Система управления позволяет, таким образом, диспетчеру оце нить общую производственную ситуацию на фабрике, на отдель ных ее участках и переделах, а также оперативно принять или скорректировать рекомендуемые системой режимы и решения, обеспечить осуществление тех или иных управляющих воздействий.
Автоматизированная система управления обогатительной фаб рикой позволяет осуществить оперативный контроль работы основ ного производственного оборудования, регистрацию технологичес ких и технико-экономических показателей для автоматизации учета и оперативной отчетности.
Переход на качественно новые формы контроля и управления позволяет повысить извлечение обогащаемых компонентов, сокра тить расход флотационных реагентов, снизить непроизводительные простои оборудования, улучшить использование материальных и энергетических ресурсов.
По указанным выше причинам экономическая эффективность от внедрения проектируемой системы управления обогатительным про изводством в настоящее время не может быть точно определена. Тем не менее оказывается можно примерно оценить ее по некото рым факторам. Приведем один из возможных методов расчета эф фективности АСУ в результате уменьшения дисперсии извлечения обогащаемого компонента в концентрат1 .
Как уже отмечалось, увеличение потока информации от изме рительного прибора (или системы контроля), находящегося в цепи главной обратной связи некоторой системы регулирования (управ ления), приводит к уменьшению дисперсии регулируемого пара метра. В рассматриваемом случае АСУ предполагает увеличить поток информации, представляемой диспетчеру в обратном виде.
Следовательно, при целесообразном использовании диспетчером фабрики информации о контролируемых процессах и далее опера торами на местах следует ожидать уменьшения дисперсии регули руемых параметров. То же можно сказать и о дисперсии обоб щенных показателей, таких, как например извлечение обогащае мого компонента.
Кроме того, оперативная информация (имеется в виду инфор мация, регистрируемая через 1 ч и по вызову) позволяет проводить технологические процессы таким образом, что уменьшение дис персии параметров идет прежде всего благодаря обрезанию нижних (относительно существующих средних) выбросов. Ясно, что такое регулирование, оставляя неизменными наиболее вероятные значе ния некоторой регулируемой величины x(t), увеличивает ее мате матическое ожидание в результате вынужденной асимметрии за кона распределения f (х) в сторону наиболее благоприятных (с эко номической точки зрения) значений. Для извлечения, например,
1 Излагаемый метод |
разработан В. Ф. Лебедкиным, И. С. Махлиным, |
Д . X. Розенфельдом, В. А. |
Вишняковым. |
наиболее благоприятны значения е > е , подсчитанного для сущест вующего процесса e(t).
Очевидно, автоматическая регистрация факта выхода текущего
значения за |
нижнюю уставку, равную некоторой величине е > |
> Д е min> e |
(минимум выбирается на всем интервале времени, рав |
ном хотя бы одному месяцу), с одновременной регистрацией па раметров, от которых зависит е, позволяет изменять технологичес
кие режимы, направленные на возвращение |
8 в зону допустимых |
(экономически более выгодных) значений. |
|
|
Найдем связь между уменьшением дисперсии Dx |
функции x(t) |
благодаря обрезанию нижних |
выбросов |
х<х |
= а и |
приращением |
ее математического |
ожидания. |
|
x{t), |
|
|
По имеющейся |
реализации |
функции |
которая |
принимается |
стационарной в широком смысле, можно подсчитать среднее зна чение
|
|
|
|
я |
|
|
|
|
|
^=а =2^7Г. |
|
|
( Ѵ Л ) |
где п — длина |
реализации. |
|
|
|
|
|
Очевидно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ç = |
1 |
j=l |
1=1 |
|
|
n |
n |
, |
Xj — значения |
, , 4 ^ |
Xi — значения |
где & = — ; c = —; k + s = n; |
x(t)^a; |
A |
S |
|
|
|
|
|
|
x(t) < a . |
|
|
|
|
|
х за |
|
Предполагая, что на каждый выход параметра |
уставку |
диспетчер (и |
далее |
оператор) |
реагирует |
одинаковым |
образом |
(в смысле реализации принятых |
решений), можно записать |
|
|
*, = |
а - ( А + а,), |
|
|
(Ѵ.З) |
где иі — величина, соответствующая уменьшению амплитуды ниж него выброса благодаря управляющему воздействию со стороны диспетчера, причем
bt |
= aat; |
ЬГ^О. |
|
(V.4) |
Так что |
|
|
|
|
X i = a |
— al(a.-\-l)=a |
— §ah |
(V.5) |
где ß = а + 1. |
|
|
|
|
Очевидно, в нашем случае а отвечает |
условиям |
|
|
О < |
а < оо |
|
(V.6) |
и, следовательно, |
K ß < o o . |
|
(V.7) |
|
|
Равенство (V.2) с |
учетом |
равенства |
(Ѵ.З) |
можно записать |
в виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
« - - і - І 4 + - г І ^ — г І - î - |
|
<v-8> |
|
|
|
І |
|
|
|
i |
|
|
/ |
|
|
|
|
Считая, что каждая |
амплитуда Хі<а |
увеличивалась на au |
полу |
чим новое математическое |
ожидание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
o = — |
ft |
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 V |
X J I 1 |
V |
a |
— b i |
|
|
nr m |
|
|
ß |
|
|
Z—-f |
— |
Z—J-*-' |
|
|
|
<v-9> |
а ^ — — представляет |
математическое ожидание |
величины au |
т. е. |
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m ., = |
2 - 7 - - |
|
|
|
|
(Ѵ.Ю) |
Из равенства |
(V.5) |
следует, |
что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а — т— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
* |
г |
|
— |
( |
ѵ |
. |
п |
) |
где m- |
—среднее значение |
х<а. |
|
|
|
|
|
|
|
Используя равенства (V.8) и (V.9), |
получим выражение |
для |
определения приращения математического ожидания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а — т— |
|
|
|
|
|
|
|
|
A = a 0 - a = |
с ? |
х |
. |
|
|
(V.12) |
В |
выражении |
|
(V.12) |
приращение |
А |
не связано |
с |
прежней и |
вновь полученной дисперсией процесса. Займемся отысканием этой связи.
Принимая |
во внимание |
равенство (V.8), формулу (V.2) |
можно |
записать в виде |
ft |
9 |
|
|
П |
о |
s |
|
|
|
" |
" |
- [ ( a - * * ) - * * ] 2 |
|
откуда |
|
J |
с |
t |
|
|
|
|
|
|
V х1 ^ |
1 V |
х ] |
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
1 V |
a2, |
|
|
|
|
+ 4 - 2 - Г - |
(v.i3) |
Ho
"2
есть момент второго порядка случайной функции x{t)\
іі4++і^^=^« (v.is)
есть момент второго порядка вновь полученной функции, а
2 4 - = Л ч |
< Ѵ Л 6 > |
I |
|
есть момент второго порядка величины ai. |
|
В то же время |
|
2 -й=Ь1а_в2 S |
Jmé s |
|
|
|
|
|
|
«г |
V |
M i |
|
|
|
|
|
|
i |
i |
|
|
|
Подставляя уравнения |
(V.4) и (V.10) |
в |
(V.16), |
получим |
2 |
і а |
- |
Ь і ) а і |
= а т в Г а |
М |
в і . |
|
(V.17) |
і |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, с учетом равенств |
(V.14), (V.15), |
(V.16) и |
(V.17) формула (V.14) |
примет вид |
|
|
|
|
Мх=M о - - ^ - таі |
+ - | - Ж в і + 4"Ж ѵ |
|
(Ѵ-18> |
Переходя к центрированным вторым моментам, получим |
Dx+a2^D0-i-al~^-mai^(2a+\)([Daymli), |
|
|
|
|
(V.19) |
где Dx и Z?o — дисперсии |
прежней и новой |
функции |
соответственно. |
Аналогично формуле |
(V.12) |
обозначим |
|
|
|
|
|
|
|
AD=DX-D0. |
|
|
|
(V.20) |
Тогда из равенства |
|
(V.19), |
учитывая, |
что A = a<j — а, |
получим |
AD = A* + 2ab--^-mai-{-±-(2z+\)(Dai |
|
+ m |
l i ) . |
(V.21) |
Из выражений (V.8) и (V.9) видно, что — — = Д , а из (V.5) —
С
При подстановке последних формул в выражение (V.21) имеем
|
LD = А 2 ( |
2 а |
+ 1 ) ( ^ - А* + с'2 Л 2 ) • |
|
(Ѵ.22) |
Решая равенство (Ѵ.22) относительно А, получим |
|
|
|
|
До |
|
L (2a+1 ) -1- Dx |
|
|
|
|
Д 2 |
^ - |
|
с |
? |
|
|
|
|
|
|
1 + |
( 2 а + 1 ) с |
|
|
что при oc = ß — 1 (см. V.5) |
дает |
|
|
|
|
|
|
А 2 - |
С [ 1 + J - l ) / ' |
|
( V - 2 S ) |
При /г->оо с - > 2 . |
Поэтому |
для практических |
расчетов |
можно |
принять |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2Д/Э |
^ = - Ь / > _ |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 ( 4 3 - 1 ) |
|
( V - 2 4 ) |
Учитывая, |
что |
нижней |
уставкой для х может служить не |
только Ах^х |
= а, |
но |
и Ах>х, |
|
текущее значение |
х будет |
редко |
меньше х или вообще будет всегда больше х. Как показывает, на пример, опыт Зыряновской обогатительной фабрики, приращение математического ожидания содержания металла в концентрате за счет уменьшения дисперсии при измерениях через 1 ч относительно измерений через 4 ч таково, что значение коэффициента ß, вычис
ленного по формуле (V.12) или |
(V.24), значительно меньше еди |
ницы, |
что соответствует случаю |
Xi + bi + ai = a. В представленных |
выше |
расчетах [см. формулы (Ѵ.З) |
и |
(Ѵ.6)] исходным был |
мини |
мально возможный коэффициент |
ß |
для |
случая ХІ + ЬІ + а\ = |
а. По |
этому для практических целей можно считать приращение извле чения при ß = 1. Тогда окончательно получаем
Таким образом, для определения планируемого повышения из влечения при применении АСУ необходимо иметь некоторый ста тистический материал, достаточный для вычисления дисперсии D—
значений Xi = x(t) <а и величины AD сокращения дисперсии |
су |
ществующего процесса при ß = l . В случае полиметаллических |
фаб |
рик аналогичные расчеты проводятся для всех обогащаемых ме таллов.
Следует напомнить, что извлечение (расчетная величина) явля ется обобщенным показателем качества ведения процесса обога щения, представляющим собой результат регулирования технологи ческого процесса по некоторым основным параметрам, какими яв-
ляются, например, расход реагентов во флотации, плотность и гра нулометрический состав пульпы и т. п. Для достижения планируе мого приращения извлечения Ае нужно так вести процесс обога щения, т. е. так изменить статистические характеристики законов распределения регулируемых параметров, чтобы их суммарное дей ствие привело бы к желаемым характеристикам закона распреде ления извлечения металла в концентрат.
Для получения необходимых характеристик распределения регу лируемых параметров нужно найти функциональную связь извле чения с параметрами, наиболее сильно влияющими на результат обогащения (для этого нужно воспользоваться ранее приведенными алгоритмами расчета статических моделей процессов), и по полу ченным связям определить рекомендации по управлению локаль ными системами регулирования технологических процессов обога щения, хотя бы для того, чтобы установить какой асимметрии (левосторонней или правосторонней) необходимо достичь при регу лировании технологических параметров.
Экономия от повышения извлечения металла определяется объемом затрат на переработку руды, необходимой для получения дополнительного количества металла.
При определении экономической эффективности системы учи тываются также дополнительные затраты на амортизацию вновь вводимых средств автоматизации и информационно-управляющей техники и заработная плата с начислениями дополнительного пер сонала, обслуживающего систему.
Себестоимость переработки 1 т труды |
на обогатительной |
фаб |
рике |
после внедрения |
автоматизированной |
системы |
управления |
определяется по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ѴПЛ |
|
|
|
|
|
где Ci — себестоимость |
переработки 1 т |
руды |
до |
внедрения |
АСУ, |
руб.; |
Сг — себестоимость |
переработки |
1 т руды |
после |
внедрения |
АСУ, |
руб.; Е — экономия |
на затратах |
по |
переработке руды, |
необ |
ходимой для получения дополнительного количества металла, руб.; Зд — дополнительные амортизационные отчисления, руб.; 33. п л — фонд заработной платы обслуживающего персонала с начислени
ями, рубл.; |
Qnn—• плановый годовой |
объем переработки |
руды, т. |
Годовая |
экономия от снижения |
себестоимости 1 т |
руды со |
ставит |
|
|
|
|
Э Г = ( С , - С 2 ) С П Л . |
(V.27) |
Дополнительное количество металла, получаемого при повыше
нии извлечения, определяется |
по формуле |
|
AM |
= Qn J I aI U I As, |
(V.28) |
где оспл — плановое содержание металла в руде, % ; Ае — прирост извлечения металла в концентрат, %.
Объем руды, необходимой для получения дополнительного ко
личества металла, рассчитывается по формуле |
|
|
|
Д<2=Д/И : ап л . |
(V.29) |
Экономия на затратах для переработки дополнительного объема |
руды |
составит |
EX=C»AQ, |
|
|
|
|
(V.30) |
где Си |
— себестоимость переработки 1 т руды. |
|
|
Дополнительные амортизационные отчисления определяются по |
формуле |
|
|
|
|
|
3 А = |
2 ^ ^ , |
(V.31) |
где Кп — капитальные затраты |
по вновь вводимым |
средствам |
си |
стемы, руб.; ах — годовая |
норма амортизационных |
отчислений, |
%. |
В |
дальнейшем годовой |
экономический эффект |
от применения |
проектируемой системы рассчитывается в соответствии с сущест вующей типовой методикой.
Что касается других факторов экономической эффективности применения АСУ (кроме упомянутых можно привести, например, снижение потерь металлов в хвостах, улучшение качества работы селективных переделов, улучшение сортности и качества концент ратов и т. п.), то они в расчетах экономии, как правило, не при меняются в связи с невозможностью их количественной оценки, невзирая на то, что они дают существенный вклад в общий эконо мический эффект.
Эффективность применения АСУ, |
как указывается |
в работе |
[218], с чем мы вполне согласны, |
должна |
рассматриваться не |
только с точки зрения достигаемой |
экономии |
фонда |
заработной |
платы инженерно-технических работников, но и с учетом воздей ствия инженерного управленческого труда на все технико-экономи ческие показатели производственного процесса, а также с учетом экономии в народном хозяйстве в целом.
Кроме того, существует известная разновременность проявле ния источников экономии на разных стадиях внедрения АСУ, что также невозможно учесть, применяя типовую методику. Так, одни источники экономии в инженерной сфере начинают проявляться уже во время внедрения разработанной системы, а другие, например экономия в результате повышения производительности труда тех нологического персонала, сокращения цикла технической подго товки производства и т. д., проявляются лишь в последующие пе риоды.
В этом плане заслуживает внимания предложение В. А. Трайнева [218]. Весьма возможно, что в ближайшее время появится более подходящая методика расчета экономической эффективности применения АСУ, лишенная отмеченных недостатков.
В заключение следует отметить, что в книге авторы пытались показать, что целью создания автоматизированной системы управ ления обогатительной фабрики является в конечном итоге повыше ние эффективности производства при минимуме затрат на ее раз работку и внедрение, что нормальное функционирование АСУ поз воляет получить определенный запланированный экономический эффект, предусмотренный проектом системы. Отклонение же от нормы при выходе из строя элементов и подсистем или всей си стемы в целом приводит к его уменьшению.
Очевидно, разработчик системы должен уметь оценить умень шение запланированного эффекта в процессе эксплуатации си стемы.
В работе [138] предлагается формула для расчета снижения го дового экономического эффекта, предусмотренного при создании АСУ, вследствие отказов системы
|
|
I |
&ЭГ |
I = |
|
7 , |
^прост^ ~Т" Зв0ст> |
(Ѵ.32) |
|
|
|
|
|
1 |
пол |
|
|
где |
Эг — годовой экономический |
эффект, предусмотренный |
проек |
том, |
руб.; |
ZnpocT — время |
годовых простоев (бездействие) |
АСУ |
вследствие |
внезапных |
отказов, ч; |
К — коэффициент, учитывающий |
зависимость снижения годового экономического эффекта от отка
зов АСУ; Зцост — годовые текущие затраты |
на восстановление ра |
ботоспособности АСУ, руб.; Гпол — время |
необходимой |
полезной |
работы АСУ в один год, ч. |
|
|
Величина коэффициента, учитывающего связь между снижением |
годового экономического эффекта и отказами АСУ, равна |
0^К<1. |
В каждом конкретном случае значение коэффициента К опре деляется в зависимости от степени резервирования элементов си стемы управления и от влияния отказов отдельных частей или всей
системы на уменьшение годового экономического эффекта. |
|
Нижний предел (О^К) |
соответствует полному |
резервированию, |
когда замена отказавшего |
элемента не изменяет |
работы |
системы. |
В этом случае |
|
|
|
I А З Г | = 3 В 0 С Т .
Верхний предел соответствует полному отказу системы. Причем авторы работы [138] считают, что в этом случае Кф 1, так как «мо менты образования экономического эффекта и прекращение его образования при отказах АСУ не совпадают».
По поводу спорности этого утверждения заметим, что в целом равенство (Ѵ.32) может оказаться весьма полезным при определе нии структуры технических средств системы управления уже на стадии эскизного проекта, так как уже на этой стадии проектиро вания важно не только задать, но и обеспечить надежность функ ционирования АСУ, которая гарантировала бы заказчику получе ние вполне определенного экономического эффекта.
П Р И Л О Ж Е Н И Я
П р и л о ж е н и е 1
Временный типовой регламент мероприятий, проводимых при испытаниях, приемке и сдаче программ, входящих в математическое обеспечение АСУ [7]
Настоящий регламент определяет основной состав технической документа ции, последовательность действий, принципов распределения ответственности и
|
|
|
|
|
|
|
порядок рассмотрения вопросов, возникающих |
при отклонениях |
вычислительных |
и организационных процессов |
от установленной |
нормы, |
при |
испытаниях, приемке |
и сдаче программ, входящих в математическое |
обеспечение |
АСУ. |
|
Общие |
положения |
|
|
|
1. Испытание программы |
состоит |
в сопоставлении |
реально |
выполняемых ею |
функций с предусмотренным техническим заданием, которое согласовано в соот ветствии с договором. Сопоставление производится с контрольным примером, разрабатываемым на основании алгоритма, реализуемого программой. Контроль ный пример составляется исполнителем.
Информация для контрольного примера представляется заказчиком по форме, выдаваемой исполнителем. В контрольном примере должны быть предусмотрены все возможности работы программы в реальных условиях, оговоренные в техни ческом задании.
2. Тексты программы на всех носителях и информационные материалы для испытаний готовятся заказчиком.
3. За каждое мероприятие комиссия по испытаниям назначает ответствен ного с непосредственным подчинением ему исполнителей работы.
4. Материалы по программе, изготовленные исполнителем, представляются ответственному представителю заказчика за 10 дней до приемки программы.
Проверенные информационные |
материалы |
представляются заказчиком за |
15 дней до сдачи. |
|
|
|
|
5. |
Ответственный |
представитель |
заказчика |
докладывает |
комиссии об алго |
ритме |
решения задачи |
и технологическом процессе обработки |
информации. |
6. Во все тексты, отпечатанные на пишущей машинке или на внешних уст ройствах ЭВМ, запрещается вносить что-либо от руки, кроме формул и обозна
|
чений. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
1 |
|
Н о с и т е ль |
Количество |
|
|
|
П р и м е ч а н и е |
|
|
э к з е м п л я р о в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Магнитная лента |
|
2 |
С |
грифом |
«Для |
испытаний» |
|
Перфолента . . |
|
3 |
В |
том |
числе 2 |
|
экземпляра |
с |
|
Табуляграмма, |
отпечатанная |
|
|
грифом «Для |
испытаний» |
|
|
2 |
В |
том |
числе |
1 |
экземпляр |
с |
|
на АЦПУ |
|
|
|
|
|
|
грифом |
«Для |
|
испытаний» |
|
|
|
Материалы, по |
программе |
|
Материалы по |
программе включают: . |
|
|
1. Тексты участвующих в процессе испытаний программ |
на всех носителях |
(табл. |
1). |
|
|
|
На |
носителях |
должны быть следующие |
сведения: индекс |
программы, дата |
изготовления носителя, фамилии ответственных за изготовление и сохранность, фамилия и подпись изготовителя, гриф «Для испытаний». Д л я изготовления ма териалов в качестве исходного рекомендуется текст, отпечатанный на АЦПУ.
2.Машинописный паспорт программы в 2 экземплярах.
3.Текст программы, написанный в действительных адресах с краткими пояс
нениями о ключевых командах, в частности, в точках переходов от блока
кблоку.
4.Инструкции к программе.
5.Блок-схему алгоритма решения задачи.
Информационные материалы
1. Информационные материалы включают тексты участвующих в процессе испытаний массивов и контрольных результатов на всех носителях (табл. 2).
Т а б л и ц а 2
|
И н ф о р м а ц и я |
Н о с и т е л ь |
Количество |
П р и м е ч а н и е |
|
э к з е м п л я р о в |
|
|
|
|
Массивы инфор |
Магнитная |
лента |
. . . |
2 |
С |
грифом |
«Для |
мации |
|
Перфолента |
(перфокар- |
|
испытаний» |
То же |
|
3 |
В том числе 2 эк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
земпляра |
с гри |
|
|
|
|
|
|
|
фом «Для |
испы |
|
|
Табуляграмма, отпеча |
|
таний» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
танная на АЦПУ |
или |
2 |
С |
грифом |
«Для |
|
|
ТБПМ |
|
|
|
Контрольные |
дан |
Таблица в |
форме |
табу |
|
испытаний» |
|
|
|
|
ные |
|
ляграммы, |
отпечатан |
|
|
|
|
|
|
ная на |
пишущей ма- |
2 |
То |
же |
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные |
доку |
Заполненные |
документы |
1 |
|
— |
|
менты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На всех |
носителях должны |
быть |
следующие |
сведения: |
индекс программы, |
дата изготовления носителя, фамилии ответственных за изготовление и сохран ность, фамилия и подпись изготовителя, гриф «Для испытаний».
Работа с носителями, имеющими гриф «Для испытаний», разрешена в пре делах регламента и только в процесс испытаний.
2. Результаты отладочных расчетов и исходные данные или другие мате
риалы, необходимые для |
проверки |
работоспособности программы (представля |
ются |
Исполнителем). |
|
|
3. |
Д л я изготовления |
материалов |
в качестве исходного рекомендуется текст, |
отпечатанный на АЦПУ.
