Metode de analiză de producție de control și de optimizare în industria cimentului

In industria cimentului,pentru obtinerea clincherului Portland, se folosesc cu precatere instalatii pe baza procedeului uscat, desi au aparut si alternative neconvetionale cum ar fi: arderea in camp fluidizat si in camp de microunde. De-a lungul timpului parametrii tehnologici au cunoscut imbunatatirii constante, odata cu dezvoltarea stiintifica datorita careia s-a putut aduce aduce modificari de natura constructive-functionala. Astfel se poate constata si o scadere a consumului specific de caldura pentru obtinerea clincherlui, daca in jurul anului 1960 acesta era in jurul valorii de 3700 kj/kg in anul 2000 s-a ajuns la o valoare de 2500 kj/kg. Dar cresterea performantelor este limitata de nivelul investitiilor, care prin costurile lor nu trebuie sa influenteze negative pretul cimentului. Atingerea unui nivel performant pentru instalatiile din industria de profil se poate face cel mai bine prin proiectarea optimal a instalatiilor si printr-un control eficient al procesului tehnologic. O modalitate de rezolvare a acestor cerinte este modelarea matematica, care trebuie sa sprijine si sa sustina investigatia experimentala, uneori chiar sa o inlocuiasca, astfel rezultatele obtinute trebuiesc sa fie diminuarea costurilor specifice de materii prime si de energie concomitant cu asigurarea unei calitati dorite a cimentului.

Instalatiile de clincherizare si de macinare in industria cimentului reprezinta instalatii, sau sisteme, complexe, caracterizate printr-un numar mare de parametrii de proces aflati in interdependent, care pot fi modelate matematic sub diferite aspecte, in scopul acoperirii cerintelor de natura economica, tehnologica si/ sau de mediu. Utilizarea metodelor moderne de predictie , optimizare si control de process este impusa de dificultatea modelarii deterministe precise a acestor instalatii. Totodata un factor deosebit de important pentru cresterea performantei in modelarea diferitelor sisteme complexe este si permeabilizarea granitelor dintre diferite ramuri ale stiintei.

Instalatiile complexe ca “sisteme”

Procesele industriale complexe, precum cele de macinare si clincherizare, sunt alcatuite din multimi de subprocese simple, corelate logic in cadrul fluxului de fabricatie a cimentului. Desi fiecare dintre aceste subprocese poate fi descries matematic cu o acuratete ridicata, modelarea exacta a intregului ansamblu considerat impune corelarea tuturor subproceselor componente pe un suport sistematic adecvat. Termenul de sistem vine din grecescul “sistema” care inseamna ansamblu, reunire de elemente. O contributie importanta la imbogatirea semantica a conceptului de sistem a avut-o si introducerea notiunii de structura. Odata cu abstractizarea si generalizarea termenului de “structura “ se pun in evidenta si elementele de legatura, interactiune, carora la creste importanta concomitant cu cea a elementelor din care este alcatuita structura. Structura a ajuns sa fie privita ca un mod de organizare , relative stabil, al unui ansamblu de elemente interconectate dinamic pe baza relatiilor functionale existente intre acestea si a restrictiilor de compatibilitate. Ceea ce ne face sa privim un sistem ca pe o structura unica si complexa, formata din mai multe elemente aflate in interactiune.

Oricarui sistem ii corespunde si ii este caracteristica o organizare. Organizarea este posibila prin realizarea unor relatii intre elementele constructive care sunt compatibile. Sistemul implica existenta unor relatii integrative intre elementele componente sau intre insusirile lor, relatii care conduc la aparitia unor proprietati noi la nivelul ansamblului, diferite fata de cele ale partilor componente. Un sistem se individualizeaza de mediu ambiant prin realizarea unor functii sau a unui grup de functii specifice, legaturile dintre elemntele componente fiind mai puternice si mai stabile de cat cele realizate de acestea cu mediu. Astfel orice obiect sau fenomen considerat pe plan material, energetic sau informational poate fi considerat ca un sistem si caracterizat printr-o anumita structura. Orice sistem se dovedeste a fi o mutime de subsisteme, astfel in practica orice aparat, echpament sau instalatie tehnologica se poate considera ca fiind un sistem, cu toate caracteristicile pe care acesta le are.