Моделі і системи керування конвертерної плавки за енергозберігаючою технологією з застосуванням регуляторів нечіткої логіки
| dc.contributor.author | Зубова, Катерина Миколаївна | |
| dc.contributor.degreedepartment | фізико-хімічних основ технології металів | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | інженерно-фізичний | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» | uk |
| dc.date.accessioned | 2015-11-24T13:35:55Z | |
| dc.date.available | 2015-11-24T13:35:55Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | Dissertation for a candidate degree by specialty 05.13.07 – Automation of processes control. – National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute». The thesis is devoted to developing energy-efficient model for BOF process. In the thesis fuzzy models of regulation of CO2 in flue gases and FeO content in the slag in BOF are developed, which allow increasing the share of scrap in the charge. Established that both parameters depend on the distance of the lance above the melt, so a single Controlling act is used during the purging process management. Revealed that decarbonization process is non-stationary, the transfer coefficient and time constant depends on the period and duration of purging, which determined the using of fuzzy logic controller. Fuzzy models are designed in an interactive system Matlab. Control systems were composed and simulation modeling was made in Simulink to test the fuzzy controller. Also the composite control system with PID controller was studied and the quality criterion was defined. The developed system given of Co.Ltd "КIA" for implementation at РJSC «ArcelorMittal Kryvyi Rih» and they are used in NTUU «KPI» at the department of physical and chemical bases of technology metals in the preparation of specialists in special metallurgy (7.050401) on the subject « Automatic controlling system of processes SEM ». | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07 – Aвтоматизация процессов управления. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт». Диссертация посвящена разработке энергосберегающей модели для кислородно-конвертерного процесса. Основным недостатком кислородно-конвертерного процесса являются ограниченные возможности переработки металлического лома. Частично эту проблему можно решить за счет увеличения степени дожигания СО в СО2 в полости конвертера, регулируя уровень фурмы над спокойной ванной, но это также может привести и к повышению оксидов железа в шлаке, количество которых тоже зависит от уровня фурмы. Доказано, что процесс обезуглероживания является нестационарным и описывается инерционным звеном первого порядка, коэффициент передачи и постоянная времени которого зависят от периода плавки, и продолжительности продувки. Именно нестационарность процесса и обусловила выбор регулятора нечеткой логики. В кислородно-конвертерном процессе применяются одноярусные и двухъярусные фурмы, последние характеризуются дополнительным ярусом, направленным на дожигание СО, поэтому для каждой фурмы были разработаны нечеткие модели. Для нечеткого моделирования выбрано алгоритм Мамдани, а функции принадлежности треугольные и гаусовые. В качестве входных параметров процесса для управления одноярусной фурмы выбраны текущий уровень фурмы, массовая доля FeO, массовая доля СО2, скорость дожигания и ускорение, а выходной – заданный уровень фурмы. Для двухъярусных фурм, за счёт двухконтурного подвода кислорода, предложено использовать два регулятора нечёткой логики: одним регулируют содержание СО2, изменяя –расход кислорода на второй ярус, а другим – содержание FeO, изменяя уровень фурмы. Содержание СО2 предложено определять по балансовому уравнению содержания газов в дутье, воздухе и газоходе. А содержание FeO по результатам измерения заметалливания фурмы, что можно определить по разнице температуры воды на входе и выходе фурмы. После проверки адекватности разработанных нечетких моделей и внесения определенных корректировок разработана математическая модель объекта управления, которую описали нестационарным колебательным звеном второго порядка. Реализацию модели выполнили на базе регулятора нечеткой логики и ПИД-регулятора. В пакете Simulink проведено имитационное моделирование в реальном времени, в ходе которого были настроены параметры нечеткого и ПИД-регулятора, а также определен шаг квантования. Для нечеткого регулятора использовались функции принадлежности с 3, 5 и 7 термами. Учитывая нестационарность, было предложено проводить управление процессом в соответствии с периодами продувки. И в первом, и третьем периодах регулировать содержание СО2, а во втором содержание FeO, исходя из термодинамики процесса, так как именно в этот период увеличение железа в шлаке мало вероятно, из-за активного расхода кислорода на обезуглероживание. Таким образом, впервые решена проблема раздельного управления процессами дожигания СО в СО2 и процессом окисления железа. Разработаны две системы управления для одноярусной фурмы и даны рекомендации для управления двухъярусной фурмой. На основании результатов, полученных в диссертационной работе, увеличено количество перерабатываемого лома в конвертере. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 – Aвтоматизація процесів керування. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут». Дисертація присвячена розробці енергозберігаючої моделі для киснево-конвертерного процесу. В дисертаційній роботі розроблено нечіткі моделі регулювання вмісту СО2 у відхідних газах та вмісту FeO у шлаку в кисневому конвертері, які дають змогу підвищити частку брухту у шихті. Встановлено, що обидва параметри залежать від відстані фурми над рівнем розплаву, тому при управлінні процесом продувки використовується одне керуюче діяння. Виявлено, що процес зневуглецювання є нестаціонарним, коефіцієнт передачі і постійна часу залежать від періоду та тривалості продувки, що і зумовило використовувати регулятор нечіткої логіки. Нечіткі моделі розроблені в інтерактивній системі Matlab. Для перевірки роботи нечіткого регулятора було складено системи управління та проведено імітаційне моделювання в Simulink. Також досліджено складену систему управління з ПІД-регулятором та визначено критерій якості. Розроблені системи передані ТОВ «КІА» для впровадження на ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг», а також використовуються в НТУУ «КПІ» на кафедрі фізико-хімічних основ технології металів при підготовці фахівців зі спеціальності Спеціальна металургія (7.050401) з дисципліни «Автоматичні системи керування процесами СЕМ». | uk |
| dc.format.page | 23 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/13983 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 669.184.244.66.001.57-52 | uk |
| dc.title | Моделі і системи керування конвертерної плавки за енергозберігаючою технологією з застосуванням регуляторів нечіткої логіки | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.13.07 – автоматизація процесів керування | uk |