Нейронна система керування процесом випалу клінкеру в обертових печах

Анотація

Постановка проблеми. Обертові печі для випалу клінкеру  широко використовуються на багатьох промислових підприємствах із виробництва цементу. Процес виготовлення клінкеру вимагає великих затрат енергії. Отримання кінцевого продукту з високими якісними показниками можливе шляхом контролю і регулювання заданих технологічних параметрів. В значній мірі це залежить від професійного рівня оператора та прийняття ним безпомилкових рішень.  Багато підприємств, у яких в експлуатації знаходяться обертові печі, все ще використовують застаріле обладнання, яке не відповідає сучасним вимогам управління технологічними процесами випалу клінкеру. Питання покращення якісних показників, наразі є вкрай актуальним. Удосконалити технологічний процес випалу клінкеру можливо шляхом застосування систем керування з контролерами нечіткої логіки, або сучасних  нейросистем  керування.

Аналіз літератури. На сьогоднішній день відомо багато літературних джерел та наукових праць у галузі розробки автоматизованих систем керування процесом випалу клінкеру. Значний вклад у створення систем керування та інтенсифікації процесу випалу внесли учені: В. К. Класен [4], П.В. Беседин [1], М. А. Вердіян [8]. У роботах цих науковців представлені методи створення систем керування випалом клінкеру, що покращують якісні показники відносно одного якогось параметру або забезпечують використання нечіткої логіки управління чи нейромережі з регулюванням одного контуру процесу обпалу. Аналіз літературних джерел показує,  що нейронні системи управління є перспективним напрямком удосконалення технологічного процесу обпалу клінкеру і потребують подальшого розвитку.

Мета та завдання. Метою дослідження є пошук можливих шляхів покращення якості випалу готового матеріалу (клінкеру) з одночасним зниженням енерговитрат, поліпшенням умов роботи оператора на підприємстві, зниженням загального часу випалу клінкеру шляхом створення автоматизованої системи керування з нейронним регулятором на основі еталонної моделі та безпосереднім її налаштуванням.

Висновки. 1. У середовищі Matlab Simulink розроблено систему керування процесом випалу клінкеру в обертовій печі із використанням нейроконтролера на основі еталонної моделі Model Reference Controller та проведено моделювання системи керування. 2. Розроблено дві додаткові моделі технологічного процесу: загальну та еталонну, які використовуються на етапі навчання нейроконтролера. 3. На основі побудованих моделей проведено навчання ідентифікатора нейромережі та самого нейроконтролера. Експериментальним шляхом визначено необхідні параметри нейроконтролера та нейромережі. 4. У процесі навчання нейросистеми отримано графіки, які відображають різні етапи навчання нейромережі та нейроконтролера на основі еталонної моделі, включаючи графіки похибок під час навчанні, графіки відповідності вхідних параметрів до вихідних, графіки декількох етапів навчання нейроконтролера та інші. 5. Аналіз отриманих графіків процесу навчання і управління нейросистемою вказує, що розроблена система відповідає усім якісним показникам моделювання, може виконувати автоматизоване керування процесом випалу клінкеру в обертовій печі з великою точністю і бути рекомендованою до використання при проектуванні подібних систем.