铝电解槽氧化铝浓度递归软测量的双时间尺度三状态输出监管方法

《Processes》：Process-Shift-Aware Three-State Output Supervision for Recursive Alumina-Concentration Soft Sensing in Aluminium Electrolysis

　　电解液中氧化铝浓度的连续测量在铝电解槽中无法实现。递归软测量通过在线过程变量来估计该浓度；然而，工况偏移以及先前估计值的回写可能会在下一个实验室浓度测量结果可用之前改变后续预测的输入。本研究针对来自一台 400 kA 铝电解槽的一个已发表 730 样本序列，开发了一种双时间尺度三状态输出监管器，在线输入包括工作电流、槽电压、电解液液位、铝液位和电解液温度。与报告过程或模型变化的监控方法不同，该监管器为每个递归估计分配一个使用状态。过程变量偏差、相邻预测变化、预测-校正差异以及过程偏差的累积和（CUSUM）通过状态规则组合，用于确定告警和不可用状态转换。观测到的后期区间（第 601–730 样本）通过连续递归重放进行评估，而独立的渐变测试则根据观测到的变量范围合成构建。该监管器平均在第 6.2 和 19.0 个样本后分别进入告警和不可用状态。在相同的预测可用性下，与随机阻断相比，它在可用预测中将超出允许范围的比率降低了 15.81 个百分点，并将故障阻断率（定义为被分配为不可用的所有超出允许范围预测的占比）提高了 15.59 个百分点。该方法为递归估计分配正常、告警和不可用三种使用状态，以支持基准测量请求和输出管理。