Файл: Лебедкин, В. Ф. Проектирование систем управления обогатительными производствами.pdf

622.7.013.008 : 65.012.011.56 : 681.3

Гее. публичная научно -1слни ів»кая

библией «л> C C C f * Э К З Е М П Л Я Р ЧИТАЛЬНОГО З А Л А

Лебедкин В. Ф., Продуто В. С, Реуцкий Ю. В. Проектирова­ ние систем управления обогатительными производствами. М., «Нед­ ра», 1973, 296 с.

В книге рассмотрены вопросы обязательных предварительных исследований управляемых объектов (определение объекта управле­ ния, формализация задачи управления, выбор целевых функций и методов оптимизации, разработка структурных схем, определение функций системы управления и т. п.), а также вопросы проектиро­ вания систем управления (обеспечение разработанной структуры системы техническими средствами).

Приведены проекты систем управления различными обогати­ тельными фабриками. Особое внимание уделено разбору уже внед­ ренной системы управления Зыряновской обогатительной фабрикой, а также эффективности управляющих систем обогатительных про­ изводств.

Приведены системы управления зарубежными обогатительными производствами.

Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой систем управления обогатительными фаб­ риками и смежными производствами, а также может быть полезна студентам вузов.

Таблиц 23, иллюстраций 64, список литературы — 294 назв.

В В Е Д Е Н И Е

Современный уровень организации управления крупными про­ мышленными предприятиями характеризуется качественно новым этапом — оснащением предприятий различного класса автоматизи­ рованными системами управления производством (АСУ), бази­ рующимися на применении электронно-вычислительных машин и технических средств сбора и передачи информации.

Несмотря на очевидную эффективность автоматизации, затраты на нее в обогащении руд цветных металлов остаются еще низкими.

Если сдерживание автоматизации действующих обогатительных предприятий можно оправдать необходимостью значительных за­ трат на реконструкцию технологического оборудования, то оно совершенно недопустимо при проектировании новых обогатитель­ ных предприятий.

Одним из важнейших разделов проектирования современных промышленных предприятий наряду с технологической частью яв­ ляется разработка системы управления производством (оргпроектирование), которое в обогащении, к сожалению, находится в на­ стоящее время на низком уровне. Поэтому нам представляется необходимым и своевременным издание книги в помощь коллекти­ вам, занятым разработкой и проектированием систем управления для обогатительных предприятий.

Оргпроектирование решает задачи организации управления, которые охватывают комплекс вопросов разработки структуры, методов и техники управления как для основной производственной деятельности предприятий, так и организации производства, мате­ риально-технического снабжения и бухгалтерской отчетности, опе­ ративного и календарного планирования и т. д. В силу ряда при­ чин, одной из которых является то, что авторы книги в основном занимались разработкой принципов и методов построения систем управления технологическими процессами обогащения полезных ископаемых, в настоящей книге уделено внимание в оеновном раз­ работке и проектированию систем управления основной производ­ ственной деятельностью предприятия с использованием опыта со­ здания АСУ Зыряновской обогатительной фабрики.

Г Л А В А I

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

КРУПНЫМИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯМИ

Дальнейший рост производительности труда и повышение ка­ чества выпускаемых концентратов на обогатительных фабриках не­ мыслимы сегодня не только без совершенствования технологиче­ ского оборудования и технологических схем переработки обога­ щаемого сырья, но и без совершенствования систем контроля и организации управления производственными процессами. На фабриках с наиболее совершенной технологией последнее обстоя­ тельство приобретает решающее значение. Бесспорно, что решить эти задачи можно лишь путем создания систем централизованного контроля и оперативного управления крупными технологическими комплексами.

Изучение «взаимоотношений» человека и технологического про­ цесса показывает, что существует возможность создания систем, которые производили бы не только подготовительные операции, но и сами бы принимали решения по управлению. Организация таких систем предполагает как минимум формализацию логических и вычислительных действий человека-оператора, проводимых им при выборе управляющих решений, или же, что эффективнее, расчет математических моделей управляемых процессов с последующим отысканием оптимальных технологических режимов. Такие си­ стемы призваны принципиально изменить характер и структуру управления производственными процессами, которые освобождают человека не только от утомительных операций контроля процессов, іо и от сложного, и часто небезошибочного, выбора управляющих юздействий.

В настоящей главе изложены необходимые понятия теории управления и системотехники, определены объект и задачи управле­ ния на разных уровнях иерархической схемы системы управления производством обогащения полезных ископаемых, определено по­ нятие математической модели процессов управления, даны

5

характеристика целевых функций на разных уровнях системы упра­ вления и методы оптимизации, которые можно применить при реше­ нии задач управления производственными процессами, а также приведены необходимые сведения из теории систем дискретного управления и проектирования систем управления обогатительными производствами.

1.1.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ИЕРАРХИЯ В УПРАВЛЕНИИ

ИСТРУКТУРА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, ЦЕЛЕВЫЕ ФУНКЦИИ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ

Развитие теории и практики автоматического управления про­ изводственными процессами характеризуется тенденцией к пере­ ходу от автоматизации отдельных технологических агрегатов к ком­ плексной автоматизации целых технологических операций, охва­ тывающих группы агрегатов различного назначения. Это направление, как и в случае автоматической стабилизации техно­ логических параметров, состоит в стремлении освободить человека от непосредственного участия в контроле и управлении технологи­ ческим процессом, ибо оно связано с неизбежными потерями в ре­

а также замедленного характера исполнения принятого решения. Стабилизация технологических параметров уже не является научно-технической проблемой. Как проектировщики, так и произ­ водственники достаточно просто решают эту задачу, применяя уже апробированные решения и серийную аппаратуру. Автоматизация

Очевидно, стремление создать на предприятии определенное число таких многомерных контуров управления связано с жела­ нием осуществить управление непосредственно из единого пункта управления. Однако в настоящее время уровень технологии, сте­ пень автоматизации отдельных технологических процессов, а также несовершенство (низкая точность, недостаточная надежность и долговечность и т. п.) средств контроля и управления не позво­ ляют осуществить это в ближайшем будущем1 . Такое положение предопределило необходимость создания многоступенчатых пира­ мидальных систем управления, представляющих собой (рис. 1.1)

1 Это не означает, что на долгие годы следует отказаться от идеи создания обогатительных предприятий, управляемых из единого пункта. Темпы совершен­ ствования технологических процессов, развития теории управления процессами обогащения и приборостроительной промышленности сейчас таковы, что созда­ ние таких систем управления, по-видимому, будет возможным уже в текущем пятилетии. Так что при проектировании новых обогатительных фабрик необхо­ димо исходить именно из этих предпосылок.

6

чения, каждая из которых должна рассматриваться как подсистема

териальными и энергетическими потоками, так и общностью на­ значения и цели всего производственного цикла. Таким образом,

Производство I J J J

Рис. 1.1. Иерархическая схема системы управления обогатительным произ­ водством:

и т р е т ь я с т у п е н и у п р а в л е н и я

любая из показанных на рис. 1.1 подсистем имеет свою, только ей присущую цель, а качество процесса достижения этой цели обычно

пример, таким показателем является качество поддержания по­ стоянства значений регулируемой величины, для многосвязных си­

В зависимости от характера обогатительного производства (сложности технологической схемы, схемы цепи аппаратов, коли­ чества технологических агрегатов) и вне зависимости от органи­ зационно-технологической структуры из всего многообразия

7

систем управления в общей иерархической схеме управления можно выделить три уровня (см. рис. 1.1).

Рассмотрим более подробно каждый из уровней, определим для них целевые функции управления, сформулируем общие задачи управления и в необходимых случаях введем понятия из теории управления.

К нижней ступени иерархической схемы системы управления относятся местные системы, предназначенные для обеспечения ус­ тойчивой, безаварийной и высокопроизводительной работы техно­ логических агрегатов, непосредственно определяющих технологиче­

Целевой функцией управления на нижней ступени является поддержание постоянства некоторой величины /Сн технологического параметра, или постоянства показателя работы технологического оборудования.

в разомкнутом контуре. Причем системы управления нижней сту­

систем средней ступени.

Расчет и проектирование систем управления нижней ступени — наиболее изученная и уже освоенная часть общего проектирова­ ния систем управления предприятием. Поэтому мы не будем на этом останавливаться, а укажем лишь, что этому вопросу посвя­ щено большое число работ [65, 81, 135, 139 и др.].

Управление на средней ступени распространяется на техноло­ гические комплексы в рамках одного производственного подраз­ деления (например, отделения или цеха), представляющие сово­ купность технологических агрегатов, связанных между собой общ­ ностью технологических связей и выполняющих одну общую за­ дачу, т. е. имеющих общую целевую функцию управления.

8