Разработка алгоритмов многоуровневого управления однотипным производством

• Автор: Куликов, Денис Олегович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МНОГОУРОВНЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

1.1. Анализ процесса производства алюминия на нижнем корпусном уровне.

1.2. Технологическое управление производством на уровне цеха.

1.3. Способы моделирования процесса управления в иерархической системе

1.4. Выводы

2. РАЗРАБОТКА ТОПОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИЕРАРХИЧЕСКОГО СПОСОБА УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ.

2.1. Топологический метод синтеза сложных систем.

4 2.2. Разработка модели корпусного уровня управления

2.3. Разработка модели цехового уровня управления

2.4. Выводы
3. МЕТОДИКА СИНТЕЗА МОДЕЛЕЙ МНОГОУРОВНЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Разработка математической модели нижнего уровня.
3.2. Разработка модели управления цехом
3.3. Обоснование метода оптимизации управления.
3.4. Выводы
4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Оптимизация управления корпусом.
4.2. Оптимизация управления цехом.
4.3. Разработка структуры многоуровневого управления
4.4. Рекомендации по внедрению системы
4.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


При разложении глинозема на катоде выделяется алюминий, который в расплавленном состоянии собирается на дне ванны. На анодах выделяется кислород, который, взаимодействуя с углеродом, образует газы СО и С. По мере сгорания анодов их постепенно спускают вниз. На боковых стенках ванны образуется гарниссаж из твердого электролита, предохраняющий футеровку от разрушения. На поверхности электролита образуется твердая корка. Глинозем, предназначенный для загрузки в электролит, засыпается на поверхность твердой корки. Здесь он подсушивается и подогревается. По мере расходования глинозема в электролите корку пробивают и в ванну вводят глинозем так, чтобы поддерживать в электролите постоянную концентрацию глинозема. Состав криолита в процессе электролиза и его характеристики имеют чрезвычайно важное значение. Важной характеристикой электролита является криолитовое отношение (КО), которое представляет собой молярное отношение ЫаР к А1Р3. Для чистого криолита оно равно 3. На практике в промышленных алюминиевых ваннах применяются кислые электролиты с КО в пределах 2,6—2,8. В электролите алюминиевых ванн присутствует СаР2 (3—5%, иногда до %), который образуется в самом расплаве, а также добавляется. СаР2 снижает температуру плавления электролита, что положительно влияет на процесс электролиза. В электролит добавляется также MgF2, который в большей степени, чем СаР2, снижает температуру плавления электролита и понижает его удельный вес. Содержание М^2 в электролите поддерживается в пределах 4—6% так,-чтобы сумма СаР2 + К^Р2была не выше %. Рис. На практике содержание А0з в электролите не превышает 8%. В значительной степени выбор криолитового отношения и доля глинозема в электролите вытекает из диаграммы состояния криолит—глинозем (рис. Важной характеристикой электролита является его удельный вес. Плотность электролита должна быть меньше плотности алюминия, чтобы алюминий находился на дне. Всплывание алюминия недопустимо, так как это приведет к его сгоранию на аноде. При температуре плавления плотность жидкого алюминия равна 2,2 г/см3, а при температуре ° С равна 2,9 г/см3. Добавки ЫаР, А1Рз приводят к уменьшению, а СаР2 и МёР2 к увеличению плотности электролита. Плотность промышленного электролита, содержащего 5% А0з, 4 — 6% СаРа с КО = 2,7—2,4, равна 2,0—2,0 г/см3 при ° С, т. При прохождении электрического тока через электролит выделяется тепло, необходимое для поддержания нужной температуры. В связи с этим электропроводность электролита имеет важное значение. Электропроводность электролита зависит от содержания в нем глинозема, а также примесей. Удельное сопротивление электролита работающих ванн составляет 0,5 — 0, ом*см. В процессе электролиза глинозем и криолит диссоциируют на ионы. Большую роль в разработке механизма электролиза сыграли советские ученые [1, 9, , ]. П. П. Федотьев разработал теорию переноса тока в алюминиевой ванне в — гг. В. П. Машовец, Г. А. Абрамов, А. И. Беляев, В. М. Гуськов, В. А. Пазухин и другие внесли уточнения в механизм процессов и развили теорию электролиза криолит-глиноземных расплавов. В переносе тока будут участвовать все ионы, присутствующие в электролите, причем доля в переносе тока зависит от концентрации и подвижности ионов. Разряжаться на электродах будут только те ионы, которые имеют определенный электродный потенциал. О который будет окислять углерод анода до СО и С. Разряд других ионов на электродах возможен только при нарушении нормального течения процесса. Таким образом, при нормальной работе ванны в процессе электролиза расходуется глинозем, растворенный в электролите, с получением металлического алюминия. Добавление избытка А1Р3, а также СаБз и М§Б2 приводит только к появлению дополнительных ионов, не меняя характера электролиза. Напряжение на ванне обычно находится в пределах 4,2—4,5 В. При снижении содержания глинозема примерно до 1 % возникает так называемый анодный эффект, внешне проявляющийся резким увеличением напряжения до — В и возникновением искровых разрядов на границе между анодом и электролитом.