200848. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és rendszer körfolyamaton alapuló bauxitfeldolgozó folyamatok irányítására
HU 200848 A A találmány tárgya számítógéppel segített eljárás és rendszer bauxitfeldolgozó folyamatok irányítására. Az eljárás és a rendszer alkalmazható minden olyan timföldgyártási eljárásra, amely körfolyamaton alapul, így például a Bayer-rendszerfi timföldgyártásra, a pirogén timföldgyártási eljárásra és a kombinált timföldgyártási technológiákra. Ezen eljárások esetében a baunt AI2O3 tartalmának kinyeréséhez —fizikai és/vagy kémiai előkészítő műveletek után—olyan alkalmas feltáró lúgot vagy kilúgozó szert használnak, amelyből a későbbi műveletek során a timföldhidrát kinyerhető és a lúg ismételten bauxit feltárására vagy a zsugorítmány kilúgozására alkalmas állapotba hozható. A timföldgyártás technológiai szempontból bonyolult, sok recirkuládót tartalmazó körfolyamat, amelyre jellemző, hogy nagyszámú műveleti egységből áll, sok beavatkozási lehetőséggel. A mérési információk száma nagy, az információk hibával terheltek. Egy-egy beavatkozás a körfolyamat egészére hatást gyakorolhat, a beavatkozások hatásának nagy biztonsággal történő „becslése a hagyományos üzemirányítás eszközeivel gyakorlatilag megoldhatatlan. A timföldiparban ezért régi törekvés az irányítási tevékenység korszerűsítése számítógépek felhasználásával. Az első számítógépes irányítási rendszer P. Browne „Bayer plant digester charging control by computer using on-line ratio sensors című előadásából ismeretes (ICSOB A 3. congrès, Nice, 1973,523-528. old). Ez a feltárás utáni mólviszony szabályozására létrehozott rendszer. Ennek hátránya, hogy csupán egy részfolyamat irányítására és elemzésére ad lehetőséget. A zagybeállítás pontosságának növelésére a HU 170.759. sz. szabadalmi leírásban ismertetett eljárás tartalmaz megoldást, mely szerint a lúg és barnát elemzések alapján egy analóg elemekből felépülő számoló egység számítja ki és állítja be a bauxit-lúg arányszabályozás alapjelét E megoldásnak szintén az a hátránya, hogy csak a körfolyamat egy részét képes optimális körülmények között működtetni A lúg- és zagybeállítás pontosságának növelésére szolgál a HU 181.190. sz. szabadalmi leírás szerinti eljárás is. Ennél az eljárásnál és a hozzá tartozó kapcsolási rendszernél egy mikroszámítógép a feltáró lúg hőmérsékletét és vezetőképességét reprezentáló jelek alapján kiszámítja a lúg koncentrációját, és ennek megfelelően keveri össze a feltárólúg előállítására szolgáló lúgkomponenseket. A zagybeállítást — lúg és bauxit összekeverését — pedig kétlépcsős, visszacsatolt szabályozási kör segítségével irányítja, ahol az egyes szabályozási lépcsőkben a feltárás utáni mólviszonyból, illetve a beállított zagyra jellemző fizikai vagy kémiai paraméterekből képezi a vezető jelet. Mint az előbbi megoldások, úgy ez is csupán egy részfolyamat irányítására alkalmas. A HU 182.621. sz. szabadalmi leírásban ismertetett eljárással és mérési elrendezéssel a vörösiszap ülepítés és mosás automatizálásához számítógépes vezérlésű mérőrendszer segítségével információt lehet szerezni a mozgó keverőelemet, valamint folyadék és szilárd fázist tartalmazó ülepítő és mosó készülékekből. A berendezés a szilárd fázis 1 térbelfés időbeli változásai alapján képes beavatkozójelet vagy alapjelet adni a zagyelvétel szabályozására. Ez az eljárás is csupán egy részfolyamat szabályozására alkalmas. Az eddig felsorolt megoldások a timföldgyári technológiai rendszer egyes irányítási problémáinak megoldására alkalmasak. Nem adnak azonban megoldást az egyes elkülönült szabályozókörök működtetése üzemrész szintű, illetve körfolyamat szintű összehangolásának automatizálására. A HU 173.029. sz. szabadalmi leírás olyan körfolyamai modellt ismertet, amely néhány anyagmérleg, hatásfok és nagyszámú tapasztalati úton nyert összefüggés alapján mérési adatokból képes kiszámítani a timföldgyártási körfolyamat egy adott állapotát jellemző fajlagos értékeket. E megoldás szerint a gyártás technológiai mutatóihoz gazdasági mutatót lehet rendelni s ez közvetve elősegíti a körfolyamat gazdaságos üzemeltetését. A rendszer erénye, hogy az egész körfolyamat, azaz az üzemrészek közötti kapcsolatok problémájára irányítja a figyelmet, továbbá a hagyományos analóg irányítási rendszerhez kapcsolódó fokozatos megvalósítást tesz lehetővé. Fő hátránya viszont az, hogy az alapjeleket képző számítógép és a szabályozó egység közvetlenül össze van kötve, és a rendszer működtetése során a körfolyamat irányítását szolgáló alapjeleket a számítógép közvetlenül képezi egy olyan módon egyszerűsített statikus modell segítségével amely a bonyolult, dinamikus folyamat közvetlen irányítására nem alkalmazható. Ezt az ellentmondást a rendszer működtetése során úgy próbálják kiküszöbölni hogy a számítógép óránkénti nagyságrendű gyakorisággal generál optimális munkapont elérését célzó alapjeleket. Ez a körülmény újabb ellentmondást okoz, nevezetesen azt, hogy az alapjelek gyakori változtatása nem teszi lehetővé a körfolyamat nagy holtidejfi és/vagy nagy időállandójú (esetenként mintegy 100 óra) paraméterei számára a stacioner állapot elérését. Ennek folytán a rendszer a működése során előbb változtatja meg a célkitűzést reprezentáló alapjeleket, mint ahogy a körfolyamat elérné a kívánt állapotot. A rendszer hátránya még, hogy valamennyi mérési adat egy központi számítógépbe fut be, így a rendszer megbízhatósága romlik, és jelentős a kábelezési többletköltség is. A találmány célja, hogy a fenti hátrányok kiküszöbölésével olyan eljárást és rendszert biztosítson körfolyamaton alapuló bauxitfeldolgozó folyamatok számítógépes irányítására, amely lehetővé teszi hogy a változó gazdasági környezet hatásait figyelembe véve a körfolyamat műszaki paramétereit optimálisan irányítsuk. A találmány feladata olyan eljárás és rendszer kidolgozása, amely lehetővé teszi, hogy műszaki és gazdasági adatokkal meghatározott feltételek mellett a technológiai rendszer állapotát jellemző paramétereket (a technológia rendszer munkapontját) adott célnak megfelelően, optimálisan írjuk elő, és az így meghatározott munkapontot a technológiai rendszerben realizáljuk, miközben figyelembe vesszük a körfolyamat dinamikus viselkedését. A kitűzött cél elérése érdekében alaposan meg2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
