автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Синтез алгоритмов косвенного оценикания конфентрации глинозема в электролите в АСУТП электролиза алюминия

1 Государственный коиитет Российской федерации до высшему образование

Санкт Петербургский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена трудового красного знамени горный институт им. г. в. Плеханова (Технический университет)

На правах рукописи

ХАНУКАЕВА Дина Мусаяановна

СИНТЕЗ АЛГОРИТМОВ КОСВЕННОГО ОЦЕНИВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГЛИНОЗЕМА В ЭЛЕКТРОЛИТЕ В АСУТП ЭЛЕКТРОЛИЗА АЛЮМИНИЯ

Специальность 05. 13.07 "Автоматизация технологических процессов и производств (промышленность»■

.АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических нале

санкт - Петербург 1994

Работа выполнена в санкт-петербургской горной институте ин. Г. В. Плеханова и на Таджикском алюминиевом заводе

Натчный руководитель:

доктор технических наук, профессор Гальнбек а. А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кондрапкова г. А.

кандидат технических наук Скворцов а. п.

Ведущее предприятие:

Волховский алюминиевый завод

Зашита состоится:

. . ж^у^гга- 199 в 15 часов зо минут на заседании специализированного совета Д 063. 15. 09 ■ в санкт-петербургском горном институте по адресу: 199026. Санкт-Петербург. 21-я линия, д. 2. ауд. 6309.

с диссертацией можно ознакомиться в библиотеке санкт-петербургског о горного института им. Г. В. Плеханова

Автореферат разослан 199 ^г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

а. к. орлов

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕИН

Важную роль в увеличении производства алюминия и повышении эффективности процесса получения алюминия электролизом криолито-глиноземных расплавов играет совершенствование методов контроля и управления.

Одним из вал.лых условий достижения высоких теипясо-экономических показателей процесса производства алюминия является поддержание оптимального технологического режима электролиза, заключающегося в стабилизации основных технологических показателей (температуры электролита, его состава и электрического сопротивления. величины междуполюсного расстояния).

Существенной особенностью процесса электролитического получения алюминия как объекта управления является недостаточный объем оперативного технологического контроля за состоянием процесса. Одним их главных сдерживающих Факторов в развитие методов и технических средств контроля тепловых, электрохимических и других характеристик процесса является отсутствие датчиков, способных надежно работать в условиях чрезвычайной агрессивности расплава, высоких температур, нотных электромагнитных полей.

В этих условиях основным направлением повышения качества управления процессом электролиза алюминия является использование методов косвенного оценивания неиэмеряемых параметров. Оценивание становится возможным благодаря наличию зависимости неизнеряеных величин от параметров процесса элекролиза. доступных для автоматического контроля. Особенностью процесса электролиза, существенно усложняющей синтез алгоритмов оценивания, является нелинейность (экстремальность) основного уравнения измерений.

Современная теория управления располагает широким спектром методов оценивания, однако в отечественных АСУТП их применение не нашло широкого распространения, основные причини, по-вилинону. состоят в тон, что в математическом аппарате оценивания педоста-

Автор выражает благодарность к. т. н. Фитерману к. Я, и к. т. н. сирсову А. ю. за поиошь в проведении работы.

точно проработаны прикладные вопросы, такие как упрощение строго оптимальных алгоритмов оценивания и их реализация в ЛСУТП. отсутствие необходимого объема априорной информации об объектах управления. настройка алгоритмов оценивания в промышленные условиях и т.д.

в связи с вышеизложенным весьма актуальной является задача синтеза алгоритмов косвенного оценивания параметров процесса электролиза, позволяющих существенно повысить качество их стабилизации и. в первую очередь. - поддерживать технологически оптимальный концентрационный режим процесса электролиза. Важность решения задачи стабилизации концентрации глинозена в электролите определяется несколькими причинами.

Являясь сырьем для получения алюминия, глинозем должен постоянно находиться в электролите, при этом его содержание жестко регламентируется узкими рамками допустимых значений кониентраат (1.5 -5.0 и), нарушение нижней»границы данного диапазона приводит к росту числа анодных эффектов, что характеризуется резки» падением производительности электролизера, ростом напряжения i перегревом электролита. Наличие верхней границы данного диапазон; обусловлено ограниченной растворимостью глинозема в электролите, поэтому превышение этой границы приводит к выпадению трудноустрэ никых глиноземистых осадков, нарушению токораспределения в поди не. что также снижает производительность, повышает ггсход элек троэнергии и определяет дополнительные затраты ручного труда. : любом случае несоблюдение определенного диапазона изменения кон центрации глинозема в электролите ведет к росту себестоимости вы пускаеной продукции.

' Особенности процесса растворения глинозема в электролите жесткие требования стабилизации концентрации глинозема, отсутст вне надежных методов контроля и эффективных систем управлени концентрацией глинозена в электролите, - все это определяет акту альность решения задачи управления концентрацией глинозема электролите, этим же объясняется и.тот факт, что контур стабили заиии концентрации является наименее автоматизированным'.

_ Использование алгоритмов косвенного оценивания концентрат* :глинозема в электролите позволяет решить проблему недостатка one 'ративной информации о состоянии электролизера; применить новь

принцип управления составом электролита, учитывающий текушее* состояние электролизера;повысить качество стабилизации концентрации глинозема в электролите, что, в свою очередь, дает возможность оптимизировать процесс электролиза и снизить себестоимость производимой продукции - первичного алюминия.

Универсальность применяемого математического аппарата современной теории оценивания делает результаты, полученные автором, актуальными не только в АСУТП электролиза алюминия, но и для широкого класса управляемых объектов с неполной текшей информацией о состоянии этих объектов.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

ие..->ю работы является Разработка алгоритмов косвенного оценивания концентрации глинозема в электролите и системы управления режимом питания электролизера глиноземом.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Поставленная цель определила решение следующих задач:

1. создание функциональной схены электролизера как объекта вправления, основанной иа анализе особенностей процесса злектро-глтмческого получения алюминия.

г. Обоснование структуры системы управления и фильтра онени-зания переменных состояния процесса электролиза.

3. Разработка методов построения алгоритмов оценивания кон-гентрации глинозема в электролите.

4. создание имитационной модели процесса оценивания концентрации глинозема в электролите.

5. Синтез алгоритмов управления режимом питания электролизе->а глиноземом по результатам оценивания концентрации.

5. Постановка промыпленного эксперимента по исследованию эффективности автоматизированной системы управления питанием электролизера глиноземом с использованием алгоритмов косвенного оце-[ивания. '

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ

На основе анализа основных закономерностей протекани* процесса электролиза была создана Функциональная схема электролизера как объекта управления.

Задача построения математической модели решалась на основе представлений об основных массо-, теплообменных и электрохимических процессах, протекающих в электролизере.

При синтезе алгоритмов оценивания концентрации глинозема в электролите использовались: метод описания динамической модели в терминах пространства состояний, метод линеаризации основного уравнения измерений путем расширения пространства состояний, ме-т<?д линеаризации 8 окрестности движущейся точки.

■ при создании алгоритна управления концентрацией глинозема применялся метод управления г.о отклонению с использованием результатов работы Фильтра оценивания концентрации.

При обработке результатов исследований работы алгоритмо! оценивания и управления применялись традиционные методы статистического анализа.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ЗАЩИЩАЕМЫЕ АВТОРОМ

1. Метод построения алгоритмов оценивания неизмеряемых пара метров при существенно нелинейном уравнении измерений на пример оценивания концентрации глинозема в электролите.

2. Метод управления концентрацией глинозема в электролите с использованием результатов косвенного оценивания.

3. Метод построения алгоритма параметрической идентификапи заданного значения концентрации глинозема в электролите.

4. имитационная математическая модель процесса очениван» концентрации глинозема в электролите.

5. методология комплексного эксперимента по определению кг чества управления концентрацией глинозема в электролите.

НОВЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ. ПОЛУЧЕННЫЕ • РА8ОТЕ

Научной новизной обладают следуйте основные результаты исследований:

1. метод кваэилинеариэаиии основного уравнения измерений, основанный на описании состояния динамической модели в терминах расширенного пространства состояний. При создании данного метода применялся прием описания состояния электролизера в отклонениях от некоторой точки, движущейся по детерминированной траектории.

г. Метод двухшаговоя оптимизации процесса оценивания, включающий в себя не только традиционно используемый в алгоритмах оценивания критерий минимизации дисперсии ошибки оценивания, но и критерии минимизации дисперсии ошибки прогноза оцениваемой величины.

3. закон управления концентрацией глинозема, позволяющий осуществлять одновременное оценивание и управление и решающий проблему дуализма при оценивании нелинейных процессов.

система управления концентрацией, основанная на использовании результатов функционирования алгоритма оценивания концентрации глинозема и реализующая принцип замкнутого управления отклонению.

' 5. Алгоритм параметрической идентификации заданного значения концентрации на основе оценивания частоты возникновения анодных эффектов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ

На основании проведенных исследований получены следующие , практические результаты:

1. разработан и внедрен алгоритм оперативного оценивания' концентрации глинозема в электролите по результатам измерений тока и напряжения.

г. Разработана и внедрена система автоматического управления концентрацией глинозема в электролите.

3. разработана имитационная математическая модель процесса оценивания величины концентрации глинозема в электролите алюмини-

- в -

евого электролизера. Модель может быть использована для самых раз. личных целей синтеза и наладки алгоритмов оценивания и управления электролизом алюминия в научно-исследовательской деятельности.

4. Результаты, полученные в ходе работы над диссертацией, легли в основу системы автоматического питания п .шозсмом электролизных серий Таджикского алюниниевого завода. Систена успешно прошла опытную эксплуатацию и включена в состав действующей АСУТП.

5. Благодаря универсальности используемого математического аппарата, данные результаты могут быть использованы для получения оперативной информации о самых различных объектах управления и синтеза алгоритмов управления.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Необходимым условием осуществления управления любой динамической системой является наличие информации о состоянии этой системы. При автоматизации процесса электролитического производства алюминия отсутствие достаточного обьема оперативной информации становится главным препятствием для совершенствования систены управления, одним из перспективных путей решения этой задачи является использование в АСУТП электролиза алюминия алгоритмов оценивания концентрации глинозема в расплаве.

Традиционно в качестве основного экономического критерия качества управления выбирается минимум себестоимости продукции при заданной производительности, на определенном уровне развития автоматизации процесса зависящая от управления часть себестоимости определяется удельным расходом электроэнергии. Величина удельного расхода зависит от среднего напряжения на электролизере и от выхода по току. Основными статьями среднего напряжения являются напряжение в электролите, напряжение анодных эффектов и обратная эдс, Величина выхода по току зависит от потерь тока за счет пряных утечек разного рода, разряда других, кроме алюминия, ионов на катоде и от потерь металла вследствие обратных процессов взаимодействия алюминия с продуктами, выделившимися на аноде, именно

обратные процессы составляют наибольшую статью потерь. Величина потерь металла главным образом определяется температурой электролита. концентрацией в нем глинозема и .величиной междуполюсного расстояния.

на рис. i.приведена функциональная схема системы управления электролизером.где перечисленные параметры представлены в качестве переменных состояния. Наличие слабых перекрестных связей между контурами управления SL~-L—R — B и SO —С позволяет выделить задачу стабилизации концентрации глинозема в расплаве как самостоятельную.

В настоящее время не существует методов непрерывного автоматического контроля содержания глинозена в электролите. Применяемые методы прямого аналитического контроля содержания глинозема в криолито-глиноземнкх расплавах характеризуется длительность*; процесса охлаждения, подготов'-ч и анализа отобранной пробы, то есть являются запаздывающими по отношению к моменту отбора пробы из электролизера и дискретными. Это делает указанные методы неприемлемыми для использования в АСУТП электролиза алюминия. В связи с этим предложен ряд косвенных методов определения содержания глинозена. основанных на измерении величин, зависящих от концентрации глинозена в электролите (например, критической плотности тока вспомогательного анода, введенного в электролит; резонансной частоты г-укового резонатора, помещенного на определенную глубину или давления и состава отходящих газов под подошеой анода). Однако использование данной группы методов сопряжено с существенными капитальными и эксплуатационными затратами на установку и обслуживание дополнительных устройств, кроме того, этим методам присуща сравнительно высокая погрешность, обусловленная действием неконтролируемых факторов (таких, как температура электролита, состояние рабочей поверхности анода, утечки газов и т. п. ).

Попытки устранения перечисленных недостатков существующих методов привели к появлению eme одной, наиболее перспективной группы методов. К данной группе относятся косвенные методы оценки концентрации, основанные на взаимосвязи этой перененной с параметрами электрического режима процесса электролиза, контроль которых трудностей не представляет.

при создании алгоритмов оценивания концентрации глинозема в

10$1еих ¡/грабл*** {зле**у>смер)

\8&

0>

г

I Г]_

1

г

1.у

9

Шъерикыц,

соервямя

Ш

Л. 1

* г Фильтр

Рщлыср 1 $

Л с бценя&амя

61

ил

Рис. 1. функциональная схема системы управления электролизером Измеряемые параметры:

^ - напряжение на электролизере. I - ток серии; '

9 - температура электролита. С - концентрация глинозема. и - велич:гаа мехгуполюсяого расстояния. И - сопротивление электролита; ■ Управлявшие воздействия: Л - перемещение анодного массива.

: >. 80 - расход глинозема;

Возмущения; К . - деиствуваие на объект.

■7 - действ/шие на измеритель; .?• 3' * - динамические звенья, г - статическое звено; Л -' символ оаенкл.

Переменные состояния:

электролите был применен ряд приемов, не использующихся не только в алгоритмах управления концентрацией глинозема, но и при синтезе алгоритмов оценивания в целом.

Использование методов косвенного оценивания становится возможным благодаря наличию зависимости измеряемых параметров от ♦чениваемых. непрерывному автоматическому контролю подвержены электрические параметры процесса электролиза - напряжение и ток серии, известно наличие зависимости напряжения от концентрации через со,.рот;галег 1е и обратную эдс. На рис. г показан типичный вид этих зависимостей- в силу противоположных тенденций зависимости сопротивления и обратной ЭДС от концентрации, результирующая зависимость напряжения от концентрации является существенно нелинейной, на этот Факт следует обратить особое внимание, поскольку именно нелинейность основного уравнения измерений делает невозможным прумененне стандартных алгоритмов оценивания. В современной теории оценивания существует целый класс субоптинальных нелинейных фильтров, успешно применяемых при решении задач оценивания. Однако все эти Фильтры получен«« для случая гладкого (монотонного! характера нелинейности. Для данного объекта основное уравнение измерения не только является экстремальным, но и достигает минимума в области номинальных значений концентрации. Поэтому обычно применяемая линеаризация в номинальной точке здесь недопустима.

ниже приведен метод синтеза кодифицированного Фильтра оценивания концентрации глинозема в условиях существенной нелинейности основного уравнения измерений и метод управления концентрацией с использованием результатов работы алгоритма оценивания.

при синтезе алгоритма оценивания концентрации глинозема в расплаве модель электролизера по каналу "Расход глинозема - концентрация глинозема в электролите" представлена линейным динамическим звеном

( 1 >

где

оцениваемая переменная состояния (концентрация глинозе

на) ;

- управляющее воздействие (расход глинозема):

Рис. г. Графики зависимостей сопротивления (П. обратной эдс (2) и напряжения (3) от концентрации глинозема в электролихе (С)

I

С ичл.

8С

8С/» оц

С ¡¡33

•л

с?•

■ таг

л

С

Рис. 3. Иллюстрация релейного закона -управления концентрацией глинозема а электролите с гистерезисом. . .

расход глинозема. £ - концентрация глинозема. оС - величина гоны гистерезиса.

- дискретный велый шум интенсивностью , действующий ка

объект;

О- - коэффициент пропорциональности! К . к* 1 - индексы, обозначающие соответственно текущий и последующий шаги измерений.

Основное уравнение измерений аппроксимируем квадратичной зависимостью напряжения на электролизере от концентрации глинозема в электролите, дополненную аддитивным белым шумом .

где - измеряемый выход объекта «напряжение на электролизере);

- дискретный белый шум интенсивностью /? . называемый шумом измерителя;

8 - коэффициент пропо--тональности. •

Для удобства последующих выкладок приравняем коэффициенты С1 и б единице.

Основным отличием разработанного алгоритма является.сочетание следующих особенностей: ^г

- использование в качестве новой переменной > случайного отклонения оцениваемой величины X* от некоторой движущейся

точки ; ,

/

- описание траектории движения точки ск в расширенном пространстве состояний;

- выбор детерминированного характера движения точки 'исходя из условия минимизации дисперсии ошибки прогноза оцениваемой величины.

Использование в качестве переменной не саьой оцениваемой величины. а ее отклонения позволяет избежать неопределенности нахождения оцениваемой величины на той или другой ветви параболы, свойственной квадратичнону уравнению измерений состояния объекта, использование в качестве номинального значения не фиксированной, а движущейся точки, позволяет уменьшить ошибку оценивания, поскольку траектория движения этой точки выбирается из условия минимизации дисперсии ошибки прогноза. Этот критерий является основой нового метода двухшаговой оптимизации процесса оценивания.поскольку в стандартных алгоритмах минимизировалась лишь матрица

- и -

дисперсии ошибки оценивания; на величину же матрицы дисперсии ошибки прогноза оцениваемой величины никаких ограничений не накладывалось.

Используя для записи новой переменной в терминах отклонений выражение

■ Х.-Х-

к ~ к

получим уравнение измерений в следующем виде: * 2 * * к 2 к / (с

( з ).

( 1 »

для приведения уравнения измерений ( 4 ) к линейному виду применяется метод расширения пространства состояний, заключающийся в замене нелинейного члена уравнения новой переменной

■ к-л'

Окончательно получаем линейное уравнение измерений, которое в векторной Форме имеет вид ' •

2 + Нт X - <п

к 2 * м - к /к

где $ - новыл вектор оцениваемых переменных:

( б >

г1,'

и

( 7 )

И,

1 к - транспонированная матрица коэффициентов Уравнения измерений. определяемая выражением

И

т к

( 8 ).

/

уравнение динаники для детернинированной составляющей с ^ задается в следующей виде

/ +У -Г

К+1 К к *

i 9 )

где 1 - некоторая функция времени, определяемая из условия минимума дисперсии ошибки прогноза оцениваемой величины;

г-

( ю )

где Р, . - элементы матрицы дисперсии ошибки оценивания. »/ '«4 ' "v

уравнение динамики объекта для новых переменных состояния Д Лн .

[примет следующий вид:

м к к *

где

%

•/ О

2Г У

к

( 12 , £ »

Новый вектор возмушаюших объект иунов определяется выра-

V

а

*

£

< и )

( 13 )

жением:

£

>

к*.

( 14 )

'К -О

« * X* аг Л

где *э ^ - пум новой переменной ^-У интенсивностью . используя выражение ( 11 > и опуская промежуточные выкладки» получаем следующее выражение для матрицы интенсивности 0 возмуща-

ющих объект шумов

О•

х - ' *

_л

( 15 )

гае

и

л - л

Х.У-

опенки соответствующих переменных состояния. Неизбежным следствием получения линейного уравнения измерений < б ) расширением пространства состояний является усложнение матрицы интенсивности шумов ( 15 >. действующих на объект, шумы

9

новой и старой переменных становятся коррелированными, кроме то-

го. шум

не является гауссовским. однако мы имеем гарантию

структурной устойчивости Фильтра оценивания. Нужно отметить, что при определении матрицы интенсивности шумов, действующих на объект. был принят ряд допущений. В частности, о возможности замены неизвестных переменных состояния их оценками, а квадратов шунов -их интенсивностяни. что. строго говоря, верно лишь для усредненных значений.

в силу перечисленных выше особенностей.было бы наиболее точно назвать разработанный метод преобразования уравнения измерений методом квазилинеаризапии.

При синтезе алгоритма оценивания к системе уравнении < 9 ). < 11 >. ( б ). представляющей собой постановку задачи оценивания, применяется процедура построения Фильтра оценивания. В результате этого получена математическая формулировка алгоритма оценивания концентрации глинозема в электролите:

Г; ? -< в.

К-р'Н... (н .Р:. н

к л/

т

-У

( 17 )

Р*Р'-К НТ Р*

Х+Н к-И К-Ц **

¿ -К (2 )

К* у 2 К.1

л ^ - 17 -

где • ' соответственно вектор опенок переменных состояния и вектор прогноза на один шаг переменных состояния:

' у " соответственно расчетное значение ковариационной матрипы и одношаговыа прогноз ковариационной матрицы; ^к** ' иатрипа коэффициентов фильтра оценивания.

Полученный алгоритм позволил решить задачу оценивания неиз-меряемой величины при нелинейном 1 экстремальною характере зависимости измеряемых переменных от оцениваемых. При этой сохраняются структурная усгойчивость. относительная простота и необходимое в задачах управления быстродействие.

возможность получения необходимой информации позволила решить задачу синтеза алгоритма управления концентрацией глинозема с обратной связью по отклонению, что дает возможность применения более совершенной систены управления по сравнению с используюшей--ся в отечественной практике системой управления концентрацией глинозема в расплаве, реализующей принцип разомкнутого управления.

при создании алгоритма управления концентрацией с использованием оценивания приходится учитывать особенности дуального характера управления, заключающиеся в некотором противоречии между целями управления и оценивания, целью процесса управления является стабилизация концентрации глинозема, в то время, как для успешного оценивания необходимы детерминированные изменения этой же перененной. данные требования успешно сочетаются при использовании релейного закона управления с гистерезисом.

Расход загружаемого в электролизную ванну глинозема 8 & изменяется по релейному .закону в зависимости от знака отклонения

л

оценки концентрации 1С) от ее текущего заданного значения

89 = 1 >при с< Сэ

глк < 18 »

6(г При С > С ->

пЧП ) г Зао

отличие этого релейного закона от стандартного заключается в тон. что текушее заданное значение концентрации не постоянно, а также релейно переключается в пределах зоны гистерезиса: - .'/:;■;■:/'■'.

- < ' л л , I 19 J

С пр» С>С 3 + SC/2

fn*n » / fad

Иллюстрация работы описанного закона управления концентрацией глинозема приведена на рис. 3.

Возможность осуществления избыточного (при обг - О )

и недостаточного (при S&-> режимов питания электролизера глиноэемон позволяет создавать детерминированные отклонения управляемой переменной от заданного значения, необходимые для

л

достоверного оценивания величины концентрации ( С >.

Введение зоны гистерезиса ( SC\ позволяет исключить слишком частое переключение режина питания,затрудняюшее достоверное определение характера изменения концентрации. Опасность частого переключения возникает в области вершины параболы зависимости напряжения от концентрации, то есть при приближении оцениваемой величины к номинальному режиму.

В целях повышения качества оценивания данный закон управления был дополнен алгоритмом параметрической идентификации заданного значения концентрации < C^g) > • в основу работы данного алгоритма положен принцип контроля частоты возникновения анодных эффектов, поскольку именно анодный эффект является 'амым наглядным и достаточно достоверным Фактором,- сведетельствуюшкм об обеднении электролизера глиноземом. Заданное значение концентрат« глинозема ( Cjag ) изменяется по пропорциональному закону в зависимости от периода времени между анодными эффектами,

На основе разработанных алгоритмов была создана систем; управления автоматическим питанием ванны глиноземом. Система про ила опытную эксплуатацию на группе электролизеров Таджикског алюминиевого завода, результаты которой приведены п табл. 1 (Ра fc-'TU проводились совестно работниками ТадАЭа. ВАНИ и СПбГГИ). Дл сравнения качества управления были использованы электролизеры питание которых осуществлялось без применения алгоритмов оиенива ния. На всех электролизерах поддерживались идентичные услови протекания технологического процесса ( уровень металла в ваннах 'i9j±t см. уровень электролита - 28±1.5 см. крио/штовое отношена - г. 7-г. о ).

Табл. 1

Результата анализа работы системы управления концентрацией глинозема в электролите

Н Показатель Ед-па Исследуемые электролизеры -

п/п кэмер. электролизеры свидетели

1. среднее количество шт/сут 1.7 анодных эффектов

г. 4

2. уровни осадков на см подине

4-5

а - ю

3. Перепад напряжения мВ 350 ± 15 в подине

370 ± 30

4. Средняя температура °с 959 ± 2 электролита

962 ± 4

5. Среднее напряжение в на ванне

4. 1

4. 2

б. Разовая доза загру- кг г. 7 - 4. 3 жаемого глинозема

3. 2 - 4. 6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан метод построения модифицированного Фильтра оценивания при нелинейном уравнении измерений. Метод повышает уровень информативности контролируемых данных о состоянии объекта. Метод позволяет качественно изменить структур: системы управ-

ления: ввести контур обратной связи и реализовать принцип управления по отклонению.

г. Разработан метод двухшаговой оптимизации процесса оценивания. ' позволяющий повысить точность оценивания неизмеряемой переменной.

3. Разработан алгоритм оценивания концентрации глинозема в электролите по результатам автоматического контроля напряжения на электролизере и тока, протекающего через него, алгоритм позволяет получать оперативную информацию, необходимую для функционирования системы управления питанием.

4. разработан алгоритм управления питанием электролизера глиноземом, реализующий принцип замкнутого управления по отклонению.

5. На основе разработанных алгоритмов создана и внедрена автоматизированная система управления процессом питания электролизеров с предварительно обожженными анодами. Система успешно функционирует на электролизерах Таджикского алюминиевого завода. Годовой экономический эффект только от сокращения количества анодных эффектов. связанного с этим снижения расхода электроэнергии и роста производительности составил более 1 млн долларов США.

Содержание диссертации освещено в следующих работах:

- Ханукаева д. М. Анализ работы алгоритна питания электролизера глиноземом по оценке его концентрации в электролите// проблемы производства алюминия, магния и электродных материалов: Сб. науч. тр. ВАНИ, -СПб. 1992.-С. 42-49.

- Быков н. И,. Ханукаева Д. М. Автоматическое управление напряжением электролизера// Проблемы производства алюминия, магния и электродных материалов: Сб. науч. тр. ВАНИ. -СПб. 1992. -С. 49-55.

д. И. ханукаева

с