Информационно-измерительные системы для адаптивного управления промышленными станциями поточного смешения товарных бензинов

• Автор: Астапов, Владислав Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 357 с. : ил.

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ИИиУС - информационно-измерительная и управляющая система

НПЗ - нефтеперерабатывающий завод

ИИС - информационно-измерительная система

АСУ ТП - автоматизированная система управления технологическим процессом

РХПО - реакция холодно-пламенного окисления

04 - октановое число

O.E. - октановая единица

ЛОА - лазерный оптико-акустический

МТБЭ - метил-трет-бутиловый эфир

ОЧИ - октановое число по исследовательскому методу

ОЧМ - октановое число по моторному методу
ТЭС - тетраэтилсвинец
МПК - микропроцессорный контроллер
ОАД - оптико-акустический детектор
СО - окись углерода
НСКИ - набор спектральных каналов измерения УЗ - ультразвук

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОВАРНЫХ БЕНЗИНОВ
1.1 Товарный бензин как объект контроля, анализ показателей качества .
1.2 ИИС для контроля и управления промышленными станциями смешения нефтепродуктов
1.2.1 Информационно-измерительные системы в структуре многопараметрической адаптивной оптимальной системы управления
1.2.2 Обзор методов построения информационно-измерительных систем
физико-химического состава и свойств веществ
1.3 Обзор методов оценивания параметров и управления в условиях
нестохастически заданной неопределенности
Основные выводы и результаты главы
Глава 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УГЛЕВОДОРОДНЫХ ЖИДКОСТЕЙ И ПРИМЕНЕНИЕ ИХ В ИИС КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТОПЛИВ
2.1 Анализ акустических характеристик жидких углеводородных сред
2.2 Анализ электродинамических характеристик углеводородных
топлив
2.3 Физические основы оптико-акустического метода контроля качества
углеводородных топлив
Основные выводы и результаты главы
Глава 3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА ТОВАРНОГО БЕНЗИНА В ПРОЦЕССЕ СМЕШЕНИЯ БЕНЗИНОВЫХ КОМПОНЕНТОВ
3.1 Основные положения
3.2 Математическое моделирование термодинамики растворов
3.3 Математическое моделирование зависимости
"октановое число-состав товарного бензина"
Основные выводы и результаты главы
Глава 4 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИИиУС ДЛЯ ОЦЕНКИ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА И МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ТОВАРНЫХ БЕНЗИНОВ
4.1 Структура и систематизация ИИиУС для управления компаундированием товарных бензинов
4.2 ИИС для определения октанового числа товарного бензина на базе
реакторного октанометра
4.2.1 Метод оценки детонационной стойкости по РХПО

4.2.2 Реакторный октанометр на основе реакции холоднопламенного окисления бензинов «Ока-1»
4.3 ИИС для оценки октанового числа на базе диэлектрического
октанометра АС-2
4.4 ИИС для оценки октанового числа на базе спектрометрического октанометра
4.5 ИИС для оценки октанового числа на базе лазерного оптикоакустического октанометра
4.6 Метод определения октанового числа бензинов на основе регрессионного анализа спектров поглощения в лазерном оптико-акустическом октанометре
4.7 Постановка задачи и поиск набора спектральных каналов
измерения для JTOA-октанометра
4.8 Этапы работы лазерного оптико-акустического октанометра в информационной системе для оценки долей компонент в
бензиновой смеси
4.9 Идентификация углеводородных топлив лазерным оптико-акустическим методом
4.10 Полиметрический метод идентификации товарных бензинов
Основные выводы и результаты главы
Глава 5: ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ И
УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА ИДЕНТИФИКАЦИИ ОКТАНОВЫХ
ЧИСЕЛ ДЛЯ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ СМЕШЕНИЯ ТОВАРНОГО БЕНЗИНА
5.1. Постановка задачи оптимизации и метод решения
5.2. Алгоритм идентификации (оценки октановых чисел компонент) параметров математической модели
5.3 Метод обеспечения сходимости алгоритма идентификации при
ограничениях на вектор входных переменных
Основные выводы и результаты главы
Глава 6. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИИС ДЛЯ АДАПТИВНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА КОМПАУНДИРОВАНИЯ (СМЕШЕНИЯ) НЕФТЕПРОДЦУКТОВ
6.1. Техническое обеспечение и разработка комплекса технических средств ИИС для управления процессом смешения нефтепродуктов
6.2. Основные схемные решения ИИС для смешения бензинов
расхода компонентов
6.3. ИИС учета и управления распределением и хранением товарных бензинов
6.4. Программное обеспечение ИИС
6.4.1. Программы контроля, тестирования и оценки оптимального управляющего воздействия на расход компонентов для смешения

локальные информационно-измерительные и управляющие системы процесса производства. Отмечается тенденция введения в устройства ИИУС программируемых автоматов функций регулирования (фирмы «Allen Bradley» и "Texas Instruments" США), использование в регуляторе функций адаптации. Адаптивные щитовые регуляторы выпускают такие фирмы, как «Allen Bradley», "Eurotherm, "TCS " /Великобритания/, "Corect" "Sereg" /Франция/,"Endress & Hauser" (ФРГ) и др.
Использование в регуляторе функций адаптации - не единственное направление развития управляющих систем. В настоящее время появилось много регуляторов с графическим дисплеем на жидких кристаллах, установленном на передней панели со стандартными размерами. Малое потребление энергии жидкими кристаллами позволяет иметь значительно меньшие размеры источника питания, т.е. вырисовывается четкая тенденция развитых функций контроля, реализуемых в самых разнообразных формах и конструкциях [91].
Адаптивные системы применительно к деятельности нефтеперерабатывающих заводов наиболее характерны в процессах приготовления товарных бензинов, автоматизация которых позволяет достичь высоких технико-экономических показателей.
Многокомпонентная система непрерывного смешения товарного бензина в той или иной степени отвечающая тенденциям развития систем управления технологическими процессами описана в [230].
Явно выраженная тенденция, создания распределенных систем управления обусловливает значительное увеличение потребности в программируемых микропроцессорных контроллерах /МПК/.
В последние годы наблюдается расширение функциональных возможностей МПК /возможность обработки данных и проведения вычислительных операций, обработка аналоговых сигналов, "интеллектуальный" ввод-вывод, расширение функций диагностики/.