Проектирование типовых процессов разделения в нефтехимии совместно с системами управления

• Автор: Бикмурзин, Айрат Ринатович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 163 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ УПРАВЛЕНИЯ ХТС

1.1. Теория управления и ее современное состояние.

1.1.1. Современная теория управления

1.1.2. Системы цифрового управления.

1.1.3. Интеллектуальная система управления

1.1.4. Теория искусственных нейронных сетей.

1.2. Функциональная структура АСУ ТП.1

1.3. Современное состояние практики управления ХТС

1.3.1. АСУТП Завода Этилен0 ОАО НКНХ.
1.3.2. АСУ ТП завода окиси этилена ОАО НКНХ.
1.3.3. АСУ ТП Воскресенского ПО Минудобрения
1.4. Направления дальнейшего совершенствования АСУ.
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ХТС
2.1. Структура математической модели химикотехнологической системы
2.2. Организация расчета ХТС
2.3. Визуализация математической модели химикотехнологической системы.
2.4. Математическое описание процесса взаимодействия фаз
2.5. Совместный расчет давления, доли отгона и температуры
2.6. Описание динамики процессов массо и теплообмена.
2.7. Расчет и распределение выходных потоков объекта ХТС
2.8. Математическое моделирование объектов ХТС
2.8.1. Математическое описание массообменных устройств
2.8.2. Моделирование ректификационной колонны
2.8.3. Моделирование теплообменников.
2.8.4. Моделирование емкости.
2.8.5. Моделирование клапана, задвижки.
2.8.6. Моделирование насоса
2.8.7. Моделирование транспортных линий
2.8.8. Моделирование материального потока
2.8.9. Моделирование источника материального потока
2.8 Моделирование приемника материального потока.
2.8 Моделирование элементов системы управления.
2.9. Визуализация приборной панели регулятора.
2 Совершенствование универсальных регуляторов.
21. ПДрегуля гор с адаптивной позицией
2 Формирование базы данных по физикохимическим свойствам компонентов разделяемой смеси
21. Моделирование парожидкостного равновесия.
2.1 1.2. Моделирование энтальпийных характеристик
23. Моделирование гидродинамических характеристик
2 Возможности представленной компьютерной модели
2 Ограничения, накладываемые на математическую модель ХТС.
21. Внешние ограничения
22. Ограничения, закладываемые в математические модели.
ГЛАВА 3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ
3.1. Идентификация математических моделей процессов разделения
3.2. Оценка влияния шага интегрирования на точность вычислений
3.3. Практическое использование разработчика технологических схем в качестве инструмента при реконструировании технологического узла
3.3.1. Схема узла до реконструкции.
3.3.2. Исходные данные для расчета.
3.3.3. Физикохимические свойства компонентов разделяемой смеси.
3.3.4. Выбор критерия оптимизации
3.3.5. Выбор числа теоретических тарелок.
3.3.6. Моделирование технологической схемы и системы управления
3.3.7. Расчеты режимов работы колонны
3.3.8. Определение тарелки питания.
3.3 Исследование работы контура регулирования температуры в кубе
3.3 Разработка системы управления
3.3 Описание режима работы узла разделения побочных гликолей
3.4. Компьютерный тренажер оператора технологических объектов.
3.4.1. Идентификация математической модели для компьютерного тренажера.
3.4.2. Разработка компьютерного тренажера операторатехнолога
ОСНОВНЫЕ ИТОГИ И ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


Тематика работы предусмотрена программой РАН по важнейшим фундаментальным проблемам на и последующие годы "Разработка научных основ создания новых процессов и аппаратов химической технологии и методов интенсификации существующих процессов"(одр. Автор выражает признательность за помощь, оказанную при выполнении работы научному руководителю д. Телякову Эдуарду Illap-хиевичу и соруководителю к. Тукманову Даниилу Генриховичу. ГЛАВА 1. Управление техническим объектом или технологическим процессом обычно состоит в выработке команд, реализация которых обеспечивает поддержание заданного состояния этого объекта или целенаправленное изменение состояния при соблюдении заранее обусловленных требований и ограничений. Частным случаем управления является регулирование - сохранение некоторого желаемого состояния объекта при наложении непредвиденных воздействий со стороны внешней среды, нарушающие это состояние [1, 2]. Развитие средств вычислительной техники, микропроцессорных систем и микроЭВМ привело к созданию систем цифрового управления (СЦУ) технологическими процессами (ТГ1) и техническими объектами. В данной работе рассматриваются именно СЦУ. В обобщенном виде иерархическая структура управления техническими объектами или технологическими процессами содержит несколько уровней (рис. Первый уровень предназначен для непосредственного управления объектом по реальным значениям рабочего параметра У на основе разомкнутого, замкнутого или комбинированного принципов управления [1,3, 4]. Задание А' является внешним независимым или вырабатывается на более высоком уровне с учетом фактических значений рабочего параметра объекта управления. У объекта управления. Рис. Иерархия структуры управления. На третьем уровне производится решение задач оптимального управления параметрами объекта. При этом значение критерия оптимизации определяется на основе результатов измерения фактических значений параметров с помощью системы контроля. Четвертый уровень применяется и тех случаях, когда необходимо координировать работу нескольких систем управления. Пятый уровень предназначен для организации управления с учетом внешних данных и фактических значений параметров объектов управления. Наличие многоуровневой структуры с взаимными связями говорит о полной автоматизации технологических или транспортных процессов. Реализация многоуровневых структур автоматического или автоматизированного управления наиболее эффективно производится на основе средств вычислительной техники в виде микропроцессорных систем, персональных ЭВМ и вычислительных сетей [5]. Впоследствии средства вычислительной техники были включены непосредственно в контур управления с использованием элементов преобразования и сопряжения. В результате были созданы СЦУ прямого действия. Основное преимущество СЦУ заключается в возможности реализации любых законов регулирования и принципов адаптивного управления. Для начального этапа внедрения СЦУ было характерно стремление к максимальной централизации решаемых задач. Однако такой подход не всегда обеспечивал требуемый эффект по причине проблем, связанных с обеспечением надежности функционирования. После появления микропроцессоров и микроЭВМ были созданы децентрализованные системы управления с распределением задач и формированием нескольких уровней управления. Децентрализация позволила снизить требования к быстродействию вычислительных средств, рассредоточить и упростить прикладное программное обеспечение, повысить надежность технических средств. Кроме этого децентрализация позволяет производить поэтапное внедрение систем. Благодаря гибкости прикладного программного обеспечения появилась возможность реализации управляющих алгоритмов любой степени сложности, основанных на современных методах теории дискретных систем [6-8]. СЦУ строятся на базе комплекса средств вычислительной техники, которые представляют собой информационно-управляющую вычислительную систему (ИУВС). Обобщенное математическое описание формирования сигналов управления ? Г, ГК;К„,,5|Л/ = Л. ИУВС, функции Г/ представляют алгоритм управления. Принципиальной особенностью СЦУ является то, что объект управления или технологический процесс рассматривается как составная часть системы.