автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка способа контроля технологических параметров электролизера

На правах рукописи

о

ЗОГРАФ Федор Георгиевич

РАЗРАБОТКА СПОСОБА КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

05 11 13 — приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск - 2007

003162416

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Громыко

Александр Иванович

Официальные оппоненты.

доктор технических наук, профессор Шайдуров

Георгий Яковлевич

доктор технических наук, профессор Беляев

Борис Афанасьевич

Ведущая организация- ООО «Инженерно-технологический

центр», РУСАЛ

(г Красноярск)

Защита состоится 14 ноября 2007г д> 00 на заседании

диссертационного совета Д 212.099 05 при Сибирском федеральном университете по адресу 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 26.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Политехнического института Сибирского федерального университета

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, с подписью составителя, заверенные печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан «14» октября 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета к т.н., профессор

£.А. Вейсов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Получение алюминия путем электролиза криолит-глиноземных расплавов является одним из самых энергоемких производственных процессов, сопровождается выбросами газов,вызывающих парниковый эффект и негативно влияющих на экологию окружающей среды и протекает в тяжелых, вредных для здоровья человека условиях.

С переходом Росси на мировые стандарты цен, экологических норм, оплаты труда, повышаются требования к модернизации производства первичного алюминия

Одним из путей модернизации является развитие и внедрение средств автоматизации технологического процесса электролиза алюминия эффективность функционирования, которых определяется объемом и достоверностью информации о физико-технических параметрах электролизеров Поиск новых методов контроля обеспечивающих получение необходимой информации о состоянии технологического процесса является главной задачей в решении проблемы автоматизации процесса производства алюминия Из-за агрессивности среды, в которой происходит электролиз алюминия, на сегодняшний день задача непрерывного автоматического измерения решена только для двух параметров технологического процесса рабочее напряжение и ток серии

Анализ флуктуаций (шумов) межполюсного напряжения электролизера является одним из методов уменьшения неопределенности состояния электролизера

Изучение флуктуаций межполюсного напряжения начались в 50-х годах прошлого века. Первые работы по данной тематике опубликованы Г В Форсбломом, JI А Болдовским, А Г Аркадьева и А С Деркачем Обширное изыскание в области контроля и анализа электромагнитных и акустических шумов электролизера проведено в 1970-1984гг коллективом исследователей под руководством Г Я Шайдурова и А И Громыко, впервые рассмотрена проблема выбора средств съема информации Из современных отечественных и зарубежных исследований отметим работы авторов О. О. Роднова, П В Полякова, А И Березина, П. Д Стонта, L. Banta, С Dai, Р Biedler, A Tabereaux, L I Kiss, S Poncsak Исследуются взаимосвязи флуктуаций межполюсного напряжения с технологическими параметрами процесса элек-

тролиза, разрабатываются аналитические и эмпирические алгоритмы диагностики состояний электролизера, однако до настоящего времени из-за ряда причин технического и методологического характера не решены задачи использования информации о флуктуациях межполюсного напряжения в целях контроля технологических параметров электролизеров

Таким образом, задача создания средств, позволяющих осуществить диагностику состояний и нарушений технологического процесса электролиза алюминия, основанную на контроле флуктуаций межполюсного напряжения, является актуальной

Работа проводилась согласно планам НИР КГТУ по хоздоговорной теме с Инженерно-технологическим центром КрАЗа в рамках проекта разработки электролизера нового поколения «РА-500»

Цель диссертационной работы: исследование и разработка средств контроля параметров технологического процесса, позволяющих осуществлять диагностику технологических состояний и нарушений процесса электролиза алюминия. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи

■ Исследования помехоустойчивости способов съема информации с электролизера.

■ Статистического анализа флуктуаций межполюсного напряжения электролизера и выявление связи их параметров с отклонениями технологического процесса от нормы

■ Разработки устройства, реализующего выделение и предварительную обработку флуктуаций межполюсного напряжения электролизера

■ Записи и анализа флуктуаций межполюсного напряжения электролизера с целью выделения информации о технологическом режиме электролизера Методы исследования. В процессе исследований были использованы методы

численного моделирования, математической статистики, корреляционного и спектрального анализа Обработка результатов эксперимента и моделирование проводилось с использованием программных пакетов БТАТКПСА и МаШСАО

Научная новизна.

" Разработана эквивалентная модель, поясняющая процесс образования флуктуационных электромагнитных полей, обусловленных технологическим режимом электролизера.

■ Исследованы электромагнитные шумы электролизеров Показана возможность практической реализации контроля некоторых технологических параметров по статистическим характеристикам шумов, образующихся в межполюсном промежутке электролизера

■ Разработан помехоустойчивый способ съема информации о нарушениях технологического режима электролизных ванн

■ Выявлен частотный диапазон флуктуации межполюсного напряжения^ энергетические параметры которого наиболее сильно зависят от технологического режима работы электролизной ванны

На защиту выносится

" Способ и устройство съема информационных параметров, позволяющие вести диагностику технологического состояния электролизных ванн.

■ Разработанные способы и средства повышения помехоустойчивости информационных каналов измерительных систем

■ Модели образования электромагнитных шумов электролизера, раскрывающие связь энергетических параметров шумов с технологическим режимом

Практическая ценность работы:

Разработан, изготовлен, запатентован и передан Инженерно-технологическому центру «РУСАЛа» макет устройства съема и передачи информации о неконтролируемых ранее параметрах электролизных ванн

Предложен способ повышения помехоустойчивости средств контроля технологических параметров электролизных ванн

Внедрение разработанных способа и устройства контроля на алюминиевых заводах повысит эффективность их работы и улучшит условия труда обслуживающего персонала

Достоверность научных и практических результатов.

Подтверждается корректностью поставленной задачи, обоснованностью принятых допущений и адекватностью использованных математических моделей рассматриваемых процессов

Основные научные положения диссертационной работы подтверждаются совпадением полученных результатов с имеющимися данными других авторов и результатами эксперимента проведенного, на промышленном объекте

Личный вклад автора заключается в разработке представленных моделей образования электромагнитных шумов электролизера на основе данных полученных другими исследователями Автором спроектировано и изготовлено устройство для реализации способа съема напряжения с электролизера, разработанного коллективом сотрудников с участием автора под общим руководством д т н А И Громыко. Также автором проведена основная часть экспериментальных исследований и обработка полученных данных В совместных публикациях вклад авторов был примерно равным

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах Инженерно-технологического центра КрАЗа, а также на следующих конференциях XII международная конференция «Алюминий Сибири - 2006», Всероссийская с международным участием научно-техническая конференция молодых ученых и студентов, посвященная 109-й годовщине Дня радио (Красноярск 2004), Всероссийская с международным участием научно-техническая конференция молодых ученых и студентов, посвященная 110-й годовщине Дня радио (Красноярск 2005) Публикации.

По теме диссертационного исследования было опубликовано 5 работ, в том числе одна статья в рецензируемом журнале и патент на изобретение Объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и четырех приложений Материалы диссертации изложены на 123 страницах основного текста, включая три таблицы и 64 рисунка

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность проблемы, поставлена цель и определены задачи исследования Сформулированы основные положения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая значимость полученных результатов. Приведено краткое изложение основного содержания работы.

В первом разделе на основе литературного обзора рассмотрены существующие способы съема и анализа флуктуаций межполюсного напряжения электролизера (Ьтмп)

Проведен критический анализ и сформулированы основные недостатки используемых на практике методов.

1 На вход АЦП подается рабочее напряжение, на которое наложена шумовая составляющая, т.е измерение флуктуаций, среднее значение амплитуды которых составляет от 1 до ЗОмВ, происходит на фоне постоянной составляющей рабочего напряжения 4-4,5В, что ведет либо к повышению требований к разрядности АЦП, либо к существенной потере точности.

2 Применяемые в АСУ ТП гальванические разделители (преобразователи типа Е286, Е846) не предназначены для передачи переменных напряжений и имеют не линейную частотную характеристику и большие пределы допускаемой основной погрешности ±0,5%, (по верхнему пределу, 5-10В), не приемлемую для контроля флуктуаций напряжения электролизера без предварительного усиления.

3 Используемые в АСУ ТП для сглаживания колебаний напряжения электролизера цифровые фильтры поблочного усреднения имеют низкую крутизну и большой уровень боковых лепестков АЧХ, что влечет явление наложения спектров

4 В современных АСУ ТП электролизом алюминия для анализа флуктуаций используются в лучшем случае секундные отсчеты приведенного напряжения При таком подходе полностью искажается информация о составляющих частотного спектра флуктуаций свыше 0,5Гц. В то же время многие процессы в межполюсном промежутке могут создавать флуктуации напряжения, имеющие более высокую частоту

5 Съем рабочего напряжения осуществляют традиционно - зачеканкой (под ключением) контрольного провода 5-Юм длины к анодной и катодной шинам электролизера Такое подключение равносильно последовательному соединению с электролизером индукционной рамки площадью до 10м2 А использование не оптимальных точек подключения для съема сигнала, в которых велико влияние помех вместе с применением обычных линий связи приводит к тому, что среднее значение общего уровня шумов на входе гальванических разделителей составляет 40мВ

На основе сделанных выводов конкретизированы цели диссертационной работы.

Во втором разделе рассмотрены некоторые теоретические аспекты диагностики технологических нарушений процесса электролиза, основанной на анализе шумов межполюсного напряжения электролизера, а также ее информационный и технологический потенциалы Рассмотрены три вида процессов, происходящих в межполюсном промежутке электролизера и флуктуации IIми, вызванные ими.

Волны на поверхности жидкого алюминия и неровности на подошве анода могут привести к периодическим подмыканиям металла на анод, влекущими за собой снижение выхода по току. При подмыкании металла на анод происходит изменение падения межполюсного напряжения, появляется импульс отрицательной полярности

Подмыкание расплава алюминия на анод не происходит мгновенно, площадь подомкнутой поверхности анода, а значит и амплитуда импульса нарастает и уменьшается с конечной скоростью по определенному закону В общем случае, форма импульса близка к синусоидальной, что соответствует, например, соприкосновению гребня волны на поверхности металла с анодом или касанию «конуса» под анодом зеркала металла (при аппроксимации «конуса» анода полусферой) По амплитуде импульса можно судить о площади подмыкания.

Разработана модель, в которой флуктуации имп, вызванные периодическими локальными подмыканиями металла на анод, представлены в виде периодический последовательности (рисунок 1) вида итсо$Ш, ограниченной на некотором уровне

Uо, который зависит от того, насколько сильно срезаются гребни волн, т.е от глубины погружения анода, U„ - падение напряжения в межполюсном промежутке.

Аналитическое описание импульса, порождающего рассматриваемую последовательность (рисунок 1), имеет вид

¡J(f) = Umcoscot + U0, erf e [-5; 5], (1)

где Uü - Um cos <9, откуда S = arceos (U0 jUm) - угол отсечки

С учетом разработанной модели с помощью численного моделирования был исследован спектральной состав флувлуаций Ь'ип при периодических локальных подмыканиях. В численной модели флуктуации Uun, вызванные подмыканиями (рисунок 2), представлены аддитивной смесью из следующих компонент

■ сигнал, моделирующий подмыкания согласно (1) с частотой 0,075Гц, .9 =30" (угол отсечки) и амплитудой импульсов - 0,53В,

■ сигнал, соответствующий волнению на поверхности металла вызывающему подмыкания, частота - 0,075Гц, амплитуда - 0,1В;

■ случайная компонента

U(t),B

4

) \ 1 \ J V

1

0 2 4 6 8 10 12 С

Рисунок 1 - Флуктуация, вызванная подмыканием металла на анод, аналитическая функция

100 200 300

Рисунок 2 - Флуктуации, вызванные подмыканием металла на анод, результаты численного моделирования

Анализируя рисунок 2, можно заметить, что верхняя огибающая сигнала относительно однородна по сравнению с нижней огибающей, на которой большое число

отрицательных выбросов На рисунке 3, показан амплитудный спектр флуктуации

имп при подмыкании (для численной модели).

02

О 15 01 0 05 0

0 02 04 06 08 1 1 2 /Гц

Рисунок 3 - Амплитудный спектр флуктуации имп, вызванной периодическим подмыканием металла на анод (результаты численного моделирования) В случае локальных периодических подмыканий металла на анод возрастет амплитуда основных гармонических составляющих спектра, соответствующих гармоникам колебаний зеркала металла, кроме того, спектр флуктуаций иМп расширится в область высоких частот

Второй из рассмотренных процессов - волны на поверхности металла Волнообразование (рисунок 4) неизбежно, так как имеются две жидкости (металл и электролит) с различными плотностями, которые проводят электрический ток, и в каждой из которых неизбежна конвекция Колебания зеркала металла влекут за собой ряд негативных явлений, значительно снижающих выход по току, таких как перемешивание металла и электролита, вследствие чего в электролите оказываются натрий и алюминий, что провоцирует дополнительные потери из-за обратной реакции между растворенным алюминием и СОг, кроме того, волны на поверхности металла могут вызвать подмыкания металла на анод

Появление волн на поверхности металла ведет к модуляции величины сопротивления электролита рэ по закону колебаний поверхности расплавленного алюминия Следовательно, флуктуации имп, вызванные волнением металла, зависят от амплитуды и частоты колебаний поверхности расплава

В

А 1 1) Дц шМт и»

Рисуя од' 4 - Волны на поверхности металла

Параметры волн на поверхности жидкого алюминия зависят в свою очередь от:

- габаритов шахты электролизера;

- высоты металла и электролита;

- изменения формы рабочего пространства (образование настыли и гариисажа, поднятие подданы);

- плотности тока;

- плотности металла и электролита и др.

Таким образом, характеристики флуктуаций рш> вызванных волнением металла, несут информацию о большом числе параметров технологического процесса.

На основе литературного обзора был определен наиболее вероятный частотный диапазон для флуктуаций 1/\м, вызванных волнением металла: от 0,01 до 2Гц. Идентификация волнения в большинстве современных АСУ ТП осуществляется на основе анализа среднего уровня шума, такой подход может привести к ошибочным диагнозам состояния электролизера, помимо уровня шума необходимо анализировать спектральный состав флуктуаций 11ш и наличие гармонических составляющих.

Третий рассмотренный процесс - газовыделение. Процесс электролиза сопровождается выделением газов. Наличие газов в электролите уменьшает эффективное сечение проводящего слоя, вследствие этого сопротивление межполюсного промежутка (МП) увеличивается. Вызванное газодинамикой изменение сопротивления объема МП создает флуктуации напряжения электролизера, статистические характеристики которых можно измерять. Интенсивность и состав газовыделения зависит от:

- плотности тока;

- концентрации глинозема;

- криолитового отношения;

- состояния поверхности и типа анода, и др.

Для описания флуктуаций иМп, вызванных накоплением и сходом пузырьков из-под анода, разработана модель, представляющая данный вид флуктуаций в виде последовательности импульсов, имеющих следующее аналитическое описание

ре

(2)

Г_ 2'

где Г - период колебаний, от 0,1 до 1,2с (для промышленных электролизеров) -длительность цикла накопление-сход газа;

А - размах кривой, А/2 - амплитуда флуктуации, существуют различные оценки для амплитуды, Xiangwen Wang определил среднее значении шумов UMn, вызванных динамикой пузырьков, равным 64мВ (Wang, X // Light Metals - 2000 -Р.239-247), эта величина и была использована в дальнейшем моделировании,

Трс ~ время роста пузырей, увлечение площади покрытия поверхности анода газовыми пузырьками;

Тсх - время схода пузырей, ТСХ = Т -Трс

На рисунке 5, показана последовательность импульсов (2) при условии, что Трс=Т 7/8, а Та = Т 1/8, т.е время схода пузырьков из-под анода, по сравнению с

периодом роста, сравнительно невелико

J -Те-

t с

Рисунок 5 - Флуктуация напряжения, обусловленная динамикой пузырьков

аналитическая функция

С помощью численного моделирования были получены амплитудные спектры (рисунок 6) и автокорреляционные функции (рисунок 7) последовательности (рисунок 5) В численной модели использовалась аддитивная смесь последовательности импульсов (2) компоненты моделирующей случайные отклонения в динамике пузырьков Параметры рассмотренной модели. А/2 = 64мВ, Г=1,18с, Трс = Т 7/8.

151, мВ зо-

20

1

Щ0)

05

-0 5

\ J Л, /1 \

\ У N / V

05 I 15 2 2 5 С-

Рисунок 7 - АКФ флуктуации Ы,пуз,

результаты численного моделирования

/ГЦ "

Рисунок 6 - Амплитудный спектр флуктуации и~пуз

результаты численного моделирования

Помимо рассмотренных моделей, в данном разделе проанализирована работа цифрового фильтра поблочного усреднения, использующегося в большинстве современных АСУ ТП Анализ показал, что использование фильтра такого типа снижает точность измерения Проведена оценка шунтирующего влияния емкости межполюсного промежутка на флуктуации иМп, влияние может быть заметно для флуктуации с частотой свыше 10Гц На основе численных моделей и литературных источников определен динамический и частотный диапазоны флуктуаций 11щп и показана связь флуктуаций с технологическими параметрами процесса электролиза алюминия

Третий раздел посвящен разработке способа съема напряжения с электролизера, и устройству, реализующему разработанный способ Разработанный способ поясняется структурной схемой, показанной на рисунке 8.

Блок питания преобразует напряжение электролизера (2 - 80 В) в напряжения, необходимые для питания других блоков устройства и состоит из ограничителя, который служит для обеспечения уровня напряжения, необходимого для работы, ис-

точника питания и защиты его от перегрузки при скачках межполюсного напряжения во время анодных эффектов и преобразователя, который формирует напряжения, необходимые для питания измерительных узлов прибора Преобразователь представляет собой DC/DC - конвертер, выполненный на базе высокоэффективных ИС фирмы MAXIM

Рисунок 8 - Структурная схема системы съема информации с электролизера с ис-

пользованием питания от электролизера Предложенное техническое решение позволяет устранить ряд проблем, возникающих при проектировании подобных устройств Поскольку питание организовано от электролизера, потенциал общей точки схемы устройства в этом случае равен потенциалу одного из электродов электролизера, поэтому не требуется гальванической развязки блоков от сети переменного тока 220В Кроме того, при использовании разработанной схемы питания, устройство можно разместить в непосредственной близости от электролизера, что создает ряд положительных моментов, уменьшается погрешность от влияния электромагнитных полей, сокращается количество и длина линий связи, повышается надежность и точность работы всей системы АСУ ТП

Использование схемы питания от электролизера не требует прокладки дополнительных проводов для подвода питающего напряжения, питание может осуществляться через информационный канал, т е по тем же линиям, с помощью которых происходит съем контролируемого напряжения

При использовании для передачи данных от устройства съема до АСУ ТП беспроводных систем, например, радиоканала, отпадает необходимость в гальванической развязке по каналу данных

Подобный принцип организации питания применим в большинстве устройств телеметрического контроля электролизных ванн, требующих питания (таких, как приборы измерения температуры, измерители уровня металла и т п).

На основе разработанного способа спроектирован и изготовлен автономный модуль, предназначенный для съема переменной и постоянной составляющих напряжения межполюсного промежутка электролизера В информационном тракте устройства реализован принцип предварительной обработки сигнала, кроме того, контроль переменной и постоянной составляющей осуществляется раздельно (два информационных канала)

Обеспечение защиты информационных каналов от скачка напряжения при анодном эффекте, при условии, что контроль постоянной составляющей не должен прекращаться, реализуется с помощью делителя с коэффициентом деления 1 10 Съем переменной составляющей межполюсного напряжения реализован в полосе частот от 0,05 до 20Гц - наиболее информативный диапазон Фильтрация полезных сигналов от помех и гармоник промышленной частоты осуществляется двухкаскад-ным активным ФНЧ, построенным по схеме с многопетлевой обратной связью на базе операционных усилителей, АЧХ фильтра показана на рисунке 9

Подавление спроектированного ФНЧ на частоте 50Гц составляет более 42дБ, неравномерность в полосе пропускания не превышает 0,5дБ (для частоты среза) Разделение каналов реализовано с помощью фильтра верхних частот В данном разделе приведены функциональные схемы блоков, обоснование выбора исполнения и результаты расчета основных узлов устройства, описан принцип работы. Кроме того, рассмотрены и выбраны места подключения к электролизеру для съема флуктуаций межполюсного напряжения, оптимальные с точки зрения минимизации влияния помех и соответствия снимаемого напряжения процессам, происходящим в межполюсном промежутке Для подключения выбраны цен-

тральные точки анодного и катодного кожухов со стороны входного торца электролизной ванны

Рисунок 9 - АЧХ активного ФНЧ информационного тракта устройства В четвертой главе описывается эксперимент, в ходе которого с помощью разработанного устройства были получены реализации шумов межполюсного напряжения электролизера Изложены результаты статистического анализа, проведенного с целью выделения из полученных реализаций, сигналов, несущих информацию о технологическом режиме электролизера и анализируется правильность выбора точек подключения для съема флуктуации.

Анализ оптимальности выбранных точек подключения проводился на основе сравнения амплитуды гармоники 50Гц для различных точек съема, в качестве альтернативы выбранным точкам (замер 1) рассматривались подключения для съема Пип между катодным кожухом и анодной шиной (замер 2), а также между анодной и катодными шинами (замер 3, традиционные для современных АСУ точки съема иМп) Максимальная амплитуда гармоники 50Гц была получена в третьем случае (в среднем по ваннам 5,ЗмВ), минимальная в первом (0,5мВ), таким образом экспериментально была доказана обоснованность выбора оптимальных точек подключения, сделанного в третьем разделе

Спектральный анализ полученных реализаций показал наличие в спектре флуктуаций межполюсного напряжения дух групп частот, первая занимает диапазон от 0 до 0,1 Гц, во второй группе частотные составляющие сосредоточены в диапазоне от 0,4 до 1,7Гц Амплитуды первой группы частот меняются в широких пределах

тот - от 0,3 до 18мВ2/Гц, среднее 3,23мВ2/Гц (данные амплитуд даны для выборочных оценок спектральной плотности мощности (СПМ))

Выборочное среднеквадратическое отклонение для шумов межполюсного напряжения электролизера составило 12мВ (для диапазона от 0,05 до 20Гц), 15мВ (для диапазона от 0 до 20Гц). Ширина спектра по уровню 1мВ, в среднем 1,35Гц

Для обнаружения периодичностей были вычислены и проанализированы выборочные оценки автокорреляционных функций, полученных реализаций Перед расчетом оценок АКФ все реализации были центрированы, для анализа использовались нормированные АКФ Число отсчетов в реализации, N=23000; шаг дискретизации 0,008с, т.е длительность реализации 184с Исходное выражение для определения оценки АКФ

где N = 23000 - длина реализации, г = 10-шаг,

ш = 500 - максимальное число шагов для вычисление АКФ. Нормированная среднеквадратичная ошибка вычисления оценки АКФ

Анализ АКФ реализаций позволили выделить два основных типа гармонических составляющих, присутствующих во флуктуациях 11ип

Первый тип - АКФ с четко выраженной гармонической длинноволновой амплитудной периодичностью (рисунок 11) Период колебаний длинноволновой компоненты составляет от 14 до 20с для различных электролизеров

от 2 до 600мВ2/Гц, среднее значение - 65,75мВ2/Гц, амплитуды второй группы час-

(3)

(4)

Наличие во флуктуациях межполюсного напряжения электролизера такого типа периодичностей свидетельствует о наличии низкочастотных колебаний всей массы расплава, обусловленных МГД-явлениями На рисунке 10 представлены оценка спектральной плотности мощности и эпюр напряжения флуктуаций, соответствующие наличию в электролизере МГД-нестабильности

Флуктуации межполюсного напряжения (ванна 5083 замер2) Спектральная плотность мощности флуктуаций напря

(ванна 5083 замер 2)

100

80

ё

1 60

40

20

0,0

01

0,2 0,3 Частота, Гц

0,4

Рисунок 10 - Оценка СПМ и эпюр флуктуации напряжения, соответствующие

МГД-нестабильности

АКФ флуктуаций межполюсного напряжения (ванна 5083 замер 2)

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Рисунок 11 - Оценка АКФ, соответствующая МГД-нестабильности

Второй тип - АКФ с четко выраженной гармонической коротковолновой периодичностью (рисунок 13) Для различных электролизеров диапазон частот составил 0,8 до 1,6Гц Из рисунка 13 видно, что флуктуации напряжения в указанном диапазоне носят ярко выраженный гармонический характер, наиболее вероятной причиной образования флуктуаций подобного типа являются волны на поверхности металла На рисунке 12 представлены соответствующие спектральная плотность мощности и эпюр напряжения флуктуаций.

Флуктуации межполюсного напряжения (ванна5005 замер 2)

Спектральная плотность мощности флуктуаций напряжения (ваша 5005 замер 2)

12

10

£Г

^ 8

ю

з.

иу 6 -с

« 4

г

2

20 40 ео 80 100 120 140 160 180 Время, с

0,0 0,5 1 0 1 5 2,0 2,5 3 0 3,5 4,0 Частота, Гц

Рисунок 12 - Оценка СПМ и эпюр, флуктуации напряжения соответствующие волнению на поверхности металла АКФ флуктуаций межполюсного напряжения (ванна 5005 замер 2)

0 1 2 3 4 5

Рисунок 13 - Оценка АКФ соответствующая волнам на поверхности металла

Кроме гармонических составляющих флуктуаций UMn, были обнаружены компоненты флуктуаций не гармонического характера Анализ обработанных данных выявил одну из причин возникновения негармонических флуктуаций - подмы-кания металла на анод. Флуктуации напряжения, соответствующие локальным периодическим подмыканиям, показаны на рисунке 14а, хорошо видны отрицательные выбросы напряжения порядка 40мВ на первой кривой и 80мВ на второй, возникающие в момент подмыкания, на рисунке 146 представлены флуктуации псевдосопротивления, полученные автором (An advanced data acquisition system and noise analysis on the aluminum reduction process M S M E Thesis- Defense 04 08 03 / Congxia Dai - West Virginia University, 2003 - 91p ), очевидно, что по внешним признакам результаты обеих экспериментов совпадают.

а)

Рисунок 14 - Флуктуации, соответствующие локальным периодическим подмыкани

металла на анод,

а) - напряжение, б) - псевдосопротивление (данные, полученные другим автором) Подмыкания сопровождаются расширением спектра (рисунок 15) и появлением составляющих с частотами, равными £ И, 3£ , где f - частота колебания на поверхности металла, верхушки волн которого вызывают подмыкания, модель флуктуаций имп при подмыканиях, рассмотренная во втором разделе согласуется с экспериментальными данными Оценки АКФ реализаций флуктуаций IIмп при подмы-кании показаны на рисунке 15, особенностью данных АКФ является ломаный характер графика. Анализируя данные о количестве угольной пены, удаленной из

межполюсного промежутка в день проведения эксперимента, мы пришли к выводу, что другой причиной возникновения негармонических флуктуаций является повышенное содержание угольной пены в межполюсном промежутке Наличие пены также искажает гладкий синусоидальный характер АКФ за счет распределения пены по гребням и впадинам волн на поверхности металла

АКФ флуктуаций межполюсного напряжения (ванна 5008 замер 2)

Спектральная плотность мощности флуктуаций напряжения (ванна 5008 замер 2)

24

20

£

? 16 со

э,

а 12

о

ю

€ о

|"-'1 ■'■'I ■ ■

1 00 05 1 0 1 5 20 25 30 35 40

0 2 4 6 8 10 частота Гц

Рисунок 15 - Оценки АКФ и СПМ, соответствующие подмыканиям металла на анод

В заключении представлены основные результаты диссертационной работы и сделаны необходимые выводы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Анализ электромагнитных шумов в электролизном корпусе позволил найти эффективные способы повышения помехоустойчивости информационных измерительных каналов контроля технологических параметров

2 Синтезирована эквивалентная физико-математическая модель образования составляющих спектра электромагнитных шумов электролизера, позволяющая анализировать состояние технологического процесса в активной зоне

3 В результате математической и аппаратурной обработки временных реализаций флуктуационных полей выявлены функциональные связи статистических параметров анализируемых флуктуаций с технологическими параметрами электролизных ванн

4 Разработаны структурная и принципиальная схемы, собран макет устройст-ва7реализующего разработанный способ, который прошел заводские испытания в электролизном цехе и принят заказчиком

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1 Зограф, Ф.Г. Повышение достоверности диагностики технологических нарушений процесса электролиза алюминия / А И Громыко, Ф Г Зограф // Цветные металлы - 2006 - №5 - С 87-89

2 Пат 2284378 РФ, МПК7 С25СЗ/20 Автономный измерительный блок для АСУ ТП электролиза алюминия / А И Громыко, К Ф Никандров, Ф.Г. Зограф, В В Юрков, В А Клыков - № 2005119442/02, Заявл 22 06 2005, Опубл 27 09 2006

3 Зограф, Ф.Г. Контроль межполюсного напряжения электролизера / Ф Г Зограф, А И Громыко // Сборник докладов XII международной конференции 5-7 сентября 200бг «Алюминий Сибири - 2006» сб науч статей - Красноярск «Бона компани», 2006 -С 114-117

4 Зограф, Ф.Г. Устройство съема информации о технологическом процессе электролиза алюминия / Ф Г Зограф, А И Громыко // Современные проблемы радиоэлектроники сбнаучтр - Красноярск ИПЦКГТУ,2005 -С442-444

5. Зограф, Ф.Г. Диагностика технологических нарушений процесса электролиза алюминия / Ф Г Зограф, А И Громыко // Современные проблемы радиоэлектроники сб науч тр - М «Радио и связь», 2006 - С 212-214

Зограф Федор Георгиевич Разработка способа контроля технологических параметров электролизера Афтореф дисс на соискание ученой степени кандидата техн наук Подписано в печать 10 10 2007 Заказ № Формат 60x90/16 Уел печ л 1 Тираж 100 экз ИПЦ Политехнического института Сибирского федерального университета

Введение.

1 Обзор современных способов измерения и анализа флуктуаций межполюсного напряжения алюминиевого электролизера.

1.1 Общие сведения о технологическом процессе электролиза алюминия.

1.2 Контроль межполюсного напряжения электролизера.

1.2.1 Современные способы измерения межполюсного напряжения электролизера.

1.2.2 Принципы построения современных устройств для съема межполюсного напряжения электролизера.

1.3 Флуктуации межполюсного напряжения электролизера.

1.3.1 Общие сведения о флуктуациях межполюсного напряжения электролизера.

1.3.2 Современные способы контроля флуктуаций межполюсного напряжения электролизера.

1.3.3 Методы диагностики технологического состояния электролизера на основе флуктуаций межполюсного напряжения.

Выводы и постановка задачи исследования.

2 Анализ флуктуаций межполюсного напряжения электролизера.

2.1 Замыкание расплава алюминия на анод.

2.1.1 Спектральный состав флуктуаций межполюсного напряжения, вызванных подмыканием металла на анод.

2.2 Волны на поверхности расплава алюминия.

2.2.1 Спектральный состав и информационный потенциал флуктуаций межполюсного напряжения, вызванных волнением металла.

2.3 Газ под анодом.

2.3.1 Зависимость падения напряжения в межполюсного промежутке от газосодержания.

2.3.2 Флуктуации межполюсного напряжения, обусловленные динамикой пузырьков.

2.3.2.1 Спектральный состав флуктуаций межполюсного напряжения, обусловленных динамикой пузырьков.

2.3.3 Собственные колебания пузырьков.

2.4 Оценка влияния емкости межполюсного промежутка.

2.5 Система фильтрации межполюсного напряжения.

Выводы.

3 Устройство съема межполюсного напряжения электролизера.

3.1 Способ съема напряжения с электролизера: структурная схема устройства.

3.2 Функциональная схема устройства.

3.2.1 Функциональная схема блока питания устройства.

3.2.2 Функциональная схема измерительной части устройства.

3.3 Реализация устройства.

3.3.1 Фильтр нижних частот.

3.3.2 Блок питания.

3.3.2.1 Преобразователь.

3.3.2.2 Стабилизатор.

3.3.2.3 Лабораторные испытания блока питания.

3.4 Выбор точек подключения к электролизеру для съема флуктуаций межполюсного напряжения.

Выводы.

4 Эксперимент: проведение и анализ результатов.

4.1 Подготовка и проведение эксперимента.

4.2 Обработка и анализ результатов.

4.2.1 Помехи в электролизном цехе.

4.2.2 Выборочное среднеквадратичное отклонение.

4.2.3 Спектральный состав.

4.2.4 Поиск периодичностей и идентификация флуктуаций межполюсного напряжения электролизера.

4.2.5 Гармонические составляющие флуктуаций межполюсного напряжения межполюсного промежутка электролизера.

4.2.6 Подмыкания металла на анод.

Выводы.

Актуальность. Получение алюминия путем электролиза криолит-глиноземных расплавов является одним из самых энергоемких производственных процессов, сопровождается выбросами газов, вызывающих парниковый эффект и негативно влияющих на экологию окружающей среды и протекает в тяжелых, вредных для здоровья человека условиях.

С переходом Росси на мировые стандарты цен, экологических норм, оплаты труда, повышаются требования к модернизации производства первичного алюминия.

Одним из путей модернизации является развитие и внедрение средств автоматизации технологического процесса электролиза алюминия эффективность функционирования, которых определяется объемом и достоверностью информации о физико-технических параметрах электролизеров. Поиск новых методов контроля обеспечивающих получение необходимой информации о состоянии технологического процесса является главной задачей в решении проблемы автоматизации процесса производства алюминия. Из-за агрессивности среды, в которой происходит электролиз алюминия, на сегодняшний день задача непрерывного автоматического измерения решена только для двух параметров технологического процесса: рабочее напряжение и ток серии.

Анализ флуктуаций (шумов) межполюсного напряжения электролизера является одним из методов уменьшения неопределенности состояния электролизера.

Изучение флуктуаций межполюсного напряжения начались в 50-х годах прошлого века. Первые работы по данной тематике опубликованы Г. В. Фор-сбломом, Л. А. Болдовским, А. Г. Аркадьева и А. С. Деркачем. Обширное изыскание в области контроля и анализа электромагнитных и акустических шумов электролизера проведено в 1970-1984гг. коллективом исследователей под руководством Г. Я. Шайдурова и А. И. Громыко, впервые рассмотрена проблема выбора средств съема информации. Из современных отечественных и зарубежных исследований отметим работы авторов: О. О. Роднова, П. В. Полякова, А. И. Березина, П. Д. Стонта, L. Banta, С. Dai, P. Biedler, A. Tabereaux, L. I. Kiss, S. Poncsak. Исследуются взаимосвязи флуктуаций межполюсного напряжения с технологическими параметрами процесса электролиза, разрабатываются аналитические и эмпирические алгоритмы диагностики состояний электролизера, однако до настоящего времени из-за ряда причин технического и методологического характера не решены задачи использования информации о флуктуациях межполюсного напряжения в целях контроля технологических параметров электролизеров.

Таким образом, задача создания средств, позволяющих осуществить диагностику состояний и нарушений технологического процесса электролиза алюминия, основанную на контроле флуктуаций межполюсного напряжения, является актуальной.

Работа проводилась согласно планам НИР КГТУ по хоздоговорной теме с Инженерно-технологическим центром КрАЗа в рамках проекта разработки электролизера нового поколения «РА-500».

Цель диссертационной работы: исследование и разработка средств контроля параметров технологического процесса, позволяющих осуществлять диагностику технологических состояний и нарушений процесса электролиза алюминия.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

Исследования помехоустойчивости способов съема информации с электролизера.

Статистического анализа флуктуаций межполюсного напряжения электролизера и выявление связи их параметров с отклонениями технологического процесса от нормы.

Разработки устройства, реализующего выделение и предварительную обработку флуктуаций межполюсного напряжения электролизера.

Записи и анализа флуктуаций межполюсного напряжения электролизера с целью выделения информации о технологическом режиме электролизера.

Методы исследования. В процессе исследований были использованы методы численного моделирования, математической статистики, корреляционного и спектрального анализа. Обработка результатов эксперимента и моделирование проводилось с использованием программных пакетов БТАТЧБ-Т1СА и МаЛСАЭ.

Научная новизна.

Разработана эквивалентная модель, поясняющая процесс образования флуктуационных электромагнитных полей, обусловленных технологическим режимом электролизера.

Исследованы электромагнитные шумы электролизеров. Показана возможность практической реализации контроля некоторых технологических параметров по статистическим характеристикам шумов, образующихся в межполюсном промежутке электролизера.

Разработан помехоустойчивый способ съема информации о нарушениях технологического режима электролизных ванн.

Выявлен частотный диапазон флуктуации межполюсного напряжения, энергетические параметры которого наиболее сильно зависят от технологического режима работы электролизной ванны.

На защиту выносится

Способ и устройство съема информационных параметров, позволяющие вести диагностику технологического состояния электролизных ванн.

Разработанные способы и средства повышения помехоустойчивости информационных каналов измерительных систем

Модели образования электромагнитных шумов электролизера, раскрывающие связь энергетических параметров шумов с технологическим режимом.

Практическая ценность работы:

Разработан, изготовлен, запатентован и передан Инженерно-технологическому центру «РУСАЛа» макет устройства съема и передачи информации о неконтролируемых ранее параметрах электролизных ванн.

Предложен способ повышения помехоустойчивости средств контроля технологических параметров электролизных ванн.

Внедрение разработанных способа и устройства контроля на алюминиевых заводах повысит эффективность их работы и улучшит условия труда обслуживающего персонала.

Достоверность научных и практических результатов.

Подтверждается корректностью поставленной задачи, обоснованностью принятых допущений и адекватностью использованных математических моделей рассматриваемых процессов.

Основные научные положения диссертационной работы подтверждаются совпадением полученных результатов с имеющимися данными других авторов и результатами эксперимента проведенного, на промышленном объекте.

Личный вклад автора заключается в разработке представленных моделей образования электромагнитных шумов электролизера на основе данных полученных другими исследователями. Автором спроектировано и изготовлено устройство для реализации способа съема напряжения с электролизера, разработанного коллективом сотрудников с участием автора под общим руководством д.т.н. А. И. Громыко. Также автором проведена основная часть экспериментальных исследований и обработка полученных данных. В совместных публикациях вклад авторов был примерно равным.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах Инженерно-технологического центра КрАЗа, а также на следующих конференциях: XII международная конференция «Алюминий Сибири -2006», Всероссийская с международным участием научно-техническая конференция молодых ученых и студентов, посвященная 109-й годовщине Дня радио (Красноярск 2004), Всероссийская с международным участием научно-техническая конференция молодых ученых и студентов, посвященная 110-й годовщине Дня радио (Красноярск 2005).

Публикации.

По теме диссертационного исследования было опубликовано 5 работ, в том числе одна статья в рецензируемом журнале и патент на изобретение.

Объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и четырех приложений. Материалы диссертации изложены на 123 страницах основного текста, включая три таблицы и 64 рисунка.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Анализ электромагнитных шумов в электролизном корпусе позволил найти эффективные способы повышения помехоустойчивости информационных измерительных каналов контроля технологических параметров.

2. Синтезирована эквивалентная физико-математическая модель образования составляющих спектра электромагнитных шумов электролизера, позволяющая анализировать состояние технологического процесса в активной зоне.

3. В результате математической и аппаратурной обработки временных реализаций флуктуационных полей выявлены функциональные связи статистических параметров анализируемых флуктуаций с технологическими параметрами электролизных ванн.

4. Разработаны структурная и принципиальная схемы, собран макет устройства, реализующего разработанный способ, который прошел заводские испытания в электролизном цехе и принят заказчиком.

Заключение

1. Троицкий, И. А. Металлургия алюминия / И. А. Троицкий, В. А. Же-лезнов. М.: «Металлургия», 1977. - 392с.

2. Минцис, В. Я. Электрометаллургия алюминия / М. Я. Минцис, П. В. Поляков, Г. А. Сиразутдинов. Новосибирск: "Наука", 2001. - 368с.

3. Металлургия алюминия / Ю. В. Борисоглебский, Г. В. Галевский, Н. М. Кулагин, М. Я. Минцис, Г. А. Сиразутдинов. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. - 438с.

4. Громыко, А.И. Автоматический контроль технологических параметров алюминиевых электролизеров / А. И. Громыко, Г. Я. Шайдуров. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 1984. - 240с.

5. Фролов, Ю.И. Анализ современных систем управления сериями электролизеров алюминиевых заводов / Ю. И. Фролов, С. Н. Ахмедов, Б. С. Громов, Р.В.Пак // Цветные металлы. 2003. - №7. - С.81 -84.

6. Пат. 2038426 РФ, МПК6 С25СЗ/20. Способ управления алюминиевым электролизером / В. Н. Деревягин, В. И. Перекрестов.

7. Пат. 2166011 РФ, МПК7 С25СЗ/20. Способ управления алюминиевым электролизером / С. Д. Борзых,

8. Хазарадзе, Т. О. Построение масштабных АСУТП: опыт решения проблемы / Т. О. Хазарадзе, А. И. Куликов // Мир компьютерной автоматизации. 2002. - №5- С.37-45.

9. Пат. 2156834 РФ, МПК7 С25СЗ/20. Распределенная автоматизированная система управления электролизом алюминия / А. Д. Магрычев, В. И. Тарабукин, Ю. Н. Копытов.

10. РЯОМХ Разработка и внедрение Автоматизированных Систем Управления: Система АСУТП «Электра» Электронный ресурс. Электрон, дан. - Спб.: ООО Проникс, 2000-2001. - Режим доступа: http://www.pronix.e-burg.ru, свободный.

11. Пат. 2106435 РФ, МПК6 С25СЗ/20. Способ управления алюминиевым электролизером / Р. Г. Локшин, Н. А. Калужский, В. П. Ланкин.

12. Пат. 2217528 РФ, МПК7 С25СЗ/20. Способ управления тепловым режимом алюминиевого электролизера / Р. Г. Локшин, М. Я. Фитерман.

13. Пат. 2023058 РФ, МПК5 С25СЗ/20. Способ управления процессом электролитического получения алюминия в электролизере / В. И. Берх, Д. Р. Казаков, Н. А. Калужский, Р. Г. Локшин, М. Я. Фитерман.

14. Пат. 2016144 РФ, МПК5 С25СЗ/20. Способ управления тепловым режимом электролизера для получения алюминия / В. И. Берх, Д. Р. Казаков, Р. Г. Локшин, А. Д. Майер, В. Н. Никулин, С. А. Самоловов, М. Я. Фитерман, Г. М. Шупяцкий.

15. Пат. 2237753 РФ, МПК7 С25СЗ/20. Способ управления процессом электролитического получения алюминия / Р. Г. Локшин, М. Я. Фитерман.

16. Пат. 2189403 РФ, МПК7 С25СЗ/20. Способ управления электролизерами для получения алюминия и устройство для его осуществления/ Т. О. Хазарадзе, А. П. Ревякин, С. Н. Синько, А. И. Березин, С. С. Горяев, И. В. Катков, Н. А. Галлов.

17. Biedler, Philip. Development of a state observer for an aluminium reduction cell / Philip Biedler, Larry Banta, Congxia Dai, Ric Love, Chuck Tommey, Jan Bercow // Light Metals. 2002. - P. 1091 -1098.

18. Homsi, Pierre. Overview of process control in reduction cells and potli-nes / Pierre Homsi, JeanMishel Peyneau, Mishel Reverdy // Light Metals. 2000. -P.223-230.

19. Сириченко, А. В. Применение процедуры цифровой фильтрации в алгоритмах диагностики концентрационного режима алюминиевого электролизера / А. В. Сириченко, М. Р. Шапировский, Д. В. Исаев // Цветные металлы. 2003. - №12. - С.82-85.

20. Исаев, Д.В. Диагностика концентрационного режима алюминиевого электролизера по косвенным показателям / Д. В. Исаев, Р. В. Меликянц, А. В. Сириченко, М. Р. Шапировский // Цветные металлы. 2003. - №11. - С. 8991.

21. Пат. 2233914 РФ, МПК7 С25СЗ/20. Способ управления подачей глинозема в электролизер при помощи точечных питателей / В. X. Манн, К. Ф. Никандров, В. В. Юрков.

22. Пат. 2087598 РФ, МПК6 С25СЗ/20. Способ управления технологическим процессом в алюминиевом электролизере / В. Н. Деревягин.

23. Пат. 2204629 РФ, МПК7 С25СЗ/20. Способ управления технологическим процессом в алюминиевом электролизере / А. И. Березин, О. О. Род-нов, И. В. Межубовский, П. Д. Стонт, В. А. Клыков.

24. Пат. 2269609 РФ, МПК7 С25СЗ/20. Способ и устройство для обнаружения анодных эффектов в электролизере для производства алюминия / Кристиан Делькло, Оливье Боннардель.

25. Dai, Congxia. An advanced data acquisition system and noise analysis on the aluminum reduction process: M.S.M.E. Thesis: Defense 04.08.03 / Congxia Dai. West Virginia University, 2003 - 91p.

26. Banta, Larry. Noise classification in the aluminum reduction process / Larry Banta, Congxia Dai, Philp Biedler // Light Metals. 2003. - P.431-435.

27. Banta, Larry. Decomposition of aluminium cell voltage signals / Larry Banta, Philip Biedler, Congxia Dai, Ric Love, Chuck Tommey, Jan Bercow // Light Metals.- 2002. -P.365-370.

28. Громыко, А. И. Контроль технологических параметров при электролизе алюминия / Сборник докладов IV Международной конференции «Алюминий Сибири 98»: сб. науч. статей. - Красноярск: Краснояр. гос. ун-т, 1999.- С.265-267.

29. Громыко, А. И. Повышение достоверности диагностики технологических нарушений процесса электролиза алюминия / А. И. Громыко, Ф. Г. Зо-граф // Цветные металлы. 2006. - №5. - С.87-89.

30. Зограф, Ф. Г. Контроль межполюсного напряжения электролизера / Ф. Г. Зограф, А. И. Громыко // Сборник докладов XII международной конференции 5-7 сентября 2006г. «Алюминий Сибири 2006»: сб. науч. статей. -Красноярск: «Бона компани», 2006. - С. 114-117.

31. Пат. 2242540 РФ, МКП7 С25СЗ/20. Способ автоматического контроля технологических состояний и нарушений алюминиевого электролизера / А. И. Березин, О. О. Роднов, П. В. Поляков, В. X. Манн, И. В. Гонебный, А. В. Своевский, Ю. А. Попов.

32. Berezin, A. I. Network qualifier of noises of aluminium reduction cell / A. I. Berezin, P. V. Poliakov, О. O. Rodnov, I. V. Mezhubovsky, I. V. Gonebnyy // Light Metals. 2003. - P.437-440.

33. Своевский, А. В. Подбор параметров работы системы АПГ точечного типа на электролизерах с обожженными анодами С-160 на ОАО «КРАЗ» в условиях изменения свойств глинозема / А. В. Своевский, О. Э. Леви, Е. Р.

34. Шайдулин, В. Г. Костецкий, К. Ф. Никандров // Сборник докладов VIII международной конференции 10-12 сентября 2002г. «Алюминий Сибири 2002»: сб. науч. статей. - Красноярск: «Бона Компани», 2002. - С.34-39.

35. Карлов, И. А. Новый подход к исследованию устойчивости алюминиевого электролизера / И. А. Карлов, О. Г. Проворова. // Вестник Красноярского Государственного университета. Сер. Физ.-матем. науки. 2002. - Вып 1,-С.116-120.

36. А.с. 1358066 СССР, С25СЗ/20. Усилитель М-ДМ с гальванической развязкой / Г.М.Зограф, В.М.Возмилов. Опубл. 07.12.87, Б. И.: № 45.

37. Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы: учебник для вузов / И. С. Гоноровский. -М.: Радио и связь, 1986. 512с.

38. Баскаков, С. И. Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. для вузов / С.И.Баскаков. М.: Высшая школа, 2000. - 462с.

39. Поляков П. В. Поверхностные явления в электролизере // IX Высшые Российские Алюминиевые курсы 18-22 апреля 2006г. Электронный ресурс.:

40. Сб. лекций / НТЦ «Легкие металлы». Электрон, дан. - Красноярск: НТЦ «Легкие металлы», - 2006. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

41. Gerbeau, Jean-Frederic. Metal pad roll instabilities / Jean-Frederic Ger-beau, Tony Lelievre, Claude le Bris, Nicolas Ligonesche, Claude Vanvoren // Light Metals.- 2002. -P.483-487.

42. Antille, Jacques. Using a magnetohydrodynamic model to analyze pot stability in order to identify an abnormal operating condition / Jacques Antille, Rene von Kaenel // Light Metals. 2002. - P.477-482.

43. Jiankang, Wu. Finite element analysis of magnetohydrodynamics stability of an aluminium reduction cell / Wu Jiankang, Huang Ming, Huang Jun, Yao Shi-huang // Light Metals. 2002. - P.511 -514.

44. Коростелев, И. H. Математическое моделирование стационарных физических полей и критерий МГД-стабильности в алгоритмах динамической модели алюминиевого электролизера: Дис. канд. тех. наук: 05.13.18 / И. Н. Коростелев. Красноярск, 2005. - 160с.

45. Коростелев, И. Н. Разработка методики использования критерия устойчивости Бояревича-Ромерио в алгоритмах АСУТП электролиза алюминия / И. Н. Коростелев, Т. В. Пискажова, О. Г. Проворова, В. В. Синельников //

46. Вестник Красноярского Государственного университета. Сер. Физ.-матем. науки. 2005. -ВыпЗ,- С. 118-124.

47. Hyde, Thomas М. The gas under anodes in aluminum smelting cells: Part I / Thomas M. Hyde, Barry J. Welch // Light Metals. 1997. - P.333-340.

48. Aaberg, R. J. The Gas under Anodes in Aluminum Smelting Cells: Part II R. /R. J. Aaberg, B. J. Welch, et al. // Light Metals. 1997. - P.341-346.

49. Haupin, Warren E. Interpreting the components of cell voltage/ Warren E. Haupin. // Light Metals. 1998. - P.531-537.

50. Wang, Xiangwen. Anodic phenomena observations of anode overvoltage and gas bubbling during aluminum electrolysis./ Xiangwen Wang, Alton T. Tabereaux // Light Metals. - 2000. - P.239-247.

51. Kiss, Laszlo I. Effect of the bubble growth mechanism on the spectrum of voltage fluctuations in the reduction cell / Laszlo I. Kiss, Sandor Poncsak // Light Metals.-2002.-P.217-223.

52. Зограф, Ф. Г. Диагностика технологических нарушений процесса электролиза алюминия / Ф. Г. Зограф, А. И. Громыко // Современные проблемы радиоэлектроники: сб.науч.тр. М.: «Радио и связь», 2006. - С.212-214.

53. Зограф, Ф. Г. Контроль межполюсного напряжения электролизера / Ф. Г. Зограф, А. И. Громыко // Сборник докладов XII международной конференции 5-7 сентября 2006г. «Алюминий Сибири 2006»: сб. науч. статей. -Красноярск: «Бона компани», 2006. - С. 114-117.

54. Пат. 2284378 РФ, МПК7 С25СЗ/20. Автономный измерительный блок для АСУ ТП электролиза алюминия / А. И. Громыко, К. Ф. Никандров, Ф. Г. Зограф, В. В. Юрков, В. А. Клыков. № 2005119442/02; Заявл. 22.06.2005; Опубл. 27.09.2006.

55. Schneider, J. W. Experiments on wireless instrumentation of potlines / M. H. Schneider, J. W. Evans, D. Ziegler, P. Wright, and D. Steingart // Light Metals. -2005. -P.407-412.

56. Castro Neto, E. S. de. Cell operation improvement using wireless human-machine interfaces / E. S. de Castro Neto, L.V. Mota Ivo, O.M. Guzzon // Light Metals.-2005.-P.399-406.

57. Schneider, M. Further results from the wireless Instrumentation of Hall-Heroult Cells / M. Schneider, D. Steingart, J. W. Evans, P. Wright, D. Ziegler // Light Metals. 2006. - P.331 -34.

58. Хьюлсман, JI. П. Введение в расчет активных фильтров / Л. П. Хьюлсман, Ф. Е. Ален; пер. с англ. Н.Н.Слепцова, под ред. А.Е.Знаменского. -М.: Радио и связь, 1984. 384с.

59. Минцис, М. Я. Распределение тока в алюминиевом электролизере / М. Я. Минцис // Сборник докладов VII международной конференции 11-13 сентября 2001г. «Алюминий Сибири 2001»: сб. науч. статей. - Красноярск: «Бона», 2001.- С.25-28.

60. Бендат, Дж. Измерение и анализ случайных процессов / Дж. Бендат, А. Пирсол; пер. с англ. Г. В. Матушевского, В. Е. Привалова; под редакцией И. И. Коваленко. М.: Издательство «Мир», 1971 - 406с.