Введение к работе
Актуальность темы. Бурный рост промышленного производства и автотранспорта, химизация многих отраслей промышленности, интенсивное развитие теплоэнергетики сопровождается непрерывным увеличением выбросов загрязняющих веществ (SB) в атмосферу.
Среди предприятий . различных отраслей промышленности наибольший удельный вес в SB имеет черная (18,25) и цветная (I0.5S) металлургия, нефтеперерабатывающая и нефтехимическая * (7,1%), нефтяная (6,7). стройматериалов .(5,5). угольная (2.7S), лесобумажная (2,33), газовая (1,9). химическая (1,7%) промышленность; на долю других отраслей приходится 16,4%.
Хотя химическая промышленность выбрасывает в атмосферу в абсолютном количестве меньше вредных веществ, чем другие отрасли, но это саше сложные по составу вредные вещества, характеризующиеся наиболее високотоксичними свойствами. Важной особенностью химической промышленности .является ТО, ЧТО используя ограниченное количество сырья, она производит практически неограниченный ассортимент продукции.
Достигнутые за последнее время успехи в области разработки методов и средств автоматизированных систем контроля и управления промышленных выбросов и ЗВ вызывают необходимость создания новой технологии оптимального проектирования систем, учитывающей специфику отдельных объектов и допускающей возмокность дальнейшего развития, адаптации и самоорганизации как внутри самой системы, так и по отношению к внешней среде.
Возникает необходимость. создания экономного способа организации поиска наилучшего варианта, структурного синтеза системы в условиях ограниченности выделенных ресурсов. Поэтому актуальными являются проведение работ по разработке оптимальной системы контроля и - управления экологическим состоянием химических производств, которая позволяла бы эффективно проводить технологический процесс с учетом анализа экологической ситуации на объекте. При создании оптимального экомониторинга возникает задача синтеза распределенной системы
автоматизированного управления (РАСУ)., которая характеризуется сложностями при определении: распределения функции между уровнями и элементами; оптимального варианта конкретной конфигурации структуры; технического обеспечения системы. От технико-экономических и качественных характеристик выбранного варианта конкретной реализации структуры такой системы будет зависеть эффективность ее работы, то есть такие показатели функционирования как надежность, -экономичность, производительность и т.д.
Поэтому представляет большой интерес проведение еще на стадии проектирования анализа, сравнения и выбора оптимального варианта конкретной реализащш структуры распределенной системы.
Целью настоящей работы являются разработка более полной математической # модели загрязнения атмосферы, методики расчета. концентрационных полей, выбор структуры' распределенной системы управления. Разработка двухуровневой системы управления экологическим состоянием химических производств", а также разработка алгоритмов управления.
Методы исследования. В процессе решения поставленной задачи в работе использовались аппарат теории автоматического управления, методы математического моделирования и математической статистики, а также пакет программного обеспечения MATHCAD (интегрированная программная система автоматизации математических расчетов) для ПЭВМ и другие современные методы исследований на ПЭВМ.
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработано более . полная математическая модель загрязнения воздушного пространства для слокных химических производственных комплексов с использованием модели "факела".
- предложены и реализованы методы ' и алгоритмы расчета концентрационных полей, позволяющих в автоматизированном рекиме контролировать экологическое состояние сложных химических объектов.
разработана методика прогнозирования экологической ситуации при изменении метеорологических условий, с учетом климатических условий кжных регионов Казахстана.
предложено методика выбора оптимальной структуры распределенной автоматизированной системы управления экомониторинга больших химических предприятий с применением теорій сетей Петри.
поставлена и решена задача выбора оптимального количества и . мест размещения _ локальных станций автоматизированной системы экомониторинга.
Практическая ценность заключается в том, что основные результата работы предназначены для создания . системы экологического мониторинга химических производств, городов, а также могут быть полезны при разработке глобального мониторинга для крупных промышленных регионов.
Разработайте алгоритмы и программы позволяют .проводить круглосуточный мониторинг экологической - обстановки, контролировать и регистрировать превышение ПДК по заданным параметрам, а также формулировать рекомендации по устранений причин нарушения экологической обстановки. Весь пакет прикладных программ передан па ПО "Новоджамбульский фосфоршій_ завод" (КД-13), АО "Копчагайский Фор^ор", завод "Камунмаш", г.Джамбул.
Апробация работы. Теоретические положения и основше результаты работы докладывались на научных конференциях и семинарах в течение 1989-1993 годов.
1. На республиканской меквузовской научной конференции по
математике и механике. Тезисы докладов; г.Алма-Ата, КазГУ,
12-15 сентября, 1989 г., с.68.
-
На областной научно-практической конференции "Повышение эффективности производства на основе внедрения новой техники, передовой технологии". Тезисы докладов; г.Джамбул, ДПКОО, 21-22 сентября, 1989 г., с. 103.
-
На Всесоюзной научно-практической конференции "Интегрированние". Тезисы докладов; г. Вологда, 17-19 октября
_4-
1989 Г., с.74.
-
На Всесоюзной научно-технической конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии". Тезисы докладов; г. Воронек, БПЧ, 8-12 октября, 1990 Г., с.15.
-
На Всесоюзной научно-технической конференции "Микропроцессорные комплексы для управления технологическими процессами". Тезисы докладов; г. Грозный, сентябрь, 1991 г.,
с.54-55.
6. На -Второй Международной конференции ."Системный анализ,
моделирование и управление сложными процессами и объектами на'
базе ЭВМ. Тезисы докладов; г. Ташкент, 16-18 ноября 1992 г.,
C.II-I2.
7. На XIV научно-технической конференции. Тезисы докладов;
г.Москва, МИХМ, 1-3 февраля 1993 г., с.12.
8. На Восьмой Всероссийской научно-технической конференции
"Математические методы в химии". Тезисы .докладов; г. Тула,
27-29 октября, 1993 Г., С.185.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы и приложений. Работа изложена на ' 125 страницах машинописного текста, содержит 16 рисунков и 7 таблиц. Список литературы включает НО наименований. Приложение объемом 2 машинописные страницы.