Інтегрована система управління процесами першої стадії збагачення залізної руди з мінімальними втратами у хвостах - Автореферат

Для аналізу інформаційних потоків і побудови моделі інформаційних потоків використовувалися методи і положення теорії інформації й інформатики. Уточнено закономірності формування управляючого впливу для побудови системи екстремального регулювання співвідношення "руда-вода" (тверде/рідке, Т:Р), де, на відміну від існуючих, управління здійснюється шляхом зміни витрати води в процесах подрібнювання і магнітної сепарації на основі даних про вміст заліза у хвостах і магнітному продукті на виході першої стадії збагачення й апріорної інформації про крупність і різновид вхідної руди, що дозволяє мінімізувати втрати заліза у хвостах. Дістав подальшого розвитку узагальнений критерій побудови АСУТП збагачення залізної руди і магістральної частини (мережі) системи, що включає технологічні, технічні й економічні показники, де, на відміну від існуючих, всі окремі критерії приводяться у вартісну форму і нормуються відносно часу, а потім синтезується інтегральна залежність на основі приведених питомих витрат, що дозволяє комплексно враховувати кілька факторів при створенні такої системи. Удосконалена структурна модель реалізації магістральної частини системи управління технологічним процесом збагачення залізної руди, де, на відміну від існуючих, враховуються обсяги технологічної інформації (інформаційні потоки) між окремими підрозділами ГЗК, що входять до складу АСУТП як елементи компютерно-інтегрованого виробництва. Наукове значення роботи полягає в тому, що отримано нові, більш досконалі керуючі впливи, критерії та моделі побудови АСУТП в складі КІВ, які враховують параметри інформаційних потоків, обґрунтована можливість екстремального управління процесами першої стадії магнітного збагачення залізної руди з мінімізацією втрат заліза у хвостах.У "Вступі" обґрунтована актуальність теми дисертаційного дослідження; її звязок з науковими програмами, планами, темами; сформульовано мету і завдання дослідження; показано обєкт та предмет дослідження; наведено, якими методами воно виконувалось, показано наукову новизну, апробацію результатів дисертації та вказано на наукову та практичну цінність отриманих результатів. В той же час залишаються недостатньо вивченими питання встановлення оптимального співвідношення "руда-вода" (тверде/рідке, Т:Р) на вході млина і щільності зливу класифікатора (живлення магнітного сепаратора); критерії і моделі (інформаційні та структурні) побудови інтегрованих АСУТП в цілому та їх окремих частин у складі компютерно-інтегрованих виробництв (КІВ). Проблеми автоматизації технологічних процесів магнітного збагачення залізних руд (подрібнювання, класифікації, магнітної сепарації) і встановлення керуючих впливів при побудові АСУТП, їх статичні і динамічні характеристики, технологічні критерії досліджувалися в роботах Б.О. Дослідження (на прикладі різновидів Інгулецького родовища) показали, що необхідна побудова залежностей вмісту заліза у хвостах від вмісту твердого і щільності зливу для окремих різновидів руди. У розділі 2 розглянуто залежності збагачуваності початкової руди (на прикладі різновидностей Інгулецького родовища) і на їх основі отримані залежності вмісту заліза у хвостах від якості промпродукту першої стадії, співвідношення "руда-вода" на вході млина, щільності пульпи у зливі класифікатора.У дисертаційній роботі викладені науково-технічні рішення, які полягають у дослідженні управляючих впливів, критеріїв та моделей побудови інтегрованої системи управління технологічними процесами першої стадії магнітного збагачення залізної руди, що дозволяє мінімізувати втрати заліза у хвостах. Звязок між вмістом корисного компонента у хвостах від якості промпродукту на першій стадії збагачення, підтверджений в результаті дослідження характеристик збагачуваності окремих різновидів магнетитових кварцитів Кривбасу (на прикладі Інгулецького родовища), має екстремальний вигляд, що дозволяє визначити регульовані змінні і впливи щодо управління процесами подрібнювання і магнітної сепарації з метою зниження втрат заліза у хвостах та стабілізації якості промпродукту на виході 1-ої стадії збагачення залізної руди.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертаційній роботі викладені науково-технічні рішення, які полягають у дослідженні управляючих впливів, критеріїв та моделей побудови інтегрованої системи управління технологічними процесами першої стадії магнітного збагачення залізної руди, що дозволяє мінімізувати втрати заліза у хвостах.

Головні теоретичні й експериментальні висновки з роботи зводяться до наступного: 1. Звязок між вмістом корисного компонента у хвостах від якості промпродукту на першій стадії збагачення, підтверджений в результаті дослідження характеристик збагачуваності окремих різновидів магнетитових кварцитів Кривбасу (на прикладі Інгулецького родовища), має екстремальний вигляд, що дозволяє визначити регульовані змінні і впливи щодо управління процесами подрібнювання і магнітної сепарації з метою зниження втрат заліза у хвостах та стабілізації якості промпродукту на виході 1-ої стадії збагачення залізної руди.

2. Уточнено, що регулюючі залежності вмісту масової частки заліза у хвостах від вмісту твердого в розвантаженні млина й щільністю зливу класифікатора для першої стадії збагачення залізної руди мають вигляд поліномів 2-го та 3-го ступеня, що дозволяє визначати й витримувати екстремальні значення даних показників в алгоритмі екстремального керування процесами здрібнювання і магнітної сепарації.

3. Узагальнений критерій, отриманий для інтегральної оцінки ефективності побудови АСУТП 1-ої стадії збагачення залізної руди і магістральної частини системи, містить економічні, технологічні і технічні показники та побудований на основі питомих витрат ГЗК для створення системи, що дозволяє комплексно враховувати декілька різнорідних окремих критеріїв.

4. Інформаційна модель технологічних потоків в АСУТП збагачення залізної руди в умовах ГЗК набула подальшого розвитку за рахунок застосування узагальнених показників, що дозволяє знизити загальну трудомісткість підрахунку інформації в межах припустимої точності.

5. Уточнені співвідношення між обсягами зовнішніх і внутрішніх потоків інформації для основних технологічних підрозділів ГЗК, які отримано в результаті якісних досліджень моделі інформаційних потоків, сягають 60-80 % внутрішньої інформації та 20-40 % - зовнішньої.

6. Структурна модель побудови магістральної частини АСУТП збагачення залізної руди уточнено урахуванням інформаційних потоків у системі управління ТП та узагальненого критерію, що дозволяє вже на етапі проектування проводити структурну оптимізацію системи.

1. Купін А.І., Назаренко В.М. Критерії і моделі побудови магістральної мережі АСУТП збагачення залізної руди в умовах ГЗК//Сб. научн. трудов НГА Украины №11,Т. 2. -Днепропетровск, НГАУ,2001. -С. 14-18.

2. Назаренко В.М., Купин А.И. Имитационная модель отказов корпоративной информационной сети ГОКА для оценки ее надежности// Системный анализ, управление и информационные технологии: Вестник Харьковского гос. политехн. университета. Вып. 73. - Харьков, ХГПУ, 1999. - С. 123-129.

3. Назаренко В.М., Назаренко М.В., Купин А.И. Применение ГИС-технологий для автоматизации диспетчерского управления технологическим транспортом в карьере//Сб. научн. трудов НГА Украины № 9, Т. 1. - Днепропетровск, НГАУ, 2000. - С. 190-194.

4. Назаренко В.М., Назаренко М.В., Купин А.И. Влияние информационных и компьютерных технологий на качество и себестоимость железорудного сырья на примере Ингулецкого и Южных ГОКОВ//Сб. научн. трудов 2-го межд. симпозиума "Оперативный контроль и управление качеством минерального сырья при добыче и переработке". - Ялта, 1999г., С. 110-117.

5. Назаренко В.М., Елисеев А.К., Назаренко М.В., Купин А.И. Некоторые аспекты формирования корпоративных информационных сетей в условиях горнообогатительного производства//Академический вестник Криворожского территориального отделения Международной Академии компьютерных наук и систем, 1998. - №1. - С. 18-23.

6. Назаренко В.М., Гвоздик В.С., Назаренко М.В., Савицкий А.И., Купин А.И. АСУТП и информационные системы на горно-обогатительных комбинатах: проблемы создания и интеграции (на примере АСУТП 12-й секции РОФ-2 ЮГОКА)//Академический вестник Криворожского территориального отделения Международной Академии компьютерных наук и систем, 1999. - №1. - С. 18-23.

7. Назаренко В.М., Назаренко М.В., Купин А.И. Особенности структурного синтеза распределенных информационных сетей горно-обогатительных предприятий//Академический вестник Криворожского территориального отделения Международной Академии компьютерных наук и систем, 1998. - №2. - С. 10-16.

8. Назаренко М.В., Купин А.И. Метод для выбора архитектуры построения локального сегмента корпоративной информационной сети ГОКА с использованием критериев ценности и старения информации// Академический вестник Криворожского территориального отделения Международной Академии компьютерных наук и систем, 1999. - №1. - С. 18-23.

9. Назаренко В.М., Купин А.И. Информационные сети горно-обогатительных комбинатов, критерии их оптимизации и проблемы автоматизированного проектирования//Матеріали 5-ї міжнар. конф. "Контроль і управління в складних систем" (КУСС-99). - Том 2. - Вінниця: "УНІВЕРСУМ-Вінниця", 1999. - С. 51-56.

10. Назаренко В.М., Купин А.И. Обобщенный критерий формирования корпоративной информационной сети горнообогатительного комбината// Праці Міжнародної конференції з управління "Автоматика-2000". - Том 7. - Львів: Державний НДІ інформаційної інфраструктури, 2000. -С. 117-119.

11. Купин А.И., Назаренко В.М. Модель информационных потоков в компьютерно-интегрированной системе управления технологическим процессом обогащения в условиях ГОКА//Зб. науков. праць I Всеукр. конф."Автоматизація технологічних обєктів та процесів. Пошук молодих". - Донецьк, ДОНДТУ, 2001. - С. 127-129.

Особистий внесок автора в роботи, написані у співавторстві: [1, 11] - структура моделі інформаційних потоків;

[2] - наукова ідея побудови імітаційної моделі відмов корпоративної інформаційної мережі ГЗК для оцінки її надійності;

[3] - принципи інтеграції автоматизованої системи оперативного диспетчерського управління і корпоративної інформаційної мережі ГЗК;

[4] - аналіз інформаційних потоків в умовах ІНГЗК;

[5, 9] - окремі критерії формування інформаційної мережі в умовах ГЗК;

[6] - принципи інтеграції АСУТП і корпоративної інформаційної мережі в умовах ПГЗК;

[7] - структурні моделі реалізації корпоративної інформаційної мережі ГЗК на різних рівнях інтеграції;

[8] - наукова ідея методу вибору архітектури побудови локального сегмента мережі з використанням критеріїв цінності і старіння інформації;

[10] - наукова ідея побудови узагальненого критерію на ґрунті економічної ефективності.