Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparative robustness analysis of two coal preparation technological systems to process disturbances

Kaula R.

Archives of Mining Sciences

|

2010

|

Vol. 55, no 4

761-773

EN

One of the basic tasks attributable to supervisory control systems is the aim to reach maximum efficiency of production processes. Therefore objectives of the supervisory control can be considered as searching for the most favourable operating conditions (a operating point) of the system with consideration of anticipated dominant tasks and predictions of average values for disturbances. The operating point is determined by averaged values of input and output process variables. Therefore it is the robustness of system parameters to disturbances in the optimum operating point that decides on practical effects of optimization processes. The set of factors deciding on robustness degree of quantitative and qualitative parameters of products from coal preparation processes includes but is not limited to the following: selection of the technological structure, the objective function of the control process along with its boundaries as well as disturbances that are related to settings of decisive parameters within the system along with variability of raw coal characteristic parameters. In order to improve control robustness for systems with substantial nonlinearities (as in case of coal preparation systems) it is necessary to analyse disturbances occuring in the optimum set-point of the system. This paper presents comparative sensitivity analysis of two technological system for robustness problems of performance index of the supervisory control to process disturbances.

PL

Jednym z podstawowych zadań systemów sterowania nadrzędnego jest maksymalizacja efektywności produkcji. Zadania sterowania nadrzędnego sprowadza się do poszukiwania najkorzystniejszego punktu pracy układu w odniesieniu do przewidywanych zadań nadrzędnych i prognoz wartości średnich zakłóceń. Punkt pracy określają uśrednione wartości wejść i wyjść procesowych. O praktycznych efektach optymalizacji procesów decyduje zatem odporność parametrów układu na zakłócenia w optymalnym punkcie pracy. Do czynników decydujących o stopniu odporności parametrów ilościowych i jakościowych produktów w procesach przeróbki węgla zaliczamy: wybór struktury technologicznej (technologii produkcji), funkcję celu sterowania wraz z ograniczeniami, a także zakłócenia związane z nastawami parametrów decyzyjnych układu oraz zmienność charakterystyk węgla surowego. Aby zwiększyć niezawodność sterowania obiektów o istotnych nieliniowościach (jak w przypadku układów przeróbki węgla), konieczne jest prowadzenie analizy zakłóceń w optymalnym punkcie pracy układu. W artykule przedstawiono analizę porównawczą, dwóch struktur technologicznych, dotyczącą zagadnień odporności wskaźnika jakości sterowania nadrzędnego tych układów na zakłócenia procesowe.

2

Ocena efektywności wzbogacania węgla energetycznego w cyklonach wzbogacających z recyrkulacją produktu przejściowego

Pielot J.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2007

|

R. 31, z. 4

51-61

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy wzbogacania grawitacyjnego węgla we fragmencie układu technologicznego przeróbki węgla - wzbogacania w cyklonach z recyrkulacją strumieni produktu przejściowego. Dla dwóch wersji układu technologicznego wyznaczono optymalne gęstości rozdziału wzbogacalników przy różnych wartościach współczynnika recyrkulacji. Podane zostały względne wartości produkcji dla rozpatrywanych przypadków wzbogacania.

EN

In design of the coal preparation process control systems the computer simulation models are very useful. Computer simulation allows considering, in an efficient way, various variants of technological system solutions, analyzing conditions of preparation process course in case of commercial contracts changed and while raw coals characteristics are changed. The procedure how to determine the maximum production value has been presented in two exemplary technological systems with recirculation of intermediate product. System analysis has been accomplished using computer simulation software of coal preparation processes, which makes possible multivariant analysis and estimation of effects of preparation operations of technological systems. The integral part of this software is an algorithm of searching the function algorithm of control target, i.e. the maximum production function of preset quality. Results of power coal enrichment in technological system with recirculation of intermediate product have been presented in the paper. For two version of technological scheme and different production foredesign the optimal separation densities for each gravitational separator (water only cyclones and dense medium cyclones) have been calculated. Relative production value in considered cases have been show.

3

Zastosowanie analizy wrażliwości w układzie technologicznym procesów przeróbki węgla

Kaula R., Pielot J.

Archives of Mining Sciences

|

2005

|

Vol. 50, no 2

209-225

PL

W artykule, który jest drugim z cyklu trzech artykułów, przedstawiono podstawowe pojęcia teorii wrażliwości. Omówiono metodę analizy wrażliwości całkowitej zastosowaną w opracowanym algorytmie optymalnego sterowania układów technologicznych przeróbki węgla. Dla układu technologicznego rozpatrywanego w artykule (Kaula & Pielot, 2005) przeprowadzono wstępną analizę wrażliwości i analizę wraż1iwości wokół optymalnego punktu pracy układu. Przedstawiono zalety stosowania analizy wrażliwości, a także związek pomiędzy wynikami otrzymanymi w analizie wrażliwości i badaniach optymalizacyjnych.

EN

Control of coal preparation processes is a complex task. In the technological system there exist a lot of quantities having an influence on control objective function of the whole system. Design of the control system at taking into consideration many of controllablle variabies is not easy task even at the present progress of computation technique. One of the important reasons of this situation is difficulty in analytical description on input-output variabies of control system. One approach to the solution of this problem is to select the most significant controllable variabies. Number of controllable variables is proposed to limit by using sensitivity analysis. The sensitivity analysis makes possible evaluation of influence of each input variable on control system output. This way it is possible to determine which of the input variables have the most important influence on system output. It is interesting to note that the sensitivity analysis may be used for systems with or without analytical description of input-output dependency. The application of such analysis makes possible to determine the structure of operating variables for complex technological system. This analysis, as well, takes into consideration interaction influence of controllable variables on an objective function. From this analysis we have useful information for the design of optimization algorithm. In the present paper, the second from cycle, basic notations of the sensitivity analysis have been presented. Atotal sensitivity analysis method, basing on global regression model, has been presented. This method has been used in the elaborated algorithm for the determination optimum structure of operating variables in the control of coal preparation technological system. For the technological system presented in the first paper (Kaula & Pielot, 2005) a preliminary and surround optimum set point sensitivity analysis were carried out. Advantages of sensitivity analysis application have been presented. The relationships between sensitivity analysis and optimization calculation results have been discussed.

4

Zagadnienia sterowania produkcją w układzie technologicznym procesów przeróbki węgla

Kaula R., Pielot J.

Archives of Mining Sciences

|

2005

|

Vol. 50, no 1

69-100

PL

W układzie technologicznym zakładu przeróbki węgla możliwe jest sterowanie rozdziałem węgla w poszczególnych operacjach przeróbczych. Jednocześnie istnieje jednak problem optymalnego sterowania (w sensie uzyskania np. maksymalnej wartości produkcji o zadanej jakości), jak i problem wyboru odpowiedniej struktury sterowań całego układu technologicznego. Problemy te są ze sobą ściśle powiązane: poprawna struktura sterowań jest warunkiem koniecznym optymalizacji bieżącej. Opracowanie metodyki określania optymalnej struktury sterowań jest jak najbardziej celowe i istotne na obecnym etapie automatyzacji produkcji w zakładach przeróbki węgla. Optymalizacja bieżąca procesów wymaga odpowiednich zmian wartości zadanych parametrów układów sterowania. Z tego względu bardzo pomocne w projektowaniu układów sterowania są komputerowe modele symulacyjne. Symulacja komputerowa pozwala w efektywny sposób rozpatrywać różne warianty rozwiązań układu technologicznego, analizować optymalne warunki przebiegu procesów przeróbczych przy zmianach kontraktów handlowych czy też przy zmianach charakterystyk węgla surowego. Możliwe jest również analizowanie różnych koncepcji sterowania procesami przeróbczymi. Informacje dotyczące wpływu poszczególnych zmiennych sterowalnych na funkcję celu sterowania można uzyskać korzystając z analizy wrażliwości. Wyniki takiej analizy pozwalają określić strukturę sterowań złożonego procesu technologicznego, uwzględniającą oddziaływanie interakcyjne zmiennych na tę funkcję. Analiza wrażliwości pozwala otrzymać wiedzę użyteczną w tworzeniu algorytmu optymalizacyjnego. Proponowany sposób optymalnego sterowania, wykorzystujący analizę wrażliwości, umożliwia szybkie uzyskanie informacji dotyczących optymalnego sterowania procesów technologicznych przy zmianach charakterystyk węgla surowego, zmianach założeń produkcyjnych i będzie pomocny w operatorskim sterowaniu układu technologicznego. Zagadnienia związane ze sterowaniem produkcji, teorią wrażliwości oraz sposobem optymalnego sterowania produkcją w zakładzie przeróbki węgla przedstawiono w trzech kolejnych artykułach. W niniejszym artykule omówione zostały zagadnienia sterowania produkcją w układzie technologicznym procesów przeróbki węgla. Dla przykładowego układu technologicznego przedstawiono sposób postępowania przy wyznaczeniu maksimum wartości produkcji o określonej jakości. Dodatkowo dla lepszego zrozumienia opracowanego algorytmu, analiza układu została poszerzona o punkt dotyczący pracy układu w przypadku optymalnej nastawy tylko jednej zmiennej sterującej. Analiza układu została zrealizowana za pomocą komputerowego programu symulacyjnego procesów przeróbki węgla, który umożliwia wielowariantowe analizy i prognozy efektów operacji przeróbczych w złożonych układach technologicznych. Integralną częścią tego programu jest algorytm poszukiwania ekstremum funkcji celu sterowania - funkcji maksymalnej produkcji o zadanej jakości.

EN

In a technological system of a coal preparation plant usually contains several main processing operations screening, gravity separation (heavy media separation, jigging, cyclone separation), ftotation, stream separation, blend production. In such system exists a possibility of coal separation controi in each particular operation. It involves a problem of optimum control (for example: a maximum production value with desired quality as an objective function) and a problem of suitable operating variables structure choice for the whole technological system. These problems are close related: correct control structure is a necessary condition of running optimization. Therefore it is advisable and essential to formulate a methodology of optimum operating variables structure determination on a present stage of production automatization in coal preparation plants. Processes running optimization requires changes in desired values of control systems. In this point of view computer simulation models are very helpful in control systems designing. The computer simulation in effective way makes possible: to consider different alternative solution oftechnological system, to analyze optimum criterias of preparation processes course at changes of trade contracts or at changes of raw coal characteristics. It is possible different conceptions analyzing of preparation processes control. Information about each controllabie variables influence on objective function we can to obtain using a sensitivity analysis. Results of the such analysis makes possible to determination control operating variables structure of complex technological system with takes into consideration the interactive influence control operating variables on the objective function. The proposed calculation method of optimum operating variables structure, using the sensitivity analysis, makes possible quick obtaining information on optimum control of technological processes at changes of raw coal characteristics or at changes of productive assumptions and it will be helpful in the dispatching control of technological system. These problems have been presented in a cyc1e ofthree papers. In the present paper (the first from cyc1e) production control problems in the technological system of a coal preparation process have been discussed. For typical technological system rules of a maximum production value with desired quality determination have been presented. The system analysis was calculated by simulation program of the coal preparation process. An integral part of this program is the algorithm of extremum function search of production maximum with desired quality. In order to better understand the described algorithm, the analysis has been extended. In this paper the system analysis in the case of an optimum setting of one control variable has been presented.

5

Sposób doboru optymalnych wielkości sterujących układu technologicznego procesów przeróbki węgla

Kaula R., Pielot J.

Archives of Mining Sciences

|

2005

|

Vol. 50, no 3

343-369

PL

W artykule, który jest ostatnim z cyklu trzech artykułów, na przykładzie złożonego układu technologicznego przedstawiono pełną metodykę postępowania przy wyznaczaniu sposobu doboru optymalnych wielkości sterujących układu technologicznego procesów przeróbki węgla. Analizę układu przeprowadzono przy założeniu realizacji czterech różnych kontraktów zawierających ograniczenia ilościowo-jakościowe sortymentów handlowych. Funkcję celu wyznaczono dla dwóch stosowanych formuł sprzedażnych. Analizę wykonano dla przypadku obliczania formuł sprzedażnych bez ograniczania i z ograniczaniem wartości cenotwórczych parametrów jakościowych węgla.

EN

The main task of supervisory and local control system is to obtain a maximum quantity of commercial products with demanded qualitative parameters. It is important to select of technological system configuration in a suitable way. This depends of raw coal characteristics and productive requirements. Because of set point changes in process control, there is necessary to repeat optimization of processes. In the case of a control method, which ensure obtaining maximum value of control objective function, for example a maximum production value with desired quality. Values of operating variables should be selected to obtain optimum control process results. In the process optimization there are used variables having significant influence on control objective function value. Therefore it is important to have knowledge about controllable variables and objective function dependency. This knowledge be gained by the application of sensitivity analysis. A connection between the sensitivity analysis and calculation algorithm of extremum objective function value makes possible determination of optimum operating variables of coal preparation technological systems. A determination methodology of optimum operating variables of coal preparation technological systems is based on: preliminary sensitivity analysis, optimization calculation and repeated sensitivity analysis in the surround of the optimum set point. In this paper (the last from the cycle of three) on example of complex technological system the methodology of optimum operating variables determination of technological system of coal preparation process has been described in detail. Analysis was carried out for four different market contracts. In each case there have been made assumptions to qualitative-quantitative constraints of commercial products. Elaborated method of operating variables optimum structure determination of technological system of coal preparation plant can be used in many different tasks of dispatching supervisory control. It can be implemented among other to: any configuration of main processing operations in technological systems, different ash-density characteristics of raw coal, flexibility formulation for control objective function. This method can be applied to any setting ranges of acceptable values of operating variables (separation parameters of preparation operations).