Введение к работе
Актуальность работы. При производстве :ерной кислоти из отходящих газов металлургической прошшген-юсти одной из основных технологических операций'является процесс превращения сернистого ангидрида в серный в контактном аппарате (КА). Процесс проводится в адиабатических условиях в лцогослойном каталитическом реакторз с отводом реакционного гепла с помощью встроенных меаау слоями теплообменников. Bas-анм показателем хода рассматриваемой технологической операции является степень превращения сернистого, ангидрида в серный, оцениваемая через температуру в реакторе, которая зависит, в основном, от меняющейся в широком диапазоне концентрации сернистого ангидрида и убывающей с течением времени активности слоев катализатора.
Как объект управления процесс превращения в КА характеризуется высокой размерностью, взаимосвязностью переменных, нелинейностью характеристик, недостаточной точностью и недоступностью измерения некоторых переменных, а также случайным характером возмущений по отдельным каналам.
В настоящее время прйдложэнныэ два подхода автомат:, .дарованного управления рассматривае?,аил технологическим процессом: отслеживание "плавающего купола" на основе заранее заготовленных таблиц оптимальных режимов; управление с использованием адаптивной динамической модели - в полной мере не учитывают свойства объекта управления и не обеспечивают аффективное ведение ТП с максимально возможной степеню превращения сернистого ангидрида в серный в условиях непрерывного изменения концентрации S02 на входе соответствующих слоев КА.
Поэтому разработка л исследование автоматизированной системы управления технологическим процессом в контактном аппарате, обеспечивающим ведение технологической операции с максимальной степенью превращения сорпистого ангидрида в сорный в условиях непрерывного пзмопоппл концентрации S02 па входе слоев КА является актуальной задачей.
Цель работы. Основной целью настоящей диссертг ционной работы является разработка и исследование система опт мзльного адаптивного автоматизированного управления процессог превращении сернистого ангидрида в серный в КД, что связано < развитием модели процесса превращения; выбором и исследование алгоритма реіпения задачи параметрической їздентификацки ; разрг боткой метода определения оптимального тахта квантования непре равных сигналоь в ходе технологического процесса; разработкой и исследованием способа субоптимального управления процессог; превращения; выбором и исследованием метода парзметричєскої синтеза корректирующего цифрового регулятора.
Научная новизна результатов диссертации заключается в разработанных
- модели процесса превращения в контактном аппарате, отличающейся учетом случайных возмущений по концентрации сернистого ангидрида по слоям, состояния катализатора и распределена температур по слоям, которая позволяет предсказывать степей превращения по слоям и конечную по аппарату с допустимой погрешностью;
алгоритме решения задачи параметрической идентификации при неполной информации, позволяющем- одновременно восстанавливать состояние объекта п его параметры, отличающимся от известных учетом случайных возмущений по концентрации сернистого ангидрида в газе;
методе определения оптимального периода квантования непрерывного сигнала, позволяющем с заданной точностью восстанавливать его по измеренным дискретным значениям в ходе технологического процесса;
способе субоптимального управления процессом превращения, обеспечивающим решение задачи динамической оптимизации процесс!
методе параметрического синтеза цифрового ЛВД-регуляторг корректирующего субоптимальноз управление, позволяющем выдавав квзнтованше управляющие воздействия в нукаше моменты времен*
Практическая ценность и реализация результатов заключается в следующем: развитая модель процесса превращения в контактном аппарате.
атыващая изменения концентрации сернистого ангидрида и рзс-зделенио температур по слоям, а тага роальше активность оез контактной массы и расход газа через аппарат, которая зволязт предсказывать степень превращения по слоям и конечна по аппарату в целом, сократить объем экспериментальных следований на объекте управления; разработанный метод опре-ления оптимального периода квантования непрерывного сигнала, вышзнций точность и достоверность информации и позволялся зко сократить объем снимаемой информации; результаты, Полунине при решении задачи идентификации и разработке способа итагального управления процессом превращения, з таюга парамет-кеского синтеза цифрового регулятора, является некоторым раз-стием прикладной теории идентификации и управления сложными I; развитые в диссертации идеи и алгоритмы управления исполь-)ваны при разработке технического и рабочего проектов и зляются основой математического и программного обеспечения зтоматизированной системы управления процессом превращения грнистого ангидр"ДЭ в серный (акт внедрения 1-й очереди и акт цачи-приемки пртраммного обеспечения приводен в приложении іссертации); математическое а программное обеспечение репэния адач идентификации и планирования технологического si лгери-знта при обследовании объекта выделены в отдельные гаш и ис-ользоваш при разработке автоматизированной системы научных сслэдований (акты приемо - сдаточных испытаний аппаратных и рограммных средств ЛСНИ приведены в приложении диссертации ); ззультаты. НИР использованы в учебном процессе (акты внедрения ривзденн в прияоЕОнин диссертации ).
Апробация работы . Основные полохзния іаботц докладкзалпсь и обсуздались на Ш Всесоюзном симпозиуме ю теории пніормациошпс: систем (г. Уфа, I97S); Всесоюзной на-"чяо-техпкческойкопфоропцки го математическому, программному [ информационному обоспочошш АСУ ТП (г. Черновцы. 1977,);Всз-юззгом паучпо-тохнячзском семинаре по опыту разработки и ис-юльзоваиии типовых проектных репэний при внедрении АСУ ТП із предприятиях цветной металлургии (г.Москва, 1979), VII Мзж-зузовской конференции по математико и механике (г.Караганда, СерГУ, I9SI), I республиканской конференции по автоматизации
научных исследований (г.Алма-Ата, 1982), х-Всесоюном научно-техническом совещании по созданию и внедрению автоматизированных и автоматических систем управления непрерывными и дискретно-непрерывными технологическими процессами (г.Москва, 1983), городской научно-технической конференции колодах ученых и специалистов по оптимизации процессов управления (г.Алма-Ата, 1979).
Основные результаты диссертационной работы получены автором при проведении научно - исследовательских работ в Казахском политехническом институте имени В.И.Ленина по хоздоговорным и госбюджетным-работам ( N 1226, О.Ц.027.05.49; 0.80.03 ГКНТ СССР ).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 16 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения. изложенных на страницах, списка литературы и приложений.