Введение к работе
Актуальность т^мм. Одним из основных путей обеспечения возрастающей потребности высококачественных полимерах является создание технологических агрегатов большой мощности. Однако выпуск на них по ка^им-либо причинам некондиционного или низкосортного полимера приводит к значительным потерям и к снижению экономических показателей работы производства.В связи с этим особую актуальность приобретает задача создания системы оперативного контроля и управления качеством полимера, а также определение управлений, обеспечивающих получение продукта требуемого качества. В диссертации рассматривается решение этой проблемы для производства одного из важнейших промышленных полимеров — полиэтилена высокого давления. Услозия процесса синтеза полиэтилена определяют его качество, зависящее от молекулярных характеристик полимера: среднечисленной и средневесовой молекулярных масс, короткоцепной и длинноцепной разветвленное и содержания вини-лиденовых групп), а также от технологических характеристик: показателя текучести расплава и плотности. Однако отсутствие приборов автоматического контроля качества полимера, сложность процесса и недостаточная изученность закономерностей формирования молекулярных и технологических характеристик не позволяли оперативно оценивать качество полимера при его получении, что не давало возможности построения систем управления качеством полимера.
Работа выполнялась в рамках "Государственного Плана экономического и социального развития СССР" (Проблема 30.10.1.01) и по Межправительственным Соглашениям о сотрудничестве в области создания технологического процесса производства полиэтилена высокого давления.
Цель работы. Обеспечение получения полиэтилена высокого давления заданного качества путем создания математических моделей и алгоритмов оперативного контроля и управления характеристиками качества полимера.
Методы исследований, Для решения поставленных задач в качестве основных инструментов используются методы теории автоматического управления, математического моделирования, математической статистики.
Научная новизна, На основе современных представлений о многостадийной кинетике образования полиэтилена, путем последовательного применения методов производящих функций и статистических моментов распределения, построена детерминированная математическая модель процесса синтеза полиэтилена высокого давления в трубчатых реакторах.
Поставлена и решена задача идентификации математической модели, представляющей собой "жесткую" систему дифференциальных уравнешіії.
Поставлена и решена задача определения управлений для режимов получения новых марок полиэтилена заданного качества. Исследовано влияние управлений и режимных переменных на качество получаемого полимера.
— 2 —
По математической модели определены условия процесса образования сверхвысокомолекулярного полиэтилена, оказывающего существенное влияние на эксплуа'з.дионные свойства полимера.
Ра лботаны математические модели и алгоритмы определения качества полиэтилена, -читывающие особенности функционирования установок и многомарочный ассортимент выпускаемой продукции.
Предложена и реализована процедура повышения эффективности метода Качмажа, основанная на использовании параметра релаксации. Эта процедура применена для адаптации модели определения показателя текучести расплава.
Практическая значимость. Результаты работ по созданию системы оперативного контроля и управления качеством ПЭВД использованы при разработке типового программного обеспечения АСУТП "Полимир*.
Результаты математического моделирования режимов синтеза полиэтилена с заданными молекулярными характеристиками использованы при разработке технологических регламентов и марочного ассортимента полиэтилена для ряда промышленных установок. Предложенные в диссертации принципы построения и комплекс алгоритмов оперативного контроля и управления качеством полиэтилена, а также методика разработки детерминированной математической модели для определенна молекулярных характеристик полиэтилена могут быть использованы для других полимерных производств. .
Апрпбштия рпботы. Основные результаты работы докладывались на 13 различных научных н научно-технических конференциях, совещаниях и семинарах, в том ччеле на 9 всесоюзных конференциях и одном международном семинаре
Публикации. По ~ че диссертации опубликована 21 печатная работа, в том числе одно авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,4-х глав, за-ключчіня, списка использованной литературы и 4-х приложений. Работа изложена на 184 страницах машинописного текста, содержит 36 рисунков и 10 таблиц. Список литературы включает 13S наименований. Приложения объемом 46 машинописных страниц содержат 41 таблицу.