Всего на сайте:
282 тыс. 988 статей

Главная | Машиностроение

Диагностика технологического состояния электролизера на основе логики нечетких множеств  Просмотрен 21

Пусть - есть параметры состояния электролизера (температура, уровни металла и электролита, КО и т.п.). Введем понятие и обозначение лингвистической переменной (ЛП) для параметров:

+2 = Высоко;

+1 = Средне Высоко;

0 = Норма;

-1 = Средне Низко;

-2 = Низко.

Определим зоны принадлежности значений параметра лингвистическим переменным. Конкретные значения границ зон определим по методике SPC:

Норма: ;

Средне Высоко: ;

Высоко: ;

Средне Низко: ;

Низко: ;

где – среднее средних значений отдельных выборок

- стандартное отклонение процесса

Пусть понятие состояние, которое в данном случае выступает уже в виде отношения, принимает следующие словесные значения: Горячий ход, Холодный ход, Кислый электролит, Щелочной электролит и т.д. Тогда каждое перечисленное значение опишем набором правил с использованием экспертной информации, например:

если температура электролита высокая (+2) и уровень металла средне низкий (-1) и уровень электролита средне высокий (+1) и КО средне высокое (+1), то состояние =Горячий ход.

Набор таких записей составляет Базу Правил диагностики технологического состояния электролизера, фрагмент которой приведен в таблице 1.

 

Таблица 1 - Фрагмент Базы Правил диагностики электролизера

№ п/п Темп. эл-та Уров. мет. Уров. эл-та КО CaF2 Кол-во АЭ Напр. АЭ Поди-на Нас-тыль Уголь-ная пена Технологическое состояние Балл S
Подсистема Электролит             
-1 -1 -2 -1 -1 -1 -1 Горячий ход  
-2 -1 -1 Холодный ход  
-1 -1 -1 Высокий уровень электролита  
-1 -2 -2 -1 Слабый уровень электролита  
-1 -1 -2 -1 Кислый электролит  
-1 -1 -1 -1 Щелочной электролит  

 

Каждому технологическому состоянию (отклонению) соответствует количество баллов S экспертной оценки, которая характеризует степень влияния этого отклонения на способность электролизера выполнять свои функции.

По таким экспертным правилам ежесуточно происходит автоматический анализ технологических параметров. В таблице 2 приведен список технологических отклонений, диагностируемых по экспертным правилам с помощью логики нечетких множеств.

 

Таблица 2 - Список технологических отклонений

№ п/п Технологическое состояние (отклонение) Балл S
Конус на подошве  
Контакт анода с гарнисажем  
Увеличение объема осадка  
Разрушение катода, эрозия подины  
Горячий ход  
Холодный ход  
Высокий уровень электролита  
Слабый уровень электролита  
Кислый электролит  
Щелочной электролит  
Избыток глинозема  
Недостаток глинозема  
Продолжительное ожидание вспышки  
Высокий уровень металла  
Низкий уровень металла  
Объем настыли высокий  
Объем настыли низкий  
Зажатие МПР  
Разжатие МПР  

 

Другим важнейшим параметров, характеризующим технологическое состояние электролизера является форма и спектр его «шумов». «Шумами» в электролизном производстве принято называть неслаженные флуктуации приведенного напряжения электролизера, возникающие вследствие протекающих в его рабочем пространстве процессов [4, 5].

4. Диагностика технологического состояния на основе анализа «шумов»

Определение технологических отклонений по характерному типу флуктуаций приведенного напряжения («шумов») электролизера происходит в реальном масштабе времени (текущая диагностика электролизера – рис.3, 4).

 

Рис. 3. Диагностика технологических отклонений на основе анализа «шумов»

Исходной информацией для анализа является приведенное напряжение электролизера, поступающее с дискретностью от 1 до 3 секунд.

 

Рис. 4. Представление фрагмента работы алгоритма распознавания отклонения по «шумам»

 

Список технологических отклонений, диагностируемых по «шумам» электролизера представлен в таблице 3.

Таблица 3 - Список технологических отклонений, диагностируемых по «шумам» электролизера

№ п/п Вид отклонения Диагностика отклонения  
Диагностика по «шумам» (№ причины «шума») Технологическая операция *(дополнительно)   
Отклонения состояния анода    
Неровности на подошве анода   
1.1. Протек жидкой анодной массы под штырь через «сквозное» отверстие 45, 46 Перестановка штырей (сигнал - максимум)  
1.2. Протек жидкой анодной массы под анодный кожух (наличие шеек, выгорание угла анода, низкий конус спекания) 46, 47, 48 Подъем анодного кожуха  
1.3. Протек жидкой анодной массы по трещине на подошве анода 48,49 Перестановка штырей (сигнал - минимум)  
Неровности на подошве анода + подмыкание на металл 39,40,41,42,43,44  
Скопление кусков анода и пены под анодом 36,37  
Расслоение анода   
Перекос анода 34,35  
Образование конуса, козырька 5,6  
Отклонения состояния катода    
Разрушение подины электролизера 10,11  
Большая настыль, работа в борт 12,13,14,15  
Корж на подине 16,17,18,19  
Осадок глинозема на подине 26,27,28,29,30,31, 32,33  
Отклонения состояния электролита    
Снижение концентрации глинозема в электролите 20,21,22  
Повышение содержания глинозема в электролите 23,24,25 Сигнал «Обработка» по потоку

ЭСДЭ также использует критерии эффективности электролиза:

· Критерий, основанный на энергетическом балансе электролизера. Критерий позволяет оценить доли энергии, подводимой к электролизеру, расходуемые непосредственно на получение алюминия и на создание приемлемых условий для протекания реакции [6].

· Комплексный энергетический критерий на основе второй π – теоремы теории подобия, который комплексно характеризует, насколько близко находятся параметры электролиза к их целевым значениям [7].

 

 

Предыдущая статья:Механизм логических выводов Следующая статья:Система PFMEA электролиза
page speed (0.0153 sec, direct)