Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время при реализации процессов переработки и обогащения природной руды широко применяются методы химической технологии. Внедрение новых прогрессивных процессов наряду с интенсификацией существующего производства позволяют ставить вопрос о снижении потерь цветных металлов с целью создания полностью безотходных производств. Управление сложным химика-технологическим процессом переработки кобальтосодержащих руд на комбинате "ЮЖУРАДНИКЕЛЬ** должно осуществляться с использованием современных технических средств, базирующихся на микропроцессорной технике, при помощи распределенных систем управления.
Следует отметить, что большинство схем переработки природной руды отвечают вопросам только частичной автоматизации. Основная причина этого - ограниченное число промышленных датчиков состава и свойств материалов. Использование в системе управления современных оптических анализаторов, микропроцессорной техники и распределенных систем управления позволит проводить процесс на новом качественном уровне.
Таким образом внедрение на действующем предприятии автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП) позволит оптимизировать процессы, повысить эффективность их функционирования .
В связи с этим является актуальным решение вопросов, связанных с созданием системы управления процессом тонкой очистки кобальтовых растворов. При этом должно быть разработано математическое описание процесса и рассмотрены методы создания алгоритмов оптимального управления химико-технологической системой.
Цель работы. Разработка математической модели стадии тонкой очистки кобальтовых растворов, формулировка задачи оптимального управления и создание эффективных алгоритмов ее решения на базе современных технических средств.
Методы исследований. В процессе решения поставленной задачи в работе использованы методы, предоставленные аппаратом теории автоматического управления, методы математического моделирования и оптимизации.
Научная новизна. Впервые рассмотрена и сформулирована задача оптимального управления процессом тонкой очистки кобальтовых
растворов и обоснована возможность применения для ее решения д< композиционного подхода, реализуемого в иерархических система; Разработаны и исследованы алгоритмы реализации метода явной д( композиции, как наиболее эффективного при решении данной задачи.
С использованием вычислительного эксперимента проведе! сравнение методов динамического программирования и явной декомпс зиции при решении задачи управления каскадом реакторов непрерьа ного действия. Показано преимущество явной декомпозиции при реш« нии задач управления сложными химико-технологическими системами,
Предложена математическая модель процесса очистки по балаї совым уравнениям с учетом экспериментальных данных и выбраннс полиномиальной зависимости констант скоростей реакций для ключ* вых компонентов смеси от кислотности раствора.
Разработан алгоритм и решена задача оптимального управлені процессом тонкой медеочистки, позволяющая в зависимости от хара теристик исходного сырья, получить максимально возможный выхс кобальтового продукта.
Практическая значимость. Разработанный алгоритм декомпозиці онного управления химико-технологическими системами может бы: использован в качестве базового при решении задачи оптимально) управления каскадом реакторов непрерывного действия.
Разработан пакет программ управляющей подсистемы АСУТП, га торый позволяет моделировать процесс тонкой очистки кобальтові растворов, проводить параметрическую идентификацию полученной м< дели и определять оптимальные режимы проведения процесса меде< чистки. Система управления спроектирована на базе современні микропроцессорной техники и приборов контроля. Составленное про: раммное обеспечение предлагается к внедрению на комбинате "Ш РАЛНИКЕЛЬ".
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались обсуждались на VIII Всероссийской научно-технической конференц "Математические методы в химии" (Тула, 1993), на VI Международн конференции "Методы кибернетики химико-технологических процессо (М., 1994), на IX Международной конференции "Математические мет ды в химии и химической технологии" (Тверь, 1995), на научно-те нических конференциях МГАЖа.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатные р боты, список которых приведен в заключении реферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введени
четырех глав, заключения, перечня используемой литературы и приложения. Работа изложена на 156 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка и 4 таблицы. Список литературы включает 70 наименований. Приложение объемом 7 машинописных страниц.