A model predictive approach to blast furnace operational management automation

A model predictive approach to blast furnace operational management automation

Автор: Kazarinov L.S., Shnayder D.A., Barbasova T.A., Basalaev A.A., Kolesnikova O.V., Lipatnikov A.V.

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника @vestnik-susu-ctcr

Рубрика: Управление в технических системах

Статья в выпуске: 4 т.16, 2016 года.

Бесплатный доступ

Blast furnace operational management automation using modelling and real-time predictive solutions for the object control are considered. Main features of the proposed control are: using of an operational data mining software to identify effective clusters of the furnace regime parameters values; real-time software for identification of the furnace cohesion zone parameters for the operational management correction; dynamics forecasting of the furnace thermal state indicators when charge load and blast parameters change. Usage of the software permits to achieve effective values of the furnace regime parameters with high productivity and reduced coke consumption. It is effective in conditions of the significant charge parameters changes, due to using of source materials from different suppliers. Therewith, forecasting of parameters dynamics allows supervisor to stabilize the blast furnace process in the effective regime. The system is based a joint development of the South Ural State University (National Research University), “Polytech-Automatica” Research & Production Ltd. (Chelyabinsk) and “AKOMM” Ltd. (Moscow).

Еще

Blast furnace process, model predictive control

Короткий адрес: https://sciup.org/147155153

IDR: 147155153   |   DOI: 10.14529/ctcr160405

Список литературы A model predictive approach to blast furnace operational management automation

  • Математическая модель контроля и прогнозирования хода доменного процесса/Г.А. Полянский, В.И. Набока, А.П. Фоменко, Н.В. Крутас//Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: сб. науч. тр. -Днепропетровск, 2008. -Вып. 16. -С. 361-371.
  • Похвиснев, А.Н. К вопросу о регулировании хода доменной печи по анализу колошникового газа/А.Н. Похвиснев, Г.А. Воловик//Научные исследования в помощь доменному производству: сб. тр. -Днепропетровск: Днепропетров. кн. изд-во, 1960. -198 с.
  • Похвиснев, А.Н. Управление доменным процессом по изменению состава колошникового газа/А.Н. Похвиснев//Теория и практика металлургии. -1939. -№ 8. -С. 15-19.
  • Готлиб, А.Д. Основы автоматического регулирования доменного процесса/А.Д. Готлиб, Г.Г. Ефименко, А.А. Гиммельфарб//Доменный процесс по новейшим исследованиям. -М.: Металлургиздат, 1963. -295 с.
  • Гиммельфарб, А.А. Автоматическое управление доменным процессом/А.А. Гиммельфарб, Г.Г. Ефименко. -М.: Металлургия, 1969. -378 с.
  • Товаровский, И.Г. Доменная плавка: моногр./И.Г. Товаровский. -2-е изд., уточнен., Днiпропетровськ: ПОРОГИ, 2009. -659 с.
  • Павлов, М.А. Металлургия чугуна. Ч.2: Доменный процесс/М.А. Павлов. -Изд. шестое. -М.: Металлургиздат, 1949. -628 с.
  • Товаровский, И.Г. Совершенствование и оптимизация параметров доменного процесса/И.Г. Товаровский. -М.: Металлургия, 1987. -192 с.
  • Готлиб, А.Д. О «принципе М.А. Павлова»/А.Д. Готлиб//Исследование доменного процесса: сб. тр. -М.: Изд-во АН СССР, 1957. -С. 24-32.
  • Рамм, А.Н. О влиянии интенсивности плавки на производительность доменных печей и относительный расход кокса/А.Н. Рамм//Исследование доменного процесса: сб. науч. тр./АН СССР. -М.: Изд-во АН СССР, 1957. -С. 85-87.
  • Рамм, А.Н. Современный доменный процесс/А.Н. Рамм. -М.: Металлургия, 1980. -304 с.
  • Паршаков, В.М. Двумерная модель теплообмена в доменной печи/В.М. Паршаков, Т.Ю. Каширская, В.А. Заболотских//Теплотехническое обеспечение основных технологических процессов чёрной металлургии: сб. тр. -М.: Металлургия, 1988. -С. 22-25.
  • Паршаков, В.М. Повышение эффективности использования пылеугольного топлива в доменной печи/В.М. Паршаков//Сталь. -2005. -№ 8. -С. 32-37.
  • Паршаков, В.М. АСУ ТП доменной плавки и её технологическое насыщение/В.М. Паршаков, А.А. Третяк, А.П. Уланов.//Доменное производство -ХХI век. Труды Международного конгресса доменщиков. -М.: Издат. дом «Кодекс», 2010. -С. 391-413.
  • Внедрение системы оперативного автоматического определения зоны плавления в доменной печи в составе АСУ ТП ДП-2: заключительный отчет/ООО «АКОММ»; рук. В.М. Паршаков. -М., 2015. -137 с.
  • Информационные системы в металлургии/Н.А. Спирин, Ю.В. Ипатов, В.И. Лобанов и др.; под ред. Н.А. Спирина. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. -617 с.
  • Оптимизация и идентификация технологических процессов в металлургии/Н.А. Спирин, В.В. Лавров, С.И. Паршаков, С.Г. Денисенко; под ред. Н.А. Спирина. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006. -307 с.
  • Товаровский, И.Г. Нормативная оценка влияния параметров доменной плавки на расход кокса и производительность/И.Г. Товаровский//Сталь. -2014. -№ 5. -С. 4-11.
  • Повышение производительности доменной печи при оптимизации автоматического управления подачей природного газа и технического кислорода в дутье/Б.Н. Парсункин, Б.К. Сеничкин, С.М. Андреев, М.Ю. Рябчиков//Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. -2011. -№ 4. -C. 73-77.
  • Компьютерные методы моделирования доменного процесса/О.П. Онорин, Н.А. Спирин, В.Л. Терентьев и др.; под ред. Н.А. Спирина. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. -301 с.
  • Жеребин, Б.Н. Практика ведения доменной печи/Б.Н. Жеребин. -М.: Металлургия, 1980. -248 с.
  • Применение математических методов и ЭВМ для анализа и управления доменным процессом/И.Г. Товаровский, Е.И. Райх, К.К. Шкодин и др. -М.: Металлургия, 1978. -204 с.
  • Авдеев, В.П. Идентификация промышленных объектов с учетом нестационарностей и обратных связей/В.П. Авдеев, Т.М. Даниелян, П.Г. Белоусов. -Новокузнецк: СибМИ, 1984. -88 с.
  • Сучков, А.В. Совершенствование управления многомерными технологическим объектом на при¬мере доменной печи: моногр./А.В. Сучков, В.Г. Лисиенко, В.А. Сучков. -Екатринбург: УрФУ, 2012. -126 с.
  • Основы теории и технологии доменной плавки/А.Н. Дмитриев, Н.С. Шумаков, Л.И. Леонтьев, О.П. Онорин. -Екатеринбург: УрО РАН, 2005. -545 с.
  • Лисиенко, В.Г. Совершенствование и повышение эффективности энерготехнологий и производств. Т. 2. Кн.1: Новые способы, модельные и экспериментальные исследования: моногр./В.Г. Лисиенко. -Екатеринбург: УрФУ, 2013. -592 с.
  • Blast Furnace Phenomena and Modelling/Ed. By Yasuo Omori. -London and New York: Elsevier applied science, 1987. -631 р.
  • Sasaki, M. Formation and Melt-down of Softening-Melting Zone in Blast Furnace/M. Sasaki, K. Ono, A. Suzuki//Trans. of the Iron and Steel Inst. Jap. -1977. -Vol.17, no. 7. -P. 391-400.
  • Burgess, J.M. Analysis of Blast Furnace Pressure Tappings, using a Cohesive-zone Gas-distribution Model/J.M. Burgess, D.R. Jenkins, K.L. Hockings//Ironmaking and Steelmaking. -1984. -Vol. 11, no. 5. -P. 253-261.
  • Togino, Y. Estimation of Lower Limit of Fuel Rate in Blast Furnace by Mathematical Model/Y. Togino, M. Sugata, K. Yamaguchi//Trans. of the Iron and Steel Inst. Jap. -1980. -Vol. 20, no. 9. -P. 639-645.
  • Two-dimensional Simulation on the Gas Flow and Heat Transfer in the Blast Furnace/J. Yagi, K. Takeda, Y. Omori et al.//Trans. of the Iron and Steel Inst. Jap. -1983. -Vol. 22, no. 11. -P. 884-892.
  • Development of Measuring Technique for Coheszive Zone and its Application Process in Ohgishima Blast Furnace/T. Fukushima, T. Fukyama, Y. Yamada et al.//Trans. of the Iron and Steel Inst. Jap. -1982. -Vol. 22, no. 10. -P. 807-810.
  • Sugiama, T. A Theoretical Analisis on Gas Flow and Heat Transfer in Packed Beds with Fused and Unfused Layers/T. Sugiama, J. Yagi, Y. Omori//Tetsu-to-Hagane. Jorn. of the Iron and Steel Inst. Jap. -1978. -Vol. 64, no. 12. -P. 1676-1684.
  • Kule, J. Blast Furnace Model Development and Application in the British Steel Corporation/J. Kule//Proc. Conf., Univ. Surrey. Sept. 11th -13th. 1979. -London, 1980. -P. 403-415.
  • Yagi, J. Mathematical Models of the Blast Furnace Process/J. Yagi//Tetsu-to-Hagane. -1983. -No. 10. -P. 1242-1249.
  • Kumar, S.A. Production and Operations Management/S.A. Kumar, N. Suresh. -New Age International (P) Ltd., 2009. -284 p.
  • Modrak, V. Operations Management Research and Cellular Manufacturing Systems: Innovative Methods and Approaches/V. Modrak, R.S. Pandian. -IGI Global Snippet, 2011. -456 p.
  • Gobetto M. Operations management in automotive industries: from industrial strategies to production resources management, through the industrialization process and supply chain to pursue value creation. -Springer Science + Business Media Dordrecht, 2014 -XXII. -245 p DOI: 10.1007/978-94-007-7593
  • Kwakernaak, H. Optimal Operation of Blast Furnace Stoves/H. Kwakernaak, P. Tijssen, R.C.W. Strijbos//Automatica. -1970. -Vol. 6, no. 1. -P. 33-40.
  • Jeffreson C.P. Feedforward Control of Blast Furnace Stoves/C.P. Jeffreson//Automatica. -1979. -Vol. 15, no. 2. -P. 149-159.
  • Labossiere, G.A. Model-based Control of a Blast Furnace Stove Rig/Garry A. Labossiere, Peter L. Lee//Journal of Process Control. -1991. -Vol. 1, no. 4. -P. 217-227.
  • Kazarinov, L.S. Oblong Ellipsoid Method in Process Efficiency Control/L.S. Kazarinov, T.A. Barbasova//International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS). -Tomsk, Russia, 2015. -P. 1-5 DOI: 10.1109/MEACS.2015.7414875
  • Kazarinov, L.S. Identification Method of Blast-Furnace Process Parameters/L.S. Kazarinov, T.A. Barbasova//International Conference for young scientists “High Technology: Research and Applications 2015 (HTRA 2015)”, Key Engineering Materials. -2016. -Vol. 685. -P. 137-141 DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.685.137
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp