Введение к работе
Актуальность темы. Автоматизация технологических процессов является одним из направлений научно-технического прогресса по обеспечению национальных программ по повышению производительности и безопасности труда; качества выпускаемой продукции; режимов экономии. Она обеспечивается применением технических средств, экономико-математических методов и систем управления и направлена на полное или частичное освобождение человека в процессах получения, преобразования веществ, материалов и информации. Эффективность автоматизации во многом зависит от средств измерений и автоматизации (СИА), которые находятся на нижнем иерархическом уровне систем управления,и осуществляют функции измерения, контроля и регулирования технологических параметров и обеспечивают информацией системы управления о ходе технологических процессов. Разработка отечественных приборов и средств автоматизации проводится в рамках Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП). У истоков создания ГСП стоят академик В.А.Трапезников, член-корреспондент АН СССР Б.С.Сотсков и другие ученые. В настоящее время в ГСП входит более двадцати агрегагированных комплексов (АК). Однако АК не могут контролировать технологические параметры, характеризующие ограниченный круг процессов или единичные технологические процессы. В первую очередь это относится к приборам контроля качества полупродуктов ,и диагностики состояния оборудования. Например, при производстве химических волокон АК ГСП покрывают не более 40 % необходимых точек контроля. Это не позволяет автоматизировать технологические процессы и создавать эффективные АСУ ТП.
В настоящее время отсутствуют исследования по методологии создания отраслевых комплексов СИА. Одной из основных причин такого положения, по-видимому, является сложность анализа объектов контроля .-разной физической природы с учетом разносторонних требований. Поэтов му исследования в области методологии разработки отраслевых комплексов СИА, освоение их выпуска и внедрение в народное хозяйство имеют определяющее значение для повышения эффективности и качества химических волокон. Актуальность проблемы обосновывается также постановлениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР о развитии химических волокон, а также заданиями Целевых комплексных программ ГКНТ в 1975-1988 гг.
4:
Цель исследования - теоретическое и экспериментальное обос нование и разработка отраслевого комплекса технических средств автоматизации технологических процессов производства химически; волокон (ХВ).
Основные методические, положения. В основе научных исследований лежат теории систем, распознавания образов и случайных процессов. Теоретическое и экспериментальное обоснование методе измерения характеристик качества полупродуктов, готовой продуй диагностики состояния оборудования. Разработка и реализация комплексной методологии создания и внедрения новой техники с у* том всех требований.
Научная новизна заключается в
создании методологии разработки отраслевых комплексов среден измерения и автоматизации;
обосновании и выборе метода математического моделирования прі анализе и проектировании систем автоматизированного контроля прогнозирования выходного качества продукции непрернвно-дискі ных химических производств с использованием всей информации с ходе технологического процесса;
теоретическом и экспериментальном исследовании по идентириан "разладки" технологического процесса нитеобразования;
разработке принципов и технической реализации систем контроля и управления многоместными технологическими аппаратами;
научном обосновании и разработке новых областей применения кс дуктометрического, флуоресцентного, фотометрического, емкости го методов анализа состава веществ и материалов;
создании элементов комплекса, позволяющих проектировать и pea зовывать АС7 ТП ХВ и создавать технологические процессы проиэ водства новых видов химических волокон.
Практическая ценность работы. Разработанные элементы компл са, в том числе анализаторы состава растворов органических и не ганических веществ, приборы контроля реологических характерном волокнообразующих полимеров, геометрических размеров волокон, диагностические приборы позволили создавать АСУ ТП и отдельные САУ ТП на дейотвуидих производствах. Использование элементов ко лекса позволило повысить качество выпускаемой продукции, улучши условия труда и соблюдения норм техники безопасности, снизить т доемкоегь химического анализа, отказаться от импорта ряда прибо контроля.
Реализация основных положений диссертации осуществлена в Барнаульском опытно-конструкторском бюро автоматики НПО "Химав-томатика" Минхимпрома СССР путем разработки приборов и средств автоматизации, комплектов конструкторской документации, изготовлении опытных образцов установочных партии и серийного производства с последующим внедрением на предприятиях, производящих химические волокна и других отраслей промышленности. Всего произведено в обращение более II тысяч единиц средств измерения и автоматизации 42 типов, что .дало фактический экономический эффект более 30 млн.руб., в том числе в отрасли химических волокон более 15 млн.руб. Доля автора составляет 1,5 млн.руб. Приборы и системы отличаются оригинальностью конструкций, повышенными метрологическими характеристиками, 7 приборов изготавливались с Государственным качеством, 4 прибора экспортируются. В процессе выполнения работы разработаны Государственный стандарт ГОСТ 8.292-78 ГСИ "Кондуктометры жидкостные.лабораторные. Метода и средства поверки", государственная поверочная схема и средства поверни приборов контроля геометрических размеров волокон и микропроводов, четыре проекта Государственных стандартов по оценке показателей качества химических волокон.
За заслуги в области развития химической промышленности автор награжден знаком "Отличник химической промышленности",ему присвоено почетное звание "Заслуженный химик РСФСР".
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: Г. УП международном конгрессе "ИМЕКО" (Лондон, 1976).
-
Международной конференции "АСУ-ХИМ-77" (Сегед, ВНР, 1977).
-
Международном совещанш при Постоянной комиссии СЗВ по проблеме автоматизации химических производств (Брно, ЧССР, 1975).
-
П, Ш, ГУ международном симпозиуме по химическим волокнам (Калинин, 1977, 1981, 1986).
-
X, XI международной конференции по неразрушающим методам контроля (Москва, 1982, 1987).
-
Всесоюзном научно-техническом совещании по АСУ ТП в химической промышленности (С.Донецк, 1974).
-
I и П Всесоюзной конференции "Проблема качества химических волокон" (Калинин, Г977, 1979).
-
Всесоюзной научно-технической конференции "Математическое, программное и информационное обеспечение АСУ ТП" (Черновцы,1977).
&
9. Всесоюзной конференции "Опит создания безотходной технологии в химической и нефтехимической промышленности"(Барнаул,1977).
10. Всесоюзной конференции "О задачах по развитию в области автоматизации технологических процессов в химической промышленности" (Дзержинск, 1978).
И. Всесоюзном совещании "Метрологическое обеспечение промышленных измерительных приборов в химической промышленности" (Черкассы, Г977).
-
Всесоюзной конференции по реологии (Москва, 1977).
-
Всесоюзной конференции по иерархическим системам управления (Барнаул, 1982).
-
Всесоюзной конференции "Измерения и контроль при автоматизации производственных процессов" (Барнаул, 1982).
-
Всесоюзной конференции "Современные метода и средства автоматического контроля атмосферного воздуха" (Киев, 1987).
-
Всесоюзной конференции "Совершенствование аналитического контроля на предприятиях химической промышленности" (Новомосковск, 1987).
Публикации. По теме диссертации опубликована монография, получено 30 авторских свидетельств на изобретения, два изобретения запатентованы в шести развитых капиталистических странах, .две работы переведены и опубликованы в Англии и Югославии. В различных периодических изданиях опубликовано 39 печатных работ. Автор защищает;
методологию разработки и внедрения отраслевых комплексов технических средств автоматизации технологических процессов;
результаты исследований по построению автоматизированных систем прогнозирования выходного качества продукции непрерывно-дискретных производств;
результаты исследования оптических, электрофизических, физико-химических свойств сырья, полупродуктов и готовой продукции;
методы и средства .диагностики "разладки". технологического процесса и управления многоместными аппаратами;
концепцию технического перевооружения систем контроля и управления технологическими процессами производства химических волокон;
разработанный и апробированный комплекс технических средств контроля и автоматизации.
Диссертация состоит из введения, шести глав и выводов, изложенных на 258 страницах машинописного текста, иллюстрированных 88 рисунками, 18 таблицами, включает. 4 приложения и список литературы из 148 наименований.
?
