Офіційний веб сайт

Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв збагачення залізної руди

м5

Представлено ДВНЗ "Криворізький національний університет".

Автор:  д.т.н. Моркун Н.В.,  к.т.н. Коваль С.С.

Метою виконаних досліджень є підвищення енергоефективності та якості автоматизованого управління ресурсномістких виробництв шляхом розроблення принципів і підходів до розподіленого оптимального керування взаємопов’язаними об’єктами та процесами в умовах нестаціонарності параметрів і режимів роботи при численних зовнішніх і внутрішніх збуреннях.

Запропоновано математичні моделі, критерії і методи розподіленого оптимального керування взаємопов’язаними процесами збагачувального виробництва на основі динамічної просторово-часової моделі із зосередженими входами і розподіленій по всій технологічній лінії вихідною функцією розподілу корисного компонента за виділеними класами крупності збагачуваної залізорудної сировини з оперативним контролем технологічних показників на основі комплексу ультразвукових і радіометричних вимірювань.

Запропоновано метод ідентифікації нелінійних динамічних об’єктів ресурсномістких виробництв на основі просторово-часової моделі Вольтерра-Лагерра. При цьому для зниження розмірності моделі використано метод дифузійних карт. Для формування зосередженого керування окремими параметрами процесу збагачення залізної руди в умовах нестаціонарності і невизначеності статичних і динамічних параметрів об’єкта запропоновано метод, згідно з яким для досягнення робастної стійкості і якості при формуванні керування використовується структуроване сингулярне значення, а зниження порядку регулятора виконано із застосуванням Ганкелевої норми.

Запропоновані рішення дозволяють збільшити на 0,3–0,9% вміст корисного компонента в концентраті та підвищити продуктивність технологічної лінії збагачення руди для готового продукту на 2,7%. Економічна ефективність впровадження на гірничих підприємствах базується на зниженні витрат на виробництво 1 т чавуну за рахунок підвищення вмісту заліза у концентраті та перерозподілі навантаження між стадіями збагачення та зниженні витрат електроенергії.

Кількість публікацій: 109, у т.ч. за тематикою роботи 2 монографії, 84 статті, 26 тез доповідей. Загальна кількість посилань на публікації авторів/h-індекс роботи згідно баз даних складає відповідно: Scopus – 198/12 Google Scholar – 279/14. Отримано 2 патенти України на винахід та 3 авторських свідоцтва на програмний продукт.

Надіслати коментар

Коментарі

Невлюдов І.Ш., д.т.н., проф.

Гірничорудна та вугільна промисловості традиційно є одними з ключових галузей української економіки, адже від їх стабільності залежать робота багатьох суміжних ланок національного господарства, а саме теплоенергетики, металургії, машинобудування та інших.
Результати роботи дозволять зменшити енерговитрати за рахунок перерозподілу навантаження між стадіями технологічної лінії, оптимізувати керування транспортною та виробничою структурами гірничих підприємств та значно зменшити екологічне навантаження на навколишнє середовище.
Слід відзначити прогресивність роботи, тематика якої входить до переліку пріоритетних тематичних напрямів наукових досліджень і науково-технічних розробок.
Вважаю роботу «Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв», авторів Моркун Н.В. та Коваль С.С., гідною здобуття премії Президента України для молодих вчених.

Невлюдов І.Ш.
Доктор технічних наук, професор
Заслужений діяч науки і техніки України,
Лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки,
Завідувач кафедри комп’ютерно-інтегрованих технологій,
автоматизації та мехатроніки Харківського національного університету
радіоелектроніки

Павленко І.І., д.т.н., професор

Для підвищення ефективності видобутку корисних копалин підприємствам, що функціонують на ринку України, необхідно знизити собівартість і енергоємність технологічних процесів видобутку та переробки сировини.
У сучасних умовах на гірничовидобувних підприємствах обробляються декілька різновидів технологічних руд. Одним із способів зменшення негативного впливу мінливості залізорудної сировини на кінцеву якість продукції є підвищення точності ідентифікації об'єктів виробничого контролю. Для цього в роботі запропоновано метод ідентифікації нелінійних динамічних об’єктів збагачувального виробництва на основі просторово-часової моделі Вольтерра. Для підвищення точності ідентифікації параметрів моделі пропонується здійснювати вимір характеристик рудного матеріалу на виході технологічних агрегатів на основі вимірювання параметрів процесу поширення високочастотних і низькочастотних ультразвукових хвиль, а також гамма-випромінювання, який відрізняється від наявних тим, що в процесі вимірювання здійснюють зміщення часток подрібненої руди певної крупності та густини в область вимірювання шляхом впливу на пульпу високоенергетичним ультразвуком.
Використання запропонованих методів управління дозволить підвищити енергоефективність технологічної лінії збагачення і збільшити вилучення корисного компонента в концентрат.
Вважаю, що дослідження виконано на високому науковому рівні, автори роботи Моркун Наталя Володимирівна та Коваль Світлана Станіславівна заслуговують здобуття премії Президента України для молодих вчених.

Завідувач кафедрою технології
машинобудування та робототехніки
Центральноукраїнського
національного технічного університету
фахівець з автоматизації виробничих
процесів, д-р техн. наук, професор І.І. Павленко

Кондратець В.О., д.т.н., професор

Сучасний аналіз стану і тенденцій розвитку гірничо-металургійної галузі України показує наявність значних труднощів, обумовлених конкуренцією та поступовим зниженням якості перероблюваних руд. При тому, що галузь складна з технологічної та маркетингової точки зору і на світовому ринку у неї сильні конкуренти. У зв’язку з цим провідними видобувними країнами визнано, що створення новітніх високоефективних методів і алгоритмів автоматизованого керування технологічними процесами збагачення руди за допомогою удосконалення інформаційного забезпечення і методів керування, особливо, щодо характеристик технологічних потоків збагачувальної фабрики, є пріоритетним завданням.
Основні положення роботи широко апробовані в публікаціях і доповідях, представлених на різних конференціях, в тому числі за кордоном. Судячи зі змісту представлених публікацій, задачу удосконалення автоматизованого керування технологічними процесами збагачення руди пропонується здійснювати на базі методів робастного керування з застосуванням комплексу ультразвукових і радіометричних вимірів. Запропонована система розподіленого оптимального керування ґрунтується на представленні технологічної лінії збагачення, як дворівневої структури. У якості керованої величини прийнята функція розподілу вмісту корисного компонента в класах крупності часток рудного матеріалу, що переробляється. Запропоновано спосіб, що дозволяє контролювати склад твердої фази залізорудної сировини, щоб сформувати бажану функцію розподілу часток подрібненої руди по технологічній лінії за допомогою високоенергетичного ультразвуку.
Все сказане дозволяє зробити висновок, що цикл наукових праць «Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв» відрізняється новизною, теоретичною і практичною цінністю, а автори Моркун Н.В. та Коваль С.С. заслуговують здобуття премії Президента України для молодих вчених.

Заслужений діяч науки і техніки України,
професор кафедри автоматизації
виробничих процесів Центральноукраїнського
національного технічного університету
доктор технічних наук, професор В. О. Кондратець

Марченко Д, М. д.т.н., професор

Відгук на роботу Моркун Н.В. та Коваль С.С. «Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв»

Найбільш важливі наукові результат, які одержано у даній роботі, з нашої точки зору, полягають у наступному.
1. Встановлено, що ідентифікація нелінійних динамічних об’єктів збагачувального виробництва із застосуванням просторово-часової моделі виходу й розподілу корисного компонента в продуктах переробки залізорудної сировини на основі ядерного перетворення Вольтерра, для зменшення кількості коефіцієнтів якої використаний базис ортонормованих функцій Лагерра, дозволяє в умовах впливу шумів зменшити помилку моделювання на 18,1% у порівнянні з базовою моделлю.
2. Доведено, що оптимальне розподілене керування взаємопов’язаними технологічними агрегатами лінії збагачення залізної руди, що формується структурою із зосередженими вхідними керуючими впливами й розподіленим виходом, яким є вектор вмісту корисного компонента у виділених класах крупності подрібненої руди, представленої декількома мінералого-технологічними різновидами, дозволяє підвищити вміст корисного компонента в залізорудному концентраті на 0,24 абс.%
Поставлені в роботі досить складні задачі успішно вирішені. Математичний апарат, використаний для вирішення поставлених задач, свідчить про високий рівень наукової кваліфікації авторів. Результати дослідження представлено широкому колу науковців через зміст 109 опублікованих праць.
Вважаємо за необхідне відзначити роботу «Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв» авторів Моркун Н.В. та Коваль С.С. премією Президента України для молодих вчених 2018 року.

Перший проректор
Східноукраїнського національного університету
імені Володимира Даля
Доктор технічних наук, професор Д.М. Марченко

Потапенко Е.В., д.х.н, доц.

Відгук на роботу Моркун Н.В. та Коваль С.С. «Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв»
Оптимізація збагачення руд в умовах гірничих підприємств є важливим резервом підвищення ефективності виробництва та поліпшення його конкурентоспроможності. Вважаємо, що за розроблення математичних моделей, критеріїв і методів розподіленого оптимального керування взаємопов’язаними процесами збагачувального виробництва на основі динамічної просторово-часової моделі із зосередженими входами і розподіленій по всій технологічній лінії вихідною функцією розподілу корисного компонента по класах крупності руди, автори роботи «Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв» Моркун Н.В. та Коваль С.С. заслуговують здобуття премії Президента України для молодих вчених.

Проректор з наукової роботи
Східноукраїнського національного університету імені В.Даля
Доктор хімічних наук, доцент
Е.В.Потапенко

д.т.н., професор Федорович Олег Євгенович

ВІДГУК НА РОБОТУ
МОРКУН Наталі Володимирівни та КОВАЛЬ Світлани Станіславівни,
«Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв»,
що представлена на здобуття премії Президента України для молодих вчених

Гірничо-металургійний комплекс є однією з найважливіших складових промисловості України, зокрема вітчизняного експорту та находження валюти. Забезпечення високої якості та конкурентоспроможності продукції, неможливе без підвищення енергоефективності гірничо-збагачувальних комбінатів (ГЗК).
Ефективне управління ресурсномісткими виробництвами, можливе лише за рахунок застосування сучасних інформаційних технологій.
Технологічні процеси на гірничо-збагачувальному комбінаті є достатньо складними об’єктами автоматизації. Для ефективного керування такими багатовимірними нестаціонарними розподіленими процесами із значною випадковою складовою та інерційністю необхідно здійснювати оперативний контроль показників, що характеризують технологічні режими збагачувального обладнання. У роботі пропонується використання засобів оперативного контролю характеристик залізорудної сировини у технологічних потоках рудозбагачувальної фабрики у поєднанні із сучасними підходами автоматизованого керування.
Для оперативного контролю характеристик залізорудної сировини пропонується метод оцінювання функції розподілу корисного компонента по класах крупності часток подрібненої руди в потоці пульпи на основі вимірювання параметрів процесу поширення високочастотних і низькочастотних ультразвукових хвиль, а також гамма-випромінювання, та удосконалено метод розпізнавання мінералого-технологічних різновидів залізної руди у процесі керування технологічною лінією збагачення на основі оцінок характеристик твердої фази залізорудної пульпи.
Запропонований метод оптимального розподіленого керування технологічними агрегатами лінії збагачення залізної руди, представленої декількома мінералого-технологічними різновидами дозволяє підвищити вміст корисного компонента в залізорудному концентраті.
Вважаю, що дослідження виконано на високому науковому рівні, автори роботи Моркун Наталя Володимирівна та Коваль Світлана Станіславівна заслуговують здобуття премії Президента України для молодих вчених.

Завідуючий кафедри інформаційних управляючих систем,
д.т.н., професор,
лауреат Державної премії України
в галузі науки та техніки

О. Е. Федорович

Дубовой В.М.

Сучасний розвиток промислового виробництва і стан економіки України ще більш гостро поставили проблему енергозбереження. Пріоритетним напрямком державної політики розвитку енергетичної інфраструктури є проведення робіт з енергозбереження та забезпечення енергетичної безпеки в усіх сферах господарської діяльності, в тому числі металургійних підприємств.
Однак, для класу великомасштабних розподілених нелінійних динамічних систем, до яких відносяться металургійні підприємства, побудова точних моделей управління є вкрай складним і об'ємним завданням. Технологічні процеси збагачення руди є просторово розподіленими багатовимірними об’єктами автоматизації зі складною багатозв’язною структурою. Тому застосування методів управління, заснованих на побудові точних прогнозуючих моделей технологічних об’єктів управління, для ефективного управління комплексами збагачувального та металургійного виробництва має певні обмеження.
Слід відзначити, що тематика досліджень пов’язана з достатньою кількістю науково-дослідних робіт. Вищезазначене підтверджує актуальність напрямку досліджень авторів у галузі автоматизації процесів керування.
В роботі запропоновано удосконалені математичні моделі, критерії і методи розподіленого оптимального робастного керування взаємопов’язаними процесами збагачувального виробництва на основі динамічної просторово-часової структури із зосередженими вхідними керуючими впливами і розподіленим по всій технологічній лінії виходом.
Розроблено автоматизовану систему розподіленого оптимального керування взаємопов’язаними процесами збагачувального виробництва з використанням оперативного неруйнівного контролю характеристик руди, що переробляється, на основі комплексу ультразвукових і радіометричних засобів. Використання даної системи дозволяє збільшити вміст корисного компонента в концентраті та підвищити продуктивність технологічної лінії збагачення руди по готовому продукту.
Вважаю, що автори роботи Моркун Н.В. та Коваль С.С. заслуговують здобуття премії Президента України для молодих вчених.

Завідувач кафедри комп’ютерних систем управління Вінницького національного технічного університету,
доктор технічних наук, професор
Дубовой В.М.

Цвіркун С. Л., к.т.н.

Молоді науковці д.т.н. Моркун Н.В. та к.т.н. Коваль С.С. виконали цикл наукових праць за темою «Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв» за якими було запропоновано математичні моделі, критерії і методи розподіленого оптимального керування взаємопов’язаними процесами збагачувального виробництва на основі динамічної просторово-часової моделі із зосередженими входами і розподіленій по всій технологічній лінії вихідною функцією розподілу корисного компонента за виділеними класами крупності збагачуваної залізорудної сировини з оперативним контролем технологічних показників на основі комплексу ультразвукових і радіометричних вимірювань.
Отримані авторами результати експериментальних досліджень і моделювання процесів використанні для реалізації системи безперервного безконтактного контролю розподілу корисного компонента в частках подрібненої руди різних класів крупності в потоці пульпи за допомогою комбінації ультразвукових і радіометричних вимірювань із впливом високоенергетичним ультразвуком на частки подрібненої руди. Вважаю, що авторський колектив зробив значний внесок в розроблення систем і засобів автоматизації управлінням ресурсномістких виробництв зі збагачення корисного компоненту концентрату залізовмісних руд.
Отримані результати дозволили д.т.н. Моркун Н.В. та к.т.н. Коваль С.С. представити обговорений цикл робіт на присудження їм Премії Президента України для молодих вчених. На мою думку, робота «Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв» заслуговує на високу оцінку, а її автори д.т.н. Моркун Н.В. та к.т.н. Коваль С.С. без сумніву заслуговують на присудження їм Премії Президента України для молодих вчених в галузі науки і техніки за 2018рік.

Завідувач кафедри радіотехніки та електромеханіки
Криворізького коледжу
Національного авіаційного університету
к.т.н., С.Л. Цвіркун

Клюй М.І., д.ф.-м.н., професор

Враховучи той факт, що гірнично металургійний комплекс України забезпечує значну частину експортних надходжень держави і є основою машинобудування і, значною мірою, ВПК, роботи, спрямовані на покращення його ефективності мають, безумовно, велике значення. Саме в цьому напрямку і виконаний цикл робіт МОРКУН Наталі Володимирівни та КОВАЛЬ Світлани Станіславівни «Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв», що і обумовлює його важливість і актуальність. Авторками циклу робіт виконано значний обсяг наукових досліджень, спрямованих на підвищення енергоефективності та якості автоматизованого управління ресурсномістких виробництв шляхом розробки нових підходів до оптимального керування взаємопов’язаними процесами збагачувального виробництва. Окрім нових наукових результатів, про що свідчить велика кількість наукових публікацій високого рівня, результати роботи успішно використані при проектуванні і освоюванні технічного та алгоритмічного забезпечення систем автоматичного керування технологічними процесами на ряді гірничих підприємств України. Це є підвердженням важливості і перспективності представленого циклу робіт.
Враховуючи викладене вважаю, що даний цикл робіт має велике наукове і практичне значення, а його авторки Моркун Н.В. та Коваль С.С. безумовно заслуговують присудження премії Президента України для молодих вчених.

Лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, доктор фіз.-мат. наук, професор М.І. Клюй, зав. лаб. нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАН України.

Владов С.І., к.т.н.

Застосування сучасних методів і засобів автоматизованого керування дозволяє істотно підвищити ефективність процесів керування промисловим виробництвом. З огляду на високу власну енергоємність та ресурсомісткість процесів збагачення руди, яка, зокрема, істотно перевищує аналогічні показники зарубіжних конкурентів, висвітлені у роботі принципи побудови оптимального керування процесами збагачувального виробництва на основі динамічної просторово-часової моделі, що враховує характеристики окремих мінералого-технологічних різновидів, є досить актуальними.

Завідувач навчально-методичної лабораторії,
викладач кафедри енергозабезпечення і систем управління,
Кременчуцький льотний коледж
Національного авіаційного університету
кандидат технічних наук,
С.І. Владов

Бісікало О.В. д.т.н., проф.

Питання автоматизованого управління енергоємними багатофакторними технологічними процесами за умови коливань характеристик сировинного матеріалу, що надходить на переробку, спричинених організаційно-технічними та випадковими факторами, є одними з найбільш складних завдань і тому їх вирішення вимагає застосування спеціалізованих підходів. Одним з таких процесів є формування оптимального керування процесами збагачувального виробництва як взаємопов'язаними просторово розподіленими блоками.
Сформульована мета роботи досягнута як результат розроблення і дослідження просторово-часової математичної моделі нелінійних динамічних об’єктів збагачувального виробництва як структур з розподіленими параметрами; методів оптимального робастного керування параметрами технологічних процесів збагачення на основі норм простору Харді; формування оптимального керування технологічною лінією збагачення руди як структури із зосередженими входами та розподіленим виходом; формування інформаційної бази автоматизованого керування технологічними процесами збагачення руди на основі ультразвукових і радіометричних вимірювань.
Запропонована в роботі система автоматизації процесів керування нелінійними динамічними об'єктами збагачувального виробництва дозволяє збільшити вилучення корисного компонента у концентрат при переробленні залізовмісних руд, представлених мінералого-технологічними різновидами та знизити витрати електроенергії.
Вважаю, що автори роботи Моркун Наталя Володимирівна та Коваль Світлана Станіславівна заслуговують здобуття премії Президента України для молодих вчених.

Декан факультету комп’ютерних
систем і автоматики Вінницького національного технічного університету,
доктор технічних наук, професор О. В. Бісікало

Шаронова Н.В., д.т.н., професор

Представлена робота присвячена вирішенню проблеми підвищення ефективності автоматизованого управління ресурсномістких виробництв, зокрема процесом збагачення руди за допомогою прогресивних підходів до автоматизованого контролю і оптимізації його режимних параметрів. На сьогодні накопичено значний обсяг теоретичних результатів у цій сфері і актуальним є застосування їх на практиці.
У зв’язку з цим наукова проблема, розв’язана у роботі Н.В. Моркун та С.С. Коваль «Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв» є актуальною. Дослідження у вибраному напрямку є також актуальними зважаючи на сучасний стан програмно-апаратних засобів автоматики, які використовуються на гірничих підприємствах нашої країни.
Наукова робота робить достатній внесок у розвиток математичних моделей, критеріїв і методів розподіленого оптимального керування взаємопов’язаними процесами збагачувального виробництва на основі динамічної просторово-часової моделі із зосередженими входами і розподіленій по всій технологічній лінії вихідною функцією розподілу корисного компонента по класах крупності руди, яка визначається за результатами ультразвукових та радіометричних вимірювань.
Серед головних досягнень роботи можна виділити метод ідентифікації нелінійних динамічних об’єктів збагачувального виробництва із застосуванням просторово-часової моделі виходу й розподілу корисного компонента в продуктах переробки залізорудної сировини на основі ядерного перетворення Вольтерра та оптимального розподіленого керування взаємопов’язаними технологічними агрегатами лінії збагачення залізної руди.
У цілому дослідження виконано на високому науковому та прикладному рівнях. Зміст, отримані висновки і рекомендації, публікації авторів дають підставу стверджувати те, що автори роботи Моркун Наталя Володимирівна та Коваль Світлана Станіславівна заслуговують здобуття премії Президента України для молодих вчених.

Завідувач кафедри інтелектуальних комп’ютерних систем
Національного технічного університету
«Харківський політехнічний інститут»
доктор технічних наук, професор,
Н.В.Шаронова

Сергій

Робота присвячена важливій у теоретичному і практичному відношенні меті, яка полягає у підвищенні енергоефективності та якості автоматизованого керування технологічною лінією збагачення, збільшення вилучення корисного компонента у концентрат при переробленні залізовмісних руд, шляхом розроблення принципів і підходів до розподіленого оптимального керування взаємопов’язаними процесами збагачувального виробництва на основі динамічної просторово-часової моделі. Дослідження і розроблення систем і засобів автоматизації в умовах збагачувального виробництва є одним з пріоритетних напрямків не тільки для України, але й для багатьох розвинутих країн світу.
Вважаю, що результати роботи «Автоматизація процесів управління ресурсномістких виробництв» є корисною для розвитку гірничо-збагачувальної галузі України, а її автори Моркун Н.В. та Коваль С.С заслуговують отримати премію Президента України для молодих вчених 2018 року.

Сергій Чемкаєв

Сергій Чемкаев
Головний збагачувач,
ТОВ "Єристівський ГЗК"

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.