автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Математическое моделирование и автоматическая оптимизация процесса очистки вентиляционных выбросов

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

/ I

■

I II / у

I 1

ШИЛКИНА Светлана Вячеславовна

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АВТОМАТИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ

Специальность 05.13.07 - Автоматизация технологических

процессов и производств ( * строительство)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1997 г.

Работа выполнена на кафедре автоматизации инженерн строительных технологий Московского государственно строительного университета (МГСУ)

Научный руководитель:

Научный консультант: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор, действительный член АЭН РФ, МАИ и МАНЭБ Рульнов Анатолий Анатольевич

доктор технических наук, доцент Егоров Александр Владимирович доктор технических наук, профессор Марсов Вадим Израилевич кандидат технических наук, доцент Баев Владимир Васильевич Научно-производственный центр "Энерготех" АО НПО "Энерготехпром" Минтопэнерго РФ

Защита состоится часов 1

заседании диссертационного совета К.053.11.11 Московско государственного строительного университета по адресу: Москв Ярославское шоссе, 26, ауд. N

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГСУ. Автореферат разослан " " ¡ЛЛОлЛ^ 1997 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К.053.И. 11, кандидат технических наук, доцент

Завьялов В.А.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В общей проблеме охраны окружающей среды, рационального использования и воспроизводства природных ресурсов, борьба с загрязнениями атмосферы городои и крупных населенных пунктов является достаточно актуальной. Одним из источников антропогенного загрязнения атмосферы является строииндустрия. В настоящее время в связи с разработкой технологических решений по выпуску новых строительных материалов, таких как: мастик, полимерных пленок, теплоизоляционных материалов, в технологии которых широко используются летучие растворители, с особой остротой стоит задача повышения эффективности очистки вентиляционных выбросов указанных производств. Санитарно-гигиенический аспект проблемы, в данном случае, удачно сочетается с экономическим, поскольку огромные количества ценных продуктов промышленных производств, безвозвратно теряемые с выбросами, могут в случае их рекуперации, значительно пополнить сырьевые ресурсы страны.

Повышение эффективности работу технологического оборудования напрямую связано с уровнем автоматизации, поэтому вопросы комплексной автоматизации с использованием средств вычислительной техники, являются в этом случае необходимыми и важными. Разработанная на основе глубокого анализа объекта управления и управляющей системы методология автоматической оптимизации процессов адсорбционной очистки вентиляционных выбросов может быть использована как для действующих, так и вновь проектируемых технологических комплексов строительной индустрии.

Ограниченное количество научных работ, посвященных комплексному решению задачи оптимизации отдельных стадий адсорбционной очистки вентиляционных выбросов по единому критерию оптимальности, повышает значимость данного исследования. В то же время, сложность взаимосвязей отдельных стадий адсорбционной очистки приводит к построению оптимизационных САУ на основе использования последних достижений кибернетических методов системного анализа и средств вычислительной техники.

Цель и задачи работы. Основной целью работы являлась разработка научно-обоснованных алгоритмов оптимального управления технологическими процессами, очистки вентиляционных выбросов от летучих растворителей с использованием методов математического моделирования.

I* - 4 -

Для достижения »той цели необходимо было решить следующие задачи:

- выявить физико-химические, технологические и конструктивные особенности объекта автоматизации - типового циклического процесса очистки и рекуперации вентиляционных выбросов ;

- разработать адекватные математические модели отдельных стадий процесса и осуществить-' их синтез в единую систему, отражающую свойства объекта управления в целом;

- исследовать статические и динамические характеристики объекта моделирования в реальном диапазоне возмущающих и управляющих воздействий;

обосновать выбор обобщенного критерия оптимальности и сформулировать корректную постановку оптимизационной задачи, управления сложным технологическим процессом;

- решить, с использованием средств вычислительной техники, задачу статической оптимизации промышленного процесса очистки вентиляционных выбросов;

- предложить алгоритмы оптимального управления и способы их реализации.

Методика исследования. Общей методологической основой работы явилось использование:

- методов системного анализа и общей теории систем;

методов физического и математического моделирования технологических процессов, как объектов управления;

- методов линейного и нелинейного программирования;

- теории вероятностей и математической статистики.

Средства исследования: математические модели отдельных стадий технологического процесса;

- электронные вычислительные машины и устройства.

Научная новизна заключается в том, что при формировании алгоритма оптимального управления технологическими процессами очистки и рекуперации вентиляционных выбросов впервые осуществлен учет не только технологических и экономических оценок, но и экологических характеристик объекта управления. Также, впервые:

1. Установлена связь экономических и экологических критериев оптимальности с основными параметрами объекта управления.

2. Произведен анализ характера изменения критериев оптимальности в широком диапазоне возмущающих и управляющих параметров отдельных стадий процесса.

- ::> -

3. Разработана методика определения оптимальных алгоритмов управления на основе математической модели, комплексно учитывающей взаимосвязь отдельных стадий технологического процесса очистки вентиляционных выбросов.

А. Предложена иерархическая структура автоматизированной системы оптимального управления процессом очистки вентиляционных выбросов.

Практическая ценность. Разработанная методика определения оптимальных алгоритмов управления на основе математической модели, позволила определить оптимальные параметры всех стадий процесса адсорбционной очистки вентиляционных выбросов промышленной рекуперационной установки типографии издательства "Пресса", установить рациональную аппаратурпо-технологическую структуру и обосновать алгоритм оптимального управления.

Полученные в результате комплексных исследований, проведенных в диссертации, статические и динамические характеристики основных стадий газоочистки дают возможность осуществить их широкое внедрение в практику расчета и. проектирования адсорбционных методов очистки вентиляционных выбросов для различных предприятий строительной индустрии.

Реализация результатов исследований. На основе полученных практических результатов подготовлены рекомендации по применению гибкого способа управления реальной производственной системой очистки вентиляционных выбросов в г.Москве и Московской области. Результаты исследований рекомендованы к применению па аналогичных объектах в промышленности, а также в проектно-консгрукторской деятельности.

Полученные результаты используются также в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 21.02.07 "Автоматизация технологических процессов и производств (в строительстве)" МГСУ, они вошли в ряд учебно-методических пособий.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации было написано три научно-технических отчета и опубликовано 9 работ.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались

на:

- научно-технической конференции по итогам НИР, посвященной 70-летиго института МИСИ (г.Москва, 1991г.);

- научной конференции "Очистка от загрязнений вентиляционных выбросов в атмосферу" (г.Москва, 1994г.);

- IV Всероссийской научной конференции "Динамика процессов и аппаратов" (г.Ярославль, 1994г.);

-654-й научно-технической конференции Новосибирской государственной академии строительства (г.Новосибирск, 1997 г.).

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 4-х глав основного текста, общего заключения и библиографического списка литературы, насчитывающего 145 наименований, и приложения. Объем работы -246 стр., в том числе: основной текст 137 стр., 43 рисунка - 36 стр., 8 таблиц - 8 стр., перечень литературы - 13 стр., приложения - 52 стр.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю, действительному члену АЭН РФ, МАИ и МАНЭБ, д.т.н., проф. Рульнову A.A. и научному консультанту, д.т.н., доц. Егорову A.B. за научное и общее руководство при выполнении . диссертационной работы.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Методология исследования сложных производственных систем и рекуперации очистки вентиляционных выбросов, определяемая особенностями технологических схем, их аппаратурного оформления, а также требованиями к качеству очистки и спецификой социально-экологических задач охраны окружающей среды.

2. Разработанные адекватные математические модели отдельных стадий процесса и их синтез в единую систему, отражающую свойства объекта управления в целом.

3. Результаты исследования статических и динамических характеристик объекта моделирования в реальном диапазоне возмущающих и управляющих воздействий.

4. Обоснование обобщенного критерия оптимальности, установление его связи с технологическими параметрами и постановка оптимизационной задачи управления сложным технологическим процессом очистки вентиляционных выбросов.

5. Решение задачи статической оптимизации процесса очистки вентиляционных выбросов на основе разработанных математических моделей.

6. Разработанные алгоритмы оптимального управления и способы их реализации.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко охарактеризована актуальность работы, сформулированы .цель и задачи исследования, их научная и практическая зййчимость, а также описаны методы и средства достижения цели. Приводится обоснование основных научных положений, выносимых на защиту.

В первой главе проведен анализ литературных данных по выявлению технологических, конструктивных и физико-химических особенностей процессов очистки вентиляционных выбросов от летучих растворителей с оценкой уровня их автоматизации. Дана критическая оценка имеющихся экспериментальных и теоретических данных.

На основе анализа определена типовая структура объекта исследования, которая полностью отражает взаимосвязь основного и вспомогательного оборудования Выявлено, что характерным для всех схем является наличие в качестве основного оборудования -адсорберов, предназначенных для поглощения примесей из очищаемой вентиляционной смеси. Причем, в большинстве случаев, в адсорберах проводится и процесс регенерации адсорбента, включая стадии десорбции, сушки и охлаждения. Остальное оборудование и процессы, протекающие в них, можно считать вспомогательными.

Анализируя состояние работ, относящихся к исследованию и расчету адсорбционных процессов, отмечено отсутствие до настоящего времени методики комплексном решения задач оптимизации всех входящих в него элементов по единому критерию оптимальности. В лучшем случае комплексно решаются задачи оптимизации конструкции отдельных аппаратов и технологических режимов. Имеющиеся научные разработки существенно различаются по точности принятых математических моделей, критериям и алгоритмам управления. Литературная проработка показала, что не решен наиболее важный вопрос выбора обобщенного экономико-экологического критерия оптимальности, позволяющего судить об эффективности процесса, с учетом как эксплуатационных затрат, так и его влиянии на окружающую среду. Кроме того, было отмечено, что распространенное в настоящее время жесткое управление процессом рекуперации летучих растворителей, в случае наличия значительного количества возмущающих факторов, изменяющихся в достаточно широких пределах, не соответствует оптимальному. Именно поэтому одной из задач, решаемых в данной работе, являлась разработка методики определения оптимальных алгоритмов управления на основе математической модели, комплексно учитывающей взаимосвязь отдельных стадий технологического процесса очистки вентиляционных выбросов и обеспечивающей гибкое реагирование на различные возмущения.

Таким образом, в 1 главе на основании проведенного анализа литературных данных были сформулированы основные задачи, решение которых явилось предметом исследований.

13о »торой главе представлены основные результаты но исследованию статических и динамических характеристик объекта управления методами математического моделирования. Дана краткая характеристика и обоснование выбора, в качестве объекта исследования, адсорбционной системы "активированный уголь АР-Л толуол (растворитель ТО-1)". Для анализа возможности использования различных математических зависимостей, отражающих статические характеристики, была проверена их адекватность экспериментальным данным по критерию Фишера, для уровня значимости р=0,05.

Статические характеристики исследовались в широком диапазоне изменения основных параметров: концентрации толуола в очищаемой смеси от 0,5 до 22 г/м3, влажности 0 и 90%, температуры 20°, 35°, 50°С. Анализ статических характеристик показал, что все они имеют резковыпуклые начальные участки, что характерно для адсорбционной системы первого структурного типа.

Для описания статики адсорбции были использованы уравнения: Генри, Фрейндлиха, Ленгмюра, Дубинина-Радушкевича, Дубинина-Астахова и Кисарова. На основании обработки экспериментальных данных определены основные константы, входящие в указанные математические модели. Установлено, что наилучшие результаты моделирования статических характеристик в исследуемой области концентраций (0,^5-22 г/м3) достаточно точно описываются уравнениями Кисарова и Ленгмюра. В первом приближении указанные характеристики могут быть рассчитаны с помощью теории объемного заполнения микропор на основании экспериментальной изотермы адсорбции стандартного пара (бензола).

Динамические характеристики адсорбции изучались при варьировании параметров процесса в пределах: входной концентрации 0,5-40 г/м3, температуры 20°С - 50°С, высоты слоя адсорбента от 0,09 до 0,4 м. Используя метод статистических моментов при обработке выходных кривых, представленных на рис.1, полученных при различных высотах адсорбента, была доказана стационарность процесса, начиная со слоев угля 0,1 м и выше.

ч

- !) -

Рис. 1. Динамические характеристики процесса адсорбции паров толуола ТО-1 слоем ативированного угля АР-А. 1 - Ь = 10 см; 2 - Ь = 20 см; 3 - Ь = 30 см; ,

О - С0 = 14.9 г/м3; □ - С0 = И.б г/м3; А - С0 = 6.5 г/м3; при Т -35° С.

Анализ динамических выходных кривых позволил получить

количественные значения параметров, характеризующих динамику процесса адсорбции паров толуола активным углем АР-А: скорости движения фронта сорбции, высоты неиспользованного слоя, коэффициента защитного действия, времени появления за слоем угля проскоковой концентрации и др. Полученные экспериментальные данные по динамике процесса адсорбции и установленная его стационарность, позволили использовать для расчета уравнение Шилова и уравнение Тихонова-Жуховицкого-Забежинского, полученное ими при приближенном решении математического описания изотермического процесса адсорбции.

со

где а - количество адсорбированного вещества; и - линейная скорость газового потока (в вентиляционной смеси); Со -концентрация адсорбируемого компонента в очищаемой вентиляционной смеси, Ь - высота слоя адсорбента; $ - коэффициент массопередачи; С - текущее значение концентрации адсорбтива в

газетой фазе; р=С/\'\ - равновесное давления адсорбата; -содержание адсорбтива в потоке, равновесное половине предельной величины адсорбции.

Для более точного расчета времени фазы адсорбции был использован метод, сочетающий приближенное аналитическое уравнение с регрессионной зависимостью кинетического коэффициента (]$), входящего в уравнение Тихонова-Жуховицкого-Забежинского (1), от условий проведения опыта.

(2)

где Ад А] А.2 Аз - коэффициенты регрессионной модели;1^- влалшость вентиляционной смеси.

Количественная оценка адекватности указанных методов расчета проведена по критерию Фишера путем сравнения выборочных дисперсий адекватности и воспроизводимости.

В этой же главе приводятся данные по исследованию стадии десорбции. Стадия десорбции является одной из основных в адсорбционном процессе очистки вентиляционных выбросов, именно на ее проведение идет от 40 до 70% от общих затрат на очистку в целом. С фазой десорбции связаны и вспомогательные процессы: конденсация, ректификация и др., также во многом влияющие на экономику процесса. Теоретические основы стадии десорбции разработаны менее полно, чем теория статики, кинетики и динамики адсорбции.

Анализ кинетических зависимостей показал, что с увеличением скорости подачи пара - основного регулирующего воздействия, увеличение скорости процесса десорбции происходит лишь до определенного уровня, после которого влияние скорости пара на процесс десорбции можно считать незначительным. Это свидетельствует о том, что процесс десорбции, при изменении скорости пара, переходит из внешнедиффузионной области, соответсвующей меньшим скоростям пара, во

внутридиффузионную область, при которой практически отсутствует влияние скорости пара на процесс десорбции. Изученные кинетические закономерности были учтены в разработанной математической модели, в которой, помимо этого, отражены особенности гидродинамики, тепло- и массообмена, что в конечном итоге ^ позволило промоделировать статические^ и динамические характеристики этой важной стадии очетки вентиляционных выбросов.

Таким образом, во второй главе, на основании исследования статических п динамических характеристик, удалось определить влияние основных возмущающих п управляющих воздействии, предложить комбинированные (аналнтико-статнстнчсекпе) модели по расчету времени стадии адсорбции и десорбции, существенно" повышающие точность прогнозирования.

Третья глава посвящена комплексному исследованию промышленного процесса очистки вентиляционных выбросов па ЭВМ и решению задачи его статической оптимизации. При этом использовались разработанные ранее (см. гл. 2) адекватные математические модели стадии адсорбции и десорбции, полученные при исследовании статических и динамических характеристик промышленного процесса. Синтез указанных моделей в единую структуру позволил осуществить комплексное исследование процесса рекуперации с учетом особенностей взаимосвязей основных его стадий.

Задача оптимизации процесса была сведена к следующим

этапам:

выбору критерия оптимальности и упрощению функции цели, исходя из конкретных особенностей процесса; математическому моделированию процесса с целью получения зависимости критерия оптимальности от параметров процесса (входных и управляющих воздействий) и обоснованному выбору метода оценки нелинейной целевой функции па ее оптимум. Вышеуказанная задача для промышленного процесса сводилась к его исследованию с использованием критерия оптимальности и определению режимных параметров, обеспечивающих мшшмальпое значение критерия в виде интегральной оценки себестоимости (С) при поддержании качества очистки вентиляционной смеси и рекуперированного продукта в пределах не ниже заданных, т.е. X.

С f (Цп- Ц»' Цв> рп. рв> Ьа. ^ Ю ¿г

гтнп , (3)

о

где С - себестоимость процесса очистки вентиляционных выбросов; ^.рассматриваемый промежуток времени (1 год); Цп, Цэ, Цв - цены соответственно на пар, эл. энергию, воду; рп, Г"э, Р13 - расходы соответственно на пар, эл. энергию, воду; 1'а, ^ - время соответственно стадий адсорбции и десорбции; <3Т - количество продукта за рассматриваемый промежуток времени (1 год); N -количество циклов в году, N = 4368/ Ьа, 4368 - число часов работы установки в году.

В оптимизационных расчетах был использован один из наиболее простых и надежных методов - метод сканирования, который гарантировал нахождение глобального оптимума.

Для оценки экологической предпочтительности того иного варианта технологического решения, в том числе и оптимального, предлагается использовать се интегральную оценку, определяемую совокупным влиянием объекта на окружающую среду. Экологический аспект анализа вариантов технологического решения рассматривается как дополнительный фактор к традиционному технико-экономическому анализу и позволяет произвести их соизмерение для всех возможных состояний объекта, что, в конечном итоге, дает возможность принять истинно оптимальное решение по управлению.

Совокупность экологических показателей технологического решения очистки вентиляционных выбросов представлена в виде экологического профиля (см. рис. 2), который позволяет в наглядной и компактной форме сопоставить сравниваемые варианты технологии.

К'»*

•ч

К» К, К,

к,

к.

27 ох IS Wf Ш Ш а> Ш Зг Т~. j }> }*

Рис. 2. Экологический профиль Рис. 3. Экологическая ха-процесса очистки вентиляционных рактеристика технологических выбросов ь^и входных концентрациях: решений: I - С0=5 г/м3, II -1-С0=5 г/мЗ, И-Со=7 t/м3, III- С0=Ю г/м3 С0=7 г/м3, III - С0=Ю г/м3.

Значение экологической характеристики технологии (ЭХТ) очистки вентиляционных выбросов рассчитывается по следующей формуле:

ЭХТ = К, + К2 + К3 + К* + к5 + Кс, (4)

где К) - коэффициент полезного "использования-сырья (адсорбента); 1<2 - коэффициент полезного использования энергии (электрической); К3 - коэффициент полезного использования пара на десорбцию; К4 -коэффициент полезного использования воды; К5 - коэффициент полезного использования теплоты; Кб - коэффициент производительности природных ресурсов по электроэнергии.

эхтв2К£ (5)

¿•I

С экологической точки зрения оптимальным считается вариант приближающийся к максимальному значению ЭХТ (рис. 3), равному в соотвествие с формулой (5) - шести, когда все коэффициенты, входящие в формулу (4) равны единице.

Окончательным результатом исследования явилось определение оптимальных как с экономической, так и с экологической точек зрения, параметров промышленного процесса адсорбционной очистки вентиляционных выбросов, включая и управляющие воздействия. Характер изменения критериев оптимальности позволил определить его параметрическую чувствительность в реальном диапазоне работы промышленной установки.

В четвертой главе решается задача оптимального управления процессом, которая сводится к нахождению оптимальной стратегии переключения адсорберов с одного режима на другой, при котором достигается экстремум критерия оптимальности, определяемого через количественные показатели работы установки в целом. Система автоматического управления при этом позволяет вести технологический процесс в оптимальном режиме, при котором резко сокращаются потери летучих растворителей в атмосферу и снижаются энергозатраты на десорбцию за счет упорядочения расхода пара. Для этого разработаны локальные системы управления отдельными стадиями процесса по частным критериям оптимальности.

Осуществлять управление стадией адсорбции предлагается: по перепаду температур на слое адсорбента при достижении его нулевого значения; при параллельно работающих аппаратах предлагается корректировка расхода вентиляционной смеси по скорости перемещения температурного фронта в адсорберах. В случае, если адсорбционная очистка вентиляционной смеси будет

организована по двухступенчатой схеме с последовательно работающими адсорберами непрерывного действия и индивидуальным расходом адсорбента в каждую из ступеней, регулирование осуществляют путем определения достижения минимального значения удельного расхода сорбента в первую ступень очистки. Для предотвращения аварийной ситуации предложен способ переключения адсорбера с рабочего режима (адсорбции) на режим ликвидации возгорания адсорбента путем дополнительного измерения концентрации оксида углерода в выходящем из адсорбера газе.

Для управления стадией десорбции предлагаются следующие способы: регулирование расхода десорбирующего агента и длительности стадий адсорбции и десорбции в зависимости от удельного расхода десорбирующего агента, отнесенного к количеству десорбированного продукта; разности плотности десорбирующего агента на входе и выходе из адсорбера.

В этой же главе представлена функциональная схема автоматизации с использованием микропроцессорного устройства, использующего специальные программы решения полученных ранее .математических моделей, оптимизационной задачи расчета и построения как экономических критериев оптимальности, так и экологического профиля. Используя разработанную методологию и модели, микропроцессорное устройство (УВМ) решает вопрос о нахождении , оптимальных термодинамических структур и параметров адсорбционного процесса очистки вентиляционных выбросов, отвечающих экстремуму обобщенного критерия оптималь-ности (себестоимости очистки, себестоимости рекуперированного продукта) и формирует управляющее воздействие либо непосредственно на исполнительные механизмы регулирующих органов, установленных на линиях управляющих воздействий, либо в качестве корректирующего воздействия на регуляторы локальных схем управления отдельными стадиями процесса (см. рис. 4).

Таким образом, предложено использовать адаптивную систему автоматического управления в виде двухуровневой, при которой локальные элементы нижнего уровня зависят от управляющих параметров, задаваемых элементами верхнего уровня - микропроцессорным устройством. Все элементы нижнего уровня, решая локаль-ные задачи, реализуют одновременно состояния, отвечающие обобщенным критериям оптимальности, в том числе и интегральной экологической оценке, формируемым УВМ на верхнем уровне. Такая структура .обеспечивает оптимальную согласованность всех элементов САУ и их устойчивость.

-163. В Ы Б О Д Ы

1. Разработана методология создания автоматизированных систем управления адсорбционио-техналогическими комплексами очистки вентиляционных выбросов, учитывающая особенности технологических схем и их аппаратурного оформления, требования, предъявляемые к качеству очистки и специфике социально-экологических задач охраны окружающей среды. В основу этой методологии положена целесообразность изучения физико-химических явлений, технологических схем, аппаратурного оформления и систем управления, связанных между собой общей структурой и общими принципами, составляющими сущность системного подхода.

2. На основе математического моделирования основных стадий адсорбционного процесса очистки вентиляционных выбросов получены адекватные математические модели, отражающие статические и динамические характеристики объекта управления. Осуществлен их синтез в единую систему, отражающую свойства объекта управления в целом.

3. Выявлены и сформулированы обобщенные критерии оптимальности адсорбционных процессов очистки вентиляционных выбросов и установлена их связь с основными технологическими параметрами. Проведено компьютерное исследование критериев оптимальности адсорбционного процесса в реальном диапазоне изменения возмущающих и управляющих воздействий. Установлена параметрическая чувствительность критериев оптимальности в экстремальной области.

4. Разработана двухуровневая иерархическая система автоматической оптимизации адсорбционной очистки вентиляционных выбросов, использующая проблемно-ориентированную интерактивную моделирующую систему в качестве основного элемента верхнего уровня управления, координирующего работу локальных контуров регулирования отдельными стадиями процесса (низший уровень). Задача нахождения оптимальных управляющих воздействий, обеспечивающих согласованность частных критериев оптимальное * с обобщенными, в двухуровневых системах с критериальным управлением решается на верхнем уровне - интерактивной моделирующей системой с учетом динамики развития САУ.

5. На основании проведенных исследований предложены системы оптимального управления отдельными стадиями процесса очистки вентиляционных выбросов по различным технико-экономическим критериям оптимальности, которые могут осуществлять

оптимальное локальное регулирование как в автономном, так и и согласованном режимах.

6. Разработана методика исследования характера изменения экологических оценок (экологического, профиля) и его влияния на принятие оптимальных алгоритмов управления адсорбционным процессом очистки вентиляционных выбросов.

7. Предложены способы оптимального управления и осуществлена их реализация с помощью микропроцессорного устройства, причем при реализации алгоритмов учитываются не только экономические, но и экологические оценки поведения объекта управления.

8. Технические решения по автоматизации и их теоретическое обоснование нашли свое практическое внедрение на ряде производственных установок и в рекомендациях проектным организациям, занимающимся разработкой систем автоматического управления, а также в учебном процессе: вошли в учебные программы, методические указания, контрольные задания и лабораторный практикум учебных курсов: "Математические модели в расчетах на ЭВМ", "Экономика производвтва", "Организация, планирование и управление производством", читаемых студентам, обучающимся по специальности 21.02.07.

Результаты работы обсуждены специалистами и получили одобрение на научно-технических конференциях.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Егоров Л. В., Шнлкппа C.B. Идентификация параметров математической модели объекта управления по динамическим выходным характеристикам. - Материалы научно-технической конференции по итогам НИР института, посвященной 70-летию МИСИ, М.: МИСИ, 1991.

2. Егоров A.B., Шилкина C.B. Исследование процесса десорбции летучих растворителей из активного угля насыщенным водяным паром на ЭВМ. Тезисы к докладу ЦНТУ "Строитель". М.: МИСИ,

1991.

3. Рульнов A.A., Егоров A.B., Шилкина C.B. Системный анализ и оптимизация процессов адсорбционной очистки вентиляционных выбросов - Материалы научной конференции "Очистка от загрязнений вентиляционных выбросов в : атмосферу". М.: ЦРДЗ, 1994.- с. 50 - 55.

- 184. Eropou A.B., Шилкина C.B. Системный анализ и автоматическая оптимизация природоохранных адсорбционно-технологических комплексов. - Материалы IV Всероссийской научной конференции "Динамика процессов и аппаратов". Ярославль, 1994.

5. Егоров A.B., Шилкнна C.B. Модели объектов управления. М.: МГСУ, 1995, 25с.

6. Рулыюв A.A., Егоров A.B., Шилкнна C.B. Анализ типовых технологических схем очистки вентиляционных выбросов и систем управления ими. М.: МГСУ, 1997, деп. в ВИНИТИ 17.02.97, № 516-В97.

7. Егоров A.B., Шилкнна C.B. Оптимальное управление процессами адсорбционной очистки вентиляционных выбросов на основе математической модели. М.: МГСУ, 1997, деп. в ВИНИТИ 17.02.97., № 517-L"/.

8. Егоров A.B., Шилкина C.B. Автоматизация адсорбционно-технологических комплексов очистки вентиляционных выбросов промышленных предприятий. - Материалы 54-й научно-технической конференции Новосибирской государственной академии строительства. Новосибирск, НГАС, 1997.

9. Егоров A.B., Шилкина C.B. Автоматическое управление основными стадиями адсорбционной очистки вентиляционных выбросов. - Сб. трудов "Теория и практика автоматизации технологических процессов в строительстве и городском хозяйстве". М.: МГСУ, 1997.