kaz29Вестник Казахстанско-Британского технического университетаHerald of the Kazakh-British Technical University1998-66882959-8109Казахстанско-Британский Технический Университет10.55452/1998-6688-2025-22-1-59-73kaz29-1730Research ArticleКОМПЬЮТЕРНЫЕ НАУКИCOMPUTER SCIENCEК ВОПРОСУ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ НЕЙРОСЕТЕВОЙ ОПТИМИЗАЦИИ СУШКИ КОНЦЕНТРАТАON THE ISSUE OF COMPUTER MODELING OF NEURAL NETWORK OPTIMIZATION PROCESSES FOR DRYING CONCENTRATEhttps://orcid.org/0000-0002-1415-5244ЗарубинМ. Ю.ZarubinM. Yu.

 к.т.н., ассоциированный профессор 

 г. Костанай 

 Candidate of Technical Sciences, Associate Professor 

 Kostanay 

zarubin_mu@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0000-5432-3364ИсмаиловА. О.IsmailovA. O.

 к.т.н., ассоциированный профессор 

 г. Костанай 

 Candidate of Technical Sciences, Associate Professor 

 Kostanay 

rector@kineu.kzhttps://orcid.org/0000-0002-1376-9172ЗарубинаВ. Р.ZarubinaV. R.

 к.э.н., ассоциированный профессор 

 г. Костанай 

 Candidate of Economic Sciences, Associate Professor 

 Kostanay 

zarubina_v@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4243-0928ЫбытаеваГ. С.YbytayevaG. S.

 PhD, ассоциированный профессор 

 г. Алматы 

PhD, Associate Professor 

Almaty 

ybytayeva.galiya@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-2377-639XЕсенкуловаЖ. Ж.YessenkulovaZh. Zh.

 к.с.-х.н, ассоциированный профессор 

 г. Алматы 

Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor 

Almaty 

zhauhar-kz@bk.ruКостанайский инженерно-экономический университет им. М. ДулатоваРоссияKostanay University of Engineering and Economics named after M. DulatovRussian FederationМеждународная образовательная корпорацияКазахстанInternational Educational CorporationKazakhstanУниверcитет НархозКазахстанNarxoz UniversityKazakhstan2025230320252215973Copyright © Зарубин М.Ю., Исмаилов А.О., Зарубина В.Р., Ыбытаева Г.С., Есенкулова Ж.Ж., 20252025Зарубин М.Ю., Исмаилов А.О., Зарубина В.Р., Ыбытаева Г.С., Есенкулова Ж.Ж.Zarubin M.Y., Ismailov A.O., Zarubina V.R., Ybytayeva G.S., Yessenkulova Z.Z.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.kbtu.edu.kz/jour/article/view/1730

В условиях обостряющихся экологических проблем планеты и продолжающегося усугубляться глобального энергетического кризиса возрастает роль оптимизирующих систем, в том числе и за счет снижения энергопотребления производства и, как следствие, уменьшения углеродной нагрузки. Актуальной данная проблема является и для одного из флагманов экономики Казахстана – горно-обогатительного сектора. Целью заявленного исследования является изучение возможности оптимизации одного из самых энергоемких этапов обогатительного передела руд черных металлов – сушки концентрата. В связи с экономическими аспектами исследование проведено на разработанных авторами цифровых имитационных моделях процесса сушки железорудного концентрата в сушильных барабанах БСА 3.5-27 в среде визуального моделирования Matlab. Авторами по результатам проведенных теоретических изысканий и натурных экспериментов построена модель исследуемого объекта с существующими системами автоматизации, предложена адаптивная оптимизирующая система управления технологическим процессом на основе нейронной сети радиально базисных функций. В качестве критерия управления для технологического процесса выбрано значение потребления газа для получения сушильного агента. По результатам сравнения работы цифровых моделей исходной исследуемой системы сушки концентрата и системы с адаптивным управлением оценено качество управления. Полученные результаты могут быть применены для модернизации систем управления процессов сушки обогатительных комплексов как железорудных ГОКов, так и других полезных ископаемых, используемых схожие технологии.

In the context of the aggravating environmental problems of the planet and the continuing to worsen global energy crisis, the role of optimizing systems increases, including by reducing energy consumption of production and, as a result, reducing the carbon load. This problem is also relevant for one of the flagships of the economy of Kazakhstan – the mining and processing sector. The purpose of the stated study is to study the possibility of optimizing one of the most energy-intensive stages of the beneficiation processing of ferrous ores – concentrate drying. In connection with economic aspects, the study was carried out on digital simulation models of the drying process of iron ore concentrate in BSA 3.5-27 drying drums developed by the authors in the Matlab visual modeling environment. The authors, based on the results of the conducted theoretical research and field experiments, constructed a model of the object under study with existing automation systems, proposed an adaptive optimizing process control system based on a neural network of radial basis functions. The value of gas consumption for obtaining a drying agent was chosen as a control criterion for the technological process. Based on the results of comparing the operation of digital models of the original concentrate drying system under study and the system with adaptive control, the quality of control was assessed. The obtained results can be applied to modernize the control systems for drying processes of beneficiation complexes of both iron ore mining and processing plants and other minerals using similar technologies.

компьютерное моделированиенейронная сетьоптимизацияадаптивное управлениесушкаснижение углеродной нагрузкиcomputer modelingneural networkadaptive control systemiron ore concentratereducing carbon loadReferencesОб утверждении Правил перевозок грузов железнодорожным транспортом. Приказ министра индустрии и инфраструктурного развития Республики Казахстан от 2 августа 2019 года № 612. Зарегистрирован в Министерстве юстиции Республики Казахстан 2 августа 2019 года № 19188. https://adilet.zan.kz/rus/docs/V1900019188.Ob utverzhdenii Pravil perevozok gruzov zheleznodorozhnym transportom» Prikaz Ministra industrii i infrastrukturnogo razvitiya Respubliki Kazahstan ot 2 avgusta 2019 goda № 612. Zaregistrirovan v Ministerstve yusticii Respubliki Kazahstan 2 avgusta 2019 goda № 19188. https://adilet.zan.kz/rus/docs/V1900019188. [in Russian].Munro M. and Mohajerani A. – Marine Structures. – 2014. – V. 40. – PP. 193–224. https://doi.org/10.1016/j.marstruc.2014.11.004.Munro M. and Mohajerani A. (2014) Marine Structures, vol. 40, pp. 193–224. https://doi.org/10.1016/j.marstruc.2014.11.004.International Maritime Organization (IMO). Amendments (05-19) to the International Maritime Solid Bulk Cargoes (IMSBC) Code (on 1 January 2021) (MSC101/24Add.3)/ – 2019. – London. https://www.imo.org/en/OurWork/Safety/Pages/CargoesInBulk-default.aspx.International Maritime Organization (IMO), Amendments (05-19) to the International Maritime Solid Bulk Cargoes (IMSBC) Code (on 1 January 2021) (MSC101/24Add.3), London, 2019. https://www.imo.org/en/OurWork/Safety/Pages/CargoesInBulk-default.aspx.Isaenko G.E., Mikhailov V.G., Meshcheryakov N.S., Goryachko O.V. and Makavetskas A.R. Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific // Technical and Economic Information. – 2023. – V. 79. – No. 3. – PP. 200–206. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2023-3-200-206.Isaenko G.E., Mikhailov V.G., Meshcheryakov N.S., Goryachko O.V. and Makavetskas A.R. (2023) Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific, Technical and Economic Information, vol. 79, no. 3, pp. 200–206. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2023-3-200-206.Ljung A.L., Lundström T., Marjavaara B. and Tano K. // International Journal of Heat and Mass Transfer.– 2011. – V. 54. – No.17-18. – PP. 3882–3890. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.04.040.Ljung A.L., Lundström T., Marjavaara B. and Tano K. (2011) International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 54, no. 17–18, pp. 3882-3890. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.04.040.Sharma R. and Nimaje D. Drying Technology. – 2021. – V. 39. – PP. 1–10. https://doi.org/10.1080/07373937.2020.1863423.Sharma R. and Nimaje D. (2021) Drying Technology, vol. 39, pp. 1–10. https://doi.org/10.1080/07373937.2020.1863423. (in English).Технологическая инструкция АО «ССГПО». – ERG, 2020. – 56 c.Tekhnologicheskaya instrukciya AO «SSGPO» (ERG, 2020), 56 s. [in Russian].Khramov A.N. and Subbotin M.Y. Bulletin of ZabSU. – 2019. – V. 8. https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-svoystv-rudnyh-kontsentratov-vliyayuschie-na-vybor-konstruktsii-barabannyh-sushilok.Khramov A.N. and Subbotin M.Y. (2019) Bulletin of ZabSU, vol. 8. https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-svoystv-rudnyh-kontsentratov-vliyayuschie-na-vybor-konstruktsii-barabannyh-sushilok.Patra A.S., Makhija D., Mukherjee A.K., Tiwari R., Sahoo C.R. and Mohanty B. Powder Technology. – 2016. – V. 287. – PP. 43–50. http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.powtec.2015.09.030.Patra A.S., Makhija D., Mukherjee A.K., Tiwari R., Sahoo C.R. and Mohanty B. (2016) Powder Technology, vol. 287, pp. 43–50. http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.powtec.2015.09.030.Ogunniran O., Binner E., Sklavounos A. Robinson J.P. Enhancing evaporative mass transfer and steam stripping using microwave heating // Chemical Engineering Science. – 2017. – V. 165. https://doi.org/10.1016/j.ces.2017.03.003.Ogunniran O., Binner E., Sklavounos A., Robinson J.P. (2017) Chemical Engineering Science, vol. 165. https://doi.org/10.1016/j.ces.2017.03.003.Souza A.S., de Souza Pinto T.C., Sarkis A.M., de Pádua T.F. and Béttega R. Chemical Industry and Chemical Engineering Quarterly. – 2023. – V. 29. – No. 3. – PP. 189–200. https://doi.org/10.2298/CICEQ220208026S.Souza A.S., de Souza Pinto T.C., Sarkis A.M., de Pádua T.F. and Béttega R. (2023) Chemical Industry and Chemical Engineering Quarterly, vol. 29, no. 3, pp. 189–200. https://doi.org/10.2298/CICEQ220208026S.Mujumdar A.S. Handbook of Industrial Drying. – CRC Press, 2014. https://doi.org/10.1201/b17208.Mujumdar A.S. (2014) Handbook of Industrial Drying. https://doi.org/10.1201/b17208.Benitta A.C., Jundika C.K., Agus P.S. and Arun S.M. Drying Technology. – 2021. – V. 39. – No. 11. – PP. 1667–1684. https://doi.org/10.1080/07373937.2021.1907754.Benitta A.C., Jundika C.K., Agus P.S. and Arun S.M. (2021) Drying Technology, vol. 39, no. 11, pp. 1667–1684. https://doi.org/10.1080/07373937.2021.1907754.Wu Z.H., Hu Y.J., Lee D.J., Mujumdar A.S. and Li Z.Y. Drying Technology. – 2010. – V. 28. – No. 7. – PP. 834–842. https://doi.org/10.1080/07373937.2010.490485.Wu Z.H., Hu Y.J., Lee D.J., Mujumdar A.S. and Li Z.Y. (2010) Drying Technology, vol. 28, no. 7, pp. 834–842. https://doi.org/10.1080/07373937.2010.490485.Nedelin S.V. Ferrous Metallurgy // Bulletin of Scientific. Technical and Economic Information. – 2021. – V. 77. – No. 8. – PP. 936–942. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-8-936-942.Nedelin S.V. (2021) Ferrous Metallurgy, Bulletin of Scientific, Technical and Economic Information, vol. 77, no. 8, pp. 936–942. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-8-936-942.Pikul Z. and Telichenko D. Information Science And Control Systems. – 2014. – V. 1. – No. 39. – PP. 160–169. https://ics.pnu.edu.ru/journal/articles/963/en/.Pikul Z. and Telichenko D. (2014) Information Science And Control Systems, vol. 1, no. 39, pp. 160–169. https://ics.pnu.edu.ru/journal/articles/963/en/.Прозументор И.В. Исследование процесса сушки угольных и апатитовых флотоконцентратов в барабанных сушилках и разработка АСУ ТП сушки. – Л.: Южгипрошахт, 1983. – № 227. https://www.dissercat.com/content/issledovanie-protsessa-sushki-ugolnykh-i-apatitovykh-flotokontsentratov-vbarabannykh-sushi-0.Prozumentor I.V. (1983) Issledovanie processa sushki ugol’nyh i apatitovyh flotokoncentratov v barabannyh sushilkah i razrabotka ASU TP sushki. https://www.dissercat.com/content/issledovanie-protsessasushki-ugolnykh-i-apatitovykh-flotokontsentratov-v-barabannykh-sushi-0. [in Russian].Стальский В.В., Стороженко С.В. Записки Горного института. – 1972. – T. 62. – № 31. https://pmi.spmi.ru/index.php/pmi/article/view/11755.Stal’skij V.V., Storozhenko S.V. (1972) Mnogosvyaznaya sistema avtomaticheskogo upravleniya processom sushki fosforitovogo koncentrata, Zapiski Gornogo instituta. – vol. 1, no. 62, p. 31. https://pmi.spmi.ru/index.php/pmi/article/view/11755. [in Russian].Zarubin M. Journal of Chemical Technology and Metallurgy. – 2016. – V. 51. – No. 4. – PP. 473–482. https://journal.uctm.edu/node/j2016-4/16-Zarubin_p%20473-482.pdf.Zarubin M. (2016) Journal of Chemical Technology and Metallurgy, vol. 51, no. 4, pp. 473–482. https://journal.uctm.edu/node/j2016-4/16-Zarubin_p%20473-482.pdf.Zarubin M. and Zarubina V. Energy Procedia. – 2016. – V. 95. – PP. 512–516. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.09.077.Zarubin M. and Zarubina V. (2016) Energy procedia, vol. 95, pp. 512–516. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.09.077.Mhaskar H.N. and Michelli C.A. Advances in Applied Mathematics. – 2020. – V. 13. – No. 3. – PP. 350–373. https://DOI:10.1016/0196-8858(92)90016-P.Mhaskar H.N. and Michelli C.A. (2020) Advances in Applied Mathematics, vol. 13, no. 3, pp. 350–373. https://doi.org/10.1016/0196-8858(92)90016-P.Bai Z.Z. and Wu W.T. Numerical Linear Algebra with Applications. – 2019. – V. 26. – e2237. https://doi.org/10.1002/nla.2237.Bai Z.Z. and Wu W.T. (2019) Numerical Linear Algebra with Applications, vol. 26, e2237. https://doi.org/10.1002/nla.2237.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.