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

Таким образом, при функционировании система управления должна осуществлять выбор и оптимизацию режимов своей работы и осуществлять процесс непрерывного получения, выдачи и пере­ работки информации. Справиться с данными задачами без приме­

Ui...Un.

Винформацию второго вида входят теоретические исследова­ ния, основанные на имеющейся теории автоматизируемого про­ цесса и теории управления им.

Внастоящее время состояние теоретических работ по управле­ нию процессом обогащения не позволяет синтезировать функцио­ нальную алгоритмическую структуру системы управления обогати­ тельными фабриками на основе теории процесса. Поэтому разра­ батываемые системы относятся к классу систем управления с на­ коплением информации.

Как известно, системы с накоплением информации можно ус­ ловно разделить на два типа. Для первого из них процесс накоп­ ления информации не зависит от управляющих воздействий (пас­ сивное накопление), для второго — накопление информации произ­ водится одновременно с управлением (активное накопление).

Для обогатительных фабрик необходимо накопление информа­ ции как первого, так и второго вида. В системах управления, как правило, отсутствует раздельное получение и накопление инфор­ мации. Это обстоятельство приводит к значительному избытку ин­ формации на первых этапах внедрения систем.

11.2. ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ В ОПТИМИЗИРУЮЩИХ СИСТЕМАХ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

В настоящее время формулировке задач управления производ­ ственными комплексами посвящено большое количество работ [17, 50, 51 и др.], в которых даны направления организации систем управления различными технологическими процессами и комплек­ сами. Для обогатительных фабрик наиболее разработанными яв­ ляются автоматический контроль и оперативное управление техно­ логическими процессами, которые решают ряд задач:

контроль производственного процесса; оперативный учет;

40

чей управления и позволяет своевременно обнаруживать и фикси­ ровать отклонения в ходе технологического процесса, предупреж­ дать и ликвидировать возникающие нарушения и их последствия.

С этой целью контролируют:

наличие запасов всех видов сырья, материалов, обеспеченность производства всеми видами энергии;

количественные характеристики потоков сырья, материалов и энергии;

количественные характеристики потоков сырья, материалов и энергии, поступающих в каждое подразделение предприятия;

состояние оборудования и оценку эффективности его использо­ вания, сигналы срабатывания аварийных защит;

значение показателей, характеризующих ход технологического процесса;

количество готовой продукции и ее качество.

Анализ операций для автоматического контроля показывает, что их можно разбить на две основные группы:

операции, связанные с реализацией собственного контроля; операции первичной обработки информации, ее сортировки и

подготовки к обработке на различных уровнях управления. Контроль технологического процесса состоит в выявлении собы­

тий, заключающихся в выходе характеристик процесса и различ­ ных показателей (расходные коэффициенты, производительность и т. п.) за выбранные уставки.

Контролируемые события характеризуются определенным приз­ наком или совокупностью признаков. Поэтому появлению сигналов о наличии признаков предшествует логическая обработка инфор­ мации. Процесс автоматического контроля заканчивается выработ­ кой сигнала о наличии события. Первичная обработка информации состоит в упорядочении и предоставлении в требуемом виде исход­ ной информации и включает расчет действующих значений пара­ метров, линеаризацию, сглаживание, введение температурных и других поправок и т. д.

Оперативный учет, являющийся составной частью контроля процесса, проводится для наблюдения за ходом производства и оперативного воздействия на него. С помощью данных учета пред­ ставляется возможность контролировать работу оборудования, ре­ жим технологического процесса и следить за ритмичностью работы отдельных подразделений.

41

Учет должен быть непрерывным, полным и точным и включать: учет запасов исходного сырья и незавершенного производства; учет простоя и холостого хода оборудования; учет количества выработанной продукции;

учет затрат на производство (нормировочный учет).

По виду используемой информации учет можно разделить на учет трудозатрат и учет материальных и энергетических затрат.

Анализ нарушений технологического процесса является состав­ ной частью управления процессом и производством и предназначен для принятия конкретного решения. Модель алгоритма анализа на­

Объем информации для анализа нарушений зависит от харак­

стеме управления циркулирует несколько сотен и даже тысяч сиг­ налов.

В этих условиях анализ управляющей системой чрезвычайно затруднен и ограничен физическими возможностями человека. Это означает, что в системе управления человек становится «узким местом», а управление процессом неоперативным. Поэтому часть функций анализа технологического процесса перекладывается на автоматические устройства.

Пуск и останов оборудования преследуют цель перевода объ­ екта в заданное состояние по определенной программе с мини­ мальными затратами времени, энергии, сырья и т. п. Решение этой задачи требует в основном решения системы логических уравнений при заданных ограничениях.

Автоматическое управление процессами особенно необходимо для многосвязанного регулирования, согласования работы отдель­ ных переделов и операций и оптимизации процесса в целом. Оно должно помогать достигнуть наилучшего соотношения между вы­ пуском продукции, ее качеством и стоимостью производства.

Расчет и анализ технико-экономических показателей позволяют оперативно получать информацию, которая используется как не-

42

посредственно для корректировки хода технологического процесса, так и для углубления технико-экономического анализа производ­ ства в части выполнения плана по составу и качеству, плана реа­ лизации и себестоимости и т. д. Сюда же относится и контроль выполнения различных технико-экономических норм.

Оперативное планирование — это краткосрочный прогноз, пред­ назначенный для распределения производственной программы внутри отрезка времени, по которому предприятие отчитывается перед вышестоящими организациями. Как правило, периодом опе­ ративного планирования является месяц, который разбивается на декады, сутки смены. В процессе выполнения плана задания на указанных отрезках времени могут корректироваться в зависимо­ сти от изменившихся условий производства. Конечной целью оперативного планирования является его соединение с непосред­

Исследование работы производства и решение инженерных за­ дач, относящихся к управлению, предполагает изучение и обследо­ вание производства, отыскание его характеристик, построение ма­ тематической модели и разработку алгоритмов управления, про­ верку различных методов алгоритмизации. Можно указать на некоторые типовые задачи этого класса:

вычисление статистических характеристик случайного процесса (математическое ожидание, дисперсия, авто и взаимокорреляцион­ ная функция);

решение задач численного анализа (численное интегрирование и дифференцирование, вычисление элементарных функций, реше­ ние систем линейных алгебраических уравнений);

цессом на обогатительных фабриках можно считать автоматизиро­ ванную систему управления, объединяющую три подсистемы: информационно-диспетчерскую, информационно-советующую и си­ стему, автоматизирующую решение административно-хозяйствен­ ных задач управления фабрикой.

Для построения этих подсистем и объединяющей их функции автоматизированной системы управления необходимо решить боль­ шое число задач, связанных с технологическим процессом, мате­ матическим описанием процесса, алгоритмированием, техническим оснащением системы.

43

На рис. II.2 показан граф целей1 , подцелей, направлений, проб­ лем и задач разработки автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) обогатительной фабрики (ОФ), а в табл. 2 приведена его расшифровка.

Использование в АСУ ТП обогатительных фабрик цветной металлургии цифровых вычислительных машин (ЦВМ.) обеспечи­ вает решение широкого круга логических и вычислительных задач, универсальность системы и возможность ее алгоритмической мо­ дернизации. При этом от качества реализуемых в ЦВМ алгоритмов и программ в значительной степени зависит эффективность АСУ ТП в целом. В то же время опыт создания сложных управляющих систем (в том числе и опыт разработки АСУ ТП на Зыряновской обогатительной фабрике) показывает, что процесс разработки ал­ горитмов и программ является, как правило, длительным и трудо­ емким, а стоимость разработки средств математического обеспече­ ния (МО) составляет около половины затрат на создание АСУ. Имеются предпосылки к тому, что математическое обеспечение и в дальнейшем будет играть определяющую роль в сроках, стоимо­ сти разработки автоматизированных систем управления ТП ОФ и их эффективности.

Поэтому важной задачей при разработке математического обес­ печения (т. е. программных средств и методов организации при­ ема, хранения обработки данных и выдачи контрольной и управ­ ляющей информации) АСУ ТП ОФ цветной металлургии является определение требований к МО.

Ниже приводится перечень основных требований, которым дол­ жно удовлетворять МО АСУ ТП обогатительных фабрик цветной металлургии.

1. Математическое обеспечение должно быть комплексом взаи­ мосогласованных программных средств и методов, объединенных

всистему (СМО).

2.Математическое обеспечение должно содержать программные средства организации эффективного (в смысле максимального ис­

3.СМО должно обеспечивать организацию процесса решения задач в реальном масштабе времени и диспетчеризацию взаимо­ действия ЦВМ (или вычислительной системы) с внешними объек­ тами.

4.Система МО должна обеспечивать возможность организации информационного фонда системы, внесения в него исправлений, из­ менений, дополнений.

1 Граф целей разработан И. Ш. Зайденбергом, Р. Г. Ерчиковским и В. Ф. Лебедкиным.

45

Т а б л и ц а П.2

Примерный граф целей, подцелей, направлений, проблем и задач разработки АСУ ТП обогатительных фабрик цветной металлургии

46

47