Содержание к диссертации
Введение
1 Становление и развитие научных исследований и производства синтетических каучуков 8
1.1 Основные этапы развития научных исследований 8
1.2 Этапы становления и развития производства синтетических каучуков на различных стадиях их получения на Стерлитамакском ЗАО «Каучук» 15
1.3 Технологический процесс получения полиизопрена 28
1.3.1 Приготовление каталитического комплекса 30
1.3.2 Приготовление, осушка, очистка от микропримесей и охлаждение изопентан-изопреновои шихты 33
1.3.3 Полимеризация изопрена в растворе изопентана 36
1.3.4 Дезактивация каталитического комплекса, отмывка и стабилизация полимеризата 38
1.3.5 Отгонка метанола из промывной воды и отпарка углеводородов из отработанной воды 40
1.4 Выделение и сушка изопренового каучука 42
1.5 Получение каучуков СКИ-ЗС, СКИ-5ПМ, СКИ-5 и других марок 48
1.6 Приготовление раствора антиагломератора 49
2 Эволюция программно-вычислительных комплексов в нефтехимической промышленности 51
2.1 Краткие исторические сведения о создании вычислительных машин в России и СССР 52
2.2 Основные этапы развития аналоговых электронных вычислительных машин 57
2.3 Основные этапы развития цифровых электронных вычислительных машин 62
2.4 Электронные клавишные вычислительные машины 77
2.5 Персональные электронные вычислительные машины 79
3 Эволюция систем автоматизации технологического процесса производства синтетических каучуков (на примере Стерлитамакского ЗАО «Каучук») 83
3.1 Системы автоматизации цеха получения полиизопрена на момент его пуска 84
3.1.1 Датчиковое оборудование 84
3.1.2 Вторичные устройства, регистрирующие приборы и регуляторы 87
3.1.3 Исполнительные устройства 101
3.2 Системы автоматизации цеха получения полиизопрена в период с 1974 по 2005 годы 101
3.3 Перспективная система автоматизации цеха получения полиизопрена 13 6
Выводы 140
Список литературы 142
- Этапы становления и развития производства синтетических каучуков на различных стадиях их получения на Стерлитамакском ЗАО «Каучук»
- Выделение и сушка изопренового каучука
- Основные этапы развития аналоговых электронных вычислительных машин
- Системы автоматизации цеха получения полиизопрена в период с 1974 по 2005 годы
Введение к работе
Актуальность работы. Нефтехимическая отрасль является одной из важнейших составляющих нефтегазового комплекса. Развитие нефтехимии совпало со становлением нефтегазового комплекса и началось в двадцатых годах XX века. Прогресс нефтехимической отрасли относится уже к 50-м годам XX века. Нефтехимия развивалась, базируясь на сырье процессов нефтепереработки, а затем и газопереработки. Нефтегазопереработка давала основные исходные продукты для нефтехимического синтеза. Нефтехимический синтез путем реализации реакций присоединения, замещения, изомеризации, полимеризации, циклоприсоединения и др. позволил получать не только практически полезные, но и жизненно необходимые для человека продукты.
Осуществление нефтехимических реакций в нефтехимических процессах сопряжено с необходимостью обеспечения их заданных параметров. В связи с этим появилась острая необходимость в регистрации параметров процессов, их контроле и управлении процессами, что привело на первом этапе к зарождению и созданию контрольно-измерительных приборов. Усложнение процессов естественным образом привело к увеличению контролируемых параметров. На втором этапе развития нефтехимических процессов, связанных с усложнением технологии, потребовалось не только регистрировать параметры процессов, но и управлять ими на расстоянии. В связи с этим на нефтехимических производствах началось широкое внедрение средств автоматизации процессов и телемеханизации. Появление первых электронно-вычислительных машин, а затем широкое использование их не только при различных расчетах, но и в управлении различными сложнейшими процессами путем разработки и реализации управляющих программ придало новый импульс развитию нефтехимии. С этого времени в нефтехимии наступила эпоха информационных технологий. Одним из важнейших процессов нефте- химии является производство синтетических каучуков. Стерлитамакское ЗАО «Каучук» - передовое предприятие России в этой области, поэтому исследования развития информационных технологий являются актуальной задачей, поскольку информационные технологии позволяют обеспечить эффективную работу предприятия в заданных режимах, повышать качество выпускаемых продуктов, обеспечить безаварийность и экологическую безопасность производств, повышать производительность труда.
Целью настоящей работы является изучение развития и совершенствования возможностей информационных технологий в регулировании и управлении нефтехимическими процессами, в частности, при производстве важнейших продуктов для народного хозяйства - синтетических каучуков.
Задачи работы: исследование зарождения и эволюции технологических процессов производства синтетических каучуков в СССР и России на примере Стерлитамакского ЗАО «Каучук»; исследование этапов развития программно-вычислительных комплексов применительно к нефтехимическим производствам; исследование эволюционных процессов взаимовлияния нефтехимических технологических процессов и информационно-вычислительных и автоматизированных средств их регулирования при производстве синтетических каучуков.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые сделан анализ применения и развития информационных технологий в нефтехимических процессах на примере производства синтетических каучуков. Поэтапно рассмотрено взаимовлияние средств автоматизации нефтехимических технологических процессов и информационных технологий, управляющих нефтехимическими процессами. Выявлено влияние совершенствования информационных технологий на снижение себестоимости, увеличение выхода целевых продуктов, ресурсо- и энегосбережение, повышение безопасности нефтехи- мических технологических процессов.
Практическая значимость работы заключается в использовании результатов исследований для дальнейшего совершенствования процессов производства каучуков на Стерлитамакском ЗАО «Каучук» и могут быть использованы при перспективном планировании развития процессов производства каучуков различных марок на родственных предприятиях.
Основные положения работы использованы в Уфимском государственном нефтяном техническом университете при подготовке студентов по направлению 250100 «Химическая технология органических веществ и топлив».
Материалы работы также могут быть использованы при разработке обобщающих трудов по нефтехимии синтетических каучуков.
Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось и обсуждалось на 54-й научно-технической конференции студентов, аспиран-тов и молодых ученых (апрель 2003 г., г. Уфа), II Всероссийской учебно-научно-методической конференции (декабрь 2003 г., г. Уфа), Всероссийской научно-технической конференции (ноябрь 2004 г., г. Уфа), V Международной научной конференции (2004 г., г. Уфа), VI Конгрессе нефтегазопромышлен-ников России (май 2005 г., г. Уфа), V Международной научной конференции «История науки и техники -2004» (2004 г., г. Уфа).
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 151 страницах машинописного текста, включая 27 рисунков, 13 таблиц, и состоит из введения, трех разделов, выводов и списка использованной литературы.
В первой главе представлена информация о зарождении и развитии научных исследований и производства синтетических каучуков.
Во второй главе приводятся материалы по развитию программно-вычислительных комплексов в нефтехимическом производстве синтетических каучуков.
В третьей главе исследована взаимосвязь и взаимовлияние нефтехимических технологических процессов и автоматизированных систем управления нефтехимическими процессами на примере производства синтетических каучуков на Стерлитамакском ЗАО «Каучук».
Этапы становления и развития производства синтетических каучуков на различных стадиях их получения на Стерлитамакском ЗАО «Каучук»
Первый завод синтетического каучука вступил в строй в 1932 году в Ярославле, затем были построены заводы в Воронеже и Ефремове. В годы Великой Отечественной войны продолжались работы по каучуку. После войны восстановлены разрушенные заводы, шла их реконструкция и техническое перевооружение. Одновременно строились и новые. География их расширялась с общим развитием экономики страны. Вступили в строй заводы в городах Сумгаите, Красноярске, Куйбышеве, Омске, Волжске, Караганде. Открытие ишимбайской нефти в 1932 году и активная ее добыча превратили Башкортостан в один из главных нефтедобывающих, а затем и нефтеперерабатывающих центров СССР. Строительство железной дороги Уфа-Ишимбаево и начало её эксплуатации в 1934 году стало вторым благоприятным фактором для создания крупного промышленного комплекса на юге Башкортостана. Так, в начале 50-х химическая индустрия стала развиваться в башкирском городе Стерлитамаке [50]. Рациональное использование местных источников сырья в виде газов нефтепереработки, мощных запасов поваренной соли, известняков, энергетических мощностей, развивающихся на базе местных топливных ресурсов, а также возможности кооперирования со смежными предприятиями создавали наиболее благоприятные условия для создания в г. Стерлитамаке мощного химического комплекса.
В июле 1947 года Постановлением Совета Министров СССР № 2411-727 было определено начало строительства завода синтетического каучука (СК) в Башкирской АССР во втором квартале 1948 года. Производство СК предусматривалось ввести в действие на треть его мощности в 1951 году и на полную мощность - летом 1952 года. Так, зимой на землях колхоза «Красное знамя» Левашовского сельсовета Стерлитамакского района началось строительство завода, которое возглавил Г.И. Водолаженко. В 1951 году начато строительство цехов производственного назначения (ремонтно-механический цех, электроцех, цех сырья). В 1952 году начато строительство технологических цехов, в том числе цеха Е-2. В 1953 году директором завода был назначен Владимир Григорьевич Свистунов. Перелом в ходе строительства завода наступил после майского 1958 года Пленума ЦК КПСС. 1959 год стал ударным. Работы велись во всех цехах по совмещенному графику. Главное внимание было уделено монтажу оборудования в цехах Е-1-9 и Е-2, строительству эстакад продуктопроводов и паропроводов, вводились в строй подстанции, и началась подача электроэнергии во все цеха. Ввод в строй нового насоса или компрессора, отдельного аппарата или целой установки, блока или колонны на нефтехимическом предприятии - это большое событие и огромная ответственность. Готовность цехов к пуску проверяли специальные комиссии. Их возглавляли специалисты П.М. Пища-ев, A.M. Ромашко, А.Г. Кез, Р.А. Загретдинов, А.Д. Чернышов. 12 апреля 1960 года был получен первый рулон стерлитамакского синтетического каучука. Начался выпуск катализаторов К-5, К-12, К-16. Со дня получения первой продукции все годы своей истории Стерли-тамакский завод синтетического каучука был очень динамично развивающимся предприятием. Все новые цеха, все новые виды каучука, все новые объекты социально-культурного назначения.
В 1979-80 годы на заводе были созданы три производства: производство № 1 -сополимерные каучуки и дивинил; производство № 2 - изопреновое; производство № 3 - изопреновые каучуки и катализаторы. Производство № 1 выпускает 23 % каучука от общего объема данной продукции, производимой одиннадцатью российскими заводами. Около тре ти сополимерных каучуков предприятие отправляет на экспорт. Пуск цехов группы «Е» и выпуск первой продукции подтвердили их готовность к напряженной работе. Первый брикет каучука был получен на привозном дивиниле. В 1960 году ввели в эксплуатацию отделение Д-10. 28 декабря монтажники сдали в эксплуатацию первый реакторный блок отделения Д-2 для дегидрирования бутана. Аналогов такого блока в стране не было. В феврале 1961 года приняли сырье в ректификационные колонны отделения Д-3, а в апреле - первый блок отделения Д-2. В 1965 году была перекрыта проектная мощность производства дивинила. Валовая продукция в первые годы работы завода росла на 20% ежегодно. К концу шестидесятых мощности по производству каучука возросли в 1,6 раза, а по дивинилу составили 102,5%. 1997 год ознаменовался переходом от двухстадийного дегидрирования бутана к более экономичной схеме извлечения дивинила из пиролиз-ной фракции. В 1998 году коллектив производства возглавлял В.М. Ильин, ныне главный инженер предприятия. В период его работы на базе цеха Д-5-6 организовали производство октановой добавки (олигомеризата). Цех Д-3-5-6. В мировой практике не было примера осуществления синтеза дивинила методом двухстадийного дегидрирования в промышленном масштабе. Данный технологический процесс освоили в цехе Д-2 (начальник цеха А.И. Шухман).В конце декабря 1959 года началась сборка реакторов. Лишь 15 апреля 1961 года блоки дегидрирования приняли продукт - бутан -сырец и бутан - бутиленовую фракцию. А чуть раньше, в январе того же года, в цехе Д-3-5-6 (начальник цеха Н.Н. Колокольцев) получили собственный дивинил. ЦехД-4-8-10. Цех принят в эксплуатацию в 1960 году.
В предпусковой и пусковой период им руководил А.Ф. Машковский. Первым начальником цеха назначается П.М. Соседко. В 1960 году под руководством начальника цеха А.Д. Линькова завершилось строительство узла приготовления медно-аммиачного раствора, обкатка оборудования и его пуск. 1963 год стал знаме нательным для коллектива цехов Д-10, Д-8 и Д-4 - они были объединены в новый цех Д-4-8-10, который возглавил А.С. Ихсанов. Установки цеха были рассчитаны на выпуск 46 тыс. тонн дивинила в год. К концу 1984 года выпуск дивинила достиг 92 тыс. тонн. Товарный дивинил начали отправлять в Воронеж и Сумгаит. С 1985 года повышаются требования к качеству дивинила. В отделении Д-4 монтируются блоки по очистке пиролизной фракции. Цех Е-2. Первый рулон каучука марки СКМС-ЗОАРК был получен в смене «Д» цеха Е-2, возглавляемой Ю.Н. Назаренко, 12 апреля 1960 года. Первые рулоны выпускались без добавления масла вплоть до июня 1960 года, затем начался выпуск маслонаполненного - СКМС -30АРК-15. После пуска цеха становление коллектива цеха шло под руководством А.И. Шух-мана. Со временем цех вышел на проектную мощность, и начались работы по освоению новых видов каучуков и нового оборудования. В феврале 1971 года освоили выпуск каучука марки СКМС-50П, спустя десять лет - СКМС -10К. С 1977 года проводилась реконструкция линий упаковки, устаревшие намоточные станки заменялись автоматическими. В 1995 году в цехе Е-2 освоили производство каучука СКМС-ЗОАРКПН, а еще через три года -каучука СКМС-ЗОАРК. Цех Е-4-5. Закладка цеха по производству канифольного мыла и цеолитов состоялась в 1953 году. Руководителем цехового коллектива в этот период был В.В. Александров. В настоящее время цехом руководит Д.С. Миф-тахов. В апреле 1960 года цех принял натриевую щелочь, серную и углекислую кислоту, хлористый кальций, другие продукты, и была приготовлена первая партия некаля. В 1970 году ЗАО «Каучук» первым в стране освоило выпуск цеолитов в промышленном масштабе, за что завод был награжден медалями ВДНХ СССР. Цеолит КА-ЗМ удостоен «Знака качества». Цех Е-12-13. С момента пуска -30 декабря 1962 года, цех Е-12-13 был ориентирован на выпуск товарного латекса. Первую его партию получили в смене «А» аппаратчики Н.Ф. Абдуллин, В.П. Добрынина и др. под руково
Выделение и сушка изопренового каучука
Выделение и сушка изопренового каучука, который является заменителем натурального каучука и предназначен для изготовления шин и других резинотехнических изделий, осуществляется в цехе И-5В. Проект цеха И-5В разработал Гипрокаучук в 1983 г. Цех введен в действие в 1984 г. Производство выделения и сушки изопренового каучука состоит из следующих стадий, приведенных на рисунке 1.2: 1) усреднение полимеризата; 2) дегазация полимеризата; 3) усреднение суспензии крошки каучука; 4) обезвоживание, сушка, брикетирование крошки каучука, упаковка и транспортировка готовой продукции; 5) приготовление раствора антиагломератора. Полимеризат, отмытый от продуктов разрушения каталитического комплекса и заправленный стабилизатором (антиоксидантом), из цеха полимеризации И-5П поступает в общий коллектор и распределяется по усреднителям поз. 465/1-4, где происходит дополнительный отстой воды. Далее полимеризат распределяется по системам дегазации. Уровень в усреднителе поз.465/1-4 поддерживается регулятором поз.8225. Вода, накопившаяся в нижней части усреднителя поз. 465/1-4, сливается в ёмкость поз. 470, откуда насосом Н-471 подаётся в отмывную колонну поз. 101 цеха И-5П. Уровень в емкости поз.470 поддерживается клапаном-регулятором поз. 8259. Выделение полимера из раствора осуществляется методом водной дегазации. Водная дегазация полимеризата проводится в двух последовательно соединённых дегазаторах на пяти отдельных, параллельно работающих нитках. Каждая нитка имеет по одному смесителю и одному крошкообразо-вателю. Полимеризат из усреднителя поз. 465/1-4 насосом Н-466 подается в один из смесителей поз. 117в, куда насосом Н-3266 в заданном количестве подаётся циркуляционная вода из ёмкостей поз. 326а,327.
Циркуляционная вода заправляется антиагломератором (стеаратом кальция) для образования эмульсии полимеризата в воде и исключения слипания крошки каучука. Расход полимеризата в смеситель поз.117в поддерживается регулятором поз.8184. Расход циркуляционной воды в смеситель поз. 117в поддерживается регулятором поз. 8306. Эмульгированный полимеризат из смесителя поз. 117в поступает в крошкообразователь поз. 117г, куда в заданном количестве подаётся водяной пар под давлением 1,6 МПа для разрыва полимера на отдельные частицы с образованием крошки каучука и одновременного испарения основного количества растворителя. Предварительное эмульгирование полимеризата в смесителях позволяет получать в крошкообразователе более пористую крошку меньшего размера, что повышает степень её дегазации. Расход пара в крошкообразователь поз. 117г поддерживается регулятором поз.8216. Образующаяся парожидкостная смесь с крошкой каучука (пульпа) из крошкообразователя поз.117г поступает на первую ступень дегазации в дегазатор поз. 117. Ввод смеси в паровую фазу производится через встроенный внутри аппарата циклонный сепаратор, что позволяет снизить вибрацию дегазатора и унос крошки каучука. Процесс дегазации в дегазаторах поз. 117 осуществляется при постоянном интенсивном перемешивании образующейся суспензии крошки каучука. Рабочее давление в дегазаторах не более 0,2 МПа. Температура в пределах 85...105С поддерживается за счёт подачи острого водяного пара непосредственно в аппараты. Расход пара поддерживается регулятором поз. 832. Пары углеводородов и воды с верха дегазатора поз. 117 поступают в отбойную колонну поз. 118, где происходит отбой крошки, уносимой парами из дегазатора. Из куба колонны поз.118 вода с крошкой каучука подаётся снова в дегазатор поз. 117. Суспензия крошки каучука (пульпа) из дегазатора первой ступени поз. 117 насосом Н-143 подаётся на вторую ступень дегазации в дегазатор поз. 117а, снабжённый лопастной мешалкой. Уровень в дегазаторе поз.117 поддерживается регулятором поз.833. В настоящее время подача пульпы из дегазатора первой ступени поз. 117 в дегазатор второй ступени поз. 117а осуществляется перетоком за счёт разности давлений между 1-й и 2-й ступенями, что позволило исключить из схемы насос Н-143. Процесс дегазации производится при интенсивном перемешивании. Рабочее давление в аппарате не более 0,07 МПа, рабочая температура 105 ± 5С. Температура в дегазаторах второй ступени поз. 117а поддерживается в заданных пределах за счёт подачи водяного пара непосредственно в дегазатор. Расход пара поддерживается регулятором поз. 8220 с коррекцией по температуре в дегазаторе поз. 117а. Уровень в дегазаторе поз. 117а поддерживается регулятором поз.841. Суспензия крошки каучука в воде из дегазатора второй ступени поз. 117а насосом Н-142 подаётся в усреднительные ёмкости поз. 520/1-3. Пары углеводородов и воды с верха дегазатора второй ступени поз. 117а направляются в трубное пространство конденсатора поз. 119в, охлаждаемого промышленной или захоложенной водой. Конденсат из конденсатора поз.119в поступает в емкость поз. 476, откуда углеводороды подаются в аппарат поз. Е-125 цеха И-5П, а водный слой на первую ступень дегазации.
Суспензия крошки каучука в воде после второй ступени дегазации насосами Н-142 подаётся в усреднительные аппараты поз. 520/1-3. Усреднители снабжены двухрядными мешалками лопастного типа и барботером, куда для поддержания температуры не менее 95С подаётся водяной пар давлением 1,0 МПа. Образующиеся в усреднителях пары воды поступают по трубопроводу отдувок в конденсатор поз. 522, установленный на каждом усреднителе поз. 520/1-3, и далее в атмосферу. Конденсат из конденсатора поз. 522, охлаждаемого захоложенной водой, поступает в аппарат поз. 526, затем водный слой сливается в усредни-тельные аппараты поз. 520/1-3, а углеводородный слой поступает в ёмкость поз. Е-125 цеха И-5П. Суспензия крошки каучука из усреднителей поз. 520/1-3 насосом Н-521 через индукционный расходомер поз. 8344 подаётся в концентраторы поз. 700/1-5 агрегатов выделения и сушки. В концентраторе крошка каучука за счёт меньшего удельного веса всплывает вверх, захватывается гребёнками скребкового устройства и подаётся в шнековый транспортёр. Далее крошка каучука подаётся в загрузочную воронку отжимной машины поз. 701, где происходит отжим влаги до содержания её в крошке каучука 10-15%. Отжим воды из крошки каучука в отжимной машине осуществляется за счёт сжатия при одновременном перемешивании крошки вращающимся червячным валом. Отжатая вода через щели фильтра-корпуса отжимной машины поз. 701 сливается в поддон, откуда возвращается в концентраторы поз. 700/1-5. Отжимная машина имеет последовательно расположенные по ходу движения две зоны отжима, отличающиеся размерами щелей между пластинами фильтр-корпуса. На выходе из отжимной машины каучук измельчается ножом, установленны на валу отжимной машины, и по наклонному ленточному транспортёру поступает в загрузочный бункер сушильной машины поз. 702. Сушильная машина имеет зону охлаждения, в рубашку которой подаётся промышленная вода. Каучук, поступающий в сушильную машину поз. 702, захватывается витками червячного вала и транспортируется в технологическую часть машины в сторону выходных фильер, где одновременно происходит его сжатие и перемешивание. Во время движения каучук разогревается за счёт трения при перемешивании и достигает перед головкой машины температуры 180-240С. Давле
Основные этапы развития аналоговых электронных вычислительных машин
В 1945 г. С.А.Лебедев создал первую в стране электронную аналоговую вычислительную машину (АВМ) для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений. Сергей Алексеевич Лебедев родился 2 ноября 1902 г. в Нижнем Новгороде в семье учителей. Получив в апреле 1928 г. диплом инженера-электрика, С.А.Лебедев стал преподавателем МВТУ им. Баумана и одновременно старшим научным сотрудником ВЭИ. Вскоре он возглавил группу, а затем и лабораторию электрических сетей. В 1939 г. С. А. Лебедев защитил докторскую диссертацию, не будучи кандидатом наук. В ее основу была положена разработанная им теория искусственной устойчивости энергосистем. Почти каждая работа ученого в области энергетики требовала создания вычислительных средств для выполнения расчетов в процессе ее проведения либо для включения их в состав разрабатываемых устройств. Решая задачи электротехники и энергетики с помощью аналоговых вычислительных машин, С.А.Лебедев пришел к постановке задачи создания цифровой машины. С осени 1948 г. С.А.Лебедев начал разработку малой электронной счетной машины (МЭСМ). В конце 1951 г. МЭСМ прошла испытания и была принята в эксплуатацию Комиссией АН СССР во главе с академиком М.В.Келдышем.
Благодаря этому АВМ обеспечили решение важнейших задач в целом ряде направлений науки и техники (авиации, ракетостроении, космических исследованиях, оборонной промышленности и др.). В этот период ЦВМ еще не имели необходимого быстродействия для решения подобных задач. Первые АВМ на электронных лампах были созданы объединенными усилиями двух коллективов: НИИ-855 МРП СССР и ИАТ АН СССР. В дальнейшем этим занимались в СКБ-245, НИИСчетмаше, ИПУ АН СССР, КБ-1. Серийный выпуск АВМ был организован на Московском, Пензенском и Кишиневском заводах счетно-аналитических машин и ряде других заводов радиопромышленности [5, 7, 97]. За первые 20 лет было изготовлено более 100 тыс. АВМ различной мощности — от простых АВМ типа МН-7 (общий выпуск которых превысил 25 тыс.) до самых мощных типов МН-8, АВК-2. На первом этапе (1950-е гг.) АВМ использовались в основном в виде самостоятельных средств математического моделирования динамических объектов в реальном времени. Часто они входили в состав тренажеров (авиационных, космических, атомных установок, транспортных средств и т.п.). Со временем (1960-1970-е гг.) в связи с прогрессом в области цифровой электроники АВМ все чаще стали подключаться к ЦВМ для совместной обработ ки информации. Появился новый вид вычислительной техники — аналого-цифровые вычислительные комплексы (АЦВК). Функции АВМ и ЦВМ в этом случае существенно различались [37, 43, 45]. В 60-70-х годах прошлого века специалистами НИИСчетмаша, ИЛУ АН СССР была создана серия аналоговых и аналого-цифровых комплексов с использованием микроэлектронной элементной базы, внедренных в серийное производство на отечественных заводах радиопромышленности. Коллективу разработчиков комплекса АВК-1, приведенного на рисунке 2.1, и АВК-2 (главный конструктор В.Г.Беляков) в 1980 г. была присуждена Государственная премия. В 80-х и начале 90-х годов в НИИСчетмаше были созданы эффективные современные периферийные устройства для ввода-вывода в ЭВМ аналоговой информации в реальном времени, в их числе: двухкоординатные графопостроители, устройства автоматического распознавания графических изображений, векторные и растровые графические дисплеи, струйные и лазерные печатающие устройства, устройства автоматического распознавания речи и др. Аналоговая вычислительная техника — это старейший раздел вычис лительной техники. В течение 40-50-х годов прошлого века АВМ завоевы вают прочные позиции в научной и инженерной практике. Однако успехи в развитии микроэлектроники сегодня справедливо затмили успехи в области А развития АВМ. И все же, несмотря на эти успехи, АВМ остаются полноправ ными альтернативными представителями вычислительной техники [41,42,44]. Модель нелинейная (МН) — семейство аналоговых вычислительных машин.
Большая часть машин предназначена для решения задач Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений. Разработка МН была начата в начале 50-х годов прошлого века и продолжается в настоящее время. МН строятся из вычислительных блоков, реализующих следующие математические операции: интегрирование, суммирование и изменение знака перемен ф ных, умножение на постоянный и переменный коэффициент, перемножение функции, построение функции от функций (универсальное преобразование) и построение специальных функций (ограничение, люфт, зона нечувстви тельности, петля гистерезиса и другие). Существовали МН малой и средней мощности. МН средней мощности имели в своем составе электромеханические и времяимпульсные следящие системы, позволяющие автоматизировать работу машины и повышать точность вычислений. МН применяли при исследовании систем автоматического регулирования и других сложных дина Ф мических систем. Большая часть машин могла работать в комплексе с реаль ной аппаратурой и другими машинами, а также в цифроаналоговых комплексах. Внешний вид машины МН-14 приведен на рисунке 2.2, а в таблице 2.1 приведены основные характеристики серийно выпускаемых машин серии МН.
Системы автоматизации цеха получения полиизопрена в период с 1974 по 2005 годы
Схема технологического процесса и система его автоматизации в 1974 году приведена на рисунке 3.2. На узле дезактивации каталитического комплекса, отмывки и стабилизации полимеризата установлен безобъёмный смеситель поз. 105а с быстроходной мешалкой в дополнение к аппаратам поз. 105 объёмом 16 м3, оснащённым тихоходной мешалкой. Для дезактивации каталитического комплекса по окончании процесса полимеризации стал применяться метиловый спирт или метанольная вода. В качестве вторичных приборов для регистрации и изодромного регулирования температуры стали использоваться потенциометры автоматические электронные типа ЭПП-09 с записью на ленточной диаграмме. Произведенные изменения позволили усовершенствовать технологический процесс в следующих направлениях. За счёт применения безобъёмного смесителя поз. 105а с быстроходной мешалкой улучшился процесс смешения дезактиватора с полимером, что привело к более эффективному разрушению катализатора. Применение метанола вместо этилового спирта уменьшило стоимость дезактиватора. Потенциометры ЭПП-09 [112, 113] в отличие от ЭПД имеют автоматическую регулировку рабочего тока и устройство для сигнализации и остановки синхронного двигателя по окончании диаграммной бумаги, а также устройство для сигнализации обрыва измерительной цепи, что очень важно для безопасного ведения процесса во взрыво-пожароопасном непрерывном производстве. Использование ленточной диаграммы избавляет от необходимости ежесуточно менять бумагу в отличие от дисковых диаграмм, рассчитанных на суточную запись параметра.. Регуляторы давления 04-МСТМ-410 в отличие от регуляторов типа РД, которые выполняется бесшкальными, имеют дисковую диаграмму для регистрации параметра, что избавляет от необходимости устанавливать вблизи регулятора показывающий манометр для контроля величины регулируемого давления [72]. Электронные потенциометры типа ЭПП-09 с ленточной диаграммой в отличие от потенциометров ЭПД имеют автоматическую регулировку рабочего тока и устройство для сигнализации и остановки синхронного двигателя при окончании диаграммной бумаги. Приборы предназначены для работы при температуре окружающего воздуха 0-5 0С и относительной влажности 30-80%. Однозаписные потенциометры предназначены для непрерывного показания, записи и регулирования температуры в одной точке, эти приборы имеют устройство для сигнализации обрыва измерительной цепи.
Модификации выпускаемых приборов указаны в таблице 3.9. В качестве измерительной схемы для электронных потенциометров типа ЭПП-09 применена обычная потенциометрическая схема. Принцип действия измерительной части и следящей системы аналогичен принципу действия других электронных потенциометров. В зависимости от продвижения ленточной диаграммы могут быть установлены циклы записи, приведенные в таблице 3.10Погрешность скорости передвижения диаграммной ленты по времени не превышает ±0,5% при напряжении питания прибора 127 в ±10% и частоте 50 Гц. Контроль и установка рабочего тока производится автоматически через 2ч ЗОмин. Порог чувствительности прибора составляет 0,1% от диапазона показаний. Основная допустимая погрешность показаний и записи прибора при температуре окружающей среды 20С и относительной влажности 60% не превышает ±0,5% от интервала шкалы, а для узкопредельных приборов не превышает ±1%. Изменение температуры окружающей среды на каждые ±10С от 20С вносит дополнительную погрешность, не превышающую ±0,1 % диапазона показаний. Изменение относительной влажности на каждые 10% от 60% вносит дополнительную погрешность 0,15%). Электрическая силовая цепь прибора питается от сети переменного тока напряжением 127 В и частотой 50 Гц. При изменении напряжения питания на ±10% от номинального и частоты на ±5% погрешность показаний прибора не выходит за пределы основной допустимой погрешности ±0,5%. Мощность, потребляемая прибором, 130 Ва. Питание измерительной схемы прибора производится постоянным током 1,5 В от сухих элементов типа ЗС-Л-30. Сухие элементы расположены в корпусе прибора. Запись показаний производится на диаграмме шириной 275 мм.
Рулон ленточной диаграммы имеет ленту длиной 25-30 м и обеспечивает непрерывную работу прибора в течение 17-20 суток при скорости движения ленточной диаграммы 60 мм/час. Пределы показаний в С Градуировка и пределы показаний приборов приведены выше в таблице
