Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Круашвили, З. Е. Автоматизированный нагрев стали

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

22.10.2023

Размер:

12.95 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 / 3432 33 34 > Следующая >>>

нить способ парных сравнений, при котором эксперт попарно срав нивает друг с другом все п объектов по этому признаку.

Полученные от каждого из т экспертов нормальные ранжиров ки (ранжировки, при которых объектам с одинаковым рангом при писывается ранг, равный среднему значению мест, которые эти объекты между собой поделили) позволяют образовать матрицу рангов |x jj|, каждый элемент которой представляет собой ранг і-то-

го объекта (выходного сигнала), присвоенного ему	j-тым экспертом
в соответствии со своим именем об относительной	ценности объ
ектов.

Наибольший суммарный ранг во принадлежит наименее ценному

выходному сигналу, которому приписывается вес, равный	единице
(ß o = l). Наименьший суммарный ранг стм принадлежит	самому

ценному выходному сигналу, которому приписывается усредненный

вес наиболее ценного сигнала, определяемый по	значениям веса
(ßг), записанным экспертами, по формуле
т
£ ßi
Р м * - ^т— .	(Ѵ ІІ - І З )

Сделаем вполне приемлемое в таких расчетах допущение о про порциональности веса каждого объекта его суммарному рангу, ко торое становится тем более справедливым, чем больше число объек тов, ранжируемых экспертами. Тогда вес каждого выходного сиг нала определяется выражением

ß l = l + f r ~ ! (°о аі)■	(ѴІІ-14)
сто — <Д.

Далее необходимо оценить степень согласованности мнений эк спертов. Для этой цели применяется коэффициент конкордацин (коэффициент согласия Кенделла) IF, который определяется либо по формуле

	12Ss	(VII-15)
	W =	(VII-15)
	tri2 (п3 — л)
	либо в случае совпавших рангов по формуле
	12	(ѴІІ-16)
	2(л3 —л) — т Е («/—«)	(ѴІІ-16)
	2(л3 —л) — т Е («/—«)
	где 5 S — сумма квадратов отклонений сумм (по	столбцам) от
	их общего среднего значения;
	п/ — число совпавших рангов.	означает, что от
	Этот коэффициент меняется в пределах: IF = 0	означает, что от

сутствует согласованная точка зрения экспертов о ранжировании

объектов;	W — \	означает,	что	существует полная согласованность
экспертов.		проверяем	значимость W по критерию Пирсона
И, наконец,		проверяем	значимость W по критерию Пирсона
x z (n > 7)	или по таблице		точек	зависимости S2 (н ^ 7 ).

При отсутствии достаточной согласованности в мнениях экспер тов нужно применять многоэтапные методы экспертных оценок,


направленные на		уменьшение рассогласованности					экспертов путем
их дополнительных опросов по определенной программе								(например,
метод Дельфы).		Результаты же по каждому				из	этапов		опросов
можно обрабатывать по этой методике.					при	определении			ценно
П р и м е р	2. Методика			апробирована
сти информационных каналов информационной системы								связи		пе
чи — стан и	выработке		принудительного		ритма	выдачи		металла		из
печи в листопрокатном			цехе	РМЗ. Была	создана		группа	экспертов,

в которую вошли 14 специалистов, представляющих четыре орга низации: металлургический завод 7 человек, ПК.И «Автоматпром» (разработчик системы) 5 человек, ВНИИАчермет и Гнпромез — по 1 человеку.

Для	удобства дальнейшего описания обозначим индексами
I—VII	заводских экспертов; VIII—XII — разработчиков, IX—XIV —
внезаводских экспертов (включая разработчиков).
Для	опроса экспертов применили анкету, структура которой

выглядела следующим образом.

I. Задача, стоящая перед экспертом: предлагается проранжировать восемь выходных сигналов, перечисленных в анкете, в со ответствии с ценностью этих сигналов, а также приписать вес са мому ценному сигналу, если вес наименее ценного сигнала равен единице.

II. Перечень выходных сигналов, которые необходимо проранжнровать с указанием вида сигнала (релейный или цифровой), места его выдачи. Наименование сигналов:

1) время пролеживання сляба перед прокаткой, сек;

2)время пролеживання слябов за смену, мин;

3)выдать сляб из печи № 3;

4)выдать сляб из печи № 2;

5)выдать сляб из печи № 1;

6)сляб выдан;

7)сляб пришел к клети;

8)время задержек в выдаче слябов за смену, сек.

III. Сведения об экспертах: фамилия, имя, отчество, специаль ность, стаж работы по специальности, место работы, занимаемая должность.

Результаты опроса всех 14 экспертов сведены в табл. 9. Для получения нормальной ранжировки матрица рангов (табл. 10) пре образована таким образом, чтобы сумма рангов в строке каждого эксперта равнялась 0,5 гс(/г+1) =0,5X 8 (8+1) =36.

На основании данных табл. 9 и формулы (ѴІІ-7) рассчитываем коэффициент коикордации

117 =	12-5573_______				0,72.
14.14 (83 — 8) — 426
Оценка	значимости этого				коэффициента	проведена	по крите
рию X2
X2= 70,56 для			Р — 0,001	V =	7;
2		о	2
табл =24,3;			> * табл, т. е. значим для данных условий.
Таким образом, с вероятностью 99,9% можно утверждать, что
существует	определенная			согласованность		экспертов	относительно

Результаты опроса экспертов

			Номер выходного сигнала
Номер	1	2	3	4	5	6	7	8
	1	2	3	4	5	6	7	8
I	2	4	1	1	1	2	3	4
II	5	6	1	1	1	2	3	4
III	4	4	1	1	1	2	3	3
IV	2	4	1	1	1	2	3	4
V	2	4	1	1	1	2	3	4
VI	3	5	I	1	1	2	4	6
VII	3	5	I	1	1	2	4	5
VIII	4	5	1	1	1	2	3	6
IX	3	5	2	2	2	4	1	6
X	3	2	2	2	2	4	I	3
XI	5	6	1	2	2	3	4	7
XII	3	4	2	2	2	5	1	6
XIII	2	5	I	1	1	3	4	6
XIV	I	4	2	3	3	3	2	4

Вес на: более ценной сигнал

—

___

—

___

ценности выходных сигналов, оцениваемая коэффициентом конкордации №=0,72.

Для оценки согласованности мнений разных групп специалис тов (по организациям) рассчитаны коэффициенты конкордации для групп экспертов: металлургический завод — разработчики; завод — внезаводские эксперты (включая разработчиков). Для этого из преобразованной матрицы рангов (табл. 10) определяли значения рангов Он и параметров Nj по строкам I—VII; VIII—XII; VIII—

XIV; по	этим данным рассчитывали	соответствующие значения
d, d2S j,.	Результаты сведены в табл.	11.

Для каждой группы экспертов получены следующие значения коэффициентов конкордации с оценкой их значимости по крите рию X2:

WI_vu = 0,93 (лг =		45,5 > 4 , бл= 2 4		,3 при Р = 0,001, и = 7);
№ уш _хи =	0.74 (X^ — 26,0 > Xj табл=			24,3	при Р = 0,001,	и = 7 j;
№yjjj_xiV =	® ^	=	®^ ^Ітабл”	^ ^	при Р = 0,001,	и = 7 ).

Из сравнения коэффициентов конкордации для различных групп экспертов можно сделать вывод, что при разделении экспертов на две равные по числу специалистов группы степень согласия с веро ятностью 99,9% заводских и внезаводских экспертов относительно ранжировки выходных сигналов одинакова и весьма велика; степень согласованности в группе экспертов-разработчиков несколько ниже, но выше, чем по всей группе в целом.

ZS s c?

s ffl

о 3 о

ч « b

t» ca S

я B « ST я P«

со ^	со	со со	O ^ ^	CO CO Tt«	rt* CO				PS
со ^	со	со со	O ^ ^	CO CO Tt«	rt* CO				CO
CO CS CO		CO CO	CN	CO CS CS		CO	CS	CS со	II
									CO
							b	I	r-
							b	I	Ю
									Ю
CS	CS	со CO	^	’T	CO		т*<	ь
+	+	+ +	^	’T	4“
CS CO CO		CS CS CO Ч-co со		-{-CS CO	CO CS			«w
_\|_ -{ -		CS CS	CS	CS	+			«w
CS	CS	CS CS			CS

	Ю	Ю	Ю Ю	Ю	Ю	00		Ю	Ю	O	Tt<
	-CO	-	-00	-00 00	-00 oo	00		-	CO	00	4^4
	h-	Ю	Г» Is-		CO			Г-»	O	CO
	СОЮ LO-		СО СО СО	СОЮ—	—*Ю —	CO	Ю*		Ю	O
	СОЮ LO-		СО СО СО	СОЮ—	—*Ю —	CO	Ю*		CS	CO
		Ю					CS		CO	1
										1
a	Ю- Tf		Ю-Ю- Tt-	Tf Tj* CO	Û O ^N	Ю Ю			Ю	O
u	«Ф		sf						со	CO
о									CO	CO
S
ce
O.
«e										Ю	O
SÏ					ЮЮ				O	Ю	O
а	CS CS CS		CS CS CS	CS CS CO	ЮЮ	CS Ю			O	O	O
a.	CS CS CS		CS CS CS	CS CS CO	- -CO	CS Ю			Ю	O	O
a.					CO CS				Ю	CO	CO
5									CO	1	05
s
g										Ю	05
X					Ю Ю					Ю	05
3	CS CS CS		CS CS CS	CS CS CO	Ю Ю	CS Ю				-	O
a	CS CS CS		CS CS CS	CS CS CO	- -CO	CS Ю			Ю	O	O
a					CO CS				Ю	CO	со
0)									CO	1	05
s
5
					Ю		Ю		O	Ю	CO
					Ю	CS	Ю		O		o "
					- —• CQ	CS		-	—	CO	o "
					со		CS		«—<	CO	05
									CO	1	Z Z
										1	Z Z

«J

D.H

4) O.

Ю	Ю Ю Ю		Ю	Ю	CO	. Ю	Ю	O	-	CS
-00	-	- -С4»	-Ç^	CO	CO	K -	-		-	CS
h-				CO			o>	CS		O
							o>	CO
Ю	Ю Ю Ю		Ю СО Ю	Ю		Tf *—»	Ю			CD
-t"-	c*.	- -Ю	Ю СО Ю	-со ю		Tf *—»				CD
Th	c*.	Tf *4^		CD						CD

" S B > > £ 5 S X X 5 B S >

3 8

® «

ь?

Номер выходного сигнала

оо

t*-

іо

со

	=222	00
		O
		O
	II	•—*
	>	II
	>	>
	1	>
	>	CO*
	w	CO*
	94,5	oo	324		83,5	CCT	526
		oo				CCT
	Ю	Oi			CO	Ю	O
	o"	Oi	00		CO	CT)	O
	o"		00		»—l	CT)	Ci
						1
	Ю	CS		со
40	CT)	CS		о	29	6,5	41
40	CT)	1		a	29	6,5	41
о	C S	1		a
ь.				3*
СХ				к
СХ				о
				ѵо
ЬІ		Ю		Ö		Ю
ЬІ		Г--	O	«X		Ю
съ		Г--	O	со		oo"	72
*		7	CO	а		oo"	72
*			CO	сх		1
«				<0
s				о
о		Ю				to
со		Ю			rt<	to
а			O		rt<	oo"	72
«о		7	CO			oo"	72
«		7	CO	Ö		1
a				*		1
CD				*
О				CD
CJ.			O	О		O	O
a		Ю	O	сх Ю		O	O
8	Tt*	Г"-	CO	a		7	O
a			CO	S CS		7
а		7		a
о.		7		а
	25 ,2	CS	420		to	oo	64
	25 ,2		420		со		64
					O

	,5	O
		O
	1	CO
	6
	Ю	1
	CS	1
	CS
	43	1 ,5
		1
	23	Ю
	23	oo"
		1
	23	tO
	23	oo"
		1
	CT5	Ю
	CT5	es"
		1
	uo
	CS	CS
	Ю

900

CO •—t

157 72 72 133

00.	Ю	O	Ю	CCT	36	tO	CS	Tf<
	CO-		oo"			со
со
			CS			CO

а								>	>	>
а	VII-	V-II		V-II	X	х		X	X	X
а)	VII-	V-II		V-II
н
2	1				!	I			I
«3	1	■ч"	91
а,	tT '	■ч"	91		>	>	>	>	>	>
СО	tT '				>	>	>	>	>	>
Е					ь.	b	94	ь	*a	91
							*a			*a

Для оценки степени связи средних ранжировок заводской группы экспертов с ранжировками групп всех остальных экспертов рассчи тан коэффициент парной ранговой корреляции г (по Спирмену), иг рающий в данном случае роль коэффициента объективности.

В табл. 12 сведены данные для расчета.

ТАБЛИЦА 13

Данные для расчета

Параметры			Номер выходного сигнала
Параметры	I	2	3	4	5		7	3
	I	2	3	4	5	6	7	3
* І-Ѵ ІІ	5	8	2	2	2	4	6	7
^ѴШ —XIX	5	7	1	2,5	2,5	6	4	8
d	0	1	1	0,5	0,5	2	2	1
d2	0	1	1	0,25	0,25	4	4	1
П р H м е ч а н и е.		1—VII, VIII—XIV — нормируемые ранги каждой						группы:

“= *І-Ѵ 1І ~-*ѴІІІ—XIV I s (rfa)= II ,5.

Коэффициент парной ранговой корреляции

aS (d2)

0 , 86.

n(n*— l)

Значимость проверяем по таблице /3таел=^Г5(гі2)п] вероятности возникновения дацной или меньшей величины S(d2). Получаем, что при S(d2) = ll,5 и п = 8 величина Р т =0,005.

Таким образом, с вероятностью 99,5% можно утверждать, что су ществует достаточно сильная корреляционная связь между ранжиров ками заводских и внеза.водских экспертов. Высокая степень согласо ванности как между отдельными экспертами, так и между группами экспертов, позволяет использовать суммарную ранжировку экспер тов для определения коэффициентов ценности информационных ка налов. Из четырнадцати экспертов вес самому ценному сигналу при писали восемь специалистов; их оценки образуют вариационный ряд: 3, 5, 5, 6, 7, 8, 8, 10 (табл. 12). Выборочное среднее этого ряда оп ределяется по формуле (ѴІІ-4): ßм = 6,5—-вес наиболее ценного сиг нала. На основе сделанного ранее допущения приписываем осталь ным сигналам вес, пропорциональный их суммарному рангу о,-, рас считываем Сто—<Ті и по формуле (ѴІІ-14) определяем

Р, = 1+ 0,076 (103,5 — at)\.

По значениям ß,- и по формуле (VI1-1) находим значения коэф фициентов ценности

f t , - - * - .

32,7

Результаты расчетов и значения коэффициентов ценности

Параметры		Номер выходного сигнала
Параметры		3
1	2	3	5	6	»	8

<І£	71,5	97	31 •	35	35	68,5	62,5	103,5
0Q— <Т;	32	6,5	73,5	68,5	68,5	35	41,5	0
к	3,4	1,5	6,5	6,2	6,2	3,7	42	1
h	0,1	0,05	0,2	0,19	0,19	0,11	0,13	0,03
П р и м е ч а н и е .		. =32,7.

Экспериментальная проверка результатов опроса экспертов по оп ределению ценности выходных сигналов связана с рядом трудностей, определяемых в первую очередь тем, что после внедрения системы отключение отдельных сигналов на достаточное (с точки зрения пред ставительности статистических данных) время вызывает противодей ствие производственного персонала. Поэтому для проверки результа тов экспертных оценок используются данные эксперимента по опреде лению времени прокатки слябов в двух режимах работы участка печи — стан: а) без локальной информационной системы; б) с автома тической сигнализацией момента выдачи слябов (сигналы 3, 4, 5).

Сущность эксперимента состояла в прокатке при указанных ре жимах достаточно больших и равных партий слябов различного сор тамента (табл. 14).

ТАБЛИЦА И

Толщина лист м м

Доля в сорта менте, %

Число слябов

Результаты эксперимента

Время прокатки, с е к		вреыеРазница	ни,кес	О
	с автома-	вреыеРазница	ни,кес	Уменьшениев; %менн,
без	тнческоЯ
системы	сигнали
	зацией

на выдачу

Относнтельное уменьше ние времени прокатки

с учетом доли данного раз мера в сор таменте

7	7	2X21	и зо	1035	95	8,40	0,588
8	25	2X50	2630	2605	25	0,95	0,238
9	4	2X42	1900	1855	45	2,37	0,095
10	21	2X100	6330	6065	265	4,19	0,88
11	2	2X19	1000	945	55	5,50	0,11
12	9	2X36	1433	1383	50	3,49	0,313
16	5	2X50	1800	1734	66	3,66	0,183
20	5	2X20	1225	1205	20	1,63	0,081

2 фі=2,5%

Уменьшение времени прокатки на 2,5% (вследствие автоматиче ской выдачи сигналов 3, 4, 5) позволит соответственно увеличить и производительность стана.

Годовая экономия без учета эксплуатационных и капитальных за трат на систему, полученная вследствие увеличения производительно сти стана на 2,5% составляет 85,0 тыс. руб. (Эз-s).

Фактическая годовая экономия (Э0), полученная в результате внедрения всей информационной системы связи печи — стан, соста вила 132,3 тыс. руб. (без учета эксплуатационных и капитальных за трат на систему). Таким образом, можно считать, что доля общего эффекта, приходящаяся на рассмотренные при эксперименте выход ные сигналы 3, 4, 5, составляет

Э3 -5	85,0
*3—5 — Эо	0,64.
*3—5 — Эо	132,3

Значения коэффициентов ценности этих же сигналов, согласно опросу экспертов (табл. 13), составляют соответственно: 0,20; 0,19 и 0,19; суммарное значение их А3—s=0,58. Однако при этом следует учесть, что в реальной системе отсутствует сигнал 8, коэффициент

ценности	которого составляет 0,03 (табл. 13). Следовательно, при
é i- 8 = l	величины £і=0,03 и Аі_7=0,97. Тогда	истинное значение
коэффициента ценности сигналов 3, 4, 5 составит		0,58
коэффициента ценности сигналов 3, 4, 5 составит		=0,6.

Сравнение значений коэффициентов ценности этих сигналов, по лученных при помощи экспертных оцен.ок (0,6) и при эксперименте (0,64), показывает достаточно точное их совпадение, что доказывает практическую пригодность методов экспертных оценок. Тогда на ос новании данных табл. 13 и по формуле (ѴІІ-12) можем получить значения экономической эффективности Э,-о отдельных информацион

ных каналов (табл. 15).

ТАБЛИЦА 15

Значения экономической эффективности отдельных информационных каналов

Параметры				Номер выходного сигнала
		1	2	3	<	5	6	7	8

Коэффици
ент	ценнос	0,1	0,05	0,2	0,19	0,19	0,11	0,13	0,03
ти	ki . . .
*Реал . . •		0,103	0,052	0,206	0,196	0,196	0,113	0,134	—
Ценность,		13,63	6,88	27,25	25,93	25,93	14,95	17,73	—
тыс. руб. Э/о
	П р и м е ч а н и е .			реал _ ].	2Э^0=132,3 тыс. руб.

Определив значение Эі0,: можно найти, какие реальные потери будет нести информационная система печи — стан при отказе или отсутствии определенного информационного канала, каковы требо вания к надежности каждого канала.

4. РАСЧЕТ ОЖИДАЕМОЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМ

ПО ТЕМПУ ПРОКАТКИ

Исходные данные

Система авторегулирования теплового режима методической печи по темпу прокатки обеспечивает:

1)необходимое качество нагрева металла перед прокаткой в ус ловиях переменной производительности;

2)автоматическое уменьшение тепловой нагрузки при кратковре менных простоях стана и восстановление ее до нормальной величины при пуске стана.

Согласію технологической инструкции, тепловую нагрузку печи уменьшают только при простоях более 30 мин. К заранее известным относятся простои на приемку — сдачу смей (осмотр стана). В этом случае тепловую нагрузку на печах своевременно снижают. Соответ ственно обстоятельствам поддерживают тепловую нагрузку при про стоях, обусловленных отклонениями в работе печей и подогревом ме талла. Во всех остальных случаях (при простоях менее 30 лшк) на печи поддерживается чрезмерно высокая тепловая нагрузка. Общая картина простоев стана 2300 за год представлена в табл. 16 (таблица составлена по данным цеха и заводской лаборатории). По пунктам 2, 3, 4, 5 и 8 определим средневзвешенную величину простоев, которая

ТАБЛИЦА 16

Характеристика простоев стана за год

№		Общее	Средняя	Число
№	Виды простоев	время	величина	Число
пп.	Виды простоев	простоев	одного	простоев
		за год, ч	простоя,
			м и н
1	Осмотр стана	492,9	28	1056
2	Смена муфт подшипников	48,91	15	196
3	Ремонт механического обору	106,02	15	424
	дования
4	Ремонт электрооборудования	39,08	30	78
5	Вследствие отсутствия электро	74,68	10	448
	энергии
6	Вследствие неполадок в работе	5,14	5	60
	печей
7	Подогрев металла	58,32	18	195
8	Прочие	18,26	5	208

И т о г о

843,31 —

—

составляет 18,96 мин. Уменьшение тепловой нагрузки печи в тече ние этого времени вследствие внедрения системы управления позво лит: а) уменьшить удельный расход топлива; б) уменьшить коли чество угара и окалины; в) увеличить производительность печи и стана.

Количество тепла, затраченного на нагрев металла, определяется

по формуле
Q =	P( I K - I O).	(ѴІІ-17)
где	(к — энтальпия металла в конце нагрева, определяемая	по сред
	ней температуре;
	і'о — то же, в начале нагрева.

Экономия тепла, а следовательно, и топлива после внедрения системы авторегулирования определяется отношением

Я—	Qi — Q\			(VIl-18)
	Qi
где	Qi и Q2 — тепло,	затраченное па	нагрев	металла в сравнива
	емых вариантах (до и		после	автоматизации).
После подстановки		соответственных значений Qі и Q2, определя

емых по формуле (ѴІІ-17), в это отношение получим его следующее выражение:

8 =	(VII-19)
	к,

где Ц — энтальпия металла в конце нагрева в сравниваемых вариан

тах.

Поскольку посад металла холодный, іо= 0 .

Имея заданную температуру выдачи металла из печи 1=1200° С, по таблице энтальпий для стали, содержащей 0,3% углерода, опре деляем іКг =841,55 кдж/кг.

Так как средневзвешенная величина простоя равна 18,96 мин, на ходим по графику нагрева заготовки, что за это время температура металла повышается на 50 град и достигает 1250° С.

По той же таблице энтальпий определяем, что і к =877,6 кдж/кг. Подставляя полученные значения іКі и ік в формулу (ѴІІ-19), по

лучаем отношение, равное 0,042, т. е. экономия топлива составляет 4,2%. Эта экономия рассчитана только с учетом тепла, поступающего на нагрев металла, в то время как коэффициент использования тепла в рабочем пространстве печи составляет практически 25%. Отсюда общая экономия топлива составит

4,2-100 Эт= 8,4% .

0,5

Угар углеродистой стали в зависимости от времени ее пребывания в печи определяется по формуле

<<< < Предыдущая 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 / 3432 33 34 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ