Система управления процессом получения поливинилформальэтилаля высшего сорта

• Автор: Рябкова, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Дзержинск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Состояние проблемы автоматизации процесса получения 10 поливинилформальэтилаля

1.1 Особенности технологии получения поливинилформальэтилаля

1.2 Анализ стадии ацеталирования поливинилового спирта как объекта 19 управления

1.3 Оценка эффективности существующих методов управления 21 температурным режимом для нестационарных объектов

1.4 Обоснование выбора критерия качества ПВФЭ высшего сорта

1.5 Постановка задач исследования

Выводы

Глава 2. Экспериментальная оптимизация по показателям качества 27 продукции

2.1 Описание лабораторной установки

2.2 Идентификация значимых технологических параметров
Выводы
Глава 3. Синтез системы управления процессом получения 41 поливинилформальэтилаля высшего сорта
3.1 Выбор способов управления процессом ацеталирования ПВС
3.2 Управление температурой на первой фазе ацеталирования ПВС при 44 экзотермической реакции
3.3 Управление температурой на второй фазе ацеталирования ПВС при
эндотермической реакции
3.4 Управление скоростью изменения температуры реакционной смеси в 58 реакторе ацеталирования
3.5 Управление мешалкой реактора ацеталирования
3.6 Алгоритм управления процессом получения
поливинилформальэтилаля высшего сорта
Выводы

Глава 4. Техническое и программное обеспечение системы 80 управления стадией ацеталирования поливинилового спирта
4.1 Структура комплекса технических средств
4.2 Программные аспекты реализации алгоритма управления стадией
ацеталирования поливинилового спирта
4.2.1 Разработка программного обеспечения микропроцессорного 97 контроллера БШАПС
4.2.2 Разработка программного обеспечения станции оператора
4.3 Перспективы развития систем управления процессом получения
поливинил ацетале й
Выводы
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Приложение А Программа регулирования температуры на первой фазе
ацеталирования ПВС
Приложение Б Программа регулирования температуры на второй фазе 131 ацеталирования ПВС четырехпозиционным регулятором
Приложение В Программа регулирования температуры на второй фазе
ацеталирования ПВС ПИ-регулятором
Приложение Г Материалы внедрения

Введение
Основной целью управления большинством технологических процессов является достижение заданного качества производимой продукции. В то же время во многих случаях в составе систем управления технические средства определения показателей качества либо отсутствуют, либо не удовлетворяют требованиям оперативного управления качеством. Кроме задачи определения показателей качества продукции имеется еще одна проблема - разработка методов управления качеством готового продукта, обеспечивающих надежное выполнение регламентных требований к этим показателям. Таким типичным примером является процесс получения поливинилформальэтилаля (ПВФЭ). Наиболее важными показателями качества поливинилформальэтилаля, соответствующими требованиям государственного стандарта (ГОСТ 15874-81), являются внешний вид, массовая доля формальных групп, массовая доля этилальных групп и кислотное число.
Производство поливинилформальэтилаля общепромышленного качества (первый сорт), который применялся в гражданских целях, в СССР существовало в ОАО «Пластполимер» (г.Санкт-Петербург); «Кусковский химический завод» (г.Москва); ПО «Поливинилацетат», (г.Ереван, Армения); СПО «Азот» (г.Северодонецк, Украина). На основании анализа литературных данных по управлению этими технологическими процессами, установлено, что оперативный контроль показателей качества производства поливинилформальэтилаля отсутствовал, а управление процессом осуществлялось вручную или регулированием отдельных технологических параметров, что обуславливало запаздывание по корректировке качества производимого продукта. Это приводило к негативным последствиям, например существенному влиянию неконтролируемых возмущений на качество продукции.
ПВФЭ специального качества (высший сорт) применяется в военной и космической промышленности, поэтому требования к качеству готовой

Характеристику цели, заданную количественно, называют параметром оптимизации. Параметр оптимизации является реакцией, или откликом, на воздействие факторов, определяющих поведение процесса. Результаты эксперимента используют для получения математической модели исследуемого процесса. Математическая модель - система математических соотношений, описывающих изучаемый процесс или явление. При планировании эксперимента под математической моделью часто понимают уравнение, связывающее параметр оптимизации с факторами. Такое уравнение называют функцией отклика.
При постановке экстремальных экспериментов на первом этапе находят область оптимума. На втором этапе стремятся получить более полное представление о поверхности отклика в области оптимума. Решение экстремальной задачи предусматривает получение функции отклика и нахождение с помощью ее оптимальных условий протекания процесса. В общем виде функция отклика, являющаяся и параметром оптимизации т2, может быть представлена зависимостью:
где: х, х2, хЗ,..., хк — независимые переменные, факторы.
Перечень факторов, варьируемых в данном эксперименте: х — скорость вращения мешалки (210 об/мин - верхний уровень, 190 об/мин - нижний уровень);
х2 - температура первой фазы ацеталирования ПВС (70 °С - верхний уровень, 68 °С - нижний уровень);
хЗ - время первой фазы ацеталирования ПВС (Зч 18мин - верхний уровень, 2ч 42мин - нижний уровень при температуре, равной х1);
х4 = и - скорость снижения температуры после завершения первой фазы ацеталирования ПВС (17 °С/час - верхний уровень, 13 °С/час - нижний уровень);
х5 - время второй фазы ацеталирования ПВС (Зч 18мин - верхний уровень, 2ч 42мин - нижний уровень при температуре 4 °С);