200848. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és rendszer körfolyamaton alapuló bauxitfeldolgozó folyamatok irányítására
HU 200848 A vizsgáltuk a timföldgyártási körfolyamat irányítástechnikai helyzetét. Ennek során arra a felismerésre jutottunk, hogy a kitűzött célt elérhetjük, ha feloldjuk a kvázistadoner körfolyamat, illetve a dinamikus jellegű részfolyamatok irányításának összekapcsolása során jelentkező ellentmondást. E felismerés alapján körfolyamaton alapuló bauxitfeldolgozó folyamatok irányítását, amelynek során szimuládós modell és optimalizálási eljárás felhasználásával a timföldgyári körfolyamat optimális állapotát jellemző munkapontot reprezentáló első jelcsoportot állítunk elő, a technológiai rendszerből vett jellemzőkből második jelcsoportot képezünk, az első és második jelcsoport felhasználásával alapjeleket generálunk, és a kapott alapjeleket szabályozó egységen keresztül a technológiai folyamatba visszük, a találmány szerint oly módon végezzük, hogy az első jelcsoportba a szimulációs modell érzékenységvizsgálatával meghatározott számú jelet viszünk be, a második jelcsoportot a technológiai rendszerből vett dinamikus állapotjellemzők kvázistadoner jelekké való transzformálásával képezzük, és az alapjeleket úgy generáljuk, hogy a második jelcsoport egyes elemeinek átlagát az első jelcsoport érvényességi időintervallumán belül az első jelcsoport megfelelő elemeinek értékére hozzuk. A találmány szerinti eljárás egyes elemei (lépései) két irányítási hierarchia szintre bonthatók. A felső szinten az első jclcsoport technológiai paramétereinek kiválasztása végett előzetesen az adott technológiát leíró matematikai modellt, vagyis a szimulációs modellt a célfüggvénnyel összekapcsolva érzékenységi vizsgálatnak vetjük alá, és megvizsgáljuk, hogy melyek azok a technológiai paraméterek, amelyek értékének megváltoztatására a célfüggvény értéke a legmeredekebben változik. Az így kiválasztott technológiai paraméterekkel állítjuk elő az első jelcsoportot mindaddig, amíg az adott technológiában vagy az ahhoz tartozó gépi berendezésekben alapvető változás nem következik be. Az eljárás foganatosítása közben a felső szinten megvizsgáljuk a timföldgyári körfolyamati rendszer állapotát és környezetét abból a szempontból, hogy szükséges-e a rendszer számára új optimális munkapontot generálni. Amennyiben a rendszer, illetve a környezet állapotának változása ezt indokolja, akkor a következőképpen járunk el. A szimuládós modell felhasználásával körfolyamati szimuládót végzünk. A szimuláció során a technológiai rendszer adott munkapontját reprezentáló jeleket állítunk elő. A célfüggvény generátor felhasználásával és az előbbiek szerint kiválasztott technológiai paraméterek értékeinek változtatásával előállítjuk a szimulált munkapont célfüggvény értékét. Az optimalizáló egység felhasználásával meghatározott módon módosítjuk a szimulációs modell bemenetéhez kapcsolt irányítási változók jeleit és ismételt szimulációt, majd célfüggvény érték képzést végzünk. A célfüggvény értékének változása alapján addig végezzük az optimalizáló egységgel a szimulációs modell bemenetének célszerű változtatását, amíg a célfüggvény értéke az optimumot el nem éri. A célfüggvény optimumhoz tartozó munkapont 3 az optimális munkapont. Az optimális munkapont előállítását eredményező irányítási változókat reprezentáló jelek az optimalizáló egység kimenetén megjelenve alkotják az ún. „első jelcsoportot. Az eljárás alsó szintjén az első jelcsoport által determinált optimális munkapont realizálását végezzük el. Ennek során az alábbiak szerint járunk el. Alkalmas mérőrendszerrel megmérjük a technológiai rendszer irányítási szempontból lényeges paramétereit. Mivel a paramétereket tükröző jelek dinamikusak, transzformálni kell őket a stadoner első jelcsoporttal való összehasonlítás érdekében. A transzformáció egy lehetséges formája: tj Vjj= 1/tj-to l Vj(t) dt ahol t = idő ° vj(t) = az irányított jellemző értéke a „t időpontban, i= az irányított jellemző sorszáma, v,j = az irányított jellemző átlagértéke a to és a tj időpontok által határolt időintervallumban. A transzformáció során a körfolyamatra jellemző dinamikus jelekből kvázistadoner jeleket kapunk, az ún. „második jelcsoportot. Ennek elrendezése megfelel az első jelcsoporténak, de jelentése különböző. Míg az első jelcsopoft az irányítási változók optimális értékeit reprezentálja, addig a második jelcsoport az ugyanezen irányítási változók körfolyamati realizálása során az adott körfolyamati jellemzők mért értékeiből transzformádóval nyert állapotjellemzőit. Azaz az első jelcsoport célkitűzés, a második jelcsoport realizált állapot jellegű, és kölcsönösen alkalmasak az összehasonlításra. Az eljárás következő lépésében az irányítási alapjeleket generáljuk. Az irányítási alapjeleit az optimális munkapont generálásából származó első jelcsoportból és a rendszer mért állapotjellemzőinek transzformálásából nyert második jelcsoportból az alábbi összefüggés alapján állítjuk elő: ajj+i = uí + fi(ui-vjj) ahol: ay+i = alapjel értéke az i-edik irányított jellemző számára a j időponttól, Uj - körfolyamati szintű előírás az i-edik irányított jellemző számára, f= alapjel módosítás függvénykapcsolatának szimbóluma az adott alapjel esetében, amely figyelembe veszi az i-edik irányított jellemző beállási idejét. Az i = 1,2... sz. alapjelet az alapjelgenerálás után a szabályozók bemenetére vezetjük. Egy lehetséges megoldás, ha a technológiai folyamatból mintavételezéssel nyert irányítási jellemzőknek az illető szabályzott szakasz beállási idejéhez illeszkedő időalapon vett integrál átlagát képezzük és ezt az átlagot hasonlítjuk össze az első jelcsoport megfelelő elemével. Az integrál átlag képzése, vagyis az érvényességi időintervallum az új előírás-rendszer érvénybe lépésével kezdődik és a vizsgált időpontig tart. Az alapjel generálás során szakaszosan képe4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
