ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Разработана автоматизированная система «Магма-Прогноз» (МП), основной задачей которой являетсяоценивание и прогнозирование на заданное время вперед, начиная с текущего момента, некоторых наиболее важных для вращающихся печей переменных. Этот интервал времени - интервал прогноза (обычно 2-4 ч) задается пользователем. При расчете прогноза предполагается, что управления и внешние условия не изменяются, начиная с текущего момента и до конца интервала прогноза. МП непрерывно взаимодействует с ранее введенными в эксплуатацию на печах системами «МАГМА» и «МАИС» и получает от них информацию о параметрах моделей и текущих измерениях. Через каждый шаг прогноза (обычно 6 или 12 мин) предсказанное поведение переменных пересчитывают при новых измеренных или введенных управлениях, начальных и внешних условиях, параметрах. Поведение переменных представляется пользователю в виде графиков.

Прогнозируются следующие переменные печи:

- ненаблюдаемые (неизмеримые):расход готового магнезитового порошка, температура магнезита на выходе из зоны обжига, коэффициент избытка воздуха в печи;

- наблюдаемые (измеримые):температура магнезита после холодильника, температура газов в пылеуловителе, содержание кислорода в газах в пылеуловителе.

Наряду с прогнозами при текущих условиях МП рассчитывает также оптимальные значения управлений при одном заданном текущем (расходе топлива или расходе сырья) и графики поведения тех же переменных для оптимальных управлений, которые устанавливаются на печи в текущий момент времени и не изменяются в интервале прогноза. Оптимальные управления рассчитывают исходя из критерия минимума расхода топлива на 1 кг готового магнезитового порошка при сохранении с заданной точностью температуры магнезита на выходе из зоны обжига.

Свойства сырья, топлива, параметры моделей, настроечные параметры, полученные для каждой печи системой «МАГМА» в режимах ввода данных и обучения, используются МП, но в отличие от нее, МП работает в режиме реального времени, т.е. непрерывно получает и использует для расчетов информацию об управлениях и измеряемых переменных печи.

Для обеспечения достоверности и точности прогнозирования МП осуществляет уточнение параметров модели, выполняя каждые 4 ч их идентификацию по накопленным за прошедшие 12 ч массивам измерений. Выполняется также адаптация параметров моделей по отклонениям прогнозов от наблюдений на трех последних шагах перед текущим моментом.

МП анализирует точность сделанного прогноза наблюдаемых переменных. Для этого сопоставляются значения прогноза переменных на заданные пользователем интервалы времени, кратные шагу прогноза, с измеренными в эти же моменты значениями этой переменной. Рассчитываются среднее значение ошибки и ее среднеквадратичное отклонение за каждый час и на всем интервале анализа, заданного пользователем. Интервал может составлять любую часть недели (168 ч), предшествующей текущему моменту времени.

Печи длиной 90 и диаметром 3,6 м, для которых создана МП, производят огнеупорный магнезитовый порошок. Измерения на установке осуществляются не на вращающейся части печи, а в ее неподвижных частях. Наряду с контролем приводов конвейеров и питателей, обеспечивающих подачу сырья и перемещение готового магнезита, измеряются расход сырья, температура готового магнезита и газов за холодной головкой, измеряется разрежение в пересыпном колодце и в пылеуловителе. Расход воздуха определяется разрежением в колодце с коррекцией по загрузке (гидравлическому сопротивлению) холодильника. Расход воздуха рассчитывается во время обучения в системе «МАГМА» по величине расхода топлива и коэффициенту избытка воздуха. В свою очередь, коэффициент избытка воздуха определяется по измеренному значению содержания кислорода в уходящих газах. Измеряется также температура в пересыпном колодце, используемая в качестве индикатора, поскольку измерение представляет собой суммарное воздействие теплопередачи магнезитового порошка и нагретого вторичного воздуха.

Имеются следующие управления, которыми располагает оператор:расход природного газа (заслонка подачи топлива), сырья (дозатор), воздуха (шибер перед дымососом). Возможно, но не используется управление частотой вращения барабана печи.

Печи, для которых созданы «МАГМА» и МП, оснащены системой централизованного контроля «МАИС», которая каждые 15 секунд опрашивает измерительные устройства, имеющиеся на печах, и в течение 1 ч хранит полученные данные в отдельном файле текущих измерений. Каждый час массивы этих измерений передаются в архив, в котором хранятся данные за неделю (168 ч). Поступление нового часового массива в архив приводит к стиранию в нем массива, записанного 168 ч назад. МП использует данные для прогнозов из файла текущих измерений, а для идентификации и расчета сверток также данные из архива. МП осредняет данные, полученные от «МАИС» на шаге прогноза (обычно 6 или 12 мин), и использует в расчетах только осредненные измерения. Обучающая система «МАГМА» имеет общую с МП базу данных. Программные комплексы систем «МАГМА» и МП реализованы на персональных компьютерах, работающих в сетевой структуре с «МАИС».