Методы синтеза систем автоматизированного управления технологическими процессами производства и переработки синтетических каучуков в нештатных ситуациях

Методы синтеза систем автоматизированного управления технологическими процессами производства и переработки синтетических каучуков в нештатных ситуациях

Автор: Чепелев, Станислав Аркадьевич

Автор: Чепелев, Станислав Аркадьевич

Шифр специальности: 05.13.06

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2003

Место защиты: Воронеж

Количество страниц: 366 с. ил.

Артикул: 2636063

Стоимость: 250 руб.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ОБЪЕКТОВ УПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ В УСЛОВИЯХ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ.
1.1 Основные положения теории систем применительно к ХТС.
1.2 Проблемы управления ХТС в экстремальных условиях.
1.3 Задача принятия решений и оптимизации в ХТС
1.4 Системный подход к математическому моделированию нестационарных ХТС
1.5 Имитационное моделирование сложных ХТС.
1.6 Определение категории система через противоречия ХТС.
1.7 Системный анализ БСАБА систем для формирования инструментальных средств синтеза управления ХТС.
Выводы.
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМНОЙ МОДЕЛИ СИНТЕЗА УПРАВЛЕНИЯ ХТС В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СИТУАЦИЯХ
2.1 Формализация притязаний как одной из категорий отношения противоречий подсистем ХТС
2.2 Управление объектами ХТС в зоне критических ограничений
2.3 Приоритет аварийных и чрезвычайных задач управления ХТС
2.4 Идентификация и адаптации моделей объектов ХТС.
2.5 Использование новых информационных технологий управления в задачах принятия решений нестационарных ХТС
2.6 Адаптация методов представления данных и знаний к условиям экстремального функционирования информационного обеспечения ХТС .
2.7 Системная модель синтеза управления технологическими процессами получения и использования синтетических каучуков
ГЛАВА 3 ФОРМИРОВАНИЕ МЕТОДОВ СИНТЕЗА И СРЕДСТВ РЕАЛИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ХТС В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СИТУАЦИЯХ .
3.1 Состав и формализация методов принятия решений
3.2 Задача принятия решений по количественным отношениям параметров в условиях притязаний
3.3 Противоречия многокритериальных задач оптимизации ХТС
3.4 Методы принятия решений на качественных шкалах множества альтернативных состояний ХТС.
3.5 Ситуационный выбор решений задач с нечеткой целью
3.6 Комбинированные методы альтернативного выбора
3.6.1 Структурная модель организации альтернативного выбора
3.6.2 Организация функционального ядра алгоритмического обеспечения комбинированного выбора.
3.7 Организация диалогового общения ЛПР с управляющей ЭВМ.
3.8 Дискретный многоразрядный клапан в составе технических средств быстрого реагирования потенциально опасными ХТС.
ГЛАВА 4 СИНТЕЗ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДЕГИДРИРОВАНИЯ НБУТИЛЕНОВ ПО АЛЬТЕРНАТИВНЫМ МОДЕЛЯМ.
4.1 Технология процесса дегидрирования нбутиленов
4.2 Возмущающие воздействия.
4.3 Оценка эффективности существующей системы управления
4.4 Математическое моделирование процесса дегидрирования нбутиленов на катализаторе КУ.
4.4.1 Основные физикохимические процессы дегидрирования
4.4.2 Обобщенная математическая модель процесса.
4.4.3 Математическая модель для расчета оптимальной длительности цикла контактирования
4.4.4 Математическая модель для оптимизации конверсии сырья.
4.4.5 Алгоритмы идентификации математических моделей
4.4.7 Идентификация модели, используемой для определения оптимальной длительности цикла контактирования.
4.4.8 Идентификация обобщенной модели.
4.4.9. Оценка адекватности математических моделей.
4.5 Оптимизация процесса дегидрирования ибутиленов.
4.5.1 Анализ оценок эффективности процесса дегидрирования и выбор критерия оптимальности.
4.5.2 Постановка задачи синтеза оптимального управления процессом дегидрирования нбутиленов.
4.5.3 Алгоритм оптимального управления конверсией сырья
4.5.4 Оптимизация длительности цикла контактирования
4.5.5 Оптимизация температурной траектории в цикле контактирования
4.5.6 Синтез управления в ситуации с неопределенностью цели, вызванной иерархической структурой АСУ ТП
4.5.7 Синтез управления в условиях притязаний параллельных подсистем управления.
4.5.8 Синтез управления в подсистеме регенерации катализатора.
4.5.9 Подсистема автоматической обработки хроматографической информации на управляющей вычислительной машине
4.6 Синтез управления класса аварийных ситуаций в зоне критических температур
ГЛАВА 5 СИНТЕЗ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЕЙ БУТИЛКАУЧУКА
5.1 Технология процесса полимеризации.
5.2 Математическая модель реактора процесса синтеза бутил каучука в растворе изопентана.
5.3 Алгоритм идентификации модели вязкости по Муни
5.3.1 Автономный режим алгоритма идентификации для класса ситуаций с неопределенностью.
5.3.2 Автоматический режим алгоритма идентификации для класса оптимизационных задач
5.4 Синтез управления узлом приготовления шихты
5.5 Синтез управления нестационарным процессом полимеризации.
5.6 Алгоритм пуска реакторной установки.
5.7 Отключение реактора в штатной ситуации
5.8 Управление процессом в аварийной и чрезвычайной ситуациях.
5.9 Особенность применения операционной системы для работы АСУ ТП в различных ситуациях.
ГЛАВА 6 СИНТЕЗ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ
6.1 Функции центральной системы
6.2 Функции оперативного управления.
6.3 Функции обработки чрезвычайных ситуаций.
6.4 Построение моделей технологического оборудования в системе управления линией смешения
6.5 Подсистемы управления линиями смешения
6.6 Управление смесителем
6.7 Система слежения
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Результаты внедрения основных исследований диссертации
Приложение 2. Формы представления информации в АСУ ТП синтеза бутил каучука
Приложение 3. Формы представления информации в АСУ 7ТТ приготовления резиновых смесей.
Приложение 4. Блок схема алгоритма управления синтезом бутилкаучука.
Приложение 5. Листинги программ моделирования и управления качеством бутилкаучука.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1С4Н8 один нормальный бутилен
2цисС4Н8 два цис нормальный бутилен 2трансС4Н8 два транс нормальный бутилен
нС4Н8 и изоС4Н8 нормальный бутилен и изобутилен А исходное сырье В целевой продукт С побочные продукты
Я скорость прямой реакции дегидрирования, час
Я2 скорость побочной реакции дегидрирования, час
X конверсия нбутиленов
У выход дивинила
Ъ выход побочных продуктов
Я молярное разбавление паром, мольмоль
Опар нагрузка по пару на реактор, кгчас
нагрузка по сырью на реактор, кгчас
МС4Н8 молекулярный вес нбутиленов
МС4Н8 молекулярный вес воды
Кр константа равновесия
Е энергия активации прямой реакции, джмоль
Е2 энергия активации побочной реакции, джмоль
Я1 ,4 дж
Т температура, К
Я 8, универсальная газовая постоянная, джмоль К 1,7 константа
Коь Ког предэкспоненциальные множители, час1 Ъ время константа, час Ук объем катализатора, м3 Б нормированная удельная поверхность
и нагрузка по сырью
П выход дивинила на пропущенное сырье, доли единицы Р выход дивинила на разложенное сырье, доли единицы Ъ выход побочных продуктов Вэ эффективный коэффициент диффузии, м3час иг линейная скорость потока, мчас I астрономическое время, час 1 0, Ь переменная длина реактора, м координата диффузионного потока, м Ь высота слоя катализатора, м 1 е 0, Ь нормированная длина реактора, мм 8 толщина ламинарного подслоя, м р коэффициент диффузионного торможения, м3м2 час Сп и Ст концентрация нбутиленов в потоке и транспортных порах, мольм
объемная удельная поверхность массообмена, м2м3 Р площадь массообмена, м
Рп площадь газового потока, проходящего через сечение реактора, м2 хп, хт конверсия нбутиленов в потоке и транспортных порах
Я степень разбавления сырья водяным паром, мольмоль Уп и ут конверсия дивинила в потоке и транспортных порах 8Т и Бп нормированная весовая удельная поверхность транспортных пор катализатора
рт и р х нормированный объем транспортных и реакционных пор катализатора
Коз константа, час
Кс4нб и Кс4п8 концентрация дивинила и нбутиленов в сырье а, в адсорбционные коэффициенты
и приведенная линейная и объемная скорость потока, час
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Сейчас нет реальных причин, сдерживающих развитие автоматизированных систем, способных решать широкий круг нештатных задач, а возрастающий интерес к ним основан на практическом опыте применения новых информационных технологий ИТ. По данным, приведенным в , , работа с новыми ИТ дала одной только фирме i Япония реализованной продукции на 1 миллиард долларов в течение года 9. Прикладные исследования в этой области, успешно развиваемые в Западной Европе, США, Китае и других странах,направлены на использование новых информационных технологий 8, 9. Тенденция создания алгоритмического обеспечения систем управления, способных эффективно работать в экстремальных ситуациях, направлена на практическое приложение методов ситуационного управления в сочетании с классическими методами синтеза 2. Конечной целью любой системы управления является перевод объекта управления в заданную область параметров состояний. В этом смысле задача принятия решений ЗПР в традиционных системах управления , , 7, 2, 4, 4, 5 достаточно хорошо структурирована и классифицирована с точки зрения применяемого математического аппарата. В работе 2 приводится унифицированная структурная модель причинноследственных связей элементов ЗПР, которая определяет основные формализуемые элементы ЗПР X множество информационных переменных А множество шкал измерения количественных, порядковых и др. М модель объекта, в виде отображения М X алгоритмические модели или система решающих правил. X, , , , 1. А количественный или качественный соответственно ЗПР использующие аппарат математического программирования или теорию качественного выбора. Приведенные признаки классов ЗПР применительно к объектам управления ХТС обладают достаточной полнотой, необходимой для решения задач в штатных ситуациях классических задач управления с использованием строгих математических методов моделирования объектов управления и оптимизации 3, 6, 2. Анализ общих положений моделирования и оптимального управления, освещенных в работах , , , 3, 8, 7 применительно к АСУ П и АСУ ТП , , 1, 6, 2, а также проблем параметрического регулирования решаемых в работах , , , 0, 8, 0, 9, 4, 5, показывает наличие принципиальных различий в подходах к синтезу штатного и экстремального управления. Алгоритмы адаптации на фоне развитой теории линейных систем управления, обеспечившие решение широкого спектра задач функционирования АСУ ТП, мало эффективны в условиях обострения противоречий между подсистемами иерархической структуры управления ХТС. Перспектива этого направления заключается в более широком взаимодействии человека и ЭВМ с использованием выразительных семантических средств интерфейса 5,, , ,, 9. Подводя итог анализу методов решения классических задач управления, необходимо отметить, что эти задачи успешно реализуются в штатных режимах, однако рассмотренные методы требуют развития для обеспечения решения всех проблем управления, обусловленных особенностями потенциально опасных ХТС и динамикой возмущающих воздействий среды обитания в условиях экстремальных ситуаций. По типу методов информационных технологий управления ИТУ, исследованных в работе 7 для классификации правил выбора на качественном порядке X, могут быть выделены классические пк и новые правила п. По типу сведений б в состояниях д, можно выделить правила лх на основе заданных желаемых состояний оптимизационные правила правила на основе предпочтений ЛПР П и ситуационные правила Яс По степени автоматизации выбора можно выделить правила на основе формализованных сведений, хранящихся в базе знаний БЗ, и правила на основе диалога ЛПР ЭВМ. У бьяО. Выбор может осуществляться по двум типам отношений строгого и не строгого предпочтения. Отношение строгого предпочтения в силу своей семантики должно отвечать свойствам антирефлексивности и асимметричности. Отношение нестрогого предпочтения должно быть рефлексивно и полно. Отношения Ь определяются структурой диалога и могут задаваться в системе ИТУ в виде высказываний эксперта, занесенных в БЗ. В подклассе Ук с У множество механизмов критериального выбора альтернативных состояний X отображается на числовые оси евклидова пространства 9.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.223, запросов: 244