PROGETTAZIONE
primo piano
Automazione e Strumentazione
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Gennaio/Febbraio 2014
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strato l’attività svolta nel
Centro Ricerche
di
questa importante realtà italiana, di livello mon-
diale, che fornisce impianti ed apparecchiature
per l’industria siderurgica. Danieli è attiva nella
produzione di mini-mill, gli impianti flessibili
per la produzione continua dell’acciaio dai rot-
tami ferrosi, e di impianti per prodotti di colata
e laminatoi. In ambito globale, Danieli è un pro-
duttore di riferimento di acciaierie, di impianti
per prodotti piani e per la lavorazione del mine-
rale di ferro.
Con la suite software di Mathworks, il Centro
ricerche di Danieli ha realizzato un controllo
ottimo del processo di riduzione diretta del
minerale di ferro, in modo da ottenere un pro-
dotto siderurgico di qualità prestabilita diretta-
mente all’uscita dal processo produttivo.
In pratica, il sistema di controllo permette di
operare sul minerale ferroso in ingresso, rego-
lando la quantità di gas combustibile in modo
efficiente, ottenendo così, oltre a un notevole un
risparmio energetico, anche una gestione pre-
cisa delle caratteristiche finali del prodotto.
Il progetto del controllo automatico dell’im-
pianto di riduzione è stato sviluppato con Mat-
lab, mentre Simulink ha permesso di simulare
e calcolare le migliori condizioni operative
dell’impianto e delle differenti fasi di processo
(metallizzazione, carburazione, produttività) in
funzione della composizione del minerale di
ferro e del gas di riduzione.
Simone Guanin ha sviluppato un
controllo
avanzato di livello 2
del processo, cioè un’ap-
plicazione sul livello di supervisione e comando
del sistema di controllo distribuito, con stima
robusta degli stati e regolatore ottimo (Linear
Quadratic Gaussian o LQG).
Nel processo di sviluppo sono state utilizzate
tecniche avanzate di predizione, ricostruzione
e filtraggio: Process Reconstruction Model,
Extended Kalman Filter, Unscented Kalman
Filter.
Con la simulazione del livello 2 dell’impianto,
le condizioni operative sono state validate sul
modello di Simulink dell’impianto e quindi
applicate alla produzione reale. Per trasformare
velocemente i risultati teorici in pratica, è fon-
damentale la capacità della suite di Mathworks
di generare in modo efficiente il codice utiliz-
zabile in tempi ridotti, con la possibilità di sin-
tesi diretta degli script di Matlab e Simulink in
codice oggetto per gli applicativi sul campo.
Per sviluppare una soluzione al problema di
controllo, sono numerose le motivazioni che
anno portato alla scelta dell’utilizzo di Matlab
e Simulink. Alcune di queste ragioni, tra le più
importanti, comprendono la flessibilità di que-
sto pacchetto software e caratteristiche come
l’ampia disponibilità di esempi e la capacità di
debug del codice e degli algoritmi di controllo.
Oltre alle doti di robustezza e stabilità dell’am-
biente di sviluppo, in termini di flessibilità, si
è dimostrata particolarmente utile la possibilità
della suite Mathworks di sviluppare software
scientifico embedded per qualunque tipo di
approccio ingegneristico: costanti concentrate
o distribuite, statico o dinamico. Gli ausili alla
programmazione di alto livello hanno giocato
un ruolo rilevante nella scelta fatta da Danieli,
con la semplicità di Debug del software che è
risultata essere una caratteristica fondamentale
nel preferire questo pacchetto rispetto ad altri
ambienti di sviluppo presenti sul mercato.
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Schema del processo
di riduzione diretta del
minerale di ferro
Matlab e Simulink possono generare il codice
oggetto per gli applicativi, direttamente dal
modello ai dispositivi embedded
‘
Matlab e Simulink
supportano lo
sviluppo dal
modello al
controllo
