Разработка и исследование информационно-измерительной системы для управления процессом абсорбции

• Автор: Болдырев, Илья Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Анализ информационно-измерительных и управляющих систем процессом абсорбции

1.1 Анализ особенностей процесса жидкостной абсорбции газов

1.2 Анализ систем управления процессами абсорбции

1.3 Анализ метрологических характеристик измерительных систем, применяемых при управлении технологическими процессами
1.4 Анализ методов количественной оценки динамических погрешностей измерительных систем

1.5 Выводы и постановка задач исследования

2. Математическое описание элементов измерительной системы

2.1 Модели измерительной информации

2.2 Модель измерительной системы для управления процессом абсорбции
2.3 Исследование погрешности линеаризации измерительной системы
2.4 Математические модели компонентов измерительной системы
2.5 Исследование свойств показаний программно-аппаратной измерительной системы
2.6 Модели метрологических характеристик измерительной системы
2.7 Свойства динамической погрешности измерительной системы
2.8 Выводы
3. Разработка системы для измерения степени насыщения абсорбента.

3.1 Разработка аппаратной части измерительной системы
3.2 Разработка программного обеспечения измерительной системы
3.3 Выводы
4. Исследование метрологических характеристик изменяемого полевого прибора
5. Определение параметров измерительной системы
5.1 Система измерения в процессе производства цианистого натрия
5.2 Система измерения в процессе производства сероуглерода
5.3 Исследование качества управления процессами абсорбции
5.4 Методика снижения динамической погрешности
5.5 Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения
Приложение 1. Алгоритмическое обеспечение полевого изменяемого
прибора
Приложение 2. Программа функционирования полевого изменяемого
прибора
Приложение 3. Результаты эксперимента
Приложение 4. Акт внедрения в эксплуатацию алгоритма регулирования
ВВЕДЕНИЕ
В промышленности широко-распространены процессы абсорбции. Они применяются для, получения готового продукта, для выделения ценных компонентов из газовых смесей, для очистки газовых выбросов от вредных примесей, а также для осушки газов. Аппараты, в которых протекают процессы абсорбции (абсорберы), представляют собой- крупногабаритные цилиндрические колонны, в которых происходит контакт газовой смеси и абсорбента. При этом один из компонентов смеси растворяется в абсорбенте и в дальнейшем может быть выделен в чистом виде.
Абсорбер как объект управления представляет собой сложную техническую систему, обладающую большой инерционностью. Система управления процессом абсорбции может быть разбита на ряд локальных контуров регулирования: температуры газовой- смеси, давления в колонне, уровня насыщенного абсорбента, количества подаваемого в колонну абсорбента и другие.
Известно большое количество различных способов управления процессами абсорбции. Одним из них является способ [1]; направленный на повышение эффективности протекания процесса абсорбции, основанный на использовании обобщенного показателя - степени насыщения абсорбента. Для реализации указанного способа необходимо обеспечить измерение текущего значения степени насыщения, для чего требуется-информационноизмерительная система, являющаяся частью системы управления.
Таким образом, актуальной- является работа по созданию системы измерения степени насыщения абсорбента для управления процессом абсорбции и анализ ее метрологических характеристик для повышения точности измерений.
Многие исследователи отмечают, что для измерительных систем, применяемых в системах управления технологическими процессами, динамическая составляющая погрешности может достигать достаточно

(более 90 ; %) измеряемые параметры технологического процесса, и оборудования.находятся вблизи'номинальных значений, а: значения!внешних влияющих факторов находятся; вблизи некоторых установившихся значений, характерных для данного'технологического процесса.
В работе [52] авторы: отмечают, что гауссово распределение для полезного сигнала и помехи в случае наложения большого числа независимых влияющих; воздействий является хорошей начальной аппроксимацией. В предельном: случае при наложёниибесконечно большого числа независимых элементарных процессов получается точное гауссово распределение, например, при; наличии шумов в электронных схемах: Так как шумовые помехи в измерительной системе возникают, большей частью за счет наложения большого числа неконтролируемых и> независимых друг от друга импульсных воздействий и помех, то предположение о наличии., такого распределения оправдано.
В; работе [25]; предложено представление измерительной информации (7(0 в виде квазистационарного эргодического случайного:процесса:
С(0 = .Т(/.)ч-и(/), (2.1)
где п(1) — помеха,, наложенная; на- полезный сигнал, принятая в: виде некоррелированной с полезным сигнал ом. случайной функции л(/) с нулевым математическим; ожиданием; 2б(?) —полезный сигнал, являющийся
квазистационарным эргодическим случайным процессом« с постоянным математическим ожиданием Мх и, корреляционной функцией,вида:
Кх(П= Ох-с“] (2.2)
где Ох — дисперсия, сигнал а, а - скорость изменения; сигнала; У - текущий? момент времени:
В качестве основной, характеристики помехи применялась корреляционная функция: ,
Кп(1) = Вп-е~р],], (2.3)