Z E S Z Y T Y N A U K O W E
P O L I T E C H N I K I Ś L Ą S K I E J
ADAM MRÓZEK
MODELE WHiOSKOWAMA OPERATOROWI I ICH WYKORZYSTANIE W KOMPUTERYZACJI OBIEKTÓW TECHNOLOGICZNYCH
IN FO R M A TYK A
Z . 14
G L I W I C E
1 9 8 9
P O L IT E C H N IK A ŚLĄSKA
ZESZYTY NAUKOWE Nr 980
M R O Z E K
3 ?>
W N IO S K O W A N IA o p e r a t o r ó w
I ICH WYKORZYSTANIE W KOMPUTERYZACJI
ORIEKTÓW TECHNOLOGICZNYCH
G L I W I C E
P r o f. d r hab. in ż Z d z is ła w P a w la k P r o f. d r hab. inż. S ta n isła w P ia s e ck i
K O L E G IU M R E D A K C Y J N E
R E D A K T O R N A C Z E L N Y — P r o f. d r hab. inż. Jan W ę g rz y n R E D A K T O R D Z I A Ł U — D r inż. S ta n is ła w K o z ie ls k i S E K R E T A R Z R E D A K C J I — M g r E lżb ie ta L e ś k o
O P R A C O W A N I E R E D A K C Y J N E M g r A n n a B ła ż k ie w ic z
W y d a n o za zgod ą R ek to ra P o lite c h n ik i Ś lą sk iej
PL IS S N 0208-7286
D zia ł W y d a w n ic t w P o lite c h n ik i Ś lą sk ie j uL K u ja w s k a 3, 44-100 G liw ic e
Ń a k ł. 160+85 A r k . w y d . U .2 A r k . d r u k . 10,25 P a p i e r o f f s e t . k l . i l ! 70x1110, 70g O d d a n o d o d ru k u 16.11.88 P o d p is , d o d r u k u 2.03.89 D r u k u k o ń c z , w k w ie t n iu 1989
Z am . 81B|88 C-24 C e n a z ł 224,—
S k ład , fo to k o p ie , d ru k i o p r a w ę
w y k o n a n o w Z a k ła d z ie G r a fic z n y m P o lite c h n ik i Ś lą s k ie j w G liw ic a c h
P i 5 6 | £ 3
Pamięci Mojej Matki poświęcam
S P IS TREŚCI
S t r .
WPROWADZEŃIE ... 15
R o z d z ia ł X. PRZEDSTAWIENIE NA DWÓCH PRZYKŁADACH PROBLEMÓW STEROWANIA PRZEZ OPERATORÓW ZŁOŻONYMI OBIEKTAMI TECHNOLOGICZNYMI ... 21
1 .1 . P i e c o b r o to w y ... 21
1 . 1 . 1 . P i e c o b r o to w y ja k o o b i e k t s te r o w a n ia ... 22
1 . 1 . 2 . Ocena sta n u p i e c a o b r o to w e g o ... 23
1 . 1 . 3 . S t e r o w a n ie p ie cem obrotow ym ... 24
1 . 1 . 4 . Ocena w yników s t e r o w a n ia ... 25
1 .2 . W i e l k i p i e c ... 26
1 . 2 . 1 . W i e l k i p i e c ja k o o b i e k t s te r o w a n ia ... 27
1 . 2 . 2 . O b serw o w aln o ść p r o c e s u w ie lk o p ie c o w e g o ... 28
1 . 2 . 3 . W s k a ź n ik i p r o c e s u w ie lk o p ie c o w e g o ... 29
1 . 2 . 4 . Ocena sta n u w i e l k i e g o p i e c a ... . . . 29
1 . 2 . 5 . S t e r o w a n ie w ie lk im p i e c e m ... 31
1 .3 . Podsum owanie ... 34
R o z d z ia ł I I . PRZEGLĄD METOD SYNTEZY ALGORYTMÓW KOMPUTEROWEGO STERO WANIA W CZASIE RZECZYWISTYM ZŁOŻONYMI OBIEKTAMI ... 36
2 . 1 . M etody k la s y c z n e ... 36
2 . 1 . 1 . M odel m atem a tyczn y - o g ó ln y a lg o r y t m i d e n t y f i k a c j i . . 36
2 . 1 . 2 . A lg o r y t m s te r o w a n ia - s y n t e z a system u ... 38
2 . 1 . 3 . W y n ik i s to s o w a n ia m etod k la s y c z n y c h . . . ... 40
2 . 2 . M etod y n ie k la s y c z n e ... ... ... ... 4 2 2 . 2 . 1 . M o d e le b azow e i fr o n t o w e ... 42
2 . 2 . 2 . M o d ele lo k a ln e ... 43
2 . 2 . 3 . H e u r y s ty c z n a s a m o o r g a n iz a c ja ... . 43
2 . 2 . 4 . A u tom aty t a b lic o w e I t e r a c y j n e ... 44
2 . 2 . 5 . O p is z a pomocą z b io r ó w r o zm y ty c h ... 45
2 . 2 . 6 . S t e r o w a n ie s y t u a c y jn e ... 45
2 . 2 . 7 . S ystem y e k s p e r to w e ... 47
2 . 3 . Podsum owanie ... 48
/
S t r .
R o z d z ia ł I I I . SFORMUŁOWANIE PROBLEMU ... 49
3 . 1 . P r z e s ł a n k i f o r m a l i z a c j i . . . . ... .. . . 49
3 . 2 . F o r m a liz a c ja sposobu s t e r o w a n ia ... . . ... .. 50
3 . 2 . 1 . P r z e s t r z e ń o b s e r w a c ji ... .. 51
3 . 2 . 2 . P r z e s t r z e ń c e ló w s t e r o w a n ia ... .. 51
3 . 2 . 3 . P o d z i a ł p r z e s t r z e n i o b s e r w a c ji ... .. 53
3 . 2 . 4 . P r z e s t r z e ń s t e r o w a n ia ... 57
3 . 2 . 5 . R e p r e z e n t a c ja m od elu w n io s k o w a n ia ... 58
3 . 3 . A s p e k t y i d e n t y f i k a c j i ... ... 59
3 . 3 . 1 . P r z e s ł a n k i r e a l i z o w a l n o ś c i i d e n t y f i k a c j i . . . 59
3 . 3 . 2 . Z a p is d an ych do i d e n t y f i k a c j i ... ... .. 61
3 . 4 . P ro b lem y d o r o z w ią z a n ia ... 62
3 . 4 . 1 . P r z y g o t o w a n ie danych ... 62
3 . 4 . 2 . R e a l i z a c j a i d e n t y f i k a c j i ... 62
3 . 4 . 3 . Im p le m e n ta c ja m odelu ... 64
3 . 5 . P o d s u m o w a n ie ... ... ... .. 64
R o z d z ia ł I V . ELEMENTY TE O RII ZBIORÓW PRZYBLIŻONYCH W A N A L IZ IE MODELI WNIOSKOWANIA ... ... 66
4 . 1 . Z b io r y p r z y b l i ż o n e - p o j ę c i a p o d s t a w o w e ... 66
4 . 1 . 1 . P r z e s t r z e ń a p r o k s y m a c ji ... .. 67
4 . 1 . 2 . A p ro k s y m a c ja z b i o r ó w ... 68
4 . 1 . 3 . A p ro k s y m a c ja r o d z in y z b io r ó w ... 69
4 . 1 . 4 . T o p o lo g ic z n e w ł a s n o ś c i a p r o k s y m a c ji ... .. 71
4 . 1 . 5 . K l a s y f i k a c j a z b io r ó w p r z y b l i ż o n y c h ... ... 71
4 .2 . S ystem y in fo r m a c y jn e ... ... 72
4 . 2 . 1 . System in fo r m a c y jn y ... 72
4 . 2 . 2 . Z a le ż n o ś ć a tr y b u tó w ... 75
4 . 2 . 3 . R ed u k cja a tr y b u tó w ... ... 77
4 . 3 . T a b l i c e d e c y z y jn e ... 79
4 . 3 . 1 . D e f i n i c j a fo r m a ln a ... 79
4 . 3 . 2 . D ek om po zycja t a b l i c d e c y z y jn y c h ... 81
4 .4 . Z a p is sfo rm u ło w a n y c h prob lem ów ... .. 84
4 . 4 . 1 . K l a s y f i k a c j a s y t u a c j i w sterow an ym o b i e k c i e 85 4 . 4 . 2 . A n a l i z a p r o t o k o łu s t e r o w a n ia ... ... 87
4 .5 . P o d s u m o w a n ie ... 88
S t r . R o z d z ia ł V . ASPEKTY OBLICZENIOWE ... ... .. 89
5 . 1 . R e p r e z e n t a c ja u n iw e r s u m ... ... 89
5 . 2 . G en ero w a n ie z b io r ó w e le m e n ta rn y c h ... .. 93
5 . 3 . S z u k a n ie d o ln y c h i g ó r n y c h a p r o k s y m a c ji ... ... 94
5 .4 . Ocena i l o ś c i o w a a p r o k s y m a c ji ... ... ... 96
5 . 5 . P o d s u m o w a n ie ... 97
R o z d z ia ł V I . PRZYKŁADY ROZWIĄZANIA PROBLEMÓW ... .. 99
6 . 1 . M o d ele w n io sk o w a n ia p a la c z y a s t e r o w a n ie kom puterow e p iecem obrotow ym ... 99
6 . 1 . 1 . R e p r e z e n t a c ja danych do i d e n t y f i k a c j i ... 99
6 . 1 . 2 . Ocena i k l a s y f i k a c j a s y t u a c j i ... 102
6 . 1 . 3 . A n a l i z a porów naw cza p a la c z y ... 107
6 . 1 . 3 . 1 . Z a ł o ż e n ia a n a l i z y p o ró w n a w c zej ... 107
6 . 1 . 3 . 2 . A n a l i z a i o c en a m odelu w n io s k o w a n ia p a la c z a X 110 6 . 1 . 3 . 3 . A n a l i z a i oce n a m odelu w n io s k o w a n ia p a la c z a Y 113 6 . 1 . 3 . 4 . A n a l i z a i ocen a m odelu w n ios k ow a n ia p a la c z a Z 115 6 . 1 . 3 . 5 . Ocena porów n aw cza m o d e li w n iosk ow a n ia p a la c z y X , Y , Z ... . . . ... 118
6 . 1 . 3 . 6 . Podsum owanie ... 121
6 . 1 . 4 . Im p le m e n ta c ja kom puterowa ... 121
6 . 1 . 4 . 1 . A t r y b u t y o b s e rw o w a ln e a a t r y b u t y m ie r z a ln e . 121 6 . 1 . 4 . 2 . S t r u k t u r a system u s te r o w a n ia ... 126
6 . 1 . 4 . 3 . D obór c y k lu s t e r o w a n ia ... 128
6 . 1 . 4 . 4 . O b ie k to w y sys te m o p e r a c y jn y s te r o w a n ia p i e cem obrotow ym ... 1 29 6 . 1 . 4 . 5 . W y n ik i s t e r o w a n ia kom pu terow ego ... 129
6 . 1 . 5 . Podsum owanie ... 131
6 . 2 . Kom puterowe w spom aganie m is t r z ó w w ie lk o p ie c o w n ik ó w ... 132
6 . 2 . 1 . S t e r o w a n ie "o d g ó r y " - z a d a n ia kom puterow ego wspoma g a n ia ... 132
6 . 2 . 2 . Model wnioskowania m istrzów ... 137
6 . 2 . 3 . D o ś w ia d c z e n ia e k s p lo a t a c y jn e ... 144
6 .3 . Podsumowanie ... 144
R o z d z ia ł V I I . PODSUMOWANIE I WNIOSKI ... 146
R o z d z ia ł V I I I . ZAKOŃCZENIE ... 150
LITERATURA ... 151
STR E SZ C ZE N IA ... 158
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ ... 15
Глава I . ПРЕДСТАВЛЕНИЕ НА ДВУХ ПРИМЕРАХ-ПРОБЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОПЕРАТО РАМИ СЛОЖНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ ... 21
1 .1 . Вращающаяся печь ... 21
1 .1 .1 . Вращающаяся печь как обьект управления ... 22
1 .1 .2 . Оценка состояния вращающейся печи ... 23
1 .1 .3 . Управление вращающейся печыо ... 24
1 .1 .4 . Оценка р езульта то в управления ... 25
1 .2 . Докна ... 26
1 .2 .1 . Докна ках обьект у п р а в л е н и я ... 27
1 .2 .2 . Наблюдаемость доменного процесса ... 28
1 .2 .3 . Показатели доменного процесса ... 29
1 .2 .4 . Оценка состояния домны ... 29
1 .2 .5 . Управление домной ... 31
1 .3 . Резюме ... 34
Глава I I . ОБОЗРЕНИЕ МЕТОДОВ СИНТЕЗА АЛГОРИТМОВ КОМПЬЮТЕРНОГО УПРА ВЛЕНИЯ В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ СЛОЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ ... 36
2 .1 . Классические методы ... 36
2 . 1 . 1 . Математическая модель - общий алгоритм идентификации 36 2 . 1 . 2 . Алгоритм управления - синтез системы ... 38
2 . 1 .3 . Результаты применения классических методов ... 40
2 .2 . Неклассические м е т о д ы ... 42
2 .2 .1 . Базисные и фронтовые модели ... 42
2 . 2 . 2 . Локальные м о д е л и ... 43
2 . 2 . 3 . Эвристическая самоорганизация ... 43
2 . 2 . 4 . Итеративно - табличные автоматы ... 44
2 . 2 . 5 . Списание при помощи размытых м н о ж е с т в ... 45
2 . 2 . 6 . Ситуационное управление ... 45
2 . 2 . 7 . Экспертные системы ... 47
2 .3 . Резюме ... 48
Стр. - 9 - Глава I I I . ДОСТАВЛЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ... 49
3 .1 . Предпосылки формализации ... 49
3 .2 . Формализация способа управления ... 50
3 . 2 . 1 . Пространство наблюдения ... ... 51
3 .2 .2 . Пространство целей управления ... 51
3 . 2 . 3 . Разделение пространства наблюдения ... 53
3 . 2 . 4 . Пространство управления ... .. 57
3 . 2 . 5 . Представление модели мышления ... 58
3 .3 . Аспекты идентифика ции ... 59
3 . 3 . 1 . Предпосылки реализуем ости идентификации ... 59
3 . 3 . 2 . Запись данных для идентификации... 61
3 .4 . Решаемые проблемы ... 62
3 . 4 . 1 . Подготовление данных ... 62
3 . 4 . 2 . Реализация идентификации ... 62
3 . 4 . 3 . Имплементация модели ... 64
3 .5 . Резюме ... 64
Глава I V . ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПРИБЛИЖЕННЫХ МНОЖЕСТВ ДЛЯ АНАЛИЗА МОДЕЛИ МЫШЛЕНИЯ... 66
4 .1 . Приближённые множества - основные понятия ... 66
4 . 1 . 1 . Пространство апроксимации ... 67
4 . 1 . 2 . Апроксимация множеств ... 68
4 . 1 . 3 . Апроксимация семейства множеств ... 69
4 . 1 . 4 . Топологические свойства апроксимации ... 71
4 . 1 . 5 . Классификация приближённых множеств ... 71
4 .2 . Информационные снстекы ... 72
4 . 2 . 1 . Информационная система ... 72
4 . 2 . 2 . Зависимость атрибутов . . . ... 75
4 . 2 . 3 . Редукция атрибутов ... 77
4 . 3 . Таблицы решений ... 79
4 . 3 . 1 . Формальное определение ... 79
4 . 3 . 2 . Декомпозиция таблиц решений ... 81
4 .4 . Запись поставленных п р о б л е м ... 84
4 . 4 . 1 . Классификация ситуации в управляемом объекте ... 85
4 . 4 . 2 . Анализ протокола управления ... 87
4 .5 . Р е е т е ... 88
C ip .
Глава v . ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ... 89
5 .1 . Представление универсума ... 89
5 .2 . Порождение элементарных множеств ... 93
5 .3 . Поиск нижних и верхних апроксиы адий... 94
5 .4 . Количественная оценка апроксимации ... 96
5 .5 . Резюме ... 97
Глава V I . ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ ... . . ... 99
6 .1 . Модели мышления машинист ов а компьютерное управление вра щающейся печью . . . ... 99
6 .1 .1 . Представление данных для идентификации ... 99
6 .1 .2 . Оценка и классификация ситуации ... . Ю2 6 .1 .3 . Сравнительный анализ маш инистов 107 6 . 1 . 3 . 1 . Предположения сравнительного анализа . . . 107
6 . 1 . 3 . 2 . Анализ и оценка модели мышления машиниста X 110 6 . 1 . 3 . 3 . Анализ и оценка модели мышления машиниста у 113 6 . 1 . 3 . 4 . Анализ л Оценка модели мышления машиниста Z 115 6 . 1 . 3 . 5 . Сравнительная оценка модели мышления маши нистов х , Y , z ... 118
6 . 1 . 3 . 6 . Р е з ю м е ... ; ... 121
6 . 1 . 4 . Компьютерная имплементация ... 121
6 . 1 . 4 . 1 . Измеряемые и наблюдаемые атрибуты ... 121
6 . 1 . 4 . 2 . Структура системы управления ... 126
6 . 1 . 4 . 3 . Подбор цикла управления ... 128
6 . 1 . 4 . 4 . Объектная операционная система управления (вращающейся п е ч ь ю ... 129
6 . 1 . 4 . 5 . Р езульта ты компьютерного управления ... 129
6 .1 .5 . Р е з ю м е ... 131
6 .2 . Компьютерное поддерживание мастеров домны ... 132
6 .2 .1 . Управление "с в е р х у " - задачи компьютерного поддержи вания ... 132
6 .2 .2 . Модели мышления мастеров ... 137
6 .2 .3 . Эксплуатационные опыты ... 144
6 .3 . Резюме ... 144
Глава V I I . РЕЗНМЕ И ВЫВОДЫ... 146
Глава V I I I . ОКОНЧАНИЕ ... 150
ЛИТЕРАТУРА... 151
РЕЗШЕ 158 CONTENTS Page INTRODUCTION ... . - ... 15
C h a p te r I . TWO EXAMPLES OF PROBLEMS OF CONTROL PERFORMED BY OPERA TORS OF COMPLEX TECHNOLOGICAL PLANTS ... 21
1 . 1 . R o t a r y k i l n ... ... ... 1 . 1 . 1 . R o ta r y k i l n as a c o n t r o l o b j e c t ... 22
1 . 1 . 2 . E s t im a t io n o f th e s t a t e o f a r o t a r y k i l n ... 23
1 . 1 . 3 . C o n t r o l o f a r o t a r y k i l n . . . . ... 24
1 . 1 . 4 . E s t im a t io n o f c o n t r o l r e s u l t s ... 25
1 .2 . B l a s t - f u r n a c e ... 26
1 . 2 . 1 . B l a s t - f u r n a c e as a c o n t r o l o b j e c t ... 27
1 . 2 . 2 . O b s e r v a b i l i t y o f th e b l a s t - f u r n a c e p r o c e s s --- 28
1 . 2 . 3 . I n d i c a t o r s o f th e b l a s t - f u r n a c e p r o c e s s ... 29
1 . 2 . 4 . E s t im a t io n o f th e s t a t e o f t h e b l a s t - f u r n a c e ... 29
1 . 2 . 5 . C o n t r o l o f th e b l a s t - f u r n a c e ... 31
1 .3 . R e c a p i t u l a t i o n ... 34
C h a p te r I I . REVIEW OF METHODS APPLIED IN THE SYNTHESIS OF ALGORITHMS OF REAL-TIME COMPUTER CONTROL OF COMPLEX OBJECTS ... 36
2 . 1 . C l a s s i c a l m ethods ... 3®
2 . 1 . 1 . M a th e m a tic a l m odel - g e n e r a l a lg o r it h m o f i d e n t i f i c a t i o n ... 36
2 . 1 . 2 . C o n t r o l a l g o r i t h m s - s y n t h e s i s o f a system ... 38
2 . 1 . 3 . R e s u lt s o f c l a s s i c a l m ethods ... 40
2 .2 . N o n c l a s s i c a l m ethods ... 42
2 . 2 . 1 . B a s ic and f r o n t m od els ... 42
2 . 2 . 2 . L o c a l m od els ... * ... 43
2 . 2 . 3 . H e u r i s t i c s e l f o r g a n i z a t i o n ... 43
2 . 2 . 4 . T a b le - i t e r a t i v e au tom ata ... 44
2 . 2 . 5 ! D e s c r i p t i o n b a se d on f u z z y s e t s ... 45
2 . 2 . 6 . S i t u a t i o n a l c o n t r o l ... 45 2 . 2 . 7 . E x p e r t system s ... ..
2 . 3 . R e c a p i t u l a t i o n ... • ... ...4 8
- 12 -
Page
C h a p te r I I I . PROBLEM FORMULATION ... ... .. 49
3 . 1 . F o r m a liz a t io n c r i t e r i a ... .. 49
3 . 2 . F o r m a l i z a t i o n o f m ea n s O f c o n t r o l ... 50
3 . 2 . 1 . S p a ce o f o b s e r v a t io n s ... 5 1 3 . 2 . 2 . Sp ace o f c o n t r o l g o a l s ... 51
3 . 2 . 3 . D i v i s i o n o f t h e s p a c e o f o b s e r v a t io n s . . . 53
3 . 2 . 4 . S p ace o f c o n t r o l ... 57
3 . 2 . 5 . R e p r e s e n t a t io n o f i n f e r e n c e m od el . . . 58
3 . 3 . I d e n t i f i c a t i o n a s p e c t s ... 59
3 . 3 . 1 . C r i t e r i a o f i d e n t i f i c a t i o n r e a l i z a b i l i t y ... 59
3 . 3 . 2 . R e g i s t r a t i o n o f d a t a t o i d e n t i f y ... 61
3 . 4 . P ro b le m s t o s o l v e ... 62
3 . 4 . 1 . D ata p r e p a r a t i o n ... 62
3 . 4 . 2 . I d e n t i f i c a t i o n ... 62
3 . 4 . 3 . M odel im p le m e n ta t io n ... 64
3 . 5 . R e c a p i t u l a t i o n ... 64
C h a p te r I V . ELEMENTS OF ROUGH SETS THEORY IN THE ANALYSIS OF INFE RENCE MODELS ... ... . 66
4 .1 . Rough s e t s - b a s i c n o t io n s ... 66
4 . 1 . 1 . S p ace o f a p p r o x im a tio n ... 67
4 . 1 . 2 . A p p r o x im a tio n o f s e t s ... 68
4 . 1 . 3 . A p p r o x im a tio n o f s e t f a m i l y ... 69
4 . 1 . 4 . T o p o l o g i c a l p r o p e r t i e s o f a p p r o x im a tio n ... 71
4 . 1 . 5 . C l a s s i f i c a t i o n o f rou gh s e t s ... 71
4 . 2 . I n fo r m a t io n s y stem s ... 72
4 . 2 . 1 . I n fo r m a t io n s y s t e m ... 72
4 . 2 . 2 . A t t r i b u t e d e p e n d e n c ie s ... 75
4 . 2 . 3 . R e d u c tio n o f a t t r i b u t e s ... 77
4 . 3 . D e c is io n t a b l e s ... 79
4 . 3 . 1 . F orm a l d e f i n i t i o n ... 79
4 . 3 . 2 . D e c o m p o s itio n o f d e c i s i o n t a b l e s ... 81
4 . 4 . N o te o f fo r m u la t e d p ro b lem s ... 84
4 . 4 . 1 . C l a s s i f i c a t i o n o f s i t u a t i o n s in a c o n t r o l l e d o b j e c t . 85 4 . 4 . 2 . A n a l y s i s o f t h e c o n t r o l p r o t o c o l ... 87
- 13 - . ■ ~ ^ Page C h a p te r V . NUMERICAL ASPECTS . . ... 89
5 . 1 . R e p r e s e n t a t io n o f u n iyersu m ... 89
5 .2 . G e n e r a tio n o f e le m e n t a r y s e t s . . . ... 93
5 . 3 . S e e k in g f o r u p p er and lo w e r a p p r o x im a tio n ... 94
5 . 4 . Q u a n t i t a t i v e e s t im a t io n o f a p p r o x im a tio n ... 96
5 . 5 . R e c a p i t u l a t i o n ... 97
C h a p te r V I . EXAMPLES OF PROBLEM SOLUTIONS ... 99
6 . 1 . I n f e r e n c e m o d e ls o f s t o k e r s and com p u ter c o n t r o l o f r o t a r y k i l n ... . . 99
6 . 1 . 1 . R e p r e s e n t a t io n o f d a ta b e in g i d e n t i f i e d ... 99
6 . 1 . 2 . E s t im a t io n and c l a s s i f i c a t i o n o f s i t u a t i o n . ... .. 102
6 . 1 . 3 . C o m p a ra tiv e a n a l y s i s o f s t o k e r s ... 107
6 . 1 . 3 . 1 . A ssu m p tion s o f c o m p a r a tiv e a n a l y s i s . . . 107
6 . 1 . 3 . 2 . A n a l y s i s and e s t im a t io n o f i n f e r e n c e m odel o f s t o k e r X ... 110
6 . 1 . 3 . 3 . A n a l y s i s and e s t im a t io n o f i n f e r e n c e m odel o f s t o k e r Y ... 113
6 . 1 . 3 . 4 . A n a l y s i s and e s t im a t io n o f in f e r e n c e m odel o f s t o k e r Z ... 115
6 . 1 . 3 . 5 . C o m p a ra tiv e e v a l u a t i o n o f i n f e r e n c e m odels o f s t o k e r s X , Y , Z ... 118
6 . 1 . 3 . 6 . R e c a p i t u l a t i o n ... 121
6 . 1 . 4 . Com puter im p le m e n ta t io n ... 121
6 . 1 . 4 . 1 . O b s e r v a b le a t t r i b u t e s and m ea su ra b le a t t r i b u te s ... ... . . . 121
6 . 1 . 4 . 2 . S t r u c t u r e o f c o n t r o l system ... 126
6 . 1 . 4 . 3 . C h o ic e o f c o n t r o l c y c l e ... 128
6 . 1 . 4 . 4 . O b je c t o p e r a t in g system f o r r o t a r y k i l n con t r o l ... s . . ... 129
6 . 1 . 4 . 5 . R e s u lt s o f com p u ter c o n t r o l ... 129
6 . 1 . 5 . R e c a p i t u l a t i o n ... 131
6 . 2 . C o m p u te r-a id f o r b l a s t - f u r n a c e s h i f t forem en ... 132
6 . 2 . 1 . "U p p e r ” c o n t r o l- c o m p u t e r - a id e d t a s k s ... 132
6 . 2 . 2 . I n f e r e n c e m odel o f s h i f t fo rem en ... 137
6 . 2 . 3 . R u n -tim e e x p e r ie n c e s ... 144
6 . 3 . R e c a p i t u l a t i o n ... 144
C h a p te r V I I . RECAPITULATION AND CONCLUSIONS ... 146
C h a p te r V I I I . FIN AL REMARKS ... . . . --- . . . 150
LITERATURE ... 151
SUMMARYS . . . . . . . ■. » . » . . . ■. > . . . . * . * . . . 158
Pow szech n e i e fe k ty w n e w y k o r z y s t a n ie system ów kom puterow ych w ró żn ych d z ie d z in a c h zaw odow ej d z i a ł a l n o ś c i c z ło w ie k a wymaga o p r a c o w a n ia z b io r ó w od
p o w ie d n ic h program ów u ż y tk o w y c h .
P ro gram y u ży tk o w e t o z a p is w wybranym ję z y k u p ro gra m ow a n ia o d p o w ied n ich a lg o r y tm ó w .
A lg o r y t m y są z a ś za p is e m uporządkow anych o p e r a c j i , k t ó r y c h w yk on an ie p r o w a d z i do o s i ą g n i ę c i a z a ło ż o n y c h c e ló w . S tą d p od staw o w ego z n a c z e n ia na
b i e r a r o z w ią z a n ie pro b lem u s y n t e z y t a k ic h a lg o r y tm ó w .
Jedną z p ie r w s z y c h d z i e d z i n zaw odow ej d z i a ł a l n o ś c i c z ł o w ie k a , w k t ó r e j s ta r a n o s i ę e f e k t y w n ie w y k o r z y s t a ć system y k om pu terow e, b y ł y p ro b lem y k i e ro w a n ia z ło ż o n y m i o b ie k t a m i t e c h n o lo g ic z n y m i [hARR 72] .
Z a k ła d a n o , ż e w p ro w a d ze n ie system u kom p u terow ego do w spom agania, w c z a s i e r z e c z y w is t y m , o p e r a t o r a n a d z o r u ją c e g o p r a c ę t a k i e g o o b ie k t u k o r z y s t n i e w p ły n ie na s t a b i l i z a c j e p r z e b i e g a j ą c y c h w nim p r o c e s ó w , a tym samym p r z y c z y n i s i ę do w z r o s tu j a k o ś c i i w y d a jn o ś c i p r o d u k c j i .
B y ło t o z w ią z a n e z p o ja w ie n ie m s i ę , na p r z e ło m ie l a t s z e ś ć d z i e s i ą t y c h i s ie d e m d z ie s ią t y c h , system ów m in ik om p u tero w ych o s t r u k t u r z e u r z ą d z e n io w e j i p ro gra m o w e j z u k ła d a m i p rz erw a ń i system am i o p e r a c y jn y m i u m o ż liw ia ją c y m i ic h w y k o r z y s t a n ie do p r a c y w c z a s i e r z e c z y w is t y m .
R ó w n o le g le w d z i e d z i n i e t e o r i i o b s e r w u je s i ę la w in ę p r a c p o ś w ię co n y c h r o z w ią z a n iu problem ów t w o r z e n ia m o d e li m atem a tyczn ych i s y n t e z y , na ic h p o d s t a w ie , a lg o r y tm ó w k om pu terow ego w spom agan ia, w c z a s i e r z e c z y w is t y m , o p e r a to r ó w k ie r u j ą c y c h z ło ż o n y m i o b ie k ta m i t e c h n o lo g ic z n y m i.
W P o l s c e p o w o ła n o w 1970 r . p ro b lem w ę z ło w y 0 6 .1 . 2 . "S ystem y a u to m a ty k i k o m p lek s o w ej" w c e lu z in t e g r o w a n e g o r o z w ią z a n ia ty c h z a g a d n ie ń , a j e g o k o
o r d y n a c ję p o w ie r z o n o Z a k ła d o w i System ów A u to m a ty k i K om pleksow ej PAN w G l i w ic a c h .
R e a l i z a c j a t e g o pro b lem u w ę z ło w e g o z a k ł a d a ł a , w wytypow anych g a ł ę z i a c h g o s p o d a r k i n a r o d o w e j, w ybór p r z y k ła d o w y c h w ę złó w t e c h n o lo g ic z n y c h , k t ó r e m ia ły b yć o b j ę t e d o ś w ia d c za ln y m w prow adzeniem kom puterowych system ów wspo
m agania o p e r a t o r ó w .
B y ły t o d l a p r z y k ła d u : w a lc a r k a taśm y, p i e c o b r o to w y do w y p a la n ia k l i n k i e r u , wanna s z k l a r s k a , r e a k t o r s y n t e z y ^m oniaku .
D la ty c h w ę z łó w t e c h n o lo g ic z n y c h s|tarano s i ę o p ra cow a ć i z id e n t y fik o w a ć o d p o w ie d n ie m o d ele m a tem a ty czn e, a n a s t ę p n ie w y k o r z y s ta ć j e do s y n te z y a l g orytm ów k om pu terow ego s t e r o w a n ia .
- 16 -
W t r a k c i e r e a l i z a c j i o k a z a ł o s i ę , ż e j e s t t o p r z e d s i ę w z i ę c i e o w i e l e b a r d z i e j tr u d n e , n i ż p r z y p u s z c z a n o .
W w i ę k s z o ś c i w yb ran ych w ę z łó w t e c h n o lo g ic z n y c h n a p o tk a n o na i s t o t n e t r u d n o ś c i z w ią z a n e z m atem atycznym o p is e m ic h fu n k c jo n o w a n ia , a n a s t ę p n ie z i d e n t y f i k a c j ą opracow yw an ych m o d e li m a tem a ty czn y ch .
C z ę s t o o k a z y w a ło s i ę t a k ż e , ż e w y n ik i s t e r o w a n ia k om p u tero w ego , o p a r t e g o na zaim p lem en tow an ych a lg o r y t m a c h , n i e w y tr z y m u ją k o n k u r e n c ji z w ynikam i s t e r o w a n ia r ę c z n e g o p r z e z d o ś w ia d c z o n y c h o p e r a t o r ó w .
Ta k r y t y c z n a s y t u a c ja b y ł a p rz ed m io te m w i e l u a n a l i z , z a w a r ty c h m ięd zy in n ym i w o d p o w ie d n ic h , op racow yw an ych p r z e z ZSAK-PAN, r a p o r t a c h z r e a l i z a c j i prob lem u w ę z ło w e g o , a t a k ż e n i e k t ó r e j e j e le m e n t y , na p r z y k ł a d z i e p ie c a o b r o to w e g o do w y p a la n ia k l i n k i e r u , om ów iono w [mrÓZ 77j .
P r o w a d z iło t o do p r z e k o n a n ia , ż e na d r o d z e c a łk o w a n ia równań r ó ż n i c z k o w ych, o p is u ją c y c h e le m e n t a r n e z ja w is k a i p r o c e s y fiz y k o c h e m ic z n e p r z e b i e g a j ą c e w z ło ż o n y c h o b ie k t a c h t e c h n o lo g ic z n y c h , można n a p o tk a ć i s t o t n e tr u d n o ś c i w bu d ow ie m o d e li m a te m a ty c zn y c h , k t ó r e m o g ły b y b y ć p o d sta w ą s y n t e z y a l g orytm ów k om p u tero w ego w sp om agan ia.
Z a c z ę t o w ię c r ó w n o le g le p o s z u k iw a ć in n y c h m o ż liw y c h d r ó g w y j ś c i a z z a i s t n i a ł e j s y t u a c j i .
Na je d n ą z n ic h w skazan o w [wĘGR 72] , s u g e r u ją c p o z n a n ie i p r z e j ę c i e r o zumowania s t o j ą c e g o u p o d s ta w s te r o w a n ia r ę c z n e g o z ło ż o n y m i o b ie k t a m i t e c h n o lo g ic z n y m i p r z e z d o ś w ia d c z o n y c h o p e r a t o r ó w , a n a s t ę p n ie j e g o w y k o r z y s t a n i e do s y n t e z y o d p o w ie d n ic h a lg o r y tm ó w k om p u tero w ego w spom agan ia.
CEL I ZAKRES PRACY
Celem p r a c y j e s t p r z e d s t a w i e n i e z w e r y fik o w a n e j d o ś w ia d c z a ln ie m etody s y n t e z y a lg o r y tm ó w k om p u tero w ego s t e r o w a n ia , w c z a s i e r z e c z y w is t y m , z ł o ż o nymi o b ie k t a m i t e c h n o lo g ic z n y m i, p o l e g a j ą c e j n a :
1J p o z n a n iu , z r o z u m ie n iu , z a p i s i e i a n a l i z i e sp osob u s t e r o w a n ia r ę c z n e g o p r z e z d o ś w ia d c z o n y c h o p e r a t o r ó w ;
2) i d e n t y f i k a c j i i o p ra c o w a n iu na t e j p o d s t a w ie m o d e li w n io s k o w a n ia o p e r a t o r ó w ;
3) w zb o g a c e n iu m o d e li w n io s k o w a n ia o z w ię k s z a ją c e ic h p r e c y z j ę fra g m e n ty a n a l i t y c z n e i p r z y g o to w a n iu t e g o r o z w i n i ę t e g o m odelu w n io s k o w a n ia ja k o p o d s ta w y k om pu terow ego w spom agania w c z a s i e r z e c z y w is t y m ;
4) w zb o g a c e n iu op rog ra m o w a n ia n a r z ę d z io w e g o d a n eg o kom putera o o d p o w ie d n i o b ie k to w y system o p e r a c y jn y i im p le m e n t a c ji o p ra c o w a n e g o z b io r u p r o g r a mów k om p u tero w ego w sp om agan ia.
P r a k t y c z n a r e a l i z a c j a t e g o p o d e j ś c i a w ym a gała:
a ) w yboru r e p r e z e n ta t y w n y c h d l a s z e r o k i e j k l a s y o b ie k t ó w s te ro w a n y c h r ę c z n i e p r z e z d o ś w ia d c zo n y ch o p e r a t o r ó w , a n a s t ę p n ie p r z e p r o w a d z e n ia a n a l i z y w yn ik ów ic h s t e r o w a n ia ;
- 17 -
b) za p ro p o n o w a n ia s fo r m a liz o w a n e g o sposobu z a p is u r e a liz o w a n e g o p r z e z o p e r a t o r ó w p ro c e s u s te r o w a n ia o b ie k t a m i;
c ) z d e f in io w a n ia o d p o w ie d n ie g o m odelu w n ios k ow a n ia o p e r a to r ó w w raz z j e g o i d e n t y f i k a c j ą , a n a l i z ą i o c e n ą ;
d) w s k a za n ia sposobu w y k o r z y s t a n ia z id e n t y fik o w a n y c h m o d e li w n iosk ow an ia o p e r a to r ó w d o s y n t e z y a lg o r y tm ó w kom p u terow ego wspom agania s t e r o w a n ia , w c z a s i e r z e c z y w is t y m , danym o b ie k te m te c h n o lo g ic z n y m .
Jako r e p r e z e n t a t y w n e d l a s z e r o k i e j k la s y z ło ż o n y c h o b ie k tó w t e c h n o lo g ic z n y c h zaprop on ow an o p i e c o b r o to w y do w y p a la n ia k l i n k i e r u w cem entow n i i w i e l k i p i e c do w ytopu s u ró w k i w h u c ie .
Na ic h p r z y k ł a d z i e s c h a r a k te r y z o w a n o r e a liz o w a n e p r z e z o p e r a to r ó w p r o c e sy s t e r o w a n ia , a t a k ż e om ówiono u zy s k iw a n e p r z e z n ic h w y n ik i r ę c z n e g o s t e ro w a n ia ty m i o b ie k t a m i. B y ło t o p o d sta w ą p r z e d s t a w ie n ia i sfo rm u ło w a n ia prob lem ów , k t ó r y c h r o z w ią z a n ie p o s ta w io n o s o b ie za c e l p r a c y .
W tym k o n t e k ś c ie p rz ep ro w a d z o n o k r y t y c z n ą a n a l i z ę m etod m atem a tyczn ego o p is u z ło ż o n y c h o b ie k tó w t e c h n o lo g ic z n y c h i na t e j p o d s ta w ie s y n t e z y odpo
w ie d n ic h a lg o r y tm ó w kom pu terow ego s t e r o w a n ia .
S t w ie r d z o n o , ż e żadna z i s t n i e j ą c y c h m etod n i e może b yć b e z p o ś r e d n io u ż y ta do r o z w ią z a n ia ta k sform u ło w a n y ch problem ów kom pleksow ych , p o d a n ia mode
l i w n io s k o w a n ia , a n a s t ę p n ie ic h p o ł ą c z e n ia z fra g m en ta m i ic h u z u p e łn ie ń a n a lit y c z n y c h .
Wymagało t o za p ro p o n o w a n ia o d p o w ie d n ie g o sposobu f o r m a l i z a c j i p o j ę c i a m o d e li w n io sk o w a n ia o p e r a t o r ó w o r a z p r z e d s t a w ie n ia m etod ic h i d e n t y f i k a c j i , a n a l i z y , o c e n y i im p le m e n t a c ji w k o m p u te rz e .
P r z e d s t a w io n o ta k ą f o r m a l i z a c j ę i w yk azan o, ż e do i d e n t y f i k a c j i , a n a l i zy i o c e n y m o d e li w n io sk o w a n ia o p e r a to r ó w można e f e k t y w n ie w y k o r z y s ta ć e l e menty t e o r i i z b io r ó w p r z y b liż o n y c h [PAWL 82, 8 3 , 85, 86] .
W r a c a ją c do p rz y k ła d o w y c h o b ie k tó w p ok a za n o p r a k t y c z n ą r e a l i z a c j ę z a p r o ponow anej w p r a c y m etody s y n t e z y a lg o r y tm ó w kom pu terow ego s t e r o w a n ia , p r z e d s t a w ia ją c i om a w ia ją c j e d n o c z e ś n ie u zy sk a n e w y n ik i.
R o z d z ia ł I om awia, na dwu w ybran ych p r z y k ła d a c h , s te r o w a n ie p r z e z o p e r a to ró w z ło ż o n y m i o b ie k t a m i t e c h n o lo g ic z n y m i i s ta n o w i w p ro w a d ze n ie do z a g a d n ie ń om awianych w p r a c y .
S z c z e g ó ln ą uwagę zw ró co n o p r z y tym na c h a r a k t e r y z a c ję ty c h o b ie k tó w z punktu w id z e n ia s t e r o w a n ia p r z e z o p e r a t o r ó w , w y r ó ż n ia ją c z b i o r y atlrybu tów warunkowych i d e c y z y jn y c h '.
P r z e d s t a w io n o i l u s t r a c j ę sposobu s te r o w a n ia p t z e z o p e r a to r ó w o r a z omó
w iono u zy s k iw a n e p r z e z n ic h w y n ik i.
R o z d z ia ł X I z a w ie r a k r y t y c z n ą a n a l i z ę m etod m atem a tyczn ego o p is u z ł o ż o nych o b ie k t ó w t e c h n o lo g ic z n y c h i na ic h p o d s ta w ie s y n t e z y a lg o ry tm ó w kompu
te r o w e g o s t e r o w a n ia .
Omawiane m etody umownie p o d z ie lo n o na k la s y c z n e i n ie k la s y c z n e , i l u s t r u ją c j e u zysk an ym i w y n ik a m i, w ty c h p rz y p a d k a c h , g d y b y ł o t o m o ż liw e .
R o z d z i a ł X I I j e s t ją d rem p r a c y i z a w ie r a om ó w ien ie i p r o p o z y c ję f o r m a l
n e g o p r z e d s t a w ie n ia m odelu w n io s k o w a n ia o p e r a t o r a p r z y s t e r o w a n iu .
Podano s t r u k t u r ę m odelu w n io s k o w a n ia i om ówiono w za jem n e p o w ią z a n ie p o s z c z e g ó ln y c h e le m e n tó w t e j s t r u k t u r y .
P r z e d s t a w io n o fo r m a ln y z a p is m odelu w n io s k o w a n ia , a t a k ż e sp osób j e g o im p le m e n t a c ji kom p u tero w ej w p o s t a c i o d p o w ie d n ie j t a b l i c y d e c y z y j n e j lu b rów n ow ażnego j e j program u d e c y z y jn e g o .
Z a w a rto t a k ż e a n a l i t y c z n y z a p i s pro b lem ów do r o z w ią z a n ia w y n ik a ją c y c h z p r z y j ę t e j f o r m a l i z a c j i m odelu w n io s k o w a n ia .
R o z d z i a ł IV omawia w y k o r z y s ty w a n e w p r a c y p o j ę c i a t e o r i i z b io r ó w p r z y b liż o n y c h i w prow adza p o t r z e b n e i c h m o d y f ik a c je . P r z e d s t a w ia t a k ż e fo r m a ln y z a p is sform u ło w a n y ch p ro b lem ów p r z y u ż y c iu t y c h p o j ę ć .
R o z d z ia ł V p o ś w ie c o n y j e s t s y n te ty c z n e m u om ów ien iu n a j i s t o t n i e j s z y c h a s p e k tó w o b lic z e n io w y c h w y n ik a ją c y c h z w y k o r z y s t a n ia e lem e n tó w t e o r i i z b i o rów p r z y b liż o n y c h do r o z w ią z a n ia sform u ło w a n y ch p ro b lem ó w .
P r z y t o c z o n o z a p i s p od staw ow ych a lg o r y tm ó w o b lic z e n io w y c h w je ż y k u P a s c a l . R o z d z i a ł V I ma p odstaw ow e z n a c z e n ie d l a p r a c y o m a w ia ją c , na dwu p r z y k ł a d a c h , o p a r t ą na z a p ro p o n o w a n e j m e t o d z ie s y n t e z ę a lg o r y tm ó w k om puterow ego s t e r o w a n ia w c z a s i e r z e c z y w is t y m z ło ż o n y m i o b ie k ta m i t e c h n o lo g ic z n y m i o r a z a n a l i z u j ą c u zy sk a n e w y n ik i s t e r o w a n ia .
P r z y k ła d p ie r w s z y d o t y c z y p i e c a o b r o to w e g o do w y p a la n ia k l i n k i e r u w j e d n e j z c e m e n to w n i, a p r z y k ła d d r u g i w i e l k i e g o p i e c a j e d n e j z h u t.
R o z d z i a ł V I I s ta n o w i podsum owanie p r a c y i w n io s k i, a r o z d z i a ł V I I I z a k o ń c z e n ie p r a c y .
T r e ś ć p r a c y j e s t za p is e m w i e l o l e t n i c h d o ś w ia d c z e ń A u t o r a z w ią za n y c h z r e a l i z a c j ą i k o o r d y n a c ją p r z e z ZSAK PAN p ro b lem ów w ę zło w y c h 0 6 . 1 . 2 . " S y s t e my a u to m a ty k i k o m p le k s o w e j" i 0 6 .4 . "R o z w ó j z in te g r o w a n y c h system ów kompu
t e r o w e g o s te r o w a n ia z u w z g lę d n ie n ie m w ię z ó w m ię d z y s y s te m o w y c h ".
D a ło t o m o ż liw o ś ć b e z p o ś r e d n ie g o u d z ia ł u w p r a c a c h nad r e a l i z a c j ą kompu
te r o w e g o s t e r o w a n ia z ło ż o n y m i o b ie k t a m i t e c h n o lo g ic z n y m i i k ie r o w a n ia z e s p o ła m i s p e c j a l i s t ó w r e p r e z e n t u ją c y c h r ó ż n e z a in t e r e s o w a n ia b a d a w c ze , a r e a l i z u j ą c y c h w s p ó ln y c e l , ja k im b y ł a s y n t e z a a lg o r y tm ó w k om p u terow ego s t e r o w a n ia .
I s t o t n e z n a c z e n ie m ia ł t a k ż e b e z p o ś r e d n i k o n t a k t z o p e r a t o r a m i s t e r u j ą cym i r ę c z n i e w ie lo m a z ło ż o n y m i o b ie k t a m i t e c h n o lo g ic z n y m i. I c h d o ś w ia d c z e n i e i u zy s k iw a n e p r z e z n ic h w y n ik i s t e r o w a n ia b y ł y i n s p i r a c j ą i z a c h ę t ą d o - k o n tyn u ow an ia p r z y j ę t e j m etod y s y n t e z y a lg o r y tm ó w k om p u terow ego w spom agania.
W ię k s z o ś ć z e b ra n y c h w p r a c y (w j e d n o l i t e j f o r m ie ) w yn ików b y ł a o p u b lik o wana w c z e ś n ie j w c za s o p is m a c h i m a t e r ia ła c h k o n f e r e n c j i k r a jo w y c h i z a g r a n ic z n y c h .
K olegom z Z ak ła d u System ów A u to m a ty k i K om p lek sow ej PAN A u t o r d z i ę k u j e za pomoc w r e a l i z a c j i ^ p r z y w y k o r z y s t a n iu za p ro p o n o w a n e j metody^, kom pu ter ow ego
wspomagania o p era torów na różnych o b ie k ta c h te c h n o lo g ic zn y c h w różnych, n ie ra z tru dn ych , warunkach.
Operatorom ty c h ob iek tó w A u t o r d z i ę k u j e za ż y c z liw e p o d e jś c ie i zg o d ę na u d z ie le n ie w ie lu in fo r m a c ji p otrzeb n ych do zrozu m ien ia i s t o t y sterow an ia złożonym i o b ie k ta m i te c h n o lo g ic z n y m i.
R o z d z i a ł I
PRZEDSTAWIENIE NA DWÓCH PRZYKŁADACH PROBLEMÓW STEP.OWANIA PRZEZ OPERATORÓW ZŁOŻONYMI OBIEKTAMI TECHNOLOGICZNYMI
W tym r o z d z i a l e p r a c y p r z e d s t a w io n o dwa p r z y k ła d y s t e r o w a n ia p r z e z o p e r a t o r ó w z ło ż o n y m i o b ie k t a m i t e c h n o lo g ic z n y m i.
P r z y k ła d p ie r w s z y d o t y c z y s te r o w a n ia p r z e z p a la c z y p ie c e m obrotow ym do w y p a la n ia k l i n k i e r u w j e d n e j z c em en to w n i.
P r z y k ł a d d r u g i p r z e d s t a w ia p r o w a d z e n ie p ro c e s u w ie lk o p ie c o w e g o p r z e z m is t r z ó w w ie lk o p ie c o w n ik ó w w j e d n e j z h u t.
R e p r e z e n t u ją c s z e r o k ą k la s ę zadań s te r o w a n ia p r z e z o p e r a to r ó w z ło ż o n y m i o b ie k ta m i t e c h n o lo g ic z n y m i p r z y k ła d y t e będ ą s t a n o w iły i l u s t r a c j e do d a l s zy ch ro z w a ż a ń .
W obu ty c h p r z y k ła d a c h s t e r o w a n ie p r z e z o p e r a to r ó w sprow adza s i ę d o:
a) o b s e r w a c j i , o c e n y i k l a s y f i k a c j i b i e ż ą c e j s y t u a c j i w o b i e k c i e ; b) vyb o ru i r e a l i z a c j i o d p o w ie d n ie g o s t e r o w a n ia .
O b s e r w a c ja i o cen a b i e ż ą c e j s y t u a c j i w o b i e k c i e s p r o w a d z a ją s i ę d o wybo
ru i o k r e ś l e n i a w a r t o ś c i o d p o w ie d n ic h p a ra m e tró w o b ie k t u , a r e a l i z a c j a , p r z e z o p e r a t o r a , s t e r o w a n ia sp ro w ad za s i ę d o n a d a n ia w a r t o ś c i innym param e
trom t e g o o b ie k t u .
P ie r w s z e z n ic h , m ie r z a ln e i o b s e rw o w a ln e p r z e z o p e r a t o r a , nazwano a t r y butam i warunkowym i, d r u g ie z a ś , m ie r z a ln e i s t e r o w a ln e , nazwano a tr y b u ta m i d e c y z y jn y m i.
Główny p r o b le m , k t ó r e g o r o z w ią z a n ie j e s t c e le m p r a c y , p o l e g a ł b ę d z i e na z n a l e z i e n i u i a n a l i z i e z a l e ż n o ś c i , m ięd zy a tr y b u ta m i d e c y z y jn y m i a a t r y b u t a mi warunkow ym i, o p i s u j ą c e j s t e r o w a n ie o b ie k te m .
1 .1 . P i e c o b r o to w y
W p a r a g r a f i e tym p r z e d s t a w io n o w y n ik i o b s e r w a c ji i a n a l i z y s te r o w a n ia p iece m obrotow ym p r z e z p a la c z y w je d n e j z cem en tow n i ZSAK 76, MROZ 81 .
S c h a ra k te r y z o w a n o p i e c o b r o to w y do w y p a la n ia k l i n k i e r u ja k o o b i e k t s t e ro w a n ia .
Omówiono r e a liz o w a n y p r z e z p a la c z y s p osób o c e n y i k l a s y f i k a c j i stanu p ie c a o b r o to w e g o o r a z u zy s k iw a n e w y n ik i s t e r o w a n ia .
Z a m ie s z c z o n o g r a f i c z n ą i l u s t r a c j e z a l e ż n o ś c i m ię d zy z b io r a m i w a r t o ś c i a tr y b u tó w warunkowych a z b io r e m w a r t o ś c i a tr y b u tó w d e c y z y jn y c h .
1 .1 .1 . P ie c obrotow y la k o o b ie k t s te r o w a n ia .
U p r o s z c z o n y schem at p i e c a o b r o to w e g o do w y p a la n ia k l i n k i e r u w k s z t a ł c i e d ł u g i e g o , m e ta lo w e g o c y l i n d r a s c h e m a ty c z n ie p r z e d s t a w io n o na r y s . 1.
Na r y s . 1 o z n a c z o n o o d p o w ie d n i o :
” G" — g o r ą c a s t r e f a p i e c a o b r o t o w e g o ;
"Z " - zimna s t r e f a p ie c a ob rotow ego;
"S .G " - s i l n i k o b rotów p ie c a ;
"CH" - c h ło d n ik ru szto w y;
"B.W .C" - bęben wymiennika c i e p ła ;
1 - w z ie r n ik op tyczn y wraz z pirom etrem ; 2 - pom iar tem peratu ry
p rzed e l e k t r o f i l t r e m ; 3 - pom iar ob rotów p ie c a ; 4 - pom iar nadawy szlam u;
5 - pom iar nadawy w ę g la . Z w y żej p o ło żo n e g o końca ( " Z " - zim nego) do p ie c a poda
wany j e s t szlam , a z d ru g ie g o końca ("G " - g o rą c e g o ) wdmuchiwany j e s t p y ł w ęglow y, k t ó r y s p a la ją c s ię stanow i ź r ó d ło e n e r g i i c i e p l n e j p ie c a .
Z te c h n o lo g ic z n e g o punktu w id ze n ia [SEME 72, GELF 73] p ie c obrotow y moż
na umownie p o d z i e l i ć na 4 s t r e f y od zim nego do g o rą c e g o końca: s t r e f a su
s z e n ia , s t r e f a p o d grzew a n ia , s t r e f a k a l c y n a c j i , s t r e f a s p ie k a n ia .
Celem stero w a n ia j e s t o trzym a n ie k lin k ie r u o odpow iednich w ła sn o ścia ch fizy k o c h e m ic zn y c h . Istotn ym u tru d n ien iem j e s t p rz y tym ocena ja k o ś c i k l i n k ie ru dokonywana na p od sta w ie wyników tz w . 28-dn iow ej próby w y trz y m a ło ś c i cementu. Stąd d la p o trz e b s tero w a n ia wprowadzono pewne w sk a źn ik i p o ś re d n io zw iązane z ja k o ś c ią k lin k ie r u , m ożliw e do o k r e ś la n ia na b ie ż ą c o w p r o c e s ie s te ro w a n ia . Wskaźników ta k ic h j e s t w i e l e [CZACH 75, PERE 76, GELF 73, IĆKO 75} , a jednym z n ic h , n a j c z ę ś c i e j wykorzystywanym p r z e z p a la c z y (zSAK 76] ~ j e s t stan s t r e f y s p ie k a n ia . O c e n ia ją c i k la s y fik u ją c stan s t r e f y s p ie k a n ia p a la c z e mogą sterow ać piecem obrotowym dążąc do o trzym a n ia k lin k ie r u o wy
maganych w ła sn o ścia ch fizy k o c h e m ic zn y c h .
Podstawowe a tr y b u ty d e c y z y jn e , w ykorzystyw ane p r z e z p a la c z y , t o : a ) nadawa w ę g la - o z n a c z o n a na r y s . 1 p r z e z 5;
b ) nadawa szlam u - o z n a c zo n a na r y s . 1 p r z e z 4;
c ) o b r o t y p i e c a - o z n a c z o n e na r y s . 1 p r z e z 3 . R y s . 1. S ch em atyczn e p r z e d s t a w i e n i e p i e c a
o b r o to w e g o
F i g . 1. R o t a r y k i l n schema
1 . 1 . 2 . Ocena stan u p i e c a o b r o to w e g o
W t r a k c i e p r o w a d z e n ia p r o c e s u w yp ału k l i n k i e r u w p ie c u obrotowym p a la c z e w y k o r z y s t u ją g łó w n ie in f o r m a c ję d o t y c z ą c ą ( r y s . 1 ) :
a) g o r ą c e j s t r e f y p i e c a o b r o to w e g o - "G " ; b) z im n e j s t r e f y p i e c a o b r o to w e g o - " Z ” .
W p rzy p a d k u g o r ą c e j s t r e f y p i e c a o b r o to w e g o , ja k ju ż wspom niano, w io d ą cą in fo r m a c ją j e s t s ta n s t r e f y s p ie k a n ia . P a l a c z e o c e n i a j ą i k l a s y f i k u j ą g o na p o d s ta w ie a n a l i z y w a r t o ś c i a tr y b u tó w w arunkowych:
a ) te m p e r a tu r y w s t r e f i e s p ie k a n ia ;
b) k o lo r u i g r a n u l a c j i m a t e r ia łu w s t r e f i e s p ie k a n ia o r a z k o lo r u w n ętrza p i e c a .
U zyskane in f o r m a c je są p o d s ta w ą z a k la s y f ik o w a n ia stan u s t r e f y s p ie k a n ia do je d n e g o , z w y r ó ż n io n y c h p r z e z p a l a c z y , stan ów c h a r a k t e r y s t y c z n y c h p ie c a o b r o to w e g o .
W n o m e n k la tu r z e p a la c z y w y r ó ż n io n e s ta n y c h a r a k t e r y s t y c z n e p i e c a o b r o t o wego t o :
I - " p i e c b a r d z o s ł a b y " ; I I - " p i e c s ł a b y " ;
I I I - " p i e c s ła b n ą c y lu b w y o s t r z a j ą c y s i ę " ; IV - " p i e c o s t r y " ;
V - " p i e c p r z e o s t r z o n y " .
R e l a c j ę m ię d zy z b io r a m i w a r t o ś c i a tr y b u tó w warunkowych a w y ró żn ia n y m i p r z e z p a la c z y sta n a m i c h a r a k t e r y s t y c z n y m i p i e c a o b r o to w e g o p r z e d s ta w io n o w t a b e l i 1.
T a b e la 1 S ta n y c h a r a k t e r y s t y c z n e p i e c a o b r o to w e g o a w a r t o ś c i a tr y b u tó w warunkowych
Numer W a r t o ś c i a tr y b u tó w warunkowych
sta n u c h a r a k t e r y s
t y c z n e g o tem p . [ ° c ] k o l o r m at. g r a n u la c ja m at.
k o l o r w n ę trz a p ie c a
I 1400 < s z k a r ł a t m ia ł ciem n e plam y
b l i s k o
I I 1400-1420 ciem n y r ó ż m ia ł ciem n e plam y
d a le k o
I I I 1420-1440 ja s n y r ó ż m ia ł z b r y ł
kami
o p a ry
IV 1440-1480 zdecydow any
ja s n y r ó ż
w yra źn a g ra n u l a c j a
o p a r y r o z r z e dzon e
V > 1480 b i e l ró ż a n a b r y ł y o p a r y z a n ik a
ją c e
- 24 -
W p rzyp a d k u z im n e j s t r e f y p i e c a o b r o to w e g o uwaga p a la c z y zw róco n a j e s t g łó w n ie na w s k a za n ia m ie r n ik a te m p e r a tu r y p r z e d e l e k t r o f i l t r e m ( a t r y b u t w a ru n k o w y ).
P ożądan a w a r t o ś ć te m p e r a tu r y p r z e d e l e k t r o f i l t r e m w y n o s i o k o ło 160 £°c]
J e j zm iana p o n i ż e j 140 [ ° c ] lu b p o w y ż e j 170 £ 'c ] w y w o łu je i n t e r w e n c j e pa
l a c z y .
1 . 1 . 3 . S t e r o w a n ie p ie c e m obrotow ym
Z a s a d n ic z o s p osób s t e r o w a n ia p ie c e m obrotoW ym p r z e z p o s z c z e g ó ln y c h p a la c z y j e s t p o d ob n y, c h o c ia ż w y s tę p u ją m ię d z y n im i pewne r ó ż n i c e . R ó ż n ic e t e w y n ik a ją z in d y w id u a ln e j t a k t y k i o b r a n e j p r z y s te r o w a n iu p r z e z p o s z c z e g ó l nych p a l a c z y . Tak na p r z y k ł a d , j e d n i p ro w a d zą p i e c b a r d z i e j " o s t r o " na p o g r a n ic z u stan ów c h a r a k t e r y s t y c z n y c h IV i V , i n n i n a to m ia s t p r e f e r u j ą p r a c ę
"n a g r a n i c y " stan ów c h a r a k t e r y s t y c z n y c h I I I i I V . R e a k c je p a la c z y można umownie p o d z i e l i ć n a : a ) r e a k c j e w y n ik a ją c e z e s ta n u g o r ą c e j s t r e f y ; b ) r e a k c j e w y n ik a ją c e z e sta n u z im n e j s t r e f y .
R e a k c je p a l a c z y w y n ik a ją c e z e sta n u g o r ą c e j s t r e f y p i e c a o b r o to w e g o s c h e m a ty c z n ie p r z e d s t a w io n o na r y s . 2 .
R y s . 2. S t e r o w a n ie p a l a c z y a s ta n y c h a r a k t e r y s t y c z n e p i e c a o b r o to w e g o F i g . 2. Manual c o n t r o l o f r o t a r y k i l n and i t s c h a r a c t e r i s t i c s t a t e s
R e a k c je p a la c z y w y n ik a ją c e z e stan u z im n e j s t r e f y p i e c a o b r o to w e g o p r z e d s ta w io n o w t a b e l i 2.
- 25 -
T a b e la 2 S t e r o w a n ie p a la c z y ą s ta n s t r e f y z im n e j p ie c a
Taiperatura przed e le k tr o filtr e m [°c ] Nadawa szlam u - i l o ś ć d ysz
140 < z m n ie js z a n ie p o 1
140 - 170 7 - 1 1
> 170 z w ię k s z a n ie p o 1
Z w ię k s z a n ie lu b z m n ie js z a n ie i l o ś c i d y s z , p o d a ją c y c h s zla m do p ie c a o b r o to w e g o , odbywa s i ę w ramach o g ó l n i e d o s tę p n y c h 12 d y s z . W omawianym przypadku je d n a d y s z a p o d a je do p i e c a o b r o to w e g o o k o ło 2 ,5 [m3 /h] szlam u .
Jak t o w yn ika z o b s e r w a c j i , r e a k c j e p a l a c z y , powodowane zm ianą stan u s t r e f y z im n e j p i e c a o b r o t o w e g o ,s ą r z a d k ie i w zw ią zk u z tym s w o ją uwagę k o n c e n tr u ją p r z e d e w s zy s tk im na s te r o w a n iu kom pensującym zm iany stan u g o r ą c e j s t r e f y . C elem s te r o w a n ia j e s t p r z y tym u tr z y m a n ie stan u p ie c a o b r o to w e g o w s t a n i e c h a r a k te r y s ty c z n y m IV - " p i e c o s t r y " .
A n a liz o w a n o t a k ż e c z ę s t o t l i w o ś ć , z ja k ą p a l a c z e o c e n i a j ą i k l a s y f i k u j ą stan p ie c a o b r o to w e g o o r a z o k r e ś l a j ą s t e r o w a n ie . S t w ie r d z o n o , ż e c z ę s t o t l i wość ta j e s t r ó ż n a d la ró żn y c h p a la c z y i waha s i ę od k ilk u n a s t u do k i l k u d z i e s i ę c i u i n t e r w e n c j i w c ią g u je d n e j zm iany r o b o c z e j .
O b lic z o n y , na p o d s ta w ie 200 g o d z . c i ą g ł e j o b s e r w a c ji s te r o w a n ia p r z e z p a la c z y p ie ce m ob roto w ym , ś r e d n i o k r e s c z a s u m ię d z y o c e n ą stan u p ie c a i o k r e ś le n ie m s te r o w a n ia w y n ió s ł o k o ło 26 [m in ] .
1 . 1 . 4 . Ocena w yników s te r o w a n ia
Jak ju ż wspom niano, ocen a w yników s t e r o w a n ia p ie ce m obrotowym do w y p a la nia k l i n k i e r u j e s t u tr u d n io n a . W ynika t o z braku m o ż liw o ś c i o k r e ś la n ia na b ie ż ą c o w a r t o ś c i w sk aźn ik ó w j a k o ś c i s te r o w a n ia zw ią za n y c h z otrzymywanym k lin k ie r e m .
P r z y jm u ją c w omawianym p rzyp ad k u ja k o c e l s t e r o w a n ia c i ą g ł e u trzym yw an ie stanu p ie c a o b r o to w e g o w s t a n i e c h a r a k te r y s ty c z n y m I V ; ' p r z y j ę t o za m ia rę j a k o ś c i s t e r o w a n ia o d c h y le n ie s ta n d a rd o w e te m p e r a tu r y w s t r e f i e s p ie k a n ia .
Na r y s . 3 p r z e d s t a w io n o p rz y k ła d o w y h is to g r a m r o z k ła d u te m p e r a tu r y w s t r e f i e s p ie k a n ia o b l i c z o n y p r z e z kom puter w t r a k c i e s te r o w a n ia r ę c z n e g o p iecem ob rotow ym , p r z e z je d n e g o z p a l a c z y , w c ią g u je d n e j zm iany r o b o c z e j
[MRÓZ 84] .
O b lic z o n a z t e g o h is t o g r a m u , ś r e d n ia w a r to ś ć te m p e r a tu r y w s t r e f i e s p i e k a n ia W y n io s ła T sp = 1434 [ ° c ] , o d c h y le n ie sta n d a rd ow e z a ś ^ Tsp * 2 7 ,6 [ ° c ] .
H is to g r a m y r o z k ła d u te m p e r a tu r y w s t r e f i e s p ie k a n ia p r z y s te ro w a n iu ręcznym p r z e z in n y c h p a la c z y są p o d o b n e, c h o c ia ż na ic h p o d s ta w ie można z a -
R y s . 3. H is to g r a m r o z k ła d u te m p e r a tu r y w s t r e f i e s p ie k a n ia p r z y s te r o w a n iu ręczn ym
F i g . 3.. H is to g r a m o f a s i n t e r i n g zo n e te m p e r a tu r ^ w h i l e u n der manuał eon t r o i
uw ażyć p o j a w i a j ą c e s i ę u n i e k t ó r y c h z n ic h t e n d e n c je d o " p r z e g r z e w a n ia " lu b
“ c h ł o d z e n ia " p i e c a o b r o to w e g o [MRÓZ 8 4 , 8Śj .
Jak t o w yn ik a z r y s . 3 , ja k o ś ć s t e r o w a n ia r ę c z n e g o p ie c e m obrotow ym n ie j e s t n a jw y ż s z a . P r z y c z y n y t e g o n a l e ż y u p a try w a ć n i e t y l e w braku u m ie ję t n o ś c i s t e r o w a n ia p r z e z p a l a c z y , c o w ic h in d y w id u a ln ym p o d e j ś c i u d o o c e n y i k l a s y f i k a c j i sta n u p i e c a o b r o to w e g o o r a z r e a l i z a c j i s t e r o w a n ia .
Zauważono na p r z y k ła d d o ś ć p o w s zec h n y p r z y p a d e k " w y o s t r z a n i a " p i e c a w c ią g u t z w . d z ie n n y c h zm ian r o b o c z y c h i " c h ł o d z e n i a " p i e c a w c ią g u tz w . n o c nych zm ia n .
W e f e k c i e r o z k ł a d te m p e r a tu r y w s t r e f i e s p ie k a n ia j e s t z b l i ż o n y do r o z k ła d u ró w n o m iern e g o , na ca ły m p r z e d z i a l e j e j zm ia n , c o o c z y w i ś c i e u je m n ie wpływ a na ja k o ś ć k l i n k i e r u . Z o s t a ł o t o s z c z e g ó ł o w o om ów ione i p r z e a n a liz o w a ne w [zSAK 76] .
1 .2 . W i e l k i p i e c
W tym p a r a g r a f i e p r z e d s t a w io n o w y n ik i o b s e r w a c ji i a n a l i z y s te r o w a n ia p r z e z m is t r z ó w w ie lk im p ie ce m w j e d n e j z h u t [zSAK 77, 78, 79, 80] .
Scharakteryzow ano w i e l k i p i e c ja k o o b ie k t s te ro w a n ia o ra z re a liz o w a n y p r z e z m istrzów sposób oceny i k l a s y f i k a c j i je g o stanów .
Omówiono z a s a d y i sp o s o b y s te r o w a n ia p r z e z m is t r z ó w w ie lk im p ie c e m , z w r a c a ją c uwagę na ic h r ó ż n o r o d n o ś ć i z ł o ż o n o ś ć .
Podano sp o s ó b u p orząd k ow an ego z a p is u z b io r ó w w a r t o ś c i a tr y b u tó w warunko
wych w o d n i e s i e n i u d o ro zp ozn aw a n y ch p r z e z m is tr z ó w stan ów w i e l k i e g o p ie c a . O k r e ś lo n o z b i o r y zadań ro zw ią zy w a n y c h p r z e z m is tr z ó w w p r o c e s i e s te r o w a n ia w ie lk im p ie ce m ze s z c z e g ó ln y m u w z g lę d n ie n ie m tz w . s te r o w a n ia "o d g ó r y " .
Z a m ie s z c z o n o p r z y k ła d o w e t a b l i c e d e c y z y jn e r e p r e z e n t u ją c e z a l e ż n o ś c i m ięd zy z b io r a m i warunków o p is u ją c y c h s ta n y w i e l k i e g o p ie c a a z b io r a m i z a dań, j a k i e n a l e ż y r o z w ią z a ć w ty c h s ta n a c h d l a o s i ą g n i ę c i a c e l u s t e r o w a n ia .
1 . 2 . 1 . W i e l k i p i e c ja k o o b i e k t s te r o w a n ia
W dużym u p r o s z c z e n iu w i e l k i p i e c s c h e m a ty c z n ie p r z e d s ta w io n o na r y s . 4.
Ładowane z g ó r y i o d p o w ied -
A b t S
Am
JPuc/a
Ca* ŁM&t£opr*<xr*y
R ys . 4. S ch em atyczn e p r z e d s t a w ie n ie w i e l k i e g o p ie c a
F i g . 4. B l a s t fu r n a c e schema
n io ro zsy p y w a n e w g a r d z i e l i w i e l k i e g o p ie c a m a t e r ia ły wsa
dowe p r z e m ie s z c z a ją s i ę w d ó ł p o d le g a ją c różn orodn ym p r z e m ia nom:! m echanicznym , chem icznym ,
fazow ym , w wyniku k t ó r y c h pow
s t a j ą p ły n n e p ro d u k ty w y top u : surówka i ż u ż e l w ie lk o p ie c o w y . Gaz tw o r z ą c y s i ę p r z y s p a la n iu i g a z y f i k a c j i w ę g la z a w a rte g o w k o k s ie o r a z d od atk o w ego p a l i wa podawanego z dmuchem (g a z zie m n y , m azut) p r z e m ie s z c z a s i ę d o g ó r y p r z e k a z u ją c c i e p ł o ma
t e r i a ł o m wsadowym i w y w o łu ją c p r o c e s r e d u k c j i p o ś r e d n ie j i b e z p o ś r e d n ie j tle n k ó w ż e l a z a . W d o l n e j c z ę ś c i w i e l k i e g o p i e
c a , w tz w . g a r z e , grom adzą s i ę p ły n n e p ro d u k ty p ro c e s u w i e l k o p ie c o w e g o : surówka i ż u ż e l , o k re so w o o d b ie r a n e w c z a s i e t z w . spu stów (_BENE 76, KRÓL 8 2].
Celem p ro c es u w ie lk o p ie c o w e g o j e s t o tr z y m a n ie s u ró w k i o odpo- te m p e r a tu r z e i s k ł a d z i e c h e - w ie d n ic h p a ra m e tra c h fiz y k o c h e m ic z n y c h , t j
m icznym .
Podstaw ow ym i z a k łó c e n ia m i, w p ły w a ją c y m i na j e g o p r z e b i e g , są zm iany sk ła d u c h e m ic z n e g o i g r a n u lo m e tr y c z n e g o p o s z c z e g ó ln y c h komponentów wsado
w ych , a t a k ż e ic h c h a r a k t e r y s t y k w y tr z y m a ło ś c io w y c h , np. na ś c i e r a n i e .
- 28 -
C i ą g ł a , d o k ła d n a o b s e r w a c ja i p o m ia r zm ian ty c h p a ra m e tró w , ja k r ó w n ie ż in n y ch p a ra m e tró w w i e l k i e g o p i e c a f j e s t ja k d o tą d u tr u d n io n y lu b w n i e k t ó r y c h p rz y p a d k a c h t e c h n i c z n i e n i e r e a l i z o w a l n y .
S tą d s t e r o w a n ie w ie lk im p ie ce m może b yó o p a r t e t y l k o na ty c h n ie d o k ł a d nych i ' n iep ew n y c h danych p o m iarow y ch .
O g ó ln ie o d d z ia ły w a n ia s t e r u j ą c e na w i e l k i p i e c można p o d z i e l i ć na d w ie k la s y (GIMM 69, DOWG 74, BENE 7 6, KRÓL 8 2 , SZUM 82] :
a ) s t e r o w a n ie "o d g ó r y " , b ) s t e r o w a n ie "o d d o ł u " .
S t e r o w a n ie "o|3 g ó r y " sp ro w a d za s i ę do zm ian y s t r u k t u r y i p a ra m etró w w sa
du, k o l e j n o ś c i załad u n ku p o s z c z e g ó ln y c h kom ponentów w sadu, sposobu ro z s y p u m a t e r ia łó w wsadowych w g a r d z i e l i w i e l k i e g o p i e c a .
S t e r o w a n ie "o d d o łu " sp ro w ad za s i ę d o zm iany p a ra m e tró w dmuchu, a t a k ż e sposobu r o z d z i e l e n i a p o s z c z e g ó ln y c h s k ła d n ik ó w dmuchu na d y s z e .
W ym ienione o d d z ia ł y w a n ia s t e r u j ą c e w p ły w a ją na p r z e b i e g p ro c e s ó w wymiany c i e p ł a i m asy, a t a k i e na ru ch m a t e r ia łó w i g a zów w w ie lk im p i e c u , m ają c h a r a k t e r g l o b a l n y i w tym s e n s ie o k r e ś l a j ą z b i ó r a tr y b u tó w d e c y z y jn y c h .
1 . 2 . 2 . O b serw o w a ln o ść p r o c e s u w ie lk o p ie c o w e g o
Ocena i k l a s y f i k a c j a sta n ów w i e l k i e g o p i e c a w ym agają od m is t r z ó w kon
t e k s t o w e j a n a l i z y w skazań w ie lu ró ż n o r o d n y c h p r z y r z ą d ó w pom iarow ych o r a z wyników b e z p o ś r e d n ic h o b s e r w a c ji p r z e b ie g u p r o c e s u . Są w ię c r e a liz o w a n e na p o d s t a w i« :
a ) b e z p o ś r e d n ie j i n t e r p r e t a c j i z b io r ó w w a r t o ś c i a tr y b u tó w w arunkowych;
b) p o ś r e d n ie g o o b l i c z a n i a w a r t o ś c i z b io r u p a r a m e tr ó w , k t ó r e są fu n k c ja m i o d z ie d z in a c h w z b i o r z e w a r t o ś c i a tr y b u tó w m ie r z a ln y c h .
P o s z c z e g ó ln y m , r o z r ó ż n ia n y m p r z e z m is t r z ó w ,t s t a n o m w i e l k i e g o p i e c a można p rz y p o r z ą d k o w a ć pewne k o n f i g u r a c j e w sk a źn ikó w p r o c e s u p o p r z e z w ybór od p o
w ie d n ic h w a r t o ś c i a tr y b u tó w warunkowych i p o ś r e d n io o b lic z a n y c h p a ra m etró w . O d n o si s i ę t o zarów n o do p o j ę c i a s ta n n o rm aln y w i e l k i e g o p i e c a , ja k t e ż do w y r ó ż n io n y c h stan ów z a b u r z e n io w y c h (n ie n o r m a ln y c h )■ K a żd e o d e j ś c i e od stan u n o rm a ln e g o , w y s tę p u ją c e w sk u tek i s t n i e n i a z a k łó c e ń , m usi z n a le ź ć s w o je o d b i c i e w z m ia n ie w za jem n e j k o n f i g u r a c j i r o z p a tr y w a n y c h w sk a źn ik ó w .
B io r ą c pod uwagę f a k t , ż e k a ż d e p r z e j ś c i e od sta n u uzn aw an ego za n o rm a l
ny d o s ta n u , w k tóry m k o n jfig u r a c ja w sk a źn ikó w p r o c e s u je d n o z n a c z n ie o k r e ś la p o w s t a łą n ie p r a w id ło w o ś ć , odbywa s i ę e ta p o w o , można z a ł o ż y ć , ż e z p o w s ta niem k a ż d e g o sta n u n ie n o r m a ln e g o zw ią z a n a j e s t pewna p o c z ą t k u ją c a i za ra zem c h a r a k t e r y s t y c z n a d la n ie g o zm iana w za jem n e j k o n f i g u r a c j i obserw ow an ych w a r t o ś c i w sk a źn ik ó w p r o c e s u . Zmianę ta k ą nazwano objawem c h a r a k t e r y s t y c z n y m . N a le ż y p r z y tym t a ie ć na uwadze f a k t , ż e w ś ró d objaw ów c h a r a k t e r y s t y c z n y c h mogą b y ć t a k i e , k t ó r y c h w y s t ą p ie n ie może p r o w a d z ić d o r ó ż n y c h stan ów n i e n o rm aln ych i t a k i e , k t ó r e je d n o z n a c z n ie o p i s u j ą t e s t a n y . W p ie rw s z y m p r z y
- 29 -
padku o d e j ś c i e od sta n u n o rm a ln eg o o p is y w a n e b ę d z ie c ią g a m i objaw ów c h a ra k t e r y s t y c z n y c h * p r z y czym końcowe e le m e n t y ty c h c ią g ó w , o k r e ś l a j ą c e sta n w i e l k i e g o p i e c a , muszą b y ć r ó ż n e d l a r ó ż n y c h stan ów n ie n o r m a ln y c h . W drugim p rz y p a d k u , r z a d z i e j w y s tę p u ją c y m w p r a k t y c e , o k r e ś l e n i e stan u n ie n o r m a ln e g o j e s t je d n o z n a c z n e .
Z a g a d n ie n ie o b s e r w o w a ln o ś c i p ro c e s u w ie lk o p ie c o w e g o sprow adza s i ę do r o z w ią z a n ia n a s t ę p u ją c y c h p ro b lem ó w :
a) z d e f in io w a n ia w sk a źn ikó w p r o c e s u p o p r z e z w y s z c z e g ó l n i e n i e z b io r u a t r y b u tó w warunkowych i p o ś r e d n io o b lic z a n y c h w a r t o ś c i p a ra m etró w ;
b) z d e f i n i o w a n i a z b io r u k o n f i g u r a c j i w a r t o ś c i w sk aźn ikó w p ro c e s u odpowiada
ją c y c h p o s z c z e g ó ln y m objawom c h a r a k te r y s ty c z n y m ;
c) w y r ó ż n ie n ia i p o d a n ia o p is u w s z y s t k ic h stan ów w i e l k i e g o p i e c a za pomocą o d p o w ia d a ją c y c h im c ią g ó w objaw ów c h a r a k t e r y s t y c z n y c h ;
d) p o d a n ia a lg o r y t m u r o z p o z n a w a n ia t e n d e n c j i zm ian sta n u w i e l k i e g o p ie c a na p o d s t a w ie a n a l i z y c ią g ó w ob jaw ów c h a r a k t e r y s t y c z n y c h .
i .2 .3 . W s k a ź n ik i p r o c e s u w ie lk o p ie c o w e g o
O k r e ś le n ie w sk a źn ikó w p r o c e s u w ie lk o p ie c o w e g o spro w ad za s i ę do w y s z c z e g ó l n i e n i a z b io r u a tr y b u tó w warunkowych o r a z z b io r u p aram etrów o b l i c z a l n y c h .
Podstaw ow ym i a tr y b u ta m i warunkowym i, s łu ż ą c y m i m is trz e m do o c e n y stanu w i e l k i e g o p i e c a , s ą :
a) k o l o r d y s z o c e n ia n y p o p r z e z s p e c j a l n e w z i e r n i k i ;
b) z e w n ę t r z n y w y g lą d s u ró w k i i ż u ż l a o c e n ia n y p r z y s p u s ta c h ;
c) s c h o d z e n ie sond m ech a n iczn ych o c e n ia n e na p o d s ta w ie a n a l i z y z a r e j e s t r o wanych w y k res ó w ;
U) r o z k ła d C02 po ś r e d n ic y g a r d z i e l i ; e) r o z k ła d tem peratu r po w ysok ości p ie c a ; f ) ro z k ła d c iś n ie ń po w ysok ości p ie c a ; g ) tem peratu ra i sk ła d chem iczny su rów ki;
h) sk ła d chem iczny ż u ż la w ie lk o p ie c o w e g o .
O b lic z a n e p o ś r e d n io w a r t o ś c i p a ra m e tró w można p o d z i e l i ć na t r z y gru p y d o t y c z ą c e :
a) c h a r a k t e r y s t y k w sadu, n p . b o g a c tw o , o b c i ą ż e n i e , za s a d n o ś ć i t d . ; b) c h a r a k t e r y s t y k dmuchu i g a zu g a r d z i e l o w e g o ;
c ) c h a r a k t e r y s t y k stanu c iep jln eg o garu i g a r d z i e l i .
D ok ła d n e z a l e ż n o ś c i , p o z w a la ją c e o b l i c z a ć w a r t o ś c i ty c h p a ra m etró w , z a m ie s z c z o n o w JzSAK 80] .
■1.2.4. Ocena s ta n u w i e l k i e g o p i e c a
W nom enklaturze m istrzó w w yróżn ion e stan y c h a ra k te ry s ty c z n e w ie lk ie g o p ie c a n oszą nazwę b iegów p i e c a . Stąd mówi s i ę o b ie g u normalnym w ie lk ie g o
