CC BY
44
Информатика, вычислительная техника и управление
2011: материалы междунар. науч.-практ. конф. 9. Волович Г. Интегральные датчики Холла // Со-
URL: http://www.sworld.com.ua/index.php/ru/ tra-nsportation-411 / maintenance-and-repair-of-trans-portation-411/11637-411-0277. (дата обращения 14.12.2015).
Лущейкин Г.А. Методы исследования электрических свойств полимеров. М. : Химия, 1988. 160 с.
временная электроника. 2004. Вып. 12. С. 26-31.
10.Arduino. Arduino Mega 2560 : сайт. URL: http: //arduino. ru/ Hard-ware/ArduinoBoardMega 2560. (дата обращения 12.01.2015).
УДК 669.713.7
Ершов Владимир Александрович,
заведующий кафедрой автоматизации производственных процессов, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
тел. 8-9025-12-27-01, e-mail: [email protected] Подкорытов Алексей Александрович, магистрант кафедры автоматизации производственных процессов, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
тел. 8-3952-405-519, e-mail: [email protected] Горовой Валерий Олегович, аспирант физико-технического института, Иркутский национальный исследовательский технический университет, тел. 8-950-060-5267, e-mail: [email protected]
ПОДБОР ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
V. A. Ershov, A. A. Podkorytov, V. O. Gorovoy
SELECTION PARAMETERS SYSTEM CONTROLS
Аннотация. Рассмотрен процесс настройки нормативно-справочной информации автоматизированной системы управления технологическими процессами и их влияние на работу электролизеров с обожженными анодами для производства алюминия. В частности, рассмотрены параметры, которые применяются при фильтрации приведенного напряжения электролизера и в алгоритме управления регламентной операцией «Замена анода». Представлены результаты испытаний при использовании различных коэффициентов сглаживания, и установлено их влияние на управляемость электролизера. Определено, что при изменении коэффициентов фильтра требуется пересматривать все пороговые значения, используемые в алгоритме «Управление концентрацией глинозема в криолит-глиноземном расплаве». Приведены варианты и результаты настройки алгоритма управления регламентной операцией «Замена анода». Установлено, что алгоритм «Замена анода» при установке анодов по уровню обеспечивает достаточную компенсацию потерь тепла с минимальными регулированиями межполюсного расстояния, предотвращает появление анодных эффектов и возрастание шумов.
Ключевые слова: управление, фильтрация, коэффициенты фильтрации, алгоритм, замена анодных блоков, алюминий, электролиз.
Abstract. The process of setting regulatory background information of the automated process control system and their impact on the operation of electrolyzers with burnt anodes for aluminum production are considered. In particular, the options that are used for filtering the above cell voltage and the control algorithm of routine operation "Replacing the anode." The results of tests using different smoothing coefficients are presented and determined their effect on the manageability of the cell is determined. It was determined that when the filter coefficients change it is required to review all of the thresholds used in the algorithm "Management of the concentration of alumina in cryolite-alumina melt". Variants and, results of adjustment of the control algorithm of routine operations "Replacing the anode", are given. It was found that the algorithm "Replacing the anode" during the installation of anodes on level provides sufficient compensation for the loss of heat with minimal regulation ofpole distance and prevents anode effects and increase in noise.
Keywords: management, filtering, filter coefficients, algorithm, replacement of anode blocks, aluminum, electrolysis.
Введение алюминия дает возможность управлять не только
Автоматизация технологических процессов расстоянием между зеркалом металла и подошвой
все больше совершенствуется и внедряется на анода, но и электрохимическим процессом в
предприятиях различных отраслей. Алюминиевая целом. Достигается за счет внедрения
промышленность не является исключением: к современных измерительных средств,
примеру, старые системы автоматики получали программируемых логических контроллеров и
информацию с периодичностью 10-30 мин, в компьютеров, новых алгоритмов управления
настоящее время контроль параметров технологическими операциями и параметрами
электролизера осуществляется с дискретностью электролиза, оснащения электролизеров
менее одной секунды. автоматическими системами централизованной
Появление современных автоматизирован- раздачи глинозема, подачи глинозема и фтористых
ных систем управления технологическим про- солей в криолит-глиноземный расплав. цессом (АСУТ П) электролитического получения
ИРКУТСКИМ государственный университет путей сообщения
Таким образом, современные АСУТП позволяют не только с высокой точностью измерять параметры процесса, но и использовать более сложные математические аппараты для их обработки (различные методы усреднения, фильтрации, прогнозирования), поддерживать параметры ведения электролиза (рабочее напряжение, концентрация глинозема и фтористого алюминия) на значениях, установленных технологическим персоналом.
Выбор уставочных параметров нормативно справочной информации (НСИ) АСУТП электролиза, в свою очередь, определяет технико-экономические и экологические показатели электролизера. Для приведения температур электролита и ликвидуса к их оптимальному уровню известны различные варианты программного обеспечения, направленные на автоматический подбор уставочного напряжения и параметров алгоритма управления концентрацией фтористого алюминия в расплаве [1-3].
По данным [4-6] известно, что система автоматической подачи глинозема (АПГ) на электролизерах с обожженными анодами позволяет оперативно управлять концентрацией глинозема в электролите с поддерживанием ее в заданных оптимальных пределах и приводит к стабилизации энергетического режима
электролизера, состава электролита, формы рабочего пространства, снижению выбросов и, как следствие, повышению экологических и технико-экономических показателей. Применение данного способа на электролизерах Содерберга имеет ряд проблем, вызывающих трудности в освоении технологии [7-9].
В данной работе рассмотрено влияние параметров НСИ АСУТП на работу системы АПГ и электролизера. В частности, рассмотрены параметры, которые применяются при фильтрации приведенного напряжения электролизера и в алгоритме управления регламентной операцией «Замена анода».
Фильтрация приведенного напряжения
В современных АСУТП по-прежнему используется измеренное значение тока серии и рабочее напряжение электролизера. Без точной и достоверной информации об этих параметрах невозможно управление процессом электролиза, а именно:
• межполюсным расстоянием между зеркалом металла и подошвой углеродного анода (МПР);
• электрохимическим процессом - управление концентрацией глинозема в криолит-
глиноземном расплаве за счет применения системы АПГ.
Для повышения достоверности измеряемых параметров и эффективного управления электролизером значение рабочего напряжения аппаратно и программно усредняется за различные интервалы времени (от 1 сек до 15 мин). Усреднение позволяет отфильтровать колебания напряжения, вызванные нестабилизированным характером тока серии, электромагнитными флуктуациями (шумами), магнитогидродинами-ческой (МГД) нестабильностью. Далее по усредненному рабочему напряжению рассчитывается приведенное (пересчитанное к току серии) напряжение (псевдосопротивление). Делается это для того, чтобы исключить реакцию системы на порой значительные флуктуации тока серии, например, вызванные анодными эффектами на электролизной серии [10-14].
Рассчитанное таким образом приведенное напряжение дополнительно фильтруется. Для фильтрации используется низкочастотный линейный фильтр второго порядка, отличающийся от классического фильтра Холта - Винтера наличием адаптации к скачкам входной величины (рассчитывается коэффициент сезонности -отношения текущего значения X к иф). Модель фильтра Холта - Винтера является прогностической и основана на применении метода экспоненциальной взвешенной средней [15-19]. Предполагается, что характеристики движения ряда показателей, а именно: стационарность, линейность - могут быть разделены, изучены и оценены изолированно друг от друга. Окончательный прогноз осуществляется сведением воедино прогнозов различных элементов, при этом необходимо понимать, что чем ближе эмпирическая точка находится к прогнозному значению, тем она, соответственно, с большим весом участвует в прогностических выводах. Следовательно, в конечных результатах минимизируются ошибки прогноза.
В результате фильтрации приведенного напряжения получают:
• фильтрованное напряжение (иф - стационарный фактор);
• первую производную фильтрованного напряжения ^иф - линейный фактор), которая отражает скорость изменения напряжения (мкВ/мин) и используется в алгоритме управления концентрацией глинозема в криолит-глиноземном расплаве, т. к. связь градиента с электропроводностью электролита позволяет получить
Информатика, вычислительная техника и управление
косвенную информацию о концентрации глинозема в расплаве [20-26].
Достоверность прогноза изменения напряжения напрямую зависит от подобранных коэффициентов фильтрации g1 (коэффициент стационарного фактора) и g2 (коэффициент линейного фактора). Коэффициенты фильтрации (параметры сглаживания) имеют предел от нуля до единицы.
В связи с этим исследованы зависимости фильтрованного напряжения и его производной от коэффициентов фильтрации. Для оценки влияния проведены серии экспериментов с различными коэффициентами фильтрации: g1 = g2 = 0,7; 81 = 82 = 0,1; §1 = 0,3, §2 = 0,2.
Анализ полученных результатов показал, что при коэффициентах фильтра, близких к единице = g2 = 0,7), градиент фильтрованного напряжения изменяется в интервале от -5000 мкВ/мин до 3000 мкВ/мин. В рабочем режиме использование данных коэффициентов приводило к тому, что:
- фильтрованное напряжение и его градиент резко реагируют на любые колебания фильтруемой величины (шумы электролизера и т. д.);
- возникали неадекватные смены режимов подачи глинозема в электролит;
- обеспечивалась самая быстрая управляющая реакция АСУТП (при условии, что электролизер работает с низким уровнем шумов, менее 30 мВ).
Использование коэффициентов фильтрации близких к нулю = 82 = 0,1) приводит к тому, что фильтрованное напряжение и градиент сильно сглаживаются. Они практически вырождаются в линию, а градиент фильтрованного напряжения изменяется в интервале от -700 мкВ/мин до 100 мкВ/мин. Для АСУ ТП такой диапазон изменения градиента фильтрованного напряжения не приемлем, т. к. возникает большая инерционность (запаздывание) в регулировании [27-31]. В рабочем режиме использование данных коэффициентов приводило к перенасыщению электролита глиноземом или возникновению анодных эффектов.
Компромиссный вариант, хорошая фильтрация и малая инерционность фильтра, достигается при использовании коэффициентов 81 = 0,3, g2 = 0,2. Диапазон изменения градиента фильтрованного напряжения при данных параметрах сглаживания составляет от -2000 мкВ/мин до 1500 мкВ/мин. В рабочем режиме использование данных коэффициентов позволило
обеспечивать своевременные управляющие реакции АСУТП и адекватные смены режимов подачи глинозема в электролит. Установлено, что коэффициенты могут применяться на электролизерах с обожженными анодами и уровнем шумов 40-80 мВ.
Алгоритм «Замена анода» На электролизерах с обожженными анодами при проведении регламентной операции «Замена анода» отмечается максимальное количество технологических отклонений: возрастание шумов, МГД-нестабильность, анодные эффекты и перенасыщение криолит-глиноземного расплава глиноземом [32-34]. Во многом возникновение перечисленных технологических отклонений зависит от алгоритма сопровождения замены анодов, работоспособности системы АПГ и правильно подобранных уставочных параметров нормативно справочной информации.
К основным параметрам алгоритма, которые изменяют с верхнего уровня АСУТП, относят:
- добавка к уставке в начале регламентной операции, мВ;
- добавка к уставке после регламентной операции, мВ;
- время поднятия уставки после регламентной операции, мин;
- время понижения добавки к уставке, мин;
- минимальное время регламентной операции, мин;
- максимальное время после окончания регламентной операции, после которого алгоритм отключается, мин;
- максимальное время регламентной операции, мин;
- число усиленных циклов АПГ, подающихся в начале регламентной операции, шт.;
- время работы АПГ по таймеру после замены анодов, мин;
- коэффициент подачи глинозема по таймеру, %.
Таким образом, принцип алгоритма «Замена анода» заключается в увеличении приведенного напряжения на заданное время, с последующим плавным снижением. Для предотвращения возникновения анодного эффекта во время замены анодов система АПГ работает по таймеру.
От подобранных параметров алгоритма зависит качество сопровождения данной технологической операции. К примеру, при первоначальном варианте подобранных параметров алгоритма, после замены двух анодов, АСУТП регулировала МПР только движением анодов вниз, в результате электролизер
«задавливало», что вызывало увеличение шумов. Для устранения данного эффекта и снижения количества регулирований МПР потребовалось внесение следующие изменения в НСИ:
1. Время поднятия уставки после замены анода увеличили в два раза.
2. Время понижения уставки после замены анода увеличили в три раза.
Анализ работы электролизера с данными параметрами показал, что положительного результата достичь не удалось. В связи с этим в алгоритм замены анода были внесены следующие изменения:
Регламентный режим замены анодов включается нажатием клавиши на панели управления БУ и индицируется загоранием светодиода. При этом:
- производится увеличение цели регулирования на величину добавки к уставке;
- производится немедленное однократное перемещение анодного массива согласно цели регулирования;
- системой запрещаются автоматическое поддержание МПР и концентрации, контроль и устранение МГД-нестабильности. Сообщение о включении режима передается на верхний уровень;
- начинается отсчёт времени на поднятие цели управления на прогрев анода;
- при прогнозе АЭ для снижения вероятности возникновения анодного эффекта во время замены запускается заданное в НСИ количество усиленных циклов АПГ. После этого на все время замены автоматическая работа дозаторов АПГ запрещается.
По окончании замены анодов режим отключается повторным нажатием клавиши или автоматически - по превышению максимального времени замены анодов, после чего разрешается работа алгоритма по устранению МГД-нестабильности и регулирование МПР, продолжается прогрев ванны на повышенном напряжении с последующим поэтапным уменьшением цели регулирования.
В результате данный вариант № 7 настройки алгоритма «Замена анода» при установке анодов по уровню обеспечивал достаточную компенсацию потерь тепла с минимальными регулированиями МПР, предотвращал появление анодных эффектов (АЭ) и возрастание шумов.
В дальнейшем проведены работы по доработке алгоритма, с целью:
1) снизить до минимума время взятия токовой
нагрузки установленными анодами.
2) устранить перенасыщения электролита глиноземом, возникновение шумов и МГД-
нестабильности.
По п. 1 были опробованы два варианта, общая цель которых заключается в обеспечении подогрева электролизера до снятия и замены анодов.
Вариант настройки отличался от выше представленного тем, что:
• сменный мастер нажимает кнопку «Замена анода» за час до проведения регламентной операции. Происходит однократное перемещение анодной рамы вверх на заданное время или на величину от заданного напряжения. Система АПГ работает в течение двух часов в режиме «Таймер» с частотой подачи глинозема, превышающей базовую уставку АПГ;
• в течение двух часов запрещается автоматическое регулирование МПР;
• по окончании двух часов разрешается регулирование МПР, при этом уставка по напряжению автоматически увеличивается на заданное значение. Система АПГ переходит на управление по алгоритму «Поддержание концентрации глинозема»;
• уставка по напряжению плавно снижается до нуля в течение заданного значения.
В результате эксплуатации данного варианта выявлены следующие недостатки:
• суточное отклонение приведённого напряжения от цели управления возрастает в 3,4 раза (с 5 мВ до 17 мВ), это связано с запретом регулирования МПР в течение двух часов;
• возникают АЭ или перенасыщение электролита глиноземом, что вызвано двухчасовой работой АПГ в режиме «Таймер»;
• сменный мастер должен заранее (за час) планировать замену анодов, что может привести к сбою регламента при занятости крана или возникновении нештатных ситуаций.
В связи с этим новый вариант настройки алгоритма предусматривал:
• за час до замены анодов плавное поднятие уставки по напряжению до заданного значения;
• при нажатии кнопки «Замена анода» система АПГ переходит в режим «Таймер» с частотой подачи глинозема, превышающей базовую уставку АПГ;
• в течение пятидесяти минут запрещается автоматическое регулирование МПР;
• по окончании пятидесяти минут или при повторном нажатии кнопки «Замена анода» разрешается регулирование МПР, система АПГ
Информатика, вычислительная техника и управление
переходит на управление по алгоритму «Поддержание концентрации глинозема»;
• уставка по напряжению поддерживается на заданном уровне два часа, затем плавно снижается до нуля за два часа.
В результате эксплуатации выявлены следующие недостатки:
• резко возросло количество регулирований МПР, причём суммарное перемещение анодного массива превысило количество изменений МПР по первоначальному варианту;
• установка всех параметров алгоритма производится каждый раз вручную с помощью специальной формы «Временная добавка к уставке», что приводило к сбою алгоритма при ошибках в заполнении формы.
К тому же проведенный анализ данных по распределению токовой нагрузки по анодам показал, что данные варианты не позволили достичь положительного результата. Новые аноды по-прежнему полностью вступали в работу не ранее десяти часов после замены. Таким образом, для снижения времени взятия токовой нагрузки установленными анодами требуется использовать технологические решения, представленные в работе [35-38].
В связи с этим было принято решение возобновить управление заменой анодов по первоначальному отработанному варианту № 7.
По п. 2 были опробованы три варианта, общая цель которых заключается в снижении вероятности перенасыщения электролита глиноземом во время замены анодов. Для этого во всех вариантах изменяли только настройки работы АПГ.
В варианте № 1 снижен коэффициент питания в режиме «Таймер» на 30 %. Анализ работы электролизеров показал, что устранить перенасыщение электролита глиноземом во время замены анодов не удалось. В связи с этим, в варианте № 2 при нажатии кнопки «Замена анода» добавили запрет на работу АПГ в течение 15 мин. Но желаемый результат не был достигнут, поэтому длительность запрета работы АПГ увеличили до 20 минут и уменьшили с 15 до 10 минут время питания в режиме «Таймер» после второго нажатия кнопки «Замена анода». В результате перенасыщение электролита глиноземом уменьшилось незначительно, к тому же увеличилось количество волнений металла при замене анодов [17, 18, 39]. Однако уменьшенное время работы в режиме питания «Таймер» позволило быстрее произвести переход в режим «частого» питания и устранять волнение металла.
В варианте № 3 запрет на работу АПГ при нажатии кнопки «Замена анода» был убран, а коэффициент питания в режиме «Таймер» уменьшили на 40 %. В результате анализа работы электролизеров установлено, что электролит не перенасыщен глиноземом и электролизер после замены анодов не имеет технологических отклонений.
Выводы
Промышленные испытания показали, что правильно подобранные НСИ в алгоритме «Замена анода» позволяют снизить вероятность перенасыщения электролита глиноземом и возникновения технологических отклонений во время и после замены анодов.
Применение низкочастотного линейного фильтра второго порядка с корректно подобранными коэффициентами сглаживания позволяет:
• реализовать более сложные алгоритмы управления, рассчитанные на оперативную реакцию АСУТП и быстрые изменения технологического режима электролизера, такие как изменение концентрации глинозема в электролите или МГД-нестабильность;
• эффективно управлять электролизером с малой частотой анодных эффектов.
При этом необходимо помнить, что при изменении коэффициентов фильтра требуется пересматривать все пороговые значения, используемые в алгоритме «Управление концентрацией глинозема в криолит-глиноземном расплаве».
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Сысоев И.А. Управление и контроль энергорежима электролизеров для производства алюминия // Системы. Методы. Технологии. 2014. № 4. С. 99-102.
2. Турусов С.Н., Ножко С.И., Седых В.И. Сравнительная оценка датчиков измерения степени перегрева электролита в алюминиевом электролизере // Цветная металлургия. 2005. № 54. C.35-38.
3. Сысоев И.А. Опыт управления энергетическим режимом электролизеров с обожженными анодами на силу тока 300 кА // Вестник ИрГТУ. 2007. Т. 2. № 30. С. 23-26.
4. MouraoR., FemandesA. Point Feeding Alumina in Aluminum Electrolysis Cell with Lateral Current Lead // Light Metals. 1999. P. 319-334.
5. Поляков П.В. Современное состояние технологии производства алюминия и перспективы ее развития // VIII Высшие российские алюминие-
ИРКУТСКИМ государственный университет путей сообщения
вые курсы. Красноярск : Изд-во ГУЦМиЗ; Легкие металлы, 2005. С. 214
6. Лебедев В.А., Логинова И.В., Ордон С.Ф., Письмак В. Н. Новые технологии в металлургии алюминия // VIII Высшие российские алюминиевые курсы. Красноярск : Изд-во ГУЦМиЗ; Легкие металлы, 2005. С.1-3.
7. Васюнина И.П., Поляков П.В. Выход по току // VIII Высшие российские алюминиевые курсы. Красноярск: Изд-во ГУЦМиЗ; Легкие металлы, 2005. С. 1-27.
8. Grotheim К., Welch B. Aluminium Smelter Technology, 2 ed. // Aluminium-Verlag, Dusseldorf, 1988.328 p.
9. Mourao R., Fernandes A. Point Feeding Alumina in Aluminum Electrolysis Cell with Lateral Current Lead // Light Metals.1999. P. 319-334.
10. Liu Xiaoling. Measurement and Modeling of Alumina Mixing and Dissolution for Varying Electrolyte Heat and Mass Transfer Conditions / Xiaoling Liu, Jennifer M. Purdie, P.Mark, Taylor, Barry J. Welch // Light Metals. 1991. P. 289-298.
11.Промышленные испытания опытных электролизеров с обожженными анодами при повышении силы тока с 300 до 330 КА / Богданов Ю.В. и др. // Цветные металлы. № 2. 2009. С. 47-50.
12. Технологические решения по энергосбережению и снижению капиталоемкости систем газоудаления и газоочистки алюминиевых производств / В.В. Кондратьев и др. // Металлург. 2013. № 9. С. 27-30.
13. Кондратьев В.В., Шахрай С.Г. Исследования и разработка предложений по оптимизации аэродинамических параметров систем газоудаления от электролизеров Кандалакшского и Богословского алюминиевых заводов // Вестник ИрГТУ. 2011. № 6. С. 91-98.
14. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Тенигин А.Ю. Технологические решения по охране окружающей среды при производстве алюминия. Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2013. 159 с.
15.Шахрай С.Г., Кондратьев В.В., Белянин А.В. Энерго- и ресурсосбережение в производстве алюминия. Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2014. 146 с.
16. Кондратьев В.В., Николаев В.Н. Технологические решения по энергосбережению и снижению капиталоемкости систем газоудаления и газоочистки металлургических производств // Металлург. 2014. № 5. С. 96.
17. Ershov V.A., Sysoev I.A., Kondratiev V.V., Bog-danov Yu.V., Kamagantsev V.G. Controlling the Concentration of Alumina in the Electrolyte Dur-
ing the Production of Aluminum // Metallurgist.
2012. Т. 55. № 11-12. PP. 859-864.
18.Наноструктуры и алюминиевая промышленность / В.В. Кондратьев и др. // Вестник ИрГТУ. 2015. № 8 (103). С. 77-85.
19. Управление концентрацией глинозема в электролите при производстве алюминия / В.А. Ершов и др. // Металлург. №11. 2011. С. 96-101.
20. Исследование и разработка комплексной технологии утилизации твердых фторуглеродсо-держащих отходов алюминиевого производства : дис. ... канд. техн. наук / Кондратьев В.В. Иркутск, 2007. 164 с.
21. Утилизация фторсодержащих отходов алюминиевых заводов путем внедрения технологии получения низкомодульного регенерационного криолита / Соболев С.А. и др. // Экология и промышленность России. 2009. № 5. С. 38-42.
22. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В. Экологическая и экономическая эффективность переработки растворов газоочистки и фторуглеродсо-держащих отходов производства алюминия // Экология и промышленность России. 2011. № 8. С. 28-31.
23.Исследование влияния технологических факторов на температурные характеристики электролитов при производстве алюминия / И.А. Сысоев и др. // Вестник ИрГТУ. 2010. № 2. С. 193-198.
24.Наночастицы углерода в отходах производства алюминия и их модифицирующие свойства / Афанасьев А.Д. и др. // Вестник ИрГТУ. 2009. № 4. С. 13-17.
25.Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Шахрай С.Г. Сульфат натрия при производстве алюминия: проблемы и перспективы // Вестник ИрГТУ. 2011. № 8. С. 148-154.
26. Способ переработки твердых фторуглеродсо-держащих отходов электролитического производства алюминия : пат. 2429198 Ро. Федерация. № 2010110626/05 ; заявл. 19.03.10 ; опубл. 20.09.11, Бюл. 26. 8 с.
27. Извлечение наночастиц углерода из фторированного глинозема при производстве алюминия / В.А. Ершов и др. // Металлург. 2012. № 12. С.74-78.
28.Новые технологические решения по переработке отходов кремниевого и алюминиевого производств / Кондратьев В.В. и др. // Металлург.
2013. № 5. С. 92-95.
29.Кондратьев В.В., Афанасьев А.Д., Богданов Ю.В. Изучение термической регенерации фтора из угольной пены (отхода алюминиевого про-
Информатика, вычислительная техника и управление
изводства) // Цветные металлы. 2011. №7. С.36-38.
30. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В. Регенерация фтористых соединений на алюминиевых заводах // Вестник ИрГТУ. 2011. № 2 (49). С. 158-163.
31. Кондратьев В.В., Ржечицкий Э.П. Пути решения проблемы отложений в аппаратах глиноземного производства // Вестник ИрГТУ. 2011. № 5 (52). С. 120-125.
32. Охлаждение анодных газов алюминиевых электролизеров в теплообменниках нагрева глинозема / С.Г. Шахрай и др. // Металлург. 2015. № 2. С. 29-32.
33.Повышение эффективности газоулавливания в рабочей зоне электролизеров с предварительно обожженными анодами с силой тока свыше 300 КА / С.Г. Шахрай и др. // Экология и промышленность России. 2012. № 7. С. 8-11.
34. Теория и практика прикладной гидроаэромеханики в обогащении полезных ископаемых и ме-
таллургии / К.Л. Ястребов и др. Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2015. 350 с.
35. Производство алюминия и сплавов на его основе: справочник металлурга / Б.И. Зельберг и др. Иркутск : Издательство ИрГТУ. 2015. 764 с.
36.Технико-экологические и правовые аспекты производства алюминия / И.А. Сысоев и др. СПб. : Изд-во МАНЭБ, 2011. 224 с.
37. Влияние коэффициентов фильтрации на достоверность прогноза изменения напряжения алюминиевого электролизера / В.Г. Камаганцев и др. // Вестник ИрГТУ. 2010. № 5 (45). С. 184-187.
38. Исследование энергетического состояния и разработка способа управления тепловым режимом электролизеров большой единичной мощности : дис. ... канд. техн. наук / И.А. Сысоев. Иркутск, 2007.
39. Способ определения концентрации глинозема в криолит-глиноземном расплаве : пат. 2467095 Рос. Федерации. № 2011118778/02 ; заявл. 10.05.11 ; опубл. 20.11.12, Бюл. 32. 10 с.
УДК 519.6:311 Краковский Юрий Мечеславович,
д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры ИС и ЗИ, Иркутский государственный университет путей сообщения, e-mail: [email protected]
Нго Зюи До,
аспирант кафедры информатики и математического моделирования, Иркутский государственный аграрный университет имени А. А. Ежевского, e-mail: [email protected]
ЧИСЛЕННЫЕ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ КОЭФФИЦИЕНТА ОПЕРАТИВНОЙ ГОТОВНОСТИ И ПАРАМЕТРА ПОТОКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Y. M. Krakovskiy, Ngo Duy Do
NUMERICAL MODEL FOR ASSESSMENT OFTHE COEFFICIENT OF OPERATIONAL READINESS ANDTHE RECOVERY FLOW PARAMETER OF MULTI-COMPONENT EQUIPMENT
Аннотация. Предложены численные модели оценки показателей надежности многокомпонентного оборудования, когда оно рассматривается как совокупность последовательно соединенных компонент. Отказ любой из компонент приводит к отказу оборудования в целом. Восстановление отказанной компоненты приводит к восстановлению оборудования. Исследован вариант, когда время восстановления учитывается. Это позволило представить итоговый процесс как альтернирующий. Для каждой компоненты оборудования известна функция распределения времени наработки и восстановления, а также значения их числовых характеристик. Созданная моделирующая программа позволяет создавать процесс восстановления многокомпонентного оборудования, а также выборки наработок, восстановления и цикла. Эти выборки в дальнейшем обрабатывается статистическими методами и предложенными численными моделями оценки показателей надежности. Показателями надежности являются: средняя наработка; коэффициент оперативной готовности; коэффициент готовности; параметр потока восстановления; функция восстановления. В качестве вероятностных моделей времени наработки и восстановления для компонент в имитационной модели выбраны нормальное, Вейбулла, гамма и другие распределения.
Ключевые слова: наработка оборудования, коэффициент оперативной готовности, коэффициент готовности, параметр потока восстановления, функция восстановления, компьютерное и имитационное моделирование.
Abstract: The article proposes model for evaluation of reliability indices of multicomponent equipment, when it is viewed as a set of serial communication component. For equipment, overall failure results from the failure of any of the components. The recovery of a failed components leads to the restoration of equipment. To explore options for when the recovery time is taken into account. It is allowed to present the final process as the alternating process. For each piece of equipment, the distribution function of the operating time and the recovery time, as well as the values of numerical characteristics are known. A simulation model makes it possible to create a conventional recovery process of multi-component equipment, as well as sample of operating time, recovery time and cycle time. The samples are further processed by the statistical methods and the proposed model for estimation of reliability indices. The Reliability indices are: mean time; coefficient of operational readiness; the recovery flow parameter; the recovering function. As the probability
