Декомпозиционное управление производством аммиачной селитры

• Автор: Пак, Екатерина Радиковна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТ ВА АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1 Л. Описание технологического процесса производства аммиачной селитры

1.2. Основные параметры аналитического контроля

1.3. Описание технологического процесса как объекта управления.

1.4. Декомпозиционное управление сложными

технологическими системами.

1.5. Анализ уровня автоматизации на предприятиях отрасли.

ГЛАВА 2. Построение математической модели производства аммиачной селитры.

2.1. Выбор критерия оптимальности и постановка задачи оптимизации процесса.
2.2. Анализ задач моделирования
2.3. Математическая модель подсистемы нейтрализация
2.4. Математическая модель подсистемы выпаривание
ГЛАВА З ВЫБОР МЕТОДА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
ОПТИМИЗАЦИИ
3.1. Декомпозиционные методы оптимизации. Выбор рабочего
метода декомпозиции
V 3.2. Решение задачи управления методом явной декомпозиции
3.3. Декомпозиция задачи управления
3.4. Построение алгоритма решения локальных задач
3.5. Глобальный алгоритм реализации метода явной декомпозиции
V
3.6. Эффективность алгоритма оптимального управления
процессом.
ГЛАВА 4. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ.
4.1. Функциональная структура управления производством
4.2. Автоматизированная система управления производством аммиачной селитры.
4.3. Техническая реализация двухуровневой системы управления
4.4. Контроллеры i и i
фирмы США
ОНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА


В результате декомпозиции возникающие задачи соответствуют локальным задачам управления подсистемами объекта и глобальной задаче их координации, решаемых соответственно на первом и втором уровнях иерархической системы управления. Решение этих задач может выполняться раздельно, за счет чего и достигается основной эффект применения методов. Во втором разделе главы проведен краткий аналитический обзор существующих математических моделей процесса нейтрализации, где отмечается идентичность всех моделей, несмотря на их многообразие, и отсутствие описания изменения концентрации щелоков. Построена математическая модель основных технологических узлов производства АС, в частности процесса нейтрализации и выпаривания, что необходимо для решения поставленной задачи управления и определения некоторых неизмеряемых параметров. Математические модели подсистем построены с применением аналитических и экспериментальных методов, путем составления основных уравнений материальных и тепловых балансов. Математическая модель была проверена на адекватность по экспериментальным данным на промышленном объекте по критерию Фишера и ошибка не превышает 8%. В третьей главе работы обоснован выбор метода явной декомпозиции для решения оптимального управления производством АС и разработан алгоритм решения задачи, окончательная формулировка, которой будет записана с учетом выбранного метода. Использованный в работе метод явной декомпозиции выбран в результате сравнения его с методом неявной декомпозиции. Метод явной декомпозиции опирается на прямой поиск оптимальных решений, для чего необязательно требование непрерывности, дифференцируемости и выпуклости функций. Другое преимущество метода явной декомпозиции состоит в том, что при любых допустимых значениях параметров координации решение локальных задач удовлетворяют в нем всем ограничениям исходной задачи, и потому он позволяет получать приближенные решения, реализуемые на объекте управления, что имеет большое значение, так как на практике математические модели не полностью адекватны объекту. В следующем разделе исследован метод явной декомпозиции и проведена декомпозиция задачи управления производством АС, в соответствии со структурой процесса. Четвертый раздел посвящен разработке алгоритма декомпозиционного управления производством АС и описанию требований и преимуществ его применения. Алгоритм основан на использовании комплексного метода Бокса (КМБ) совместно с методом скользящего допуска (МСД). В пятом разделе представлен глобальный алгоритм декомпозиционного управления данного процесса. Алгоритм характеризуется тем, что для решения задачи координации и локальных задач с ограничениями типа неравенств, применяется КМБ. В четвертой главе рассматриваются вопросы, связанные с технической реализацией проектируемой системы управления процессом производства АС. АС, построенной по иерархическому принципу. Далее рассмотрена схема автоматизации производства и основные требования, предъявляемые к ней. Следующий раздел содержит обоснование выбора и описание необходимых технологических средств для реализации двухуровневой системы управления данного процесса. В качестве аппаратных средств для осуществления всех функций контроля и управления используется система TOTAL PLANT SOLUTION (TPS) производства США интегрированная с системой противоаварийной защиты FAIL SAFE CONTROL (FSC 1R) и с системой архивирования данных процесса PROCESS HISTORI DATABASE (PHD). В качестве технологического средства для реализации функций управления в основных контурах регулирования был выбран контроллер High-Performanct Process Manager (НРМ) фирмы Honeywell. Управление на верхнем иерархическом уровне осуществляется с использованием компьютера IBM PC. Предложенная двухуровневая иерархическая система управления АС реализована на Ферганском заводе по производству слабой азотной кислоты и аммиачной селитры, «Азот» , г. Фергана, Узбекистан. В заключении сформулированы основные результаты работы. Работа выполнена на кафедре «Информатика и компьютерные системы» Московского государственного университета инженерной экологии.