Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка методов синтеза систем управления при создании гибких автоматизированных производственных систем на примере производства хладонов Федосеев, Сергей Васильевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Федосеев, Сергей Васильевич. Разработка методов синтеза систем управления при создании гибких автоматизированных производственных систем на примере производства хладонов : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.07 / Санкт-Петербургский технол. ин-т.- Санкт-Петербург, 1992.- 15 с.: ил. РГБ ОД, 9 91-9/2685-7

Введение к работе

Актуальность проблемы. Современные химико-технологические

прої зводстез являются многостадийнкми технологиями, со сложной системой управления.іСоздание таких объектов сопряжено с большими затратами времени и средстЕ на разработку. Повышение качества, а следовательно и себестоимости оборудования, приборов и систем управления, обуславливает увеличение срока жизни создаваемых производств. В гоже вр«мя срок казни материелоз, сырья и энергии постоянно сокращается. В этой ситуации создаваемые процессы, ориентированные на выгуск одного вида продукции, быстро становятся нерентабельными.

' Перевод таких процессов на выпуск новой продукции часто не возможен, так как при проектировснии стремятся свести к минимуму капитальные и эксплуатационные затрату, что не оставляет резервов, необходимых -для перестройки процессов. Все это приводит к тому, что те /пы повышения мощности и ассортиментности производств отстают от темпов разработки новых технологий и способов интенсификации.

Для преодоления этого противоречия необходимо создавать технологические процессы, расчитанные на выпуск целого ряда продуктов и обладающие определенными запасами пУаппаратуре и диапазонам изменения параметров - гибкие автоматизированные, производствеїінне системы ГАЛС.

Обобщая данные из различных лителатурных источников, можно" еделат' следующий еывод: необходимым условием создания ГАЛС ХП - является - реализация нефиксированного множества прощгктов а мощностей на фиксированном множестве технологических модулей» достато"нкм - высоко эффекта! тя технология,- блочно-модул:ный подход к организации технологических линий и применение средств вычислительной .'ерники для обработки информации и управления процессом.

Основными аттпаратурными резервами ГАТТ г^зляются структурная и эксплуатационная гибкости . Под структурной гибкостью

покидается спосооность сие -ема перестраиваться на выпуск новой продукций пли использованию других видов сырья и энергии за счет изменений в ее топологической структуре, с введением дополнительных, технологических модулей или без них.

Зкс.їлуаї-лшонная гибкость - способность отдельных модулей и всего „роцесса устойчиво обеспечивать випуск заданного продукта при воздействии различного рода возмущений.

Из определения эксплуатационной гибкости видно, она достигается путем соответствующего решения задач управления .

Качество управления химике-технологической системой (ХТО), состоящей иг. объекта и системы управления, в первую очередь определяется внутренними ограничениями объекта . Пос-т.му для досліж. лия максимальной гибкости необходимо -одновременно рас-сматривать задачи проектирования и управления ХТО, а не последовательно как это происходит согласно существующей практике.

Оптимизация химико-технологического объе та по экономическим критериям вносит противоречие в этот проиесс. Так, например, рост сілім ста сыр»-я и энергии, даблюдающийся в юследаее Бремя, Еынуждаэт проектировщиков использовать рециклы, рекуперацию тепла и другие способы Солее Елективного использования трирощші': ресурсез. Однако подобная тенденция приводит к усилению динамического взаимодействия межлу отдельными технологически* і единицами. В результате чего объект становится менее управляемым ь в некоторых случаях вообще неуправляемым.

Для того чтоб разрешить это противоречие необходимо рассмотреть несколько альтернативных проектов, поставив каждому в соответствие численное значение экономического критерия и численную характеристику его гибкости. Если объем исходных-данных, имеющийся на этапе проектирования, позволит - целесообразно провести оптимизацию по этим двум критериям.

Ме_тоды ..ссл-цсвэиия. Методологическую основу диссертацион-

чой' работы составляют: системний анализ процессов химической технологии - для анализа задач управления ГАЛС ХП; теория . нелинейного и.линейного програмирования - для разработки алгоритма-оценки внутренней гибкости процесеоі с распределенными

параметрами; теория автоматического управления - для создания алгоритма расчета динамиче кой гибкости ; теория сетей Г.ггри для создания алгоритма ситуационного управления.

Научная новизна. Предложен ноьый потход к совместному

решению задач проектирования и управления ХТС на основании определения гибкости альтернативных проектных вариантов и выборе наилучшего.

Разработан алгоритм определения внутренней, гибкости дл>. объектов с распределенными параметрами, основанный на замене дифференциальных уравнений в частных производных системой алгебраических уравнений и анализе множества активных огрогаі-: чений.

Разработан алгоритм автоматизированного расчета индекса динамической гибкости методом анализа катриии передаточных функций объекта. В отличии от существующих методов, данный алгоритм испстьзует Евклидову норму, вместо спектральной, что позволяет сорабативять матрицы оозего e;:hs и автоматизировать прсьода.из расчеты. Еозкохносъ подобной замены доказала соответствующей теоремой.

Впереае исследованы внутренняя я динамическая гибкости гетерогенного гаїэфазного каталитического рэакторя ^ли-теза хладонсв. Результати исследования легли в основу- стру лурногч' синтеза автсмотиз:*ровашюй систем?* управления. '-,, -

ОЕоркулгоован критерий для оптимизации ре лттх параметров процесса біпіарьой ректификация, позволяющей минимизировать эксплуатационные затраты с учетом динамическое гибкости.

Синтезирована автоматизированная система управлешія для согласования работы емкостных асіаратов периодического действия с использованием пришииов сетевого моделирования.

Практическая ценность работы. Созданнце алгоритми и

пргграмше средства позволяют обеспечить максимальную гибкость при прсглгтироваїши техт тагическнх э.':,'ментов ГАЛС ХП. В сеог счесепь это прпедет к .уменьшению разбро-а "9ХН0Л0ГИЧЄСКИХ параметров и, следовательно, к побгдгонзпэ качества получаемых продуктов. Кроме того появляется возможность уізлічіш СрСК

жизни основного технологи"зского оборудования и использовать способы ілономки природных ресурсов (рециклы, рекуперацию тепла;, которые обычно приводят к жестким динамическим режимам. Таким образом, появляется возможность понижения капитальны и эксплуатационных затрат.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной

работы нашли конкретное применение при организации процесса производства альтернативных хладонов газофазным способом.

В частности использован блочно-модулышй подход к организации технологических линий» иозволиЕший значительно сократить сро;:и расчета, проектирования и монтажа основного технологического оборудования. \У J LOt-t ji

Применена система регулирования гетеррогенкнм газофазным каталитическим реактора" синтеза альтернативных хладонов о-"ла-дащая наибольшей дішамической гибкостью и, следовательно,_.. компенсирующая наибольший диапазон воемущенъЛ.

При расчете режимных параметров ректификацинной колонны стадии отделение вксоко:"лшящих соединений процесса производства альтернативных хладонов газофазным способом реализована оптимизационная процедура минимизирующая эксплуатационные ^етраты „ повьодащая динамическую гибкость установки, что позволил более эффективно использовато энергетические ресурсы и одь.временно работать :: жестких динамических режимах.

Предложенный подход к организации .""огичесчого управления емкостным оборудованием периодического действия способствовал автоматизации трудоемких технологических операций .

Апробация работы. Основные положения работы и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на следующих совещаниях и семинара*:-

Конференции молодых ученых и специалистов НПО ГИПХ Г.Ленинград .апрель 1937

2 Рсесоюзной научной конференции " Автоматизация и роботизация в химической промышленности ", г. Тамбов, сентябрь ТЭ.38Г...'

Конференции "молодые ученые - Ленинградской экономике"

г.Ленинград .апрель 1988г.

Международной конференции студентов, молодих учених и специалистов " Молодое ученые в рвкбнки комплексной программы научно-технического прогресса стран - чл ноз СЭВ " г. Клан, апрель 1989 г.

Конференции молодых ученкх и специалистов НПО ГИПХ г.Ленинград .апрель 1990

Конференции молодых учег.іх и специалистов *Л0 ГИПХ г.Ле нинград .апрель 1991

Публикации

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 4 печатные работы, .список kotodljc приведен в заключительной части автореферата.

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит