WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |

Математические модели стадии синтеза этаноламина и разработка оптимальных систем коррекции его фракций

-- [ Страница 12 ] --

– Control Center – для быстрого обзора всех данных проекта и глобальных установок;

– Graphics Designer – для создания мнемосхем и динамических графических объектов изображений процесса;

– Alarm Login – для сбора и архивации событий в системе;

– TagLogging – для архивирования измеряемых величин. Данные из архива могут визуализироваться в виде трендов и таблиц;

– Report Designer – для генерации отчетов по времени в свободно программируемом формате;

– Global Scripts – для программирования действий, производимых с объектами;

– User Administration – для управления правами доступа пользователей.

Программное обеспечение контроллера SIMATIC S7 – 400, разрабатывается в среде программирования Step 7. Step 7 позволяет последовательно пройти все стадии: от проектирования аппаратной конфигурации контроллера и написания пользовательского программного обеспечения до программного теста и архивации проекта.

(рисунок 4.12):

– нижний уровень – программа микропроцессорного контроллера;

– верхний уровень – исполняемый модуль среды визуализации.

Рисунок 4.12 – Структура программного обеспечения Каждый уровень программного обеспечения включает среду разработки и исполняемую часть. Исполняемые части уровней контроллера и станции оператора обмениваются между собой данными. С учетом структуры на рисунке 4.12, предложена укрупненная структура взаимодействия программного обеспечения системы управления (рисунок 4.13). Как видно, эта структура включает три основных блока: блок формирования файлов для передачи информации о параметрах процентного состава сырьевых потоков по целевым компонентам, блок формирования файлов контроллера для передачи информации о параметрах технологического процесса и блок формирования визуализации, архивирования станции оператора и команд для контроллера.

Рисунок 4.13 – Укрупненная структура взаимодействия программного обеспечения СУ Удобство обработки информации и высокую надежность обеспечивают функциональные возможности автоматизированной системы.

Важно отметить, что компонентный состав фракций этаноламинов определяется путем хроматографического анализа – используется промышленный газовый хроматограф GC1000 Mark II фирмы YOKOGAWA, (см.

приложение Г). Данная задача (определение фракционного состава) решается методом имитированной дистилляции. При этом происходит определение количества каждого компонента, присутствующего в пробе, в соответствии с его температурой кипения. Благодаря наличию клапана ввода жидкой пробы с испарителем становится возможным анализ образцов, как склонных к полимеризации, так и образцов, содержащих компоненты с низкими точками кипения, которые могут вызвать образование пузырьков.

На рисунке 4.14 представлена структурная схема комплекса технических средств системы управления процессом синтеза этаноламинов с использованием промышленного газового хроматографа.

Выходной сигнал GC1000 Mark II в виде аналогового сигнала поступает в управляющую станцию хроматографа и далее после преобразования в цифровую форму поступает в есть АСУТП. В этом случае выходная информация хромато графического комплекса становится доступной как для станции оператора, так и для микропроцессорного контроллера, который формирует управляющие воздействия.

Коммуникационный процессор СР 441 с интерфейсом RS 232 необходим для соединения контроллера с анализаторной шиной через ее сервер (GCAS). Это позволит объединить в единое информационное поле данные с датчиков, анализаторной шине.

Рисунок 4.14 – Структурная схема комплекса технологических средств системы управления процессом синтеза этаноламинов Преимуществами непосредственного подключения хроматографов к дублированной волоконно-оптической линии связи анализаторной шины являются:

– удаленный мониторинг состояния хроматографов и управление ими с одного рабочего места;

– отображение данных от хроматографов непосредственно на станциях оператора РСУ;

– архивирование хроматограмм и диагностических сообщений на едином сервере, – минимизация количества кабельных линий от хроматографов до диспетчерского пульта.

Конфигурация системы при использовании шины анализатора представлена на рисунке 4.15.

Хроматографический комплекс GC1000 Mark II имеет специализированное программное обеспечение, позволяющее получить на выходе информацию о процентном составе сырья по целевым компонентам. Это программное обеспечение согласовано с программным обеспечением управляющего модуля станции оператора.

Эксплуатация, обслуживание и техническая настройка хроматографа значительно упрощена благодаря реализации дружественного человекомашинного интерфейса (графический интерфейс и программное обеспечение Maintenance Terminal).

При каждом анализе проводится предварительная диагностика колонки, результаты которой отображаются на экране или извещаются сигналом, а также автоматическое распознавание пика. Изменение времени открытия строба в зависимости от времени удерживания происходит автоматически при каждом анализе либо при калибровке.

возможными контроль и управление хроматографами с персонального компьютера, установленного в операторной.

Рисунок 4.15 – Конфигурация системы при использовании шины анализатора GCAS – сервер шины анализатора; GCIU – блок интерфейса GC;

GCHUB – HUB (концентратор); PC – персональный компьютер;

ASMT – Analyser Server Maintenace Terminal (программный пакет);

(рисунок 4.16), позволяющем следить за состоянием анализатора и управлять его работой. В одном окне отображаются текущий рабочий режим, состояние клапанов и датчиков, хроматограмма. Это позволяет с одного взгляда получить представление о рабочем состоянии прибора. Для изменения режима работы, открытия или закрытия клапана, просмотра детализированной хроматограммы и.





т. д. достаточно только щелкнуть в окне на объекте.

полиэтерификации представлена на рисунке 4.17. Эта схема состоит из двух уровней: уровня программного обеспечения станции оператора и уровня программного обеспечения контроллера. В схеме используется сервер реального времени, сервер архивных данных, сервер хроматографической информации.

Кроме этого используются база данных реального времени, прикладная база данных и другие блоки.

Рисунок 4.17 – Полная версия структуры программного обеспечения АСУТП синтеза этаноламинов Информация с датчиков после оцифровки поступает в программное обеспечение технологического контроллера, где происходит первичная обработка и опенка достоверности полученных сигналов. Далее через подсистему организации информационного обмена данные поступают в информационную подсистему, реализующую функцию подстройки параметров физикоматематической модели информационного канала детектирования сигналов.

Полученная текущая информация через базу данных запрашивается подсистемой прогнозирования и системой управления параметрами технологического процесса. Подсистема прогнозирования с учетом характера и особенностей технологического процесса выполняет краткосрочное и долгосрочное прогнозирование протекания технологического процесса и информирует эксплуатационный персонал через подсистему визуализации процессов о результатах прогноза. Подсистема управления параметрами технологического процесса выполняет формирование управляющих воздействий на исполнительные устройства с целью коррекции по процентному компонентному составу сырья.

Расчет управляющих и корректирующих воздействий осуществляется на основании теоретических и экспериментальных исследований, полученных в главе 3 настоящей работы. Сформированные воздействия через подсистему организации информационного обмена с технологическим контроллером поступают в программу управления процессом.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

В главе подробно рассмотрены функциональная схема автоматизации с учетом применения промышленных аналитических анализаторов в системе коррекции состава этаноламинов. Выполнена классификация промышленных анализаторов с обоснованным выбором одного из них для указанной задачи, а именно выбран поточный хроматограф фирмы Yokogawa. С целью оценки качества системы управления выполнено исследование управляемости и устойчивости системы.

Рассмотрена оригинальная система оптимальной коррекции фракций этаноламинов, обеспечивающая получение на выходе стадии синтеза максимального значения моноэтаноламина более 70 %.

В этой же главе разработан программно-технический комплекс контроля и управления процессом синтеза производства этаноламинов.

По работе получено положительное решение на патент на установку и систему коррекции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе подробно рассмотрена стадия синтеза этаноламинов с позиции ее математического моделирования и оптимизации состава фракций этаноламинов. Особенностью работы является наличие обширного экспериментального материала, полученного в ходе технологического процесса в течение длительного периода времени. Это позволило выполнить корреляционный, а затем и регрессионный анализ, и получить математические модели базовых реакторов – смешения и вытеснения.

Основная цель, которая сформулирована в начале работы, а именно, разработка оптимальной системы коррекции состава фракций этаноламинов, достигнута с созданием патента на полезную модель оптимальных систем коррекции. Важным является также создание алгоритмов, позволяющих детализировать процедуры оптимальной коррекции.

В работе предложена также новая адаптационная система коррекции, позволяющая эффективно выделять, например, моноэтаноламин в составе реакционной смеси до 70 %.

Этим самым на последующей стадии ректификации достигнуто снижение энергозатрат на 9 % и временных затрат на 15 %, что позволило обеспечить увеличение выпуска товарной продукции на 5 %.

Научная часть работа основана на использовании физико-химических особенностей технологического процесса, уравнений химического взаимодействия компонентов технологического процесса и математических моделей процесса получения этаноламина и алгоритмов управления.

Результаты диссертационной работы полновесно опубликованы в научных статьях, опубликованных в журналах, рекомендованных ВАК, а алгоритмы оптимальной коррекции состава этаноламинов переданы для внедрения ведущей проектной организации, курирующей такие производства.

По работе получено положительное решение о выдаче патента на полезную модель по заявке № 2013154829/04 (085607) от 10.12.2013 г.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Кафаров, В. В Системный анализ процессов химической технологии / В. В. Кафаров, И. Н. Дорохов. – М.: Наука, 1979. – 394 с.

Г. Е. Пухов, Ц. С. Хатиашвили. – Киев: Наукова Думка, 1979. – 190 с.

Лбов, Г. С. Методы обработки разнотипных экспериментальных данных / Г. С. Лбов. – Новосибирск: Наука, 1981. – 160 с.

Эйкхофф, П. Основы идентификации систем управления. Оценивание параметров и состояния / П. Эйкхофф // Перевод с англ. В. А. Лотоцкого и А. С. Менделя. Под ред. Н. С. Райбмана. – М.: Физматгиздат, 1975. – 683 с.

Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. – М.: Наука, 1976. – 280 с.

обеспечение на ЕС ЭВМ / М. Л. Петрович. – М.: Финансы и статистика, 1982. – 199 с.

Балакирев, B. C. Математическое описание объектов управления в химической промышленности / B. C. Балакирев. – М.: Московский институт химического машиностроениея, 1973. – 230 с.

Фрэнкс, Р. Математическое моделирование в химической технологии / Р. Фрэнкс. – М.: Химия, 1971. – 272 с.

Бояринов, А. И. Методы оптимизации в химической технологии / А. И. Бояринов, В. В. Кафаров. – М.: Химия, 1969. – 348 с.

Беллман, Р. Процессы регулирования с адаптацией / Р. Беллман. – М.:

Наука, 1964. – 359 с.



Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |
 


Похожие работы:

«Величко, Александр Павлович Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы Москва Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2007 Величко, Александр Павлович.    Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы [Электронный ресурс] : дис. . канд. техн. наук : 05.11.13. ­ Москва: РГБ, 2007. ­ (Из фондов Российской ...»

« Пастухов Юрий Викторович ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ КОРРОЗИИ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Муха Ю. П. Волгоград - 2014 2 Оглавление Введение.... 5 Глава 1. Современное состояние ...»

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.