книги из ГПНТБ / Лебедкин, В. Ф. Проектирование систем управления обогатительными производствами

структура этих алгоритмов одинакова: устройством ввода набор­ ного поля и долгосрочной памяти системы запоминаются нормы (уставки) отклонений для параметров, исходя из задач контроля технологического процесса в целом. С помощью логических опера­ ций сравнения полученной информации о значении параметра с его уставкой вырабатываются сигналы отклонений, которые индициру­ ются на сигнальных табло мнемосхемы и регистрируются на ПУ. Одновременно с этим отмечается время начала и окончания вы­ бега (очевидно, что при этом

диспетчера. Аналогичные операции производятся при вызове вели­ чин отклонений интересующих диспетчера параметров.

Выделение алгоритма контроля ТЭП в самостоятельный объяс­ няется необходимостью усилить внимание диспетчерского персо­ нала фабрики к оперативным данным обобщенных показателей и необходимостью использования этих показателей для оперативной технической отчетности о деятельности фабрики в различных под­ разделениях комбината.

Центральное место в алгоритме контроля ТЭП (рис. IV.9) за­

выпуске конечной продукции (товарных концентратов);

251

кондиционности продукции (процентное содержание металлов в концентратах);

фактических затратах по технологическим составляющим себе­ стоимости переработки руды;

расходах материалов и энергетических расходах в натуральном выражении (реагенты, шары, электроэнергия, вода, пар и т. п.); данных о работе основного оборудования (производительность,

простои, коэффициент движения) ; выполнении плана по отдельным плановым показателям.

Расчет перечисленных групп ТЭП в основном осуществляется по алгоритмам расчета технологического и товарного балансов ме­

При оперативном контроле технологического процесса расчет­ ным путем определяются технологический выход концентратов и технологическое извлечение металлов за смену. Целесообразность определения этих показателей за более короткие интервалы вре­ мени устанавливается по накоплению статистических данных в усло­ виях эксплуатации системы контроля или по результатам специаль­ ных экспериментальных работ. Для таких расчетов можно исполь­ зовать алгоритм определения сменных технологических выходов и извлечений с учетом времени материальных запаздываний и пе­ реходных процессов.

В случае более полного учета технологических потерь металлов разрывы в балансе можно рассчитать: с учетом потерь металлов в сливах сгустителей и определением количества общих отвальных хвостов по замерам твердого и с учетом количества общих отваль­ ных хвостов, определяемых расчетным путем. Сравнение результа­ тов позволяет выбрать наиболее точный метод расчета товарного баланса.

Первичный товарный баланс, определяемый в настоящее время по данным маркшейдерских замеров, в системе контроля коррек­ тируется диспетчером с пульта.

Ряд общефабричных показателей, используемых в расчете то­ варного баланса, определяется и регистрируется с начала месяца, что позволяет получать данные с нарастающим итогом за нужный интервал времени.

Для оценки и анализа производственной деятельности фабрики за первичный отчетный интервал времени (сутки) используются данные о себестоимости. В этом случае в алгоритме предусматри­ вается расчет фактических затрат на переработку руды (на 1 т и на суточный объем), а также определение стоимостных откло­ нений по отдельным технологическим составляющим себестоимо­ сти. Предусматривается учет затрат только по прямым статьям расходов, которые можно рассчитать автоматически.

Оперативная оценка работы предприятия по данным себестои­ мости за более короткие интервалы времени (текущее значение, за 1 ч и смену), по-видимому, нецелесообразна, так как диспетчер

252

получает информацию об отклонении фактических удельных рас­ ходов от плановых за указанные интервалы времени.

В связи с переходом предприятий на новый порядок планиро­ вания производства большое значение приобретает оценка работы основного оборудования и, в частности, определение и учет коэф­

Кроме того, алгоритм расчета ТЭП позволяет вычислить при­ быль и коэффициент рентабельности по фабрике в целом.

Структура алгоритма контроля ТЭП определяется характером использования технико-экономической информации, которую можно подразделить на оперативную, отчетную и статистическую. Такое деление весьма условно, так как один и тот же показатель в зави­ симости от интервала времени расчетов можно использовать как для оперативного контроля и оперативной оценки производствен­ ной деятельности предприятия, так и для составления отчетной до­ кументации и формирования статистических данных.

Оперативная информация о ТЭП (например, контроль техно­ логического извлечения) контролируется по алгоритмам, аналогич­ ным контролю технологической информации (сравнение с установ­ ками, обеспечение сигнализации и регистрации). ТЭП рассчиты­ ваются по алгоритмам с использованием устройства ввода и долгосрочного запоминания необходимых констант (например, раз­ личных стоимостных коэффициентов).

Общефабричные технико-экономические показатели регистри­

Таким образом, алгоритм контроля ТЭП позволяет контроли­ ровать работу отдельных переделов и фабрики в целом по рассчи­ танным обобщенным технико-экономическим показателям.

Для формирования и регистрации статистической информации* в состав которой входит как первичная информация о мгновенных значениях параметров процесса, так и расчетные данные, пре­ дусматривается специальный алгоритм вывода информации на спе­ циально выделенный для этих целей ПУ.

Структура алгоритма диспетчерской оптимизации. На совре­

менном этапе создания систем управления обогатительными фаб­ риками диспетчер является основным анализирующим звеном и не­ только определяет стратегию управления, обеспечивающую выпол­ нение производственной программы за отчетный промежуток вре­ мени, но и осуществляет управление процессами посредством опе­ раторов цехов.

В принципе можно создать систему, в которой диспетчер фор­ мирует команды управления операторам лишь на основе данных*

25а

полученных по алгоритмам контроля. Такая схема предполагалась, например, при разработке системы централизованного контроля и оперативного управления Норильской обогатительной фабрики.

В настоящее время разработана более совершенная схема уп­ равления, применяемая в АСУ Зыряновской обогатительной фаб­ рики. Здесь диспетчер определяет стратегию управления не только на основе данных, получаемых с алгоритма контроля ТЭП, но и на основе сформированных системой советов.

На рис. IV. 10 показана структура алгоритма формирования со­ ветов диспетчеру, условно подразделяемого на:

логических режимов. Кроме того, в него также входит описанный выше алгоритм контроля ТЭП.

Существенной частью алгоритма формирования советов диспет­ черу является алгоритм расчета допустимых норм отклонений па­ раметров {X}, при которых процесс протекает нормально. Неверно выбранные значения зон отклонений могут привести либо к отсут­ ствию отклонений (при широких допусковых полях), либо к ложной сигнализации в узких полях, когда система функционирует нор­ мально. В этом случае излишняя сигнализация увеличивает бес­ полезную нагрузку диспетчера.

Допустимые нормы отклонений можно рассчитать, используя имеющиеся математические модели [23, 220] и статистические дан-

254

ные о выбегах параметров за технологические нормы, регистри­ руемые системой контроля при ее эксплуатации.

Управляющие системы флотационных процессов являются, как правило, системами с неполной информацией. Это объясняется тем, что в результате отсутствия подходящих датчиков для важнейших параметров (гранулометрический, минералогический и химический состав) информацию нельзя получить одновременно с процессом, а это является необходимым условием при выборе оптимальных технологических режимов во времени. Поэтому в рассматриваемом алгоритме формирования советов предусматривается алгоритм прогнозирования технологических параметров на следующий шаг управления. Для одних параметров (например, ожидаемое среднее содержание металлов в руде, подлежащей переработке) такой прогноз можно осуществить путем несложных арифметических рас­ четов, используя информацию о расходе поступающей в бункера измельчительного отделения руды и содержания в ней металлов. Для других •—предлагается алгоритм расчета моделей прогнози­ рования, использующих предысторию процесса, запомненную при накоплении статистических данных.

Таким образом, параметры {X} прогнозируются по рассчитан­ ным моделям с использованием данных последнего цикла опроса системы контроля. Результат прогноза может лежать за пределами зон, допустимых областью существования модели процесса. В та­ ком случае сравнивается спрогнозированная величина с величинами зоны допустимых значений и принимается (в качестве прогноза) значение ближайшей (верхней или нижней) границы возможных изменений параметра.

Прежде чем приступить к расчету оптимальных технологичес­ ких режимов на очередной шаг управления, в ближайшем цикле опроса датчиков технологических параметров проверяется соот­ ветствие их значений области существования моделей с выработкой сигнала разрешения на производство последующих расчетов.

Алгоритм расчета оптимальных режимов предусматривает рас­ чет оптимальных управлений {Y} в случае (по существу самостоя­ тельных алгоритмов): достижения максимума (минимума) выб­ ранного критерия эффективности Э; обеспечения максимального (минимального) значения одного из выходных параметров при условии минимума потери величины выбранного критерия; дости­ жения заданного значения одного показателя при максимально воз­ можной величине критерия Э; обеспечения достижения максимума (минимума) одного показателя независимо от изменения вели­ чины критерия Э.

Основным является первый алгоритм, расчеты по которому проводятся автоматически на каждый шаг управления, осталь­ ные — резервные.

По расчетным значениям оптимальных управлений {Y}, изме­ ренным и спрогнозированным возмущениям {А'} рассчитываются выходные показатели.

255

Формирование советов состоит в подготовке массива информа­ ции для вывода на печатающее устройство в определенной после­ довательности данных, полученных при обработке информации по перечисленным алгоритмам, а также алгоритму контроля ТЭП.

Таким образом, перед началом каждого шага управления дис­ петчер получает на бланке массив информации, составляющий со­ вет диспетчеру и содержащий следующие группы данных:

определяющих стратегию управления — оптимальные режимы в виде величин установок регуляторов и норм отклонений пара­ метров;

измеренных и спрогнозированных, характеризующих состояние объекта управления на планируемом шаге управления;

характеризующих производственную деятельность фабрики с на­ чала отчетного месяца до начала планируемого шага управления.

На основе этих данных диспетчер осуществляет контроль и уп­ равление технологическим процессом в соответствии с алгоритмом диспетчерской оптимизации, структура которого показана на рис. IV. 10.

В случае согласия диспетчера с советами и предполагаемым выполнением производственной программы исполнением команды «принятие советов» он осуществляет ввод команд в память машины с последующей передачей их на печатающее устройство оператор­

вспомогательных технологических и технико-экономических пара­ метров, которые также передаются на ПУ операторских пунктов цехов и в оперативную память вычислительной части системы в ка­ честве установок для оперативного контроля хода процесса (алго­ ритм контроля).

Если при анализе информации очередного совета диспетчер установит, что в результате каких-либо причин определенные вы­ ходные показатели не удовлетворяют требованиям текущего мо­ мента, он может рассчитать режимы по любому из резервных алго­ ритмов и выбрать подходящую стратегию управления.

Возможна также коррекция отдельных команд с индивидуаль­ ным вводом с пульта диспетчера.

Исполнение команд проверяется диспетчером с помощью мнемо­ схемы технологического процесса (алгоритм контроля).

IV.6. ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

В рассмотренных выше алгоритмах контроля и управления соот­

о простоях основного технологического оборудования. Информация формируется на основе результатов перекодировки перфолент пер­ вичной, часовой, сменной и суточной обработки показаний дат­ чиков.

256

Порядок посылки информации о технологических параметрах рекомендуется следующий:

1, 2, 3 слоги — адрес канала; 4, 5, б, 7 слоги — значение параметра;

8 слог — знак порядка;

9 слог — порядок;

10 слог — точка;

11 слог — продольный контроль.

Для посылок информации о состоянии оборудования-

1, 2, 3 слоги — адрес канала; 4 слог — точка;

5 слог — продольный контроль.

В обоих случаях адрес канала однозначно определяет опраши­ ваемый датчик и соответственно определяемый параметр.

Для информации, поступающей с датчика ручного ввода дан­ ных (ДРВД) :

1 слог — номер датчика; 2, 3, 4 слоги-—номер параметра;

5, 6, 7, 8 слоги — значение параметра; 9 слог — знак порядка параметра;

10 слог — порядок параметра;

11 слог — точка;

12 слог — продольный контроль.

Информация выводится управляющему персоналу в виде пе­ чатных форм на телетайпы, установленные на диспетчерском пун­ кте и в операторских пунктах основных технологических комплек­ сов фабрики. Печатные формы классифицируются по назначению (диспетчер, операторы корпусов), организационному признаку (технологические смены, общефабричный итог), временному при­ знаку (часовая, сменная, итоговая), содержанию (простои оборудо­ вания, реагентный режим, химанализы и т. п.), характеру перера­ батываемого сырья (сульфидная или смешанная руда). Печатные формы кодируются в соответствии с принятой классификацией. Код формы состоит из пяти цифр, каждая из которых означает:

1. Первая цифра кода соответствует назначению формы со сле­ дующими обозначениями:

0 — диспетчер;

1 — дробильный корпус;

2 — цех тяжелых суспензий;

3 — главный корпус;

4 — отделение обезвоживания.

2. Вторая цифра кода соответствует организационному признаку со следующими обозначениями:

1 —

2—

3— условные индексы технологических схем;

4—

0 — итоговая за сутки, с начала месяца.

3. Третья цифра кода соответствует временному признаку со следующими обозначениями:

1 — часовая;

2 — сменная;

3 — суточная.

4. Четвертая цифра кода соответствует содержанию печатной

Код формы печатается над текстом формы. Кроме этого печатается дата (число и месяц), а также время пуска (часы и минуты).

Форма печатается параллельно и одновременно на телетайпы операторов

Оператору дробильного корпуса представляется отчетная ин­ формация за смену и сутки.

1. Ф о р м а « О т ч е т д р о б и л ь н о г о к о р п у с а » ( с м е н ­ н ы й ) .

Форма содержит сведения о количествах сульфидной (PC) и смешанной (РО) руды, расходе воды (ВОДА) и электроэнергии (ЭН), а также гранулометрическом составе руды по двум классам:

258

Форма содержит сведения о времени и причинах простоя дро­ билок отделений переработки сульфидных и смешанных руд дро­ бильного корпуса как в общем (ОБЩ), так и по отдельным причи­ нам: отсутствие руды (РУДА), отсутствие электроэнергии (ЭЛ), отсутствие емкости в цехе тяжелых суспензий (ЦТС), отсутствие емкости в ЦТС в главном корпусе (ЕМК), отказ от приема руды при переполнении промежуточных емкостей (ШТР), при производ­ стве планово-предупредительного ремонта (ППР), аварии (АВАР) по механическим (МЕХ) и технологическим (ТЕХ) причинам, про­ чим причинам (ПРОЧ) .

Определение причин простоя (РУДА, ЭЛ, ЦТС, ЕМК, ШТР) и расчет общего времени простоя производится программно. Простои по всем остальным причинам программно относятся к (АВАР) с последующей дифференциацией их оператором дробильного кор­ пуса.

Форма приведена в табл. IV.5.

Здесь строки 1—10-—простои дробилок по причинам за смену; И — простои всего корпуса за смену (суммарный простой дроби­ лок); 12 — простои всего корпуса с начала месяца.

Строки, соответствующие простою дробилок по отдельным при­

стоит в том, что эта форма содержит данные о простоях дробилок за сутки.

111—30

123—20

Оператору главного корпуса представляется оперативная йотчетная информация по всем переделам измельчения и флотации сульфидной и смешанной руды, включая данные о выпуске кон­ центратов в отделении обезвоживания.

задания за 1 ч; 3 строка — параметры с начала смены; 4 строка — отклонение от задания с начала смены.

260