Методология интегрированного проектирования гибких химико-технологических систем (на примере непрерывных и периодических процессов малотоннажных химических производств)

• Автор: Дворецкий, Дмитрий Станиславович
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 395 с. : ил. + Прил.(162 с.: ил.)

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИНТЕГРИРОВАННОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭНЕРГО И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ХТП, АППАРАТОВ И СИСТЕМ

Проблемы аппаратурнотехнологического оформления энерго и ресурсосберегающих

малотоннажных химических производств

Основные понятия и общая характеристика процесса проектирования ХТП, аппаратов

и систем

Методология, современные средства и методы проектирования ХТС и САУ .

Управление процессом совместного проектирования ХТС и САУ

Формулирование проблемы и постановка задач исследования

ГЛАВА 2. НОВЫЕ ПОДХОДЫ К АППАРАТУРНОТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОФОРМЛЕНИЮ ЭНЕРГО И

РЕСУРСО СБЕРЕГАЮЩИХ ГИБКИХ ХТП
Формулировка задач оценки гибкости и статической оптимизации при
интегрированном проектировании ХТС в условиях интервальной неопределенности
исходных данных
Методы и алгоритмы решения одностадийных задач интегрированного проектирования
ХТС
Методы и алгоритмы решения двухстадийных задач интегрированного проектирования
ХТС с жесткими ограничениями
Методы и алгоритмы решения двухстадийных задач интегрированного
проектирования ХТС с мягкими и смешанными ограничениями
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
ГЛАВА 3. МЕТОДОЛОГИЯ ИНТЕГРИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ГИБКИХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ХТС 1 х
Стратегия интегрированного проектирования гибких автоматизированных ХТС в
составе МХП 5
Структурная управляемость, наблюдаемость и устойчивость режимов
функционирования ХТС 5
Постановка задач динамической оптимизации при интегрированном проектировании
гибких ХТС. Методы и алгоритмы их решения 0
Основные подходы к выбору класса систем автоматического управления
ХТП на основе математического моделирования
ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМНЫХ СВЯЗЕЙ И
ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ХТС НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ СИСТЕМНОГО
АНАЛИЗА, МАТЕМАТИЧЕСКОГО И ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 4
Экспериментальное исследование кинетики и математическое моделирование
непрерывных процессов тонкого органического синтеза в производстве
азопигментов 4
Экспериментальное исследование кинетики и математическое описание
периодического процесса окислительной конденсации при синтезе сульфенамида М
Экспериментальное исследование кинетики и математическое моделирование
непрерывного процесса метанолиза растительного масла в органическое
биодизельное топливо 3
Экспериментальное исследование и математическое описание процесса обогащения
воздуха кислородом методом короткоцикловой адсорбции 4
Математическое моделирование и основы теплового и прочностного расчетов
технологической оснастки процессов СВС и формования твердосплавных материалов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4
ГЛАВА 5. ИНТЕГРИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИБКИХ
АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ХГП, АППАРАТОВ И СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
Аппаратурнотехнологическое оформление гибких непрерывных процессов тонкого
органического синтеза в производстве азопигментов 6
Аппаратурнотехнологическое оформление ресурсосберегающего периодического
процесса синтеза сульфенамида М 8
Аппаратурнотехнологическое оформление непрерывного процесса метанолиза
растительного масла в органическое биодизельное топливо 3
iiiiтехнологическос оформление гибкого энергосберегающего процесса
обогащения воздуха кислородом методом короткоцикловой адсорбции 4
Аппаратурнотехнологическое оформление энергосберегающего процесса
СВС и формования твердосплавных материалов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Современное состояние аппаратурнотехнологического оформления и
проектирования непрерывных и периодических процессов многоассортиментных
малотоннажных химических производств 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Кинетика, математическое описание и аппаратурнотехнологическое
оформление непрерывного процесса метанолиза растительного масла в органическое
биодизельное топливо
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Синтез структуры многоассортиментного производства
дисперсных красителей, оперативное планирование и управление производством АКТЫ
ВНЕДРЕНИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ


ХТС. Выбор языка аппарата моделирования. ХТС. Изучение устойчивости и точности модели. Проанализируем возможные ошибки моделирования. В представленной на рисунке 1. ХТС. Разработка а. I . Рисунок 1. ЭВМ и исходных данных. ХТС. ХТС и САУ. Оба этих метода эвристические. Оптимизационные исследования не заканчиваются получением решения задачи НЛП. ХТС усовершенствовать нельзя. ХТС, параметры которого должны быть улучшены. Неопределенности могут быть двух родов. ХТС. Вектор 4 задаст неопределенные параметры. Д, Д от номинального значения Ъ,1 Д, . Зv, 1. О, ,. З 0, 1,. I,, 1. Зv 0 , . Далее в приведенной постановке залачн 1. З на вектор неопределенных параметров З Е 2 З 1. З, 1,. З 0. Традиционный путь преодоления данного затруднения состоит в следующем. А аппаратурного оформления. ХТС. ХТС. ХТС, такие как управляемость, надежность, безопасность и др. Задачу 1. Если нелинейные функции по , то задача 1. Ха, x га, 9, 1. ХТС с векторами а и . Е5 с Е при б1 Е с Е5. ХТС, описываемой векторами проектных параметров . Лб. Б, называются критическими точками. А и Б может быть значительно упрощено. ХТС. На рисунке 1. ХТС , 0,
Рисунок 1. Е, проблема размерности решаемой задачи. Так при л, требуется решение экстремальных задач типа 1. ХТС. ФМ1 ,,,4 , 1. К,
где vv весовые коэффициенты, которые присвоены каждой точке Весовые
коэффициенты в формуле 1. Алгоритм аппроксимации задачи 1. Шаг 1. Выбирается априори начальное множество точек , к I, К. Шаг 2. Решается многомерная задача оптимизации 1. Шаг 3. X, , , . Е . Карнеги Меллон . Ясно, что есть вероятность попадания точки в область Е. ХТС. Б.Н. Девятова . В решении задачи инженерного синтеза ХТС можно выделить два этапа. ХТС в заданной области. Эта задача решалась чисто инженерными средствами. ХТС была поставлена лишь во второй половине XX века. Лх Ви, 1. Достижение начала координат У0 . ХТС известно с ошибкой. ХТС. ХТС или же в моменты квантования системы с дискретным временем. ХТС и не могут поэтому быть измерены. Очевидно, что у также должны выражаться через х. Г , , ,,. Ст, АТСТ, . А и В. САУ. ХТС. ХТС . ОЛ. В случае линейных дифференциальных уравнений динамики объекта 1. ХТС. I, к, 1, т. Модели вида 1. Ф т В xx. Поэтому, принимая в 8 гт 1т,. ЛД С ФтйГт. ХТС,
1. Далее остановимся на методах динамической оптимизации ХТГ1. ХТС, т. X называют пространством состояний. Ег заданное подмножество из г мерного евклидова пространства Ег. К3х,,,действительная функция на Еп х 0, ,. Задачей оптимального управления для системы 1. V, что функционал 1. Л.С. Принцип максимума применим к задачам с управлением общего вида. Н.Н. Красовским 3. О е II, доставляющее минимум функционалу качества
Iи М. Ш, М. Г м0 для задачи оптимальной стабилизации. Последовательность линейных задач решается до тех пор, пока при некотором V
выполняется неравенство х . ХТП, т. Калмана. Веллмана. Красовским 9. Ляпунова. ЭВМ. Заметим, что функция и в 1. V ЦV . К., Кх. Для случая функционала 1. Красовского 1. Беллмана . Ц, 2, 3,. Ь, Ь2 Ь, . ХТС и исходными данными для проектирования. ИИЛИ графом, в котором множество вершин разбито на два класса рисунок 1. Лохнп,, Ц . Д О . В этом случае задачу 1. П , у 1, к. Достаточные условия, обеспечивающие решение краевой задачи 1. Теорема. Пусть П иП . Тогда для схемы 1. Ук Т, если Ук 0, П антисимметрично и внешне устойчиво в П. Г , если П порядок. П варианты. Следовательно, для реализации процесса 1. САУ. В соответствии с принятыми ограничениями на рисунке 1. Каждому уровню соответствует свой критерий 1, причем 0 . Правило 1. Правило 2. ХТС с использованием математических моделей функционирования ХТС в статике. Правило 3. Применяя правило 3, мы можем перейти на 0ой иерархический уровень блок 3. ХТС. Синтез онгима. ХТС. Задание на изготовление интегрированного комплсксаХТС САУ

Рисунок 1. Из рисунка 1. Начиная с года нами под руководством проф. Бодрова В. Егорова А. Российского химикотсхиологического университета им. Д.И. СДО. ХТП возмущающих воздействий. ССО и срок окупаемости последней. ССО и СДО.