К ОПТИМИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ РАБОТОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ КАМЕРНОГО ТИПА

При использовании локальных систем автоматического регулирования температуры и избыточного давления греющей среды в рабочем объеме пламенной термической печи камерного типа настройки, как правило, выбирают независимо друг от друга без учета их взаимосвязи. В то же время при управлении расходом топлива и воздуха изменяется не только температура, но и давление в рабочей камере печи, что, в свою очередь, сопровождается изменением газообмена с окружающей средой и оказывает значительное влияние на температуру в рабочей камере. Все это сопровождается существенным перерасходом газообразного топлива, и, как следствие, повышением стоимости термической обработки металла. При использовании схемы отопления с постоянным объемом продуктов горения в печах такого типа управление ее тепловой мощностью сводится к комбинированию различных компонентов газообразного топлива при условии обеспечения заданной температуры в рабочем объеме. По принципу динамического программирования Беллмана оптимизацию управления за цикл термической обработки металла обеспечивали путем выбора для каждого периода квантования оптимального по стоимости состава применяемого топлива. Текущая стоимость топлива служит линейной функцией средних расходов его отдельных компонентов в периоды квантования и нахождение его минимального значения для каждого дискретного момента времени представляли как решение задачи линейного программирования. Разработан алгоритм определения оптимальных значений расходов отдельных компонентов газообразного топлива, а также расхода избыточного воздуха, используемых в качестве управляющих воздействий для автоматических систем регулирования температуры и избыточного давления греющей среды в рабочем объеме печей. Предложена функциональная схема автоматической системы управления, реализация которой позволяет не только оптимизировать технологию отопления по стоимости отдельных компонентов топлива, но и путем самонастраивания обеспечить автономность управления температурой и избыточным давлением греющей среды в рабочей камере печей камерного типа. В процессе управления в режиме реального времени с оптимизацией по стоимости отдельных компонентов топлива выполняется самонастраивание системы.

1. Ревун М.П., Зинченко В.Ю., Лютый А.П. Оптимизация низкотемпературного нагрева в пламенных печах // Теория и практика металлургии. 2005. № 1-2 (44-45). C. 60 – 63.

2. Деклараційний патент України № 1614. Спосіб опалення камерних газових печей / М.П. Ревун, В.Ю. Зінченко, О.П. Лютий; Заявл. 27.02.2006; опубл. 17.07.2006. Бюл. № 7.

3. Ложкин С.А. Лекции по основам кибернетики. – М.: МГУ, 2004. – 147 с.

4. Умнов А.Е. Аналитическая геометрия и линейная алгебра. 3 изд. – М.: МФТИ, 2011. – 544 с.

5. Ревун М.П., Гранковский В.И. Автоматическое управление нагревом металла. – Киев: Техника, 1973. – 138 с.

6. Bellman R. Dynamic Programming. – Princeton University Press. – Princeton. NY. USA. 2010. – 350 p.

7. Hadley G. Nonlinear and Dynamic Programming. – Addison-Wesley. Publishing Company. Reading Massachusetts, 1969. – 486 p.

8. Betts J.T. Practical Methods for Optimal Control Using Nonlinear Programming Ser. Advances in Design and Control. – Philadelphia: SIAM, 2001. – 190 p.

9. Таха Х.А. Введение в исследование операций. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 912 с.

10. Cornuejols G., Tutuncu R. Optimization Methods in Finance. Pittsburg. – Carnegie Mellon University, 2006. – 349 p.

11. Банди Б. Основы линейного программирования. – М.: Радио и связь, 1989. – 176 с.

12. Бородакий Ю.В., Загребаев А.М., Крицына Н.А., Кулябичев Ю.П., Шумилов Ю.Ю. Линейное программирование в современных задачах оптимизации. – М.: МИФИ, 2008. – 188 с.

13. Ильин В.А., Ким Г.Д. Линейная алгебра и аналитическая геометрия. – М.: Изд-во Проспект, 2007. – 400 с.

14. Прасолов В.В. Задачи и теоремы линейной алгебры. – М.: Наука, 1996. – 304 с.

15. Раскин Л.Г., Кириченко И.О. Континуальное линейное программирование. – Харьков, 2005. – 178 с.

16. Полак Э. Численные методы оптимизации. – М.: Мир, 1974. – 376 с.

17. Шевченко В.Н., Золотых Н.Ю. Линейное и целочисленное линейное программирование. – Нижний Новгород: изд. НГУ им. Н.И. Лобачевского, 2004. – 154 с.

18. Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки в металлургии / М.П. Ревун, Б.Б. Потапов, В.М. Ольшанский, А.В. Бородулин. – Запорожье: ЗГИА, 2002. – 443 с.

19. Ревун М.П., Зинченко В.Ю., Иванов В.И., Чепрасов А.И. Управление температурой и давлением в термической печи камерного типа. – В кн.: Математические методы в технике и технологиях: сборник трудов научно-практ. конф. (ММТТ-27). Т. 2. – Тамбов:

20. изд. ТПУ, 2014. С. 91 – 95.