Б. Н. Парсункин, С.М. Андреев, О. С. Логунова. Т.У. Ахметов - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. - 406 с.

81. Оптимизация управления процессом сжигания топлива в промышленных печах с использованием принципа нечеткой логики / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, Е.Ю. Мухина, Т.У. Ахметов // Научное обозрение. - 2014. -№ 1. - С. 97 - 103.

82. Управлением давлением в рабочем пространстве промышленных печей при использовании принципа нечеткой логики/ Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, Т.У. Ахметов, Т.Г. Сухоносова. Автоматизированные технологии и производства. 2015. - № 1. - С. 29 - 34.

83. Ахметов, Т.У. Энергосберегающее управление давлением в рабочем пространстве промышленных печей/ С.М. Андреев, Б.Н. Парсункин, Т.У. Ахметов. Тенденции развития науки и образовании. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 31 июля 2016г. Часть 2. Смоленск: ООО «Новаленсо», 2016. - С. 7 - 9.

84. Ахметов, Т.У. Методика оценки теплового состояния нагреваемого металла перед выдачей из печей при энергосберегающем режиме управления / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, О.С. Логунова и др. // Автоматизация в промышленности. 2014. -№1. -С. 52 - 56.

85. Оптимальное энергосберегающее управление сжиганием топлива в промышленных печах / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, Т.У. Ахметов, А.Р. Бондарева Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2013. -№1. - С. 22 - 27.

86. Optimal energy-efficient combustion process control in heating furnaces of rolling mills/ B.N. Parsunkin, S.M. Andreev, T.U. Akhmetov, E.Y. Mukhina // Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University. - 2013. - № 5. - P. 58 - 62.

87. Андреев, С.М. Разработка и исследование работы системы энергосберегающего управления нагрева заготовок в методических печах листо-

прокатных станов / С.М.Андреев, Б.Н. Парсункин, Т.У. Ахметов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2014. - № 1. - С. 122 - 127.

88. Ахметов, Т.У. Автоматизированная система управления топливос-берегающим несимметричным нагревом заготовок перед прокаткой / Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, Д.В. Нужин// Электротехнические системы и комплексы. - 2016. - №3(32). - С.60-65. DOI: 10/18503/2311-8318-2016-3(32)-60-65.

89. Energy-saving optimal control over heating of continuous cast billets / B.N. Parsunkin, S.M. Andreev, O.S. Logunova, T.U. Akhmetov // The international Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2015. - T. 79. - № 9 - 12. -P. 1797 - 1803.

90. Ахметов, Т.У. Определение качеств нагрева заготовок перед выдачей из нагревательных печей/ Т.У. Ахметов, Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев // Моделирование и развитие процессов обработки металла давлением. -2013. -Вып. 19. - С. 129 -136.

91. Ахметов, Т.У. Оптимизация управления процессом сжигания топлива/ / Т.У. Ахметов, Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев. / Шестая всероссийская НПК «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии». - Оренбург: ОГУ, 2013. - С. 101 - 109.

92. Снижение удельного расхода топлива при управлении тепловым режимом по температуре поверхности нагреваемого металла/ Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, Т.Г. Обухова, Т.У. Ахметов // Автоматизированные технологии и производства. - 2013. - № 5. - С. 302 - 310.

93. Парсункин, Б.Н. Энергосберегающее оптимальное управление нагревом непрерывно-литых заготовок перед прокаткой / Парсункин Б.Н., Фо-мичев А.В., Ахметов Т.У. // Автоматизация и управление технологическими и производственными процессами: Материалы Всероссийской науч.-практ. конф. Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. -Уфа: УГАТУ, 2013. - С. 12 - 17.

94. Парсункин, Б.Н. Оптимизация управления тепловым режимом нагревательных печей / Б.Н. Парсункин, Т.У. Ахметов, А.Р. Бондарева // Электрические системы и комплексы. - 2013. - № 21. - С. 283 - 289.

95. Васильев М.И. Моделирование управления давлением в рабочем пространстве промышленных печей при использовании принципа нечеткой логики / М.И. Васильев, Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев, Т.У. Ахметов // Математическое и программное обеспечение систем в промышленных и социальных сферах. - 2014. - № 2(5). - С. 35 - 45.

96. Андреев, С.М. Совершенствование информационного обеспечения энергосберегающих режимов нагрева металла / С.М. Андреев, Б.Н. Парсункин, Т.У. Ахметов // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. - 2015. - Т. 3. - № 2. - С. 3 - 10.

97. Парсункин, Б.Н. Определение заданий зонным регуляторам температуры при реализации энергосберегающего управления нагревом металла/ Т.У. Ахметов, Б.Н. Парсункин, С.М. Андреев // Математическое и программное обеспечение систем в промышленных и социальных сферах. - 2015. -№ 1. - С. 16 - 19.

138

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.