Анотація до роботи:

Колеснікова К.В. Автоматизація управління технологічним процесом у дугових сталеплавильних печах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 – Автоматизація технологічних процесів – Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2005.

У дисертаційній роботі розроблено нове рішення важливої народногосподарської задачі, що полягає у створенні інформаційного і програмного забезпечення для побудови АСУ ТП виплавки сталі та систем управління персоналом (навчання й підвищення кваліфікації сталеварів). Виконано формалізацію завдань управління складним періодичним процесом виплавки сталі на основі декомпозиції процесу, із виділенням основних етапів процесу для побудови АСУ ТП, а також навчальних програм для персоналу. Вперше запропонована принципова схема управління ітераційним процесом пошуку рішення системи рівнянь, що описують стан рівноваги між шлаком і металом, за допомогою нейронної мережі. Показано ефективність застосування АСУ ТП для прийняття технологічних рішень по управлінню об'єктом за рахунок того, що додатково до використовуваних параметрів, враховуються результати моделювання.

У дисертаційній роботі запропоновано нове рішення важливої народногосподарської задачі, що полягає у створенні інформаційного і програмного забезпечення для побудови АСУ ТП виплавки сталі у дугових сталеплавильних печах, а також системи управління персоналом (навчання та підвищення кваліфікації сталеварів).

1. Виконано формалізацію завдань управління складним періодичним процесом виплавки сталі на основі декомпозиції процесу із виділенням основних етапів процесу. Декомпозиція процесу є основою для побудови АСУ ТП і програм навчання персоналу. Для оцінки якості управління об’єктом обрана цільова функція, яка визначається різницею між вартістю продукції і технологічними витратами матеріалів та енергії.

2. Запропоновано новий метод розв’язання загальної системи рівнянь матеріального балансу об’єкта і рівноваги в системі “шлак-метал” за допомогою нейронної мережі. Моделювання процесів виплавки сталі виконано з визначенням активності компонентів шлаку як фази з колективізованими електронами. Запропонована принципова схема управління за допомогою нейронної мережі ітераційним пошуком рішення системи рівнянь, які описують стан рівноваги між шлаком і металом. У порівнянні з кроковими методами градієнтного і випадкового пошуку обчислювальні витрати зменшені більш, ніж у 150 разів.

3. Створені експериментальні моделі розподілу сірки між металом та шлаком, а також рівноважного вмісту оксидів заліза в шлаку, що дозволяє автоматизувати багатоваріантні розрахунки матеріального балансу на всіх стадіях процесу без використання ручних графоаналітичних методів.

4. Запропоновано загальний підхід для врахування особливостей футерівки дугової сталеплавильної речі при моделюванні ТП, що дозволило автоматизувати процеси управління, як в лужних, так і в кислих печах.

5. На основі застосування комп'ютерних модулів, керованих подіями, створено уніфікований програмний модуль автоматичного управління процесом імітації
   функціонування печі, який використовується для моделювання всіх етапів плавки.

6. Показано ефективність застосування АСУ ТП для прийняття технологічних рішень по управлінню об'єктом за рахунок того, що додатково до використовуваних параметрів враховуються результати моделювання.

7. Розроблені моделі, алгоритми і методи склали основу для розробки і впровадження АСУ ТП, що функціонує в режимі порадника й систем навчання персоналу печей. Впровадження результатів дисертаційної роботи на Дніпродзержинському сталеливарному заводі дозволило зменшити питому витрату матеріалів, що утворюють шлак, на 9,2 % і феросплавів на 13 %, економія електроенергії склала 3,4 %, середня тривалість плавок зменшена від 4,5 до 4,1 годин.

Публікації автора:

1. Колесникова Е.В. Математическое описание распределения серы между шлаком и металлом по экспериментальным данным / Колесникова Е.В., Кострова Г.В. // Тр. Одес. политехн. ун-та. – Одесса, 2003. – Вып. 1 (19). – С. 132 – 134

   Колесникова Е.В. Операционная декомпозиция модели выплавки стали в электродуговых печах / Колесникова Е.В., Кострова Г.В., Гогунский Е.Д. // Труды Одес. политехн. ун-та. – Одесса, 2003. – Вып. 2(20) – С. 113 – 116.

   Колесникова Е.В. Автоматизированная система контроля знаний / Тертышная Т.И., Колесникова Е.В., Гогунский В.Д. // Труды Одес. политехн. ун-та. – Одесса, 2001. – Вып. 1(13). – С. 125 – 128.

   Колесникова Е.В. Математическое описание и расчет равновесия в системе “шлак – металл” / Колесникова Е.В., Кострова Г.В. // Труды Одес. политехн. ун-та. – Одесса, 2004. – Вып.2 (22) – С.139 – 143

   Колесникова К.В. Формирование базы данных АСУ ТП дуговой сталеплавильной печи / Колесникова Е.В., Кострова Г.В. // Тр. Херсонского гос. техн. ун-та “ААЕКС” – Херсон, 2004. – Вып.№ 1(13). – С. 179 – 184.

   6. Колесникова Е.В. Алгоритмы и методы автоматизированного контроля знаний / Тертышная Т.И., Колесникова Е.В., Гогунский В.Д. // Матер. межд. конф.по управлению “Автоматика – 2001” в 2-х томах. – Одесса, 2001. – Т.2. – С. 133 – 134.

   7. Колесникова Е.В. Формирование и расчет целевой функции управления процессом выплавки стали в условиях реального производства / Колесникова Е.В., Кострова Г.В. // Матер. междунар. конф.по управлению “Автоматика – 2003”в 2-х томах – Севастополь, 2003.– Т. 2. – С. 47 – 48.

   8. Колесникова Е.В. Система поддержки принятия решений для управления дуговой сталеплавильной печью / Колесникова Е.В., Кострова Г.В. Быстров Ю.А. // Матер. 11 межд.конф.по автоматич.управлению “Автоматика – 2004” в 4-х томах. – Киев, 2004. – т.4 – С. 58 – 59.

   9. Колеснікова К.В. Формалізація завдань управління процесом виплавки сталі в електродуговій печі / Колеснікова К.В., Кострова Г.В. // Матер. междунар. научн.-техн. конф. “Новые процессы и их модели в ресурсо- и энерго-сберегающих технологиях”: Одесса – Киев, 2003 – С. 39 – 42.

   10. Колеснікова К.В. Програмно-технічні засоби для розроблення АСУ ТП виплавки сталі в електродуговій печі // Матер. наук.-практ. конф.“Стан та перспективи розвитку новітніх науково-освітніх комп’ютерних технологій” – Миколаїв: вид-во МДГУ ім. П. Могили, 2003. – С. 75 – 76.

   11. Колеснікова К.В. Застосування нейронної мережі для рішення рівнянь математичного опису рівноваги системи “шлак-метал” / Колеснікова К.В., Кострова Г.В. // Матер. 8-й межд. конф “Пути повышения качества и экономичности литейных процессов”– Одесса, 2004. – С. 106-108.

   12. Колесникова Е.В. Структура информационной системы поддержки принятия решений при управлении процессом выплавки стали в электродуговых печах /
       Г.В. Кострова, Колесникова Е.В. // Труды 5 межд. научно-практ.конф. СИЭТ-2004. – Одесса, 2004. – С.116.

   13. Колеснікова К.В. Аналітичні залежності програмного забезпечення АСУ ТП виробництва сталі в електродугових пічках для визначення констант рівноваги хімічних процесів / Колеснікова К.В., Кострова Г.В. // Материалы 10 семинара “Моделирование в прикл. научн. исследов.” – Одесса: ОНПУ, 2003. – С. 9 – 12.

   14. Колесникова Е.В. Компьютерная система обучения и тренинга сталеваров дуговой сталеплавильной печи / Колесникова Е.В., Бондарь В.И., Быстров Ю.А // Материалы 11 семинара “Моделир. в прикл. научн. исслед.” – Одесса: ОНПУ, 2004. – С. 13 – 16.

   15. Колесникова Е.В. Информационное обеспечение расчетов материального баланса процессов выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи /Колесникова Е.В., Быстров Ю.А., Кострова Г.В // Материалы 11 семинара “Моделир. в прикл. научн. исслед.” – Одесса: ОНПУ, 2004. – С. 12 – 13.

   16. Колесникова Е.В. Апробация компьютерной системы тренинга и обучения сталеваров в условиях реального производства / Колесникова Е.В., Кострова Г.В. // Материалы 12 семинара “Моделир. в прикл. научн. исслед.” – Одесса: ОНПУ, 2005. – С. 16 – 17.

   17. Колеснікова К.В. Застосування нейронної мережі для рішення рівнянь математичного опису рівноваги системи “шлак-метал” / Колеснікова К.В., Кострова Г.В. // Материалы 8-й международной конф. “Пути повышения качества и экономичности литейных процессов” – Одесса, 2004. – С. 106 – 108.