Прогноз и управление химико-технологическими процессами с нестационарными рециклическими потоками

• Автор: Хапусов, Владимир Георгиевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 284 с. : ил.

Введение
Г. Анализ современного состояния и проблем, возникающих при моделировании, прогнозе и управлении химикотехнологическими системами

ХТС с нестационарными рециклическими потоками.

1.1 Выводы к главе

2.Разработка математических моделей ХТС с нестационарными рецикл ическими потоками

2.1. Анализ и идентификация процесса производства стеклотарных изделий

2.1.1. Анализ процесса варкивыработки стеклотары как объекта управления

2.1.2. Смешанные авторегрессионные модели исследуемых переменных

2.1.3 Динамические стохастические модели процесса варкивыработки стеклотары как ХТС с нестационарными рециклическими потоками

2.2. Анализ и идентификация процесса производства строительного стекла

2.2.1. Анализ процесса варкивыработки листового стекла как объекта управления

2.2.2. Смешанные авторегрессионные модели исследуемых переменных
2.2.3. Динамические стохастические модели процесса варкивыработки листового стекла как ХТС с нестационарными рециклическими потоками
2.3. Выводы к главе 2
3. Разработка и исследование алгоритмов прогноза ХТС с нестационарными рециклически ми потоками
3.1. Постановка задачи и состав системы прогнозирования
3.2. Прогнозирование с использованием смешанных авторегрессионных моделей
3.3. Многомерная модель анализа и прогнозирования состава шихты
3.4. Прогнозирование качественных показателей ХТС с нестационарными рециклическими потоками
3.5. Выводы к главе
4. Разработка и исследование алгоритмов управления ХТС с нестационарными рециклическими потоками
4.1. Алгоритм управления по возмущению
4.2. Алгоритм управления по отклонения
4.3. Алгоритм управления по возмущению и отклонению
4.4. Дуальное управление ХТС с нестационарными рециклическими потоками
4.4.1. Оптимальный алгоритм дуального управления для системы с обратной связью
4.4.2. Оптимальный алгоритм дуального управления для системы с прямой и обратной связью
4.5. Выводы к главе
5. Разработка принципов и систем управления ХТС с нестационарными рециклическими потоками
5.1. Производство стеклотарных изделий
5.1.1. Система управления процессом выработки
5.1.2. Система управления процессом варкивыработки
5.2. Производство строительного стекла
5.3. Перспективы расширения области применения разработанных моделей и алгоритмов
5.4. Выводы к главе
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложения
ВВЕДЕНИЕ


Недостаточно изучены статистические и динамические зависимости между технологическими переменными и качественными показателями процесса варкивыработки стеклоизделий. Изза больших транспортных и емкостных запаздываний и отсутствия датчиков качественных показателей процесса большое значение имеет их прогноз и управление на основе динамических регрессионных моделей. Эту задачу также нельзя признать удовлетворительно решенной. Предлагаемая работа является попыткой обобщить результаты исследований, проводимых авторами по прогнозированию и управлению в производстве стекла на ХТС с нестационарными рециклическими потоками, и состоит из пяти глав. Решение данных задач усложняется отсутствием методологического подхода к математическому моделированию, прогнозу и управлению ХТС с нестационарными рециклическими потоками. Рециклическая обратная технологическая связь характеризуется наличием обратного технологического потока последовательно соединенных элементов, связывающего выход какоголибо . ХТС. Таким образом обратная технологическая связь предусматривает возвращение в один и тот же элемент системы технологического потока всех реагирующих компонентов или одной из фаз ХТС, в которой осуществляются гетерогенные процессы. Указанная связь может охватывать как несколько элементов или подсистем ХТС, так и некоторый отдельный элемент системы, соединяя выход данного элемента с его входом. В этом случае считается, что элемент охвачен рециркуляционной петлей. Элементы, взаимосвязанные между собой обратным технологическим потоком, могут образовывать простую замкнутую или контурную подсистему ХТС. Обратная технологическая связь применяется для решения важных технологических задач. К числу которых, относятся наиболее полное использование сырья возврат некондиционных изделий на повторную обработку, рекуперация энергии системы использование тепла реакции для подогрева исходных продуктов, создание благоприятных технологических режимов ХТС, применение побочных продуктов химических реакций для получения исходного продукта. Типичными примерами ХТС с обратными технологическими потоками являются системы синтеза аммиака, синтеза метилового и этилового спирта, производства ацетальдегида, гидратацией ацетилена в жидкой фазе производства уксусной кислоты ХТС в электротехнической промышленности технохимическая обработки деталей, выплавка аккумуляторных решеток и т. В стекольной промышленности в соответствии с исследованиями, описанными в 9 и , наблюдаются рециклические потоки в стекловарен ной печи рис. На стекловаренной печи ВВС Салаватского завода в течение полутора лет проводились систематические исследования массообмена методом люминесцентного индикатора Сс с целью выявления его стабильности и влияния характеристик обмена на объем выработки стекла 9, . На кривых обмена стекломассы помимо основного максимума содержания Се отмечались дополнительные, менее интенсивные максимумы, достаточно четкие на седьмые сутки и менее четкие на третьи четвертые. Исходя из предположения, что эти максимума соответствуют повторному попаданию индикатора на выработку из возвратного потока, была рассчитана скорость возвратного потока. Рис. Таким образом, средняя скорость прямого потока выработочного цикла составила около 5,Омчас. Время нахождения стекломассы в его обратной ветви достигало в первом обороте цикла около часов, во втором часов. Показано, что эга цикличность обращения индикатора согласуется с цикличностью объема выработки листового стекла. Отмечено, что за период отбора проб суток обмен стекломассы не закончился, концентрация Се оставалась еще на уровне 0,2. Расчет ХТС с помощью передаточных функций заключается в составлении эквивалентной передаточной функции системы, которая выражает зависимость всех переменных ХТС. В соответствии с исследованиями, проведенными в9,, стекловаренную печь можно представить в виде структурной схемы, имеющей пдинамических звеньев в прямой цепи и т динамических звеньев в рециклической обратной цепи рис. Х I 1 Р . АР. ШЯР х Р Ы. XV1А Р, XV2 ЛР,. Ук А Р ,. Х 2 и Р,. XVш я Р передаточные функции шдинамических звеньев в рециклической ветви.