В курсовой работе для групп 4393 и 4394 объект описывать не надо.
Пример содержания и выполнения курсовой работы. Конкретный вариант может содержать только часть представленных алгоритмов и их форм. Здесь отсутствует часть задания для системы регулирования и метода дискретного преобразования для заданного (заданных) регуляторов.
Тема: Разработка алгоритмического обеспечения для канала измерения температуры и давления в зоне спекания печи обжига клинкера мокрого способа производства цемента.
Объект контроля - печь обжига клинкера. В зоне спекания контролируется температура и давление (Т и Р). Для каждого параметра задаются регламентные пороги максимальных и минимальных значений и скорости их изменения.
Алгоритм контроля включает:
Адресный опрос (блок-схема)
Фильтрацию двух сигналов фильтром среднего арифметического (совместить с опросом ЯЛС)
По значению одной температуры осуществляются следующие поверки:
Допусковый контроль значений;
Допусковый контроль скорости изменения;
Наличие выбросов (Критерий Смирнова-Граббса)
Наличие монотонного дрейфа;
Наличие повышенного уровня шума.
Все критерии отдельно - блок-схема.
Алгоритм логических выводов. Каждый результат проверки имеет диагностическое сообщение и аварийную сигнализацию. При обнаружении выбросов - пропустить сигнал через фильтр медианы, при обнаружении дрейфа - на алгоритм коррекции дрейфа (автоматная таблица, таблица выходов и переходов, граф, секвенциальное представление).
Весь алгоритм - ЯЛС, MCA.
Введение
Целью данной работы является разработка алгоритмического обеспечения для канала измерения температуры и давления в зоне спекания печи обжига клинкера мокрого способа производства цемента.
Процесс производства цемента состоит из следующих основных технологических операций: добычи сырьевых материалов; приготовления сырьевой смеси, обжига сырьевой смеси и получения цементного клинкера; помола клинкера в тонкий порошок с небольшим количеством некоторых добавок. В зависимости от способа подготовки сырья к обжигу различают мокрый, сухой и комбинированный способы производства цементного клинкера. Для каждого способа используется определенный вид оборудования и строго определенная последовательность операций.
Мокрый способ производства используется тогда, когда сырьевые материалы имеют высокую влажность, мягкую структуру и легко диспергируются водой. При мокром способе легче получить однородную (гомогенизированную) сырьевую смесь, обуславливающую высокие качества клинкера. К недостаткам мокрого способа производства относятся: большой расход топлива и оборудование (печь), которое занимает большую производственную площадь и является дорогостоящим.
Этот способ производства цемента предполагает измельчение сырья и смешивание сырьевой смеси с водой. В результате образуется достаточно густая масса, называемая сырьевым шламом, которая содержит от 32 до 45% воды.
В зависимости от различных факторов (например, берутся в расчет физические свойства исходных материалов) при мокром способе производства цемента могут применяться различные схемы, несколько отличающиеся способом приготовления смеси.
Цементные заводы, применяющие мокрый способ производства, используют для производства цементного клинкера твердый известняковый и мягкий глинистый компоненты.
Первоначальная технологическая процедура получения клинкера представляет собой измельчение сырья. Если известковым компонентом является мел, его подвергают дроблению в мельнице или болтушках. Твердый известняк измельчают щековыми дробилками. Похожий процесс измельчения известняка используется при производстве минерального порошка.
Современная цементная промышленность ориентирована на распространение полусухого и сухого способов производства как более эффективных.
В качестве объекта контроля рассматривается печь обжига клинкера.
Обжиг — завершающая технологическая операция производства клинкера. Обжиг тонкоизмельченной и хорошо гомогенизированной сырьевой смеси заданного состава в специальных обжиговых агрегатах является важнейшей составной частью производства цемента.
1 Описание технологического процесса
Глиняный шлам и известняк в определенных пропорциях (в зависимости от требуемого химического состава клинкера) помещаются в сырьевую мельницу. Для получения сырьевого шлама определенного химического состава проводят его корректировку в потоке либо бассейнах.
В мокром производстве цемента используются для обжига клинкера вращающиеся длинные печи, в которые встроены теплообменные устройства. Похожие печи, только меньшего размера используются для сушки песка при производстве сухих строительных смесей.
Печь, которая используется для обжига клинкера мокрым способом производства цемента наклонена на 45°С. Густая масса сырьевого шлама, выходящая из мельниц, подается насосами в расходные бачки, из которых равномерно сливается в печи цеха для последующего обжига. Обожженный клинкер из печей отправляется в холодильные камеры, где подвергается обработке холодным воздухом. После охлаждения клинкер отправляется на склад (иногда прямо из холодильных камер он идет сразу в цементные мельницы для помола). Перед помолкой клинкер дробят, а помол производят совместно с добавками и гипсом.
П
осле
помола клинкер отправляют на склады
силосного типа. Отгрузка потребителю
осуществляется либо в бумажных мешках,
либо в цементовозах, либо в специально
оборудованных железнодорожных вагонах.
Рисунок1- Схема процесса обжига и охлаждения клинкера про мокрому способу (вверху) и график распределения температуры по зонам (внизу)
2 Понятие алгоритма и формы его представления
Автоматизированным технологическим комплексом (АТК) называется совокупность совместно функционирующих технологического объекта управления и системы управления на уровне АСУТП. На одном из этапов проектирования АСУТП возникает проблема синтеза алгоритмов контроля и оптимизации управления.
Под алгоритмизацией понимается процесс получения и формирования алгоритмов.
Алгоритм - это набор правил, позволяющий чисто механически решить любую задачу. Также, алгоритм - это точное предписание, определяющее процесс преобразования исходных данных в искомый результат.
Общая теория алгоритмов рассматривает вопросы принципиальной возможности реализации алгоритма без учета ограничений, накладываемых технической системой на его реализацию. Основной проблемой обшей теории алгоритмов является проблема алгоритмической разрешимости той или иной задачи.
Прикладная теория алгоритмов учитывает наряду с алгоритмической разрешимостью, учитывает характеристики реализующих алгоритм систем (время реализации алгоритма, ограничения на емкость памяти, точность полученных результатов)
Основными проблемами решаемости прикладной теории алгоритмов применительно к управлению алгоритмов являются:
Функциональная задача (алгоритмизация законов управления);
Структурная задача (создание алгоритмов, которые обеспечивают достижение конечного результата с заданной точностью при минимальных затратах времени, памяти, разрядности).
Любой алгоритм, каким бы способом он ни был представлен, должен обладать следующими свойствами:
- дискретностью (алгоритм - последовательность шагов, выполняемых за конечные промежутки времени);
- определенностью (возможность однозначного токования результата алгоритма);
- результативностью (алгоритм приводит к решению за конечное число шагов);
- массовостью (применимость к разным наборам исходных данных);
Алгоритм допускает различные формы представления. При этом для его записи используются символы, изображения, арифметические, логические, неарифметические операции.
Любая из форм представления алгоритма должна удовлетворять следующим требованиям:
Используемые символы должны быть наглядны и немногочисленны;
Используемые символы не должны допускать неоднозначного толкования;
Используемые символы должны давать возможность составления обозримых алгоритмов с различной степенью детализации.
Рассмотрим используемые в данной работе способы представления алгоритма.
Описание алгоритма на основе автоматных таблиц
При описании алгоритма на основе автоматных таблиц вводятся фиксированные логические переменные, которые принимают значения 0 или 1, с помощью которых кодируются интервалы изменения измеряемой величины и выходы в системах регулирования.
При использовании данного способа выявляется неполнота словесного описания алгоритма, но существуют такие недостатки, как: большой объем и нереализуемость большинства входных наборов.
Представление алгоритма в виде графа
Граф представляет собой совокупность вершин, соответствующих внутренним состояниям системы, и дуг, по которым осуществляется переход от одного состояния к другому.
Представление алгоритма в виде таблиц выходов и переходов
Строки таблиц выходов и переходов соответствуют входным сигналам, а столбцы — состояниям. На пересечении столбца а{ и строки Xj в таблице переходов ставится состояние, в которое перейдет система из состояния aj под воздействием сигнала Xj, а в таблице выходов - соответствующий этому переходу выходной сигнал.
Графический способ представления алгоритмов в виде блок-схемы
Блок-схемой называется графическое изображение алгоритма процесса, в котором каждому оператору в соответствие ставится геометрическая фигура символа. Внутри фигур дается формульное или словесное описание содержания соответствующих действий.
Преимуществами метода являются его наглядность и простота, поэтому он имеет наибольшее распространение.