منصة الرسائل والاطاريح: دراسة مخمّني حالة ستاتيكي و ديناميكي وتطبيقهما على أفران الحث الكهربائي

الخلاصة

تستخدم افران الحث بشكل واسع لصهر المعادن بمختلف انواعها وذلك لما تتمتع به من خواص تميزها عن غيرها من تقنيات التسخين والصهر. تستخدم معالجات الصهر (melting processors) لتسهيل عملية تشغيل الفرن والسيطرة عليه و مراقبته من قبل المستخدم و تعتبر عملية مراقبة وتحديد درجة حرارة الشحنة ذات اهمية كبيرة. تم في هذا العمل الاستفادة من امكانية استخدام طريقة تخمين الحالة (state estimation) لتحديد درجة حرارة الشحنة لفرن البودقة الحثي (crucible induction furnace) ذو سعة نصف طن بالاعتماد على ما متوفر من قراءات من النظام. مثِلت عملية الصهر باستخدام برنامج حاسوبي، وتم عمل نموذج رياضي لحالة التخمين المستقر (steady state estimation) بالاعتماد على قياس درجة حرارة بطانة الفرن (العازل) في اربعة مواقع بشكل نظري. وباستخدام هذا النموذج تم اعتماد مخمن ستاتيكي بفائض قياسات (measurement redundancy) مقداره 3.33 باستخدام طريقة مربعات الفروقات الموزونة (WLS) وتم اختباره في حالات ضوضاء عشوائية، واظهرت النتائج انه يعمل بشكل جيد حتى في حالة وجود قراءات خاطئة بفعل قصور أو فشل بعض اجهزة القياس حيث تم اختبار قدرة المخمن على التعامل مع وجود ثلاث قراءات خاطئة أي حوالي ثلث عدد القراءات و برغم ذلك فان درجة حرارة الشحنة تم تخمينها بشكل جيد و بنسبة خطأ قليلة جدا. كما تم اعتماد طريقة اخرى لتخمين درجة حرارة الشحنة باستخدام طريقة المخمن المتكيف متعدد النموذج (MMAE) كمخمن ديناميكي بالاعتماد على مرشحات كالمن (Kalman filters) وعلى قياس درجة حرارة موقع واحد (بدلا من اربعة) داخل بطانة الفرن. اظهرت النتائج ايضا جودة المخمن و تخمينه درجة حرارة الشحنة بدقة عالية.