автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Научные основы корректирующего управления качеством функционирования автоматизированных технологических комплексов

На правах рукописи

м

Цыганков Михаил Петрович /

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

05.13.06 - автоматизация и управление технологическими процессами и

производствами (химическая промышленность) 05.17.08 - процессы и аппараты химических технологий.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва-2003

Работа выполнена на кафедре кибернетики Ярославского государственного технического университета

Научный консультант

доктор технических наук, профессор Балакирев Валентин Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Миронова Валентина Александровна

доктор технических наук, профессор Палюх Борис Васильевич

доктор технических наук, профессор Писаренко Виталий Николаевич

Ведущая организация:

Московский энергетический институт (технический университет)

Защита состоится 25 сентября 2003 г. в 14 час. в аудитории В-13 на заседании диссертационного совета Д 212.145.02 Московского государственного университета инженерной экологии (МГУИЭ) по адресу 105066

г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета инженерной экологии

Автореферат разослан "_"_2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Мокрова Н. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Повышение качества эксплуатации и функционирования автоматизированных технологических комплексов (АТК) является необходимым условием увеличения конкурентоспособности промышленных предприятий. Эффективность функционирования АТК зависит от точности и оперативности принятия управленческих решений на технологическом уровне. Точность таких решений определяется оперативностью и безошибочностью оценивания и прогнозирования изменений технологической ситуации.

Несмотря на существенные усилия, предпринимаемые для предотвращения непрогнозируемого хода эксплуатации объектов АТК, формирование управления зачастую осуществляется в условиях непредвиденных технологических нерушений. Нарушения проявляются как отклонения переменных технологического режима и показателей качества производимого продукта за установленные допуски. Они представляют собой последствия запаздывания в обнаружении порождающих их скрытых источников. К числу таких источников относятся возникающие "в реальном времени" дефекты технологического оборудования и средств автоматизации, неконтролируемые возмущения, изменение целей и приоритетов управления.

Приведение объектов АТК к предписанным условиям функционирования осложняется ограниченностью ресурсов обслуживания совокупности уже обнаруженных дефектных элементов и узких мест. Неверно заданная последовательность обслуживания вызывает увеличение времени работы АТК в условиях технологических нарушений. Поэтому при изменениях технологической ситуации и вызванных ими нарушениях предписанных условий работы АТК требуется решение задач: • оперативного выявления скрытых причин таких нарушений (технической диаг-

• построения эффективной стратегии устранения выявленных дефектов и узких мест (технического обслуживания),

• коррекции технологического режима, приводящей к восстановлению предписанных или оптимальных условий функционирования комплекса (управления).

Создание программно-технических средств, решающих эти задачи, является важным направлением в деятельности ведущих мировых производителей автоматизированных систем управления и их компонентов. Следует заметить, что техническая диагностика, техническое обслуживание и управление объектами АТК зачастую рассматриваются как предметы самостоятельных научно-технических дисциплин, и описываются специфическими для них моделями. Несогласованность таких моделей существенно снижает эффективность эксплуатации АТК и гибкость управления в условиях возникновения скрытых источников технологических нарушений.

Поэтому решение проблемы системного связывания диагностики, обслуживания и управления технологическими режимами объектов АТК является важным и актуальным научно-техническим направлением совершенствования систем их авто-

ностики),

матизации.

з

Цель работы

Разработка теоретических основ управления функционированием автоматизированных технологических комплексов, корректирующего их техническое состояние и технологические режимы в условиях возникновения скрытых источников нарушений.

Для достижения цели решаются следующие задачи исследования:

• обоснование актуальности, формализация проблемы и постановка задач корректирующего управления;

• формирование концептуальной и разработка математических моделей автоматизированного диагностирования АТК с непрерывным характером технологических процессов;

• создание методологии системно связанного решения задач технического обслуживания и управления объектами АТК (методологии синтеза стратегий корректирующего управления);

• построение математических моделей объектов АТК крупнотоннажного производства технического углерода;

• применение разработанных принципов для корректирующего управления объектами производства технического углерода.

Методы исследований

Для исследования проблемы и решения задач корректирующего управления использовались методы системного анализа, функциональной диагностики, математического моделирования, теории идентификации, математического программирования, оптимального управления, численного и аналитического решения интегро-дифференциальных уравнений. Научная новизна

Впервые сформулирована проблема корректирующего управления, связывающего воедино диагностику, обслуживание и управление объектами АТК в условиях устранения возникающих скрытых источников технологических нарушений. Для ее решения предложены:

• методы диагностирования классов источников нарушений, характерных для объектов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей технологий, базирующиеся на последовательном агрегировании переменных состояния в математических моделях этих объектов;

• принципы, структура и методология синтеза стратегий корректирующего управления, основанные на использовании единого математического описания объекта в процедурах диагностирования, технического обслуживания и управления при приведении объекта в область допустимых технологических режимов;

• метод параметрического варьирования структуры и характеристик моделей для построения единой многомодельной системы диагностики, технического обслуживания и управления объектом;

• методр|огия оинт^за корректирующих программ, оптимальных по сумме затрат на всех шаг®« коррекции и минимизирующих критерий близости технологических режимов^дапустимой области на каждом корректирующем шаге;

• многоуровневая модель корректирующего управления производством технического углерода, представленная тремя уровнями агрегирования переменных в иерархии описания АТК:

о уровнем коррекции характеристик и режимов загрузки технологических линий основного производства, о уровнем коррекции и согласования производительностей технологических участков,

• о уровнем коррекции параметров и переменных технологических режимов ос-

новных аппаратов (реакторов) производства.

• принципы и алгоритмы корректирующего управления объектами АТК производства технического углерода, обеспечивающие условную оптимальность режимов

9 реакторного блока производства для каждого из видов используемого сырья.

Практическая значимость

На базе разработанных принципов и методологических основ корректирующего управления

• созданы алгоритмы и программное обеспечение подсистем корректирующего управления для их включения в состав АСУ ТП на предприятиях химии, нефтехимии и нефтепереработки;

• разработаны методы и программное обеспечение функциональной диагностики типовых одноконтурных и многоконтурных систем автоматического регулирования, применяемых для стабилизации режимов объектов непрерывной технологии;

• сформулированы и проверены численным экспериментом представления о характере эволюции состава сырья на начальных стадиях термоокислительного пиролиза, позволяющие усовершенствовать технологию и аппаратурное оформление процесса;

• формализованы возможные источники нарушений нормального функционирования реакторов и подготовлено программно-алгоритмическое обеспечение функциональной диагностики технологических нарушений в системе автоматизированного управления производством технического углерода;

• найдены оптимальные (во всем диапазоне изменения свойств сырья и марок продукта) условия ведения технологических процессов реакторного блока ус-

1 тановок по производству технического углерода.

Результаты работы приняты к использованию в составе новой системы автоматизации технологических процессов на этапе технического перевооружения ОАО "Яро, славский технический углерод" и могут быть рекомендованы к применению на промышленных объектах переработки углеводородного сырья.

Апробация работы и публикации

Основные результаты и научные положения диссертации обсуждались и докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции "Опыт разработки, перспективы развития и внедрения АСУ в нефтяной и нефтехимической промышленности". Сумгаит,1977; Всесоюзной научно-технической конференции "Создание комплексных систем управления на предприятиях машиностроения с использованием ЭВМ", г.Омск, 1979, Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы соз-

дания и опыт внедрения автоматизированных систем управления в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности", Сумгаит, 1980; Второй Всесоюзной научно-технической конференции "Применение микропроцессорной техники при автоматизации технологических процессов производства и в системах автоматического регулирования, Москва, 1987; Международной конференции "Применение средств измерения времени и частоты в народном хозяйстве стран -членов СЭВ, Москва, 1987; Всесоюзной конференции "Автоматизация и роботизация в химической промышленности" Тамбов, 1988; VI Всесоюзном симпозиуме "Проблемы создания преобразователей формы информации", Киев, 1988; II Всесоюзной конференции "Микропроцессорные комплексы для управления технологическими процессами", Грозный, 1989; Всесоюзном научно-техническом совещании "Теоретические и прикладные проблемы создания систем управления технологическими процессами", Челябинск, 1990; Всесоюзной конференции «Математические метод химии» (ММХ-7) Казань, 1991; Всесоюзном научно-техническом совещании «Совершенствование сырьевой базы и повышение эффективности использования сырья в производстве технического углерода". Омск. 1991; Международной конференции "Микропроцессорные системы управления технологическими процессами пищевой промышленности", Киев 1992; Всероссийской научной конференции "Математические методы в химии", ММХ-8, Тула, 1993; IV Всероссийской научной конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии, Ярославль, 1994; Международной научной конференции "Математические методы в химии и химической технологии": ММХТ-9 , Тверь, 1995; ММХТ-10, Тула, 1996; ММХТ-11, Владимир, 1998; Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях": ММТТ-12, Великий Новгород, 1999; ММТТ-2000, Санкт-Петербург, 2000; ММТТ-14, Смоленск, 2001; ММТТ-15, Тамбов 2002.

Основные положения диссертации отражены в 112 публикациях. В их числе - 26 статей в академических и рецензируемых научных журналах, 14 - в сборниках трудов Международных конференций, 4 - в отраслевых сборниках трудов, 16 - в сборниках трудов вузов, 28 - в тезисах докладов Международных, Всесоюзных и Всероссийских конференций.

По результатам работы издана монография, получено 11 авторских свидетельств. Практически все научные результаты диссертации получены автором.

Вклад автора диссертации в работы, выполненные в соавторстве и отраженные в ее результатах, состоят в постановке задач, разработке теоретических положений, а также - в непосредственном участии во всех этапах исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, научная новизна и практическая ценность результатов диссертационной работы. Сформулированы цели, основные направления исследований и положения, выносимые на защиту.

В первой главе анализом возможностей технической диагностики и функций персонала автоматизированного технологического комплекса обосновано направление исследований. Введено понятие, сформулирована проблема и формализована постановка задач корректирующего управления. Отмечена специфика интерпретации параметров математических моделей объектов АТК при использовании этих моделей в целях управления и технического обслуживания.

Применительно к человеко-машинному управлению технологическими процессами рассмотрен состав "корректирующего действия" в системах управления качеством как развернутой последовательности мероприятий по устранению причин несоответствия между требуемым и текущим состояниями объекта.

Для пояснения целей и задач корректирующего управления проанализирована работа АТК в условиях технологических нарушений (рис.1). Возникающие в объектах АТК скрытые источники нарушений (£ * 0) традиционно проявляются в отклонении выходных переменных и показателей технологических процессов за пределы установленных допусков. Отклонения фиксируются средствами системы автоматизации. На эти отклонения, пытаясь полностью или хотя бы частично устранить их, реагирует оперативный персонал управления, воздействуя на управляющие переменные и технологического режима. Действиями персонала корректируется управление, которое было сформировано работой АСУ ТП в условиях нормального функционирования автоматизированного технологического комплекса.

Если в составе математического обеспечения АСУ ТП комплекса имеется математическая модель какого-либо объекта АТК, действие скрытой неисправности в этом объекте делает ее неадекватной. При использовании модели в контуре управления объектом она по этой причине должна быть отключена, как и некоторые из систем автоматического регулирования, неадекватно реагирующие на отклонения технологических переменных в условиях возникновения дефектов.

В работе отмечено, что оперативным персоналом параллельно с действиями по приведению технологических переменных в область допустимых значений анализируются и нарушения прогнозируемых взаимосвязей между этими переменными. Нарушения формализуются возрастанием модулей компонент вектора 8=хвых - х вых невязок измеренного хвых. и расчетного дс вых значений выходных переменных. Анализ несоответствий: диагностика, - приводит к заключению об их источниках (дефектах £) и принятию решений об обслуживании - восстановлении характеристик объектов и элементов АТК. Физически этот корректирующий шаг может выражаться, например, заменой дефектных элементов.

Коррекция свойств блоков АТК, выполненная на основании анализа невязок 8 (стрелка с выноской 1) и направленная на их ликвидацию (стрелка с выноской 2), вызывает изменение технологического режима хвш (стрелка с выноской 3), который был установлен при 8^0. Зафиксированное по данным измерений или расчетом по

модели отклонение хвых за установленные технологические допуски приводит к необходимости изменения управляющего воздействия значений «(стрелка с выноской 4), которое направлено на восстановление допустимых значений технологических переменных (стрелка с выноской 5).

В силу необходимости согласованного осуществления этих мер введено понятие и определена проблема корректирующего управления. Корректирующее управление предложено рассматривать как совокупность диагностики, обслуживания и

- Управление техноло" >■

....... ► Влияние информационных потоков

-► Влияние корректирующих воздействий

Рис. 1 Системность корректирующих воздействий в условиях возможных нарушений

управления объектом, системно связанных единым источником информации. Обосновано использование в качестве такого источника невязок 8, мониторинг которых осуществляется средствами автоматизации технологических объектов АТК.

Корректирующим управлением производится целенаправленное изменение свойств объекта, минимизирующее норму или устраняющее 8, в отличие от адаптивной подстройки, которая обеспечивает лишь отслеживание таких изменений подбором коэффициентов или структуры математического описания.

Проанализированы известные методы функционального диагностирования как первого этапа формирования корректирующего управления. Наиболее существенное внимание уделено анализу концепции избыточности информации и использованию моделей источников нарушений, задаваемых (для линейных объектов) в виде:

ф/Л=(А+М)у+(В+АВ)и+т хяых =(С+АС)у (1)

где у - вектор переменных состояния; г], £ - векторы сигнальных источников нарушений; АА, ЛВ, АС - матрицы параметрических источников нарушений (на рис.1, указан лишь один вид дефекта - неисправность £ тракта контроля измерительной системы).

Отмечены системные особенности интерпретации выявляемых (и оцениваемых) источников нарушений как переменных системы управления. С одной стороны, они являются возмущениями, вызвавшими отклонения ЛхвыХ=хеых-хвыхб и Ау=у-у выхода х„ш и состояния .у от их базовых значений хвыхс„ у6 (возможно за границы

установленных допусков) и подлежащими парированию путем текущего варьирования вектора и. С другой стороны, их можно трактовать как переменные для принятия управляющих решений по обслуживанию технологического оборудования на плановых интервалах времени оперативного управления и формировать управляющие последовательности устранения источников нарушений r¡, £ A4, ЛВ, АС. Системная интерпретация изменения параметров АА, ЛВ, АС, rj, Ç, а также возникнове-р ние невязок уравнений модели объекта, вызванных этими отклонениями, являются определяющими для введения понятия и постановки задач корректирующего управления.

С точки зрения возможностей диагностики r¡, § A4, АВ, АС, в работе выделен * класс объектов химической технологии, в первую очередь процессов переработки сложных углеводородных сырьевых смесей. Отмечена необходимость системного подхода к задачам диагностики, предусматривающего включение элементов и средств автоматизации в состав диагностируемых блоков АТК. Этими мерами обеспечивается снижение вероятности принятия ложных решений об источнике нарушения по эффекту его измеренного проявления.

Формализована постановка задач корректирующего управления. Предполагается, что объекты АТК описываются уравнениями:

dy/dt=f(y,u,J)\ xñhLX~(p(y), (2)

где параметр Ja{0;l,N} - произвольное подмножество множества, состоящего из N номеров источников нарушений (дефектов), моделирующее текущее техническое состояние системы; / -вектор-функция векторных аргументов у, и, параметрически зависящая от J и гладкая по аргументам при любых значениях J; ç - гладкая вектор-функция измерений векторного аргумента^; t - время; х = (у, и, хвых)7 - составной вектор технологических переменных, который в нормальных условиях функционирования АТК должен отвечать заданным ограничениям на его минимально л: и максимально лГ допустимые значения:

х'<х<х\ (3)

В системе определены события пополнения множества J элементами из сово-

inirriinAirii 1тп1>аплп f 1 я Г1 тя rirvr гшгтяп un 7 лпакАиччм) *^Wiii(if frainilll ИЛîTArtrimr

linucin iiüivivpuo í*t¿Vf ri riJO/lin/l "J «s jvivmviuvui ^iriinii vvuutiri/imri тОДм!iiyjf

' ются соответственно появление очередного дефекта и устранения одного из множества имеющихся дефектов, характеризующих текущее техническое состояние АТК.

Уравнения для расчета невязки Ôr измеренного хвых и расчетного х*вых значений » выходной переменной после текущего r-ого шага пополнения J: J=J„ - имеют вид:

dy*/dt-f(y*, и, Jr-i)\ х'вых ~<p(yr) Sr= хвыХг- х*вых r Jr., сг Л'

Оценка jv вектора состояния у на r-ом шаге не совпадает с текущим значением состояния }>г в силу пополнения на этом шаге множества Jr.¡ новым элементом. Значение Jo начального множества номеров дефектов полагается известным, Jr-¡ определятся процедурой диагностики, то есть в детерминированном варианте моделирования невязка расчета в системе: dyr.¡ /dt-f(y и, Jr.¡)\ xeblXr =<p(yr.i), - отсутствует.

Возможны различные стратегии Т1 последовательного изъятия элементов 7* из У:

Уо-Jn «4-Л-/Ч7*}» T'-(Ti т2 ... тм),

Jkczjl,c{0;lN}\ 'А ejU k=l,2...M.

где - 7*, Jh Jk-i -номер устраняемого дефекта и множества номеров неустраненных дефектов на к-ом и к-\-ом шагах /-ой стратегии коррекции. Каждой стратегии отвечает одна из возможных последовательностей управлений: U' = (u'i и[ ... и'и).

Значения дс* технологических переменных на к-ом шаге исправления дефектов могут находиться вне пределов заданных допусков:

Хк+ХДк-ХИк=Х\ Хк-Хдк+ХИк=Х , (4)

Неотрицательные значения нарушений ограничений по максимуму и миниму-

I -»■

му дси к, Хи к и допустимые расстояния Хдк, хдк по соответствующим координатам до граничных значений интерпретируются так же как искусственные и дополнительные переменные канонической формы симплекс-метода в задачах линейного программирования.

Каждому шагу устранения дефектов ставится в соответствие цена обслуживания: Gk=Gk (T'iJ, - затраты на устранение ¿-ого источника нарушений. Эта цена может оперативно задаваться лицом, принимающим решение (ЛПР) или быть фиксированной для каждого вида дефекта. Суммарные затраты на корректирующие шаги по /-ой

М i

стратегии составляют Gt = I Gk.

Требуется после г -го шага пополнения Jнайти значения:

Jr\ min Gf, i*- arg(min G,) T ; U'; M;

при выполнении условий: Хнм=Хц0\ dy/de=0.

В описании (2) постановки задачи выделен класс моделей, параметризуемых по векторному коэффициенту aeFT: f(y,u,J)=0(y,u,a). В параметризованных моделях источникам нарушений соответствуют недопустимые отклонения Аа параметра а от базового значения а0 (а=а0+Аа). Базовое значение а0 определяется проектными или предписанными для нормальных условий эксплуатации характеристиками элементов объекта или технологической системы (а~а0 => J=0). Линейность Ф и <р по у и и приводит к моделированию дефектов в форме (1).

Таким образом, неисправностям (непустым элементам множества J) в (2) ставятся в соответствие некоторые дискретные (отличные от исходных обозначения компонент ак вектора параметров а. Значения У получаются последовательным пере-нумеровыванием компонент ак или их групп, связанных с той или иной неисправностью.

Во второй главе разработана методология функционального диагностирования на базе использования моделей объектов, входящих в состав автоматизированного технологического комплекса.

Предложены способы выявления источников нарушений, характерных для различных уровней иерархии описания АТКхимической и нефтехимической технологии. С этой целью исследована структура невязок, полученных последовательным агреги-

рованием переменных в уравнениях кинетики и материальных балансов. Проанализированы особенности диагностики, выполняющейся в условиях влияния неточности уравнений и случайных погрешностей контроля измеряемых переменных.

В структуре невязок на нижнем неагрегированном уровне выделены составляющие, связанные с изменением механизма реакций, а также систематическими погрешностями:

> оценки неконтролируемого начального состояния,

> контроля измеряемых выходных величин объекта.

Для указанных условий установлены структурные требования к системе диагностирования объектов, процессы в которых описываются сложной реакцией, протекающей по стехиометрической схеме, представленной в скалярной (5а) или векторной (56) формах:

т _

Е^А^О;) = 1,л; (а) с?А=0 (б) (5)

где Л/ - обозначение химического компонента, участвующего в реакции; / -номер маршрута; у'-номер компонента; ау - стехиометрический коэффициент у'-го компонента в /-ом маршруте

На базе использования кинетических уравнений маршрутов этой реакции сЖМ^с?г(к,М) и линейного измерителя выхода дсм,и=СнЛ/, построен диагностический алгоритм выявления источников невязок 5 в системе контроля. Он заключается в формировании текущего наблюдателя последовательным исключением строк матрицы С„. Таким исключением образуются новые измерительные системы хя,иН= СМ, где хвыхИ - вектор измерений, полагающихся верными, г - гладкая по аргументам вектор-функция скоростей реакций, к- вектор кинетических констант, время; значения вектора мольных потоков М=у связано с измеренным вектором дгяыг выходных переменных матрицей С„. При наличии помех взамен наблюдателя предложено использовать фильтр Калмана.

Рассмотрен и более сложный вариант диагностирования, предусматривающий оценивание изменений компонент вектора к. При диагностировании последовательно выбираются для идентификации только "подозреваемые на смещение " наборы констант скоростей реакций.

Применение кинетических моделей для целей диагностики всех видов источников нарушений затрудняется высокой размерностью вектора параметров кинетических уравнений. Агрегирование переменных в моделях предложено рассматривать как методологическое направление декомпозиции в задачах диагностики многоуровневых систем.

Указано, что при агрегировании индивидуальных компонент вектора М в усредненные псевдокомпоненты проявляются аномалии эволюции состава групп по отношению к принятому для нормальных условий. Для моделирования и диагностики таких аномалий в работе допущена возможность параметризации кинетических констант и состава компонентов по измеряемым значениям р показателей, коррелированных с этим составом. Исследованы модели, описывающие кинетику превращений смесей усредненного и непрерывного состава изменением параметров р во времени.

На следующем "стехиометрическом" уровне агрегирования при вычисле-

нии зависимых компонент вектора <МШ через компоненты ключевых веществ предложено исключать как промежуточные переменные значения скоростей реакций г(к,М). Выполнен анализ структуры невязок стехиометрически агрегированной модели по отношению к конечным приращениям АМ вектора М: где £ - вектор степеней завершенности реакции: г(к,М).

В качестве контрольных использованы уравнения стехиометрических (компонентных) балансов рАМ=раг£, РЛМ=0, где 0а „ =0 =$РАМ=0, если а„ составлена из столбцов матрицы </ , соответствующих ненулевым компонентам вектора £ Анализом состава невязок ^Е^Еа^^О балансовых уравнений Ро! ^РДМ=8 диагностируются отклонения от нуля тех компонент §, которые считаются нулевыми в силу отсутствия или торможения /' - го маршрута реакции в нормальных условиях его протекания {к - индексы указанных маршрутов). Количество одновременно диагностируемых "аномальных" компонент должно быть меньше ранга матрицы РЫ. Геометрически возможности диагностирования при отказе от "прогнозируемых" кинетических моделей иллюстрируются рис. 2

Установлено, что дополнительно к выявлению существования побочных маршрутов стехиометрический уровень агрегирования позволяет диагностировать аномалии в элементном составе групповых компонентов реакции. Для этого ис-

Пространство дефектов

Пространство невязок

(Изображение оси ¿2

Рис. 2. Диагностируемость двукратного источника нарушения в трехмерном пространстве невязок

пользуются уравнения материальных балансов элементов в ее маршрутах:

1а,,п]к = 0; / = Тт; к = ЦК; (6)

где ¿-номер элемента, п^ количество атомов А-го элемента, содержащегося в молекулеу'-го компонента (вещества Л,).

В силу (5) и (6) щ оказываются функциями значений п}к: ац=а,/п), где и - матрица коэффициентов л,*. Эта зависимость использована в работе для построения диагностических уравнений изменения п)к путем перехода от описания мольных балансов к массовым:

Щ = ГП}АМ] = (7)

где АС} - изменение массового потока _/-го компонента в результате протекания реакции; /^-молекулярная масса /-го компонента: т^-Ер^пр ^-атомная масса у-го элемента.

В системах (7), переопределенных по отношению к числу измеряемых значений Ж7,, невязки 8] уравнений составляют вклады вносимые меняющимися значениями при варьировании элементного состава усредненных молекул Аг Эта структурная особенность использована для диагностики изменений щ нарушений элементного состава химических веществ (в частности, смесей сырья).

В диссертации определен еще один (верхний) уровень агрегирования перехо-} дом от массовых балансов химических (индивидуальных или групповых) компонентов к балансам материальных потоков. На этом уровне при описании статики объекта в условиях отсутствия притоков-стоков невязки 8) характеризуют дефектность средств измерений расходов. * Для увеличения глубины и степени структуризации диагностирования разра-

ботаны диагностические схемы для типовых АСР, входящих в состав системы управления АТК и дополняющих систему контрольно-диагностических уравнений. Получены диагностические таблицы для одноконтурных, каскадных, комбинированных АСР и АСР по возмущению. Они аналогичны таблицам покрытий, но роль различающей совокупности в них играет набор компонент вектора невязок.

Предложены варианты построения диагностических алгоритмов с учетом неточности эмпирических соотношений и погрешностей измерения переменных. Сформулированы правила оптимизации алгоритмов при использовании более двух контрольно-диагностических уравнений с учетом того, что дисперсии и разности оценок значений параметрических нарушений Q по существу являются функциями индексов номеров этих уравнений и индексов входящих в них переменных.

Разработана процедура оптимизации ранжированием последовательности пар уравнений, выбираемых из множества контрольных уравнений системы по одному из критериев: значению £ оцениваемому диагностическим алгоритмом; вероятносш а ошибки 1-го рода; вероятности р ошибки 2-го рода.

Цель оптимизации в первом случае - минимизация порогового значения то есть обнаружение «малых» дефектов с заданными значениями вероятностей а и р. Во втором случае минимизируется вероятность а принятия решения об исправности тестируемого канала при его дефектности, то есть вероятность необнаружения неисправного канала. Наконец в третьем варианте минимизируется вероятность ложной тревоги, так как ошибка второго рода возникает при правомерности отвергнутой нуль-гипотезы. Это означает минимизацию вероятности р обслуживания исправного канала как дефектного.

> В третьей главе разработана методология синтеза оптимальных корректирующих программ для установившихся режимов динамических объектов АТК. Приведено обоснование принятых подходов к декомпозиции задачи синтеза. Разработана методология синтеза на базе процедур оптимальной координации для различных вариантов описания объектов автоматизированного технологического комплекса. Представлена структурная реализация синтезированного управления. Установлены условия реализуемости допустимых статических режимов.

Рассмотрены статические режимы функционирования АТК (йу/А=0), с малым временем Тпр перехода от одного из них к другому по траекториям, определяемым динамикой (2), (по отношению ко времени удерживания статического состояния). В

соответствии с (2) эти режимы описываются уравнениями: /(у,и^)=Ф(у,и,а)=0; Ч/(у,х,ьСК)=<р(у) -хта= 0 или после введения единых обозначений

Р/х^)=0 или Р(х,а)=0 (8)

где ^ F=(Ф,!^?; х=(у,и,х.ык)т:

Варианты выражений в (8) соответствуют многомодельным системам, получаемым заменой функций и варьированием параметров а в математическом описании.

В промышленных условиях, как правило, необходимо поочередно обслуживать группы или каждый из элементов технологического оборудования. Выбор последовательности замены дефектных узлов АТК предложено формализовать изъятием какого-либо элемента из множества У, то есть изменением варианта ма- 1 тематической модели АТК. Для каждого получающегося нового варианта описания необходимо определить значение и, отвечающее значению д: в допустимой области (3) или приближающее х к этой области. Последнее обеспечивается решением задачи оптимизации управления. В качестве критерия оптимальности управления выбрана сумма компонент векторов хц к, хи к искусственных переменных в (4).

В свою очередь оптимальность последовательности корректирующих шагов оценивается по времени приближения д: к допустимой области или по иному критерию С эффективности обслуживания, который задаётся ЛПР.

Для решения задач синтеза использовано допущение о том, что несовместные системы (8) и (3) приводятся к совместным пошаговым изъятием элементов из ./ до их исчерпывания (У=0) в множестве (приведением вектора а к аа последовательным изменением его компонент).

Число элементов множества ./ быстро возрастает с увеличением размерности вектора а и количества значений, принимаемых каждой из его дискретных компонент. Еще быстрее увеличивается множество Ь стратегий обслуживания объекта АТК (рис.3), обеспечивающих перевод текущего значения У в пошаговым изъятием элементов из У (то есть изменением координат аг).

Рис. 3. Пример возможных вариантов стратегий коррекции для трехэлементного множества J

Предложено ввести на этом множестве критерий й эффективности технического обслуживания, позволяющий ЛПР отобрать наилучшие по этому критерию стратегии, "исправляющие" вектор а. В качестве критерия целесообразно использовать аддитивную комбинацию функций номеров дефектов, например, время обслуживания дефектного элемента или стоимость его замены (ремонта).

Сложность отбора стратегий обслуживания на основе комбинирования всевозможных значений ап связанную с необходимостью поиска значения дс ближайшего (по критерию к (3) на каждом шаге исправления а, предложено снижать:

• сокращением числа элементов множества I (вариантов стратегий обслуживания объектов АТК) путем введения условий допустимости стратегий,

• упорядочением процедуры поиска на Ь,

• использованием алгоритмов линейного программирования для поиска оптимальных значений л: в случае линейности моделей или возможности их линеаризации.

Уменьшение числа элементов в Ь осуществляется наложением на текущем шаге коррекции вектора дс естественных ограничений на допустимые направления изменения последнего. Именно: при выполнении корректирующего шага запрещено увеличивать значения компонент векторов дг#*> с ростом к Для приближения к допустимой области на каждом к-ом шаге должна решаться с учетом введенных ограничений задача нелинейного или линейного программирования: минимизация «суммарного нарушения» технологического режима: Ри =

Упорядочение процедуры поиска - второе направление ускорения поиска оптимального решения. Для структуризации задачи определено множество Б(к) подмножеств Ук номеров дефектов из J, не устраненных на текущем к-ом шаге коррекции вектора а. Различные значения, принимаемые переменной-подмножеством Л* как элементом, принадлежащим Б(к), задают состояние коррекции на Л-ом шаге, а выбор очередного номера 7* е устраняемого дефекта - управление коррекцией на этом шаге. На нулевом шаге (к=0): 8(0)={1, 2, ,.И}=./. При к=Ы 8(И)=0($жЗ).

Если символом /обозначить оператор изъятия элемента Тк из подмножества -Л множества 8(к), то взаимосвязь Л=/ГЛ./, Т0 между введенными таким образом переменными состояния обладает марковским свойством зависимости текущего состояния от предыдущего и управления на текущем шаге.

Для аддитивных критериев С* эффективности коррекции получены функциональные уравнения Беллмана, имеющие (при расчете оптимальной программы в «прямом» направлении от начального состояния 3= У0) вид:

КкШ^ттфк.^.о+СкСГь»; к=1,2...Н;

Расчет ведется от стартовых условий: к=1; Яо^о)=0. Для каждой из получаемых траекторий фиксируется «момент» к устранения технологических нарушений (Ти-О), достигающийся минимизацией суммы искусственных переменных. Минимум значения для этих «моментов» по всем траекториям и определит ту из них, на которой достигается глобальный оптимум.

Процедурой динамического программирования гарантировано нахождение оптимальной стратегии среди множества всех допустимых. В результате приведения объекта в допустимую область достигается выполнение условия /"^=0 (хи = х'и= 0). Далее на текущем шаге коррекции выбором номера исправляемого дефекта и варьированием лс в допустимой области предложено решать задачу "корректирующей оптимизации", то есть наибольшего увеличения значения "обычного" критерия оптимальности функционирования АТК.

Линеаризацией по технологическим переменным сложность решения задач коррекции дополнительно снижается. Отмечен ряд особенностей применения сим-

плекс-метода линейного программирования для решения задач коррекции управления. Линейность по параметрам еще более повышает эффективность вычисления условно-оптимальных режимов использованием приемов параметрического программирования. Именно формирование корректирующего шага параметрически задает оптимальное значение управления.

Выявлены структурные особенности получаемых оптимальных решений в задачах поиска технологических режимов для линейной системы. Оптимизацией синтезируется ее текущий базис. Базисные управляющие переменные как зависимые входят в замкнутый контур управления, а небазисные устанавливаются на их граничных значениях. Принципиальные вопросы реализуемости той или иной структуры системы управления связаны с исследованием управляемости объекта.

Указано, что критерии управляемости линейных динамических объектов, описываемых уравнениями ф/ск=Ау+Ви, не дают ответа на вопрос о существовании требуемого по условиям задачи значения у=у0\ фМ^О. Поэтому в работе решена задача выявления дополнительных ограничений, налагаемых на А и В требованиями «управляемости в статике». Такие ограничения выявлены на основе структуризации управляемой по Калману пары (А,В).

Для этого среди векторов - столбцов В выбраны к линейно независимых, после чего ( при гапкВ = к) они дополнены до базиса и-мерного пространства (пк) столбцами А. Полученная система уравнений:

'лд5+ст д/>ул /с се V«,4] (ЯДЯ+СТ ¡ЮЛ (С С{2

Ж+рст я ДлА«: рей){ин)*'{о)'' ^Лду+рсг я ;; ^РС рей)'

имеет решение относительно базисных переменных: и, = - (¿и„ -Ту„,у} = -

где С и Л -квадратные невырожденные матрицы порядков к и п-к; 11,Б,Т,Р& -матрицы, имеющие размеры кх(п-к), (п-к)хк, кхк, (п-к)хк, кх(т-к) соответственно; у„,ин и и „у, - небазисные и базисные подвекторы векторных переменных^ и и: у=(у„у^Т; и=(и, и/.

Условием управляемости в статике является возможность произвольного задания у=у„ в пространстве состояний. Произвольный выбору возможен, если отсутствует выражение, связывающее компоненты .у. Значит, матрица С должна иметь полный ранг (равный и). Для этих условий из (11) следует преобразование к форме Ау+(С СО)(и1 и/=0 и далее н,= - 0иИ - С'Ау.

При невыполнении условий управляемости в статике предложено фиксировать множество Уточекз» пространства состояний таких, что,у3= -Бун. В этих точках статический режим осуществим выбором значения и= - 0и„ -Ту„. Показано, что для любой другой точки уо0¥ оказывается возможным применять процедуру симплекс-метода линейного программирования с целью отыскания ближайшего к ней в трех различных метриках вектора еУ. В вариантах минимизации наибольшей по модулю компоненты и суммы модулей компонент вектора^-у приведение к форме задачи линейного программирования выполняется использованием неотрицательных искусственных переменных.

В четвертой главе рассмотрены примеры построения систем корректирующего управления объектами производства технического углерода, представляюще-

го собой современную отрасль нефтехимии. Приведено описание структурно-функциональной организации и построены математические модели объектов корректирующего управления для разных уровней иерархии АТК производства. Выполнен синтез алгоритма условно-оптимального управления основным объектом АТК -реакторным блоком.

Укрупненная схема АТК, охватывающая основное и вспомогательное производства технического углерода из жидкого сырья, изображена на рис.4. Она состоит из нескольких блоков различного назначения, связанных материальными и энергетическими потоками.

Сырье после приема его участком слива и подготовки обычно хранится в резервуарах сырьевого парка. Из резервуаров - хранилищ сырье через участок подготовки

Линии сырья, подаваемого в производство

-Линии подачи готовой продукции на склад

Линии подачи отходящего газа в энергоблок Рис. 4. Укрупненная технологическая схема предприятия по производству техническог углерода

по одному или нескольким трубопроводам поступает для его переработки в готовый продукт на технологические линии, так называемые "потоки", производящие продукты одинаковых или различных марок. Производственно-технологический блок, объединяющий потоки, является центральной частью АТК производства.

Поток включает несколько последовательно связанных участков, каждый из которых имеет специализированное технологическое назначение и осуществляет химические или физико-механические преобразования обрабатываемой среды

Процесс начинается разложением паров жидкого углеводородного сырья в газах горения топлива (например, природного газа). Образовавшийся аэрозоль далее разделяется на твердую (дисперсную) и газообразную фазы. Выделенный сыпучий продукт уплотняется, как правило, с последующей дополнительной обработкой: влажным гранулированием и сушкой. Затем технический углерод направляется на хранение и упаковку.

Ядро производственной схемы представляет реакторный процесс, осуществляющий химическую переработку смесей жидкого углеводородного сырья. Полная схема технологической линии включает последовательно связанные аппараты: реактор, теплообменник-подогреватель воздуха, холодильник-ороситель, фильтр, уплотнитель технического углерода, гранулятор, сушильный барабан, объединенные в участки с рециркуляцией тепловых и материальных потоков (рис. 5).

Как основное, так и вспомогательное производства потребляют значительные количества химически очищенной воды для технологических нужд, газообразного или топлива и сжатого воздуха. Они подаются для всех внутренних потребителей из единых внутризаводских или внешних источников, не изображенных на рисунке. Отходящий газ - побочный продукт производства - направляется в котельные установки энергоблока, вырабатывающие пар и электроэнергию.

Задачи корректирующего управления в работе предложено объединить иерархией координации. Координация осуществляется закреплением агрегированных (как и в задачах диагностики) переменных различных уровней моделей. Синтез корректирующего действия на верхнем уровне управления осуществляется по нормативно-балансовым моделям, включающим уравнения материальных балансов ресурсов и продуктов.

Согласно схеме рис. 4 уравнения балансов по сырью, природному газу, воздуху, пару, химически очищенной воде, техническому углероду и отходящему газу имеют

т т

вид соответственно: - = 0; С<,2 - - ¡£р™2к - 03~ 0;

т т

Со3 - б>„с_, - ¡£рт,зк - = 0; = 0 во4 - £ртл41 -<?,,= 0 (10)

т ¿¿Ц т

где - массовые общепроизводственные расходы ресурсных компонентов / - го вида; массовый суммарный расход ресурсных компонентов, потребляемый

к-ой технологической линией; Супс( <£>- массовые расходы /-го вида ресурса, подаваемого на участок подготовки сырья и в энергоблок предприятия Сщл^ Сотг5- массовые расходы продукта у-го типа, производимого к- ой технологической линией и отгружаемого потребителю; массовое количество продукта у-го типа, находящееся на хранении; - массовые расходы отходящего газа А-ой технологической линии и потребляемого энергоблоком; йЭ4, Оэ? -массовое производство пара и потребление воды энергоблоком.

Процессы каждой из находящихся в рабочем режиме технологических линий настраиваются варьированием материальных потоков на производство конкретного вида продукции, по результатам определения ее качества. По данным автоматических измерений расходов вычисляются текущие значения Кщк норм расходования топлива, воздуха и воды на единицу массы подаваемого в производство сырья.

С™2к = К"2р™1к > КизГСт1к ' Стл4к К"4к "Стл1к

Если балансы (10) при подстановке измеренных расходов С7 удовлетворяются, отклонение норм К]к от прогнозируемого значения для фиксированного значения определяет источник нарушения с глубиной диагностирования до к-ой технологической линии (однократный источник нарушения на верхнем уровне агрегирования). В противном случае диагностируется источник нарушения в системе сбора информации АТК. Место возникновения этого или технологического источника может далее уточняться для более низких уровней агрегирования по данным балансов и нормативно-статистических или модельных соотношений для отдельных технологических аппаратов.

Обслуживание технологической линии предложено моделировать восстановлением плановых норм расходования ресурсов на единицу потребляемого сырья. Коррекция до момента устранения источника нарушения осуществляется отключением или переключением некоторых из технологических линий на производство других видов продукции и изменением их технологических режимов. Корректирующим действием обеспечивается максимально возможное приближение к плановым показателям по объемам производства. Источником технологического нарушения может быть изменение потенциала сырья по выходу технического углерода, дрейф характеристик или дефектность аппаратов технологической линии.

Балансовые и нормативные уравнения в процедурах диагностики обеспечивают системную связь невязок (разностей между текущими и плановыми нормами) с принятием решений по обслуживанию технологических линий и коррекции их режимов.

На представленном уровне агрегирования нормы затрат ресурсов и производства продукции зависят как от вида последней, так и от типа используемого сырья. (Индексы принадлежности КИ)к к этим типам и видам опущены). Число моделей в системе снижается параметризацией норм по показателям качества сырьевых смесей, в первую очередь, по значению его плотности К„ к-Кн<к(р).

Каждый из выделенных технологических блоков обладает собственной внутренней структурой, задающей направления и балансовые соотношения материальных и тепловых потоков между аппаратами. Структурная организация технологической линии изображена на рис. 5. Агрегированием "внешних" материальных потоков этого уровня осуществляется "закрепление" промежуточных переменных связывающих его с уровнем описания производства (рис. 4) и пере-

¿

дается информация для целей диагностирования последнего: £ртпзи, где

/- индекс аппарата к-го потока, использующегоу'-ый вид ресурса.

Уравнениями тепловых и материальных балансов устанавливаются соотношения массовых расходов материальных потоков, привносящих и потребляющих энер-

гию в аппаратах рассматриваемого уровня АТК производства. Текущие значения этих соотношений автоматически задаются контурами стабилизации температурных режимов аппаратов и давлений по тракту движения газовых потоков. В свою очередь температурные режимы корректируются по результатам контроля показателей качества или расчета этих показателей по кинетическим моделям, разработанным в гл.5.

Отходящий газ в ко-тепьные энергоблока

Газовый •транспорт ТУ

Газы горения топлива в атмосферу

Технический углерод (ТУ)

Вода

Рис. 5. Укрупненная схема технологического потока

Расчетные соотношения потоков в аппаратах устанавливаются по уравнениям их математических моделей, балансовым уравнениям или по данным статистических наблюдений, выполненным в условиях эксплуатации, которые не искажены дефектностью элементов аппаратов. Отклонения от расчета для конкретного значения индекса / (при соблюдении балансов по участкам технологической линии) фиксируют источник нарушения с точностью до аппарата.

Методы локализации источников неисправности на уровне технологического аппарата разработаны для реактора. Это соответствует принятой концепции агрегирования переменных состояния элементов производства, осуществляющих химические преобразования среды. Вопросы диагностирования других аппаратов общего для многих отраслей назначения (например, теплообменников) достаточно широко освещены в литературе и в работе не исследуются. В целях диагностики реактора использованы балансовые контрольные уравнения термохимических моделей и кинетические уравнения химических превращений. Термохимические уравнения позволяют диагностировать неполноту горения топлива и аномалии в элементном составе сырьевых смесей.

Неполнота сгорания топлива фиксируется по невязкам уравнения теплового баланса для зоны горения на основе данных автоматического измерения темпера-

турного режима горения. Возможное влияние неисправности средств измерений на достоверность соответствующего решения снижается диагностикой дефектносга элементов в схемах регулирования расходов топлива и воздуха.

Кроме того, диагностируются события, связанные с изменением показателей качества сырья, не измеряемых непосредственно приборами автоматического или оперативного лабораторного контроля. С целью увеличения аналитической избыточности при такой диагностике в гл.6, для различных промышленных партий сырьевых смесей построены регрессионные уравнения, отражающие связи группового и элементного (СтН„) составов сырья с его плотностью р.

Управление на корректирующих шагах рассматриваемого уровня агрегирования в условиях нарушений сводится к выбору условно-оптимальных технологических режимов аппаратов. При находится min Fm по значениям технологических переменных процессов в каждом из них. При Fn=0 отыскиваются условно-оптимальные режимы технологических процессов по критерию максимума производительности или минимума затрат. Оптимизация выполняется при закрепленных значениях связующих переменных: материальных потоков между аппаратами.

Для указанных условий поставлена и решена аналитически задача максимизации выхода продукта, формализованная как задача нелинейного программирования. Согласно решению для получения максимального выхода продукта следует поддерживать верхний предельно допустимый уровень температуры в зоне сжигания топлива. Этот вывод, известный по экспериментальным исследованиям и численным экспериментам на математических моделях, в работе получен аналитическим путем. Он верен для любых технологических режимов, аппаратурного оформления процесса и широкого спектра видов углеводородного сырья. Структурой условно-оптимального управления предусматривается поддержание соотношения воздух/топливо по условию максимума температуры в зоне горения. Соотношение воздух/сырье устанавливается по температуре в зоне разложения паров сырья и корректируется по заданной дисперсности технического углерода.

Для оптимизации относительного значения выхода продукта не требуется фиксировать величину какого-либо из материальных потоков, вводимых в реактор, следует воздействовать только на их соотношения. Экстремальное значение выхода достигается на множестве различных значений производительности реактора по сырью. Это дает возможность оптимизировать производительность на указанном множестве без ущерба для выхода.

В свою очередь предельно возможная производительность определяется при координации материальных потоков. Она зависит от пропускной способности узкого места в составе технологической линии. На положение узкого места влияют значения координирующих переменных, в число которых входят (рис.5): массовый расход сырья Gc, объемный расход Уг образующегося в реакторе газа и количество Gy получаемого в единицу времени углерода. Потоки Gy и Vr передаются на следующие за реактором по ходу технологической линии аппараты производства.

Узкое место может представлять и реакторный процесс в случае малости времени пребывания сырья в реакционной зоне для его полного разложения и "замасливания" технического углерода. Снижение нагрузки может потребоваться и при уменьшении дисперсности продукта ниже нормативного предела. Для расчета соот-

ветствующих показателей в гл. 5 разработаны кинетические модели процесса.

На нижнем уровне управления предусматривается стабилизация переменных технологического режима на заданных для текущих условий производства уровнях. Контрольно-диагностические схемы этого уровня дополняют агрегированные балансовые уравнения для технологических аппаратов.

Для АСР подачи сырья в реактор, включающей два несвязанных контура раздельного управления форсунками ввода сырья в реакционные каналы, система контрольно-диагностических уравнений имеет вид:

Оф, + йф2 = Кф„о -л] Рт-Рю1 : Оф1 = Кф, Рф1; вф2 = Кф2 • л/ Рф2;

где Ркн , Рю, Рф - давления соответственно в коллекторной линии подачи сырья в

производство (на реакторы), после фильтра тонкой очистки сырьевой смеси, вводящейся в реактор; перед сырьевыми форсунками;

Кф^ Кф2, Кфто — неуправляемые коэффициенты гидравлических сопротивлений аппаратуры технологической обвязки реактора; Ким^ - коэффициенты гидравлических сопротивлений, управляемые выходными сигналами и, регуляторов (контроллера): Кт= Ки • и,; - коэффициенты пропорциональности; Ьф , &ф- массовые расходы через первую и вторую форсунки.

Аналитическая избыточность в системе (11) обеспечивается измерениями всех переменных и позволяет выполнять диагностирование с глубиной до каждого из элементов схемы.

Например, закоксовывание—форсунки 2 приводит к появлению невязки только в уравнении вф2 = Кф2 л/ Рфг > в то время как неисправность манометра, контролирующего Рф2, вызывает появление невязки (дополнительно к указан-

ной) в уравнении = КШ2 • Ррегг уРкл - Рф2 ■ Измеряемые значения массовых расходов йф2 связывают уровень диагностики АСР с уровнем моделирования

реактора как аппарата технологического потока.

Как и во всех других вариантах диагностирования, предполагается маловероятным одномоментное появление нескольких дефектов в проверяемом блоке. 4

В пятой главе построены математические модели термоокислительного пиролиза иуглеродообразования для диагностики и управления реакторным процессом по показателям качества технического углерода. С целью их построения проансшизи- I рованы существующие представления о механизме и кинетике пиролиза углеводородов и углеродообразования в газовой фазе. Отмечена несогласованность точек зрения различных исследователей на характер стадий, предшествующих появлению углеродных частиц.

Предложенными моделями описываются процессы:

• мономолекулярных превращений углеводородов усредненного элементного состава по цепному механизму

• макрокинетики мономолекулярных химических превращений

• полидисперсного роста углеродной поверхности

(И)

Кинетическая модель мономолекулярных превращений углеводородной сырьевой смеси усредненного состава построена на базе упрощения схемы, предложенной Суровикиным для описания цепного процесса углеродообразования. В состав модели введены уравнения: кинетики разложения сырья, газификации углеродной поверхности, равновесия реакции водяного газа. Учтен тепловой эффект разложения углеводородов и падение температуры по мере протекания процесса.

Выполнена линеаризация константы скорости образования дисперсной фазы по температуре Т и получено приближенное аналитическое решение системы дифференциальных уравнений, описывающих кинетику процесса. При условии полной конверсии сырья и интегрирования системы в фазовом пространстве двух переменных состояния - объемных концентраций углеродных частиц пч и сырья п„ в газовом потоке, - решение имеет вид:_

--^'"'■^■('■¡й'-г^&ч») (12>

где Е - энергия активации, а0 - порядок реакции по сырью; п0 - общая концентрация молекул, псо - концентрация сырья перед началом разложения. Значения псо, п0 и Т рассчитываются по входным переменным технологического режима. Коэффициенты Е, к, а,, подлежат идентификации.

Значением пч определяется дисперсность углеродных частиц. Кроме того, дисперсность оценивается и лабораторным путем по значению йодного числа I. Численным интегрированием полной системы уравнений модели рассчитываются: глубина превращения сырья, степень газификации углеродной поверхности и газообразование в процессе (в том числе состав газовой фазы аэрозоля).

По росту невязки расчета I выполняется диагностика аномалий состава сырья. Кроме состава на значения / влияют варьирование ряда других его характеристик. Эффекты таких колебаний проявляются неустойчивостью технологического режима или (и) закоксовыванием аппаратуры обвязки и внутренних полостей реакторов, а также изменением соотношений технологических переменных в аппаратах участка подготовки сырьевых смесей. При возникновении в диагностируемом блоке АТК не более одного источника нарушений они, так же как и изменение характеристик реакторов, не влияют на процедуру и результаты диагностирования аномалий группового состава.

Для расчетов в макрокинетической области протекания процессов предложена модель, включающая выражения скорости испарения сырьевых капель и условия псевдостационарности стадий химических превращений. Переход в макрокинетиче-скую область фиксируется по падению измеренного значения показателя дисперсности / на конкретном реакторе по отношению к расчетному после диагностического исключения остальных факторов, влияющих на этот показатель. Снижение скорости испарения сырья происходит при ухудшении интенсивности прогрева капель в сырьевом факеле. Интенсивность прогрева, в свою очередь, уменьшается при изменении условий смешивания сырьевого факела с газами горения топлива. Факт изменения этих условий и является содержанием диагностического сообщения.

Для диагностирования интенсивности протекания побочных маршрутов сложной реакции в аппарате в состав обеих моделей включены уравнения кинетики газификации углеродных частиц. О&ьем отходящих газов и содержание отдельных компонентов в нем рассчитываются с учетом этих уравнений. Поэтому увеличение

скорости газификации диагностируется по невязке вычисления концентраций газовых компонентов в реакционной смеси. Эти концентрации в промышленных условиях контролируются лишь эпизодически. Оперативность формирования диагностических сообщений повышается использованием расчетных данных о перепаде давлений в аппарате.

В диссертации исследованы возможности управления показателями качества, характеризующими так называемые "улучшенные" марки технического угле- « рода, например среднеквадратическим отклонением диаметров углеродных частиц от среднего значения их диаметра. С этой целью на основе обобщения ряда известных подходов к описанию кинетики углеродообразования построены модели эволюции распределений углеродных частиц по размерам. Бесконечномерная * система уравнений роста частиц аппроксимирована одним уравнением в частных производных. Его аналитическое решение дает систему нормированных уравнений образования (13а), роста частиц (136) и расходования сырья (13в) в виде:

где пса- начальное значение концентрации сырья; п„ - общая концентрация молекул в объеме газа-носителя;число углеродных скелетов молекул исходного углеводорода в частице (полагается непрерывным при больших значениях ¡); К„, Кр, Кч -константы скоростей инициирования, разветвления и взаимодействия радикалов с поверхностью частиц; в, Л - нормированные время и размер частиц; т(в,11) - нормированная концентрация частиц размером Л в момент времени в\ т(в,0) - нормированная концентрация частиц наименьшего размера (радикалов-зародышей); т(0,0)=0.

В условиях традиционных технологий производства технического углерода из углеводородного сырья начальные концентрации частиц всех размеров равны нулю: т(0~,И-9)=0, - так как введение извне углеродной поверхности в реакционную смесь приводит к существенному снижению дисперсности получаемого продукта. Поэто- * му решение (136) для указанных условий имеет вид: т(в,И)=т(в-И,0).

Этот аналитический результат: указывает на исключительную важность управления характером протекания стадии образования радикалов-зародышей, отмеченную исследователями по результатам направленных экспериментов. Распреде- 1 ление т(в,И) является самосохраняющимся по в и повторяет со сдвигом И выход т(в,0) радикалов-зародышей во времени в.

К сожалению, возможности контроля распределений частиц по размерам или моментов этих распределений в промышленном производстве технического углерода в настоящее время практически недоступны. Невязка 8(в), включающая слагаемое т(0',И-в), которое моделирует диффузионный перенос частиц большего размера в зону роста частиц меньшего размера, может быть оценена лишь косвенно по уменьшению дисперсности частиц измеряемой лабораторным путем. Увеличение этой невязки связано с нарушением условий продольного перемешивания в процессе

V О

т(в,11) = т(М,а) + т(СГ, Ь-в). в

пс = и™ - / НИ) [т(в,к)-т(0,И)] ¿И, О

у

б) В)

(13)

роста углеродных частиц.

В шестой главе установлены возможности управления реакторным процессом с учетом варьирования качества сырьевых смесей. Исследованы корреляционные связи между различными физико-химическими показателями углеводородного сырья Выполнена параметризация элементного состава и распределений групповых компонентов сырьевых смесей, а также констант кинетических моделей реакторного процесса по измеряемым в промышленных условиях показателям, чем кардинально снижена размерность многомодельной системы описания реакторного блока производства. Выявлены возможности управления групповым составом на стадиях, предшествующих началу термоокислительного пиролиза.

Поскольку процесс углеродообразования представляет собой эволюцию исходной смеси углеводородов в конденсированный и обедненный водородом продукт, состав сырья интерпретируется как начальное состояние реакционной системы и отождествляется с начальным значением вектора состояния. Это значение необходимо использовать для решения дифференциальных уравнений кинетики преобразования состава в моделях индивидуальных или групповых превращений углеводородов, которые наиболее полно описывают механизм процесса.

Но в промышленных условиях современного производства технического углерода не измеряется ни содержание индивидуальных, ни содержание групповых компонентов сырья, так как все способы измерения компонентного и группового составов достаточно трудоемки и не оперативны. В работе построены экспериментально-статистические зависимости, связывающие не оперативно измеряемые показатели сырья, а также показатели, измерение которых трудоемко или требует использования сложной дорогостоящей аппаратуры, с показателями, которые измеряются более оперативно или более простыми средствами.

Выявлены наиболее информативные контролируемые показатели: индекс корреляции и плотность сырья. Отмечена целесообразность разработки средств для оперативного контроля его стандартной теплоты образования.

Решен вопрос о рациональной степени детализации описания состава аппроксимирующими зависимостями. С этой целью выполнена обработка известных экспериментальных данных о влиянии состава сырья на качество производимого продукта. Оказывается, что представление последнего агрегированными показателями взамен совокупности индивидуальных химических компонентов необходимо не только в целях понижения размерности моделей, но и для повышения точности расчетов. Поэтому для использования в моделях оперативного управления технологическим процессом выполнена параметризация группового состава.

Построены уравнения регрессии, связывающие содержание ароматических групповых компонентов с индексом корреляции и плотностью.

Более точная информация о групповом составе получается на основании использования данных о распределении групп по фракциям температурной разгонки или истинных температур кипения уг леводородной смеси, аппроксимированных выражениями.

ск(Г)=(Т-тк)-аок-е-аИ'<Г-*> и ск(Т) = (тк- Т)^

где ск(Т) - содержание А>ой углеводородной группы во фракции с температурой

кипения Т; г*, а,к - эмпирические коэффициенты. Первое выражение аппроксимирует содержание легких, а второе тяжелых ароматических углеводородных групп в сырье.

Поскольку наиболее активными с точки зрения влияния на процессы углеродо-образования являются алкил-ароматические углеводороды, по имеющимся литературным данным выполнен анализ распределения алкильных цепей в структурных , группах сырьевых смесей. Анализ полученных зависимостей показал, что характер распределения углерода в алкильных группах слабо зависит от вида сырья, что позволяет упростить представление моделей входящих в эти группы молекул. Структурная единица сырьевой смеси представлена ароматической конденсированной < молекулой с единственным алкильным радикалом.

При этих условиях химический состав смеси задается двухпараметрическим распределением числа ароматических колец и длиной насыщенной линейной углеводородной группы, замещающей один из атомов водорода.

Параметризация констант кинетических моделей - второе направление использования данных о качестве сырьевой смеси для управления реакторным процессом. Параметризованы по плотности р или индексу корреляции константы мономолекулярной модели (12) гл. 5: энергия активации, предэкспоненциальный множитель к, порядок реакции а0, значение теплоты образования сырья ц. Для параметризации решена задача двухэтапной идентификации нелинейной вектор-функции а(р) скалярного аргумента р. Параметризацией аппроксимируется изменение механизма реакции при варьировании группового состава сырьевой смеси. Этим избегается необходимость использования многомодельной системы, требующей идентификации текущей модели для каждой из различных партий сырья, то есть практически бесконечномерной по свойствам сырьевых смесей.

Параметризацией не достигается требуемая точность расчета показателей качества технического углерода в условиях широкодиапазонного варьирования переменными технологического режима реактора. Это объясняется перераспределением компонентного состава в процессах испарения и горения сырьевой смеси, не укладывающемся в рамки представлений об усредненной молекуле. Трудности, связанные с эволюцией состава, можно обойти либо полагая, что структура усреднен- , ной молекулы меняется по мере перехода сырья из Жидкой фазы в паровую, либо рассматривая изменение группового состава сырья при его испарении.

Для приведения моделей в соответствие с экспериментальными данными по первому из этих вариантов параметр р выражен функцией начального значения 1 плотности р0 и относительного количества сгорающего сырья. Это позволяет добиться приемлемой точности.

Во втором варианте разработана модель обогащения сырья высокомолекулярными соединениями на стадии его испарения и частичного горения. Обогащение происходит за счет преимущественного выгорания низкокипящих компонентов сырьевой смеси. Модель позволяет диагностировать причину возможного ухудшения показателя качества продукта, характеризующего степень срастания частиц углерода в структурные образования (агрегаты) и направленно влиять на значение этих показателей.

В работе указан основной недостаток известных моделей реакций групповых

компонентов, не допускающий их применение для управления процессами в промышленном производстве технического углерода. Он заключается в использовании для расчетов представлений о мономолекулярности сырья, в то время как в промышленных условиях практически повсеместно используются только сложные многокомпонентные углеводородные смеси. Предложены кинетические уравнения стадии поверхностного роста углеродных частиц при их реагировании с разнородными компонентами сырьевых смесей. Описание строится путем агрегирования концентраций этих компонентов в моделях образования дисперсной углеродной фазы. Приведены допущения, при которых агрегирование правомерно.

Основные результаты работы и выводы

Основным содержанием диссертации является разработка научных принципов и моделей корректирующего управления, использование которых на объектах химии, нефтехимии и нефтепереработки обеспечит высокое и стабильное качество и повышение конкурентоспособности продукции.

В основу решения проблемы корректирующего управления положены следующие научные и практические результаты диссертационной работы:

1. Предложены концепция и метод построения многомодельных систем, применяемых при корректирующем управлении и генерируемых изменением параметров математического описания единого для выполнения диагностических процедур, технического обслуживания и управления. Применением единого математического описания для процедур диагностики, технического обслуживания и управления технологическими режимами объектов гарантируется высокий уровень согласованности и эффективности этих процедур.

2. Разработаны теоретические основы диагностики источников технологических нарушений на базе агрегирования переменных состояния моделей, описывающих иерархически организованные объекты химической и нефтехимической технологии. Агрегированием обеспечиваются возможности выявления классов источников нарушений, которые характерны для этих объектов.

3. Определена структура корректирующего управления, осуществляемого по данным мониторинга невязок уравнений моделей объекта на основе построения стратегий пошагового устранения неисправностей и согласованного с ним воздействия на технологический режим.

4. Разработаны алгоритмы синтеза программ корректирующего управления, оптимизирующих приведения объекта в область допустимых режимов его функционирования. Оптимизацией обеспечена поддержка принятия решений по техническому обслуживанию и управлению объектами АТК, функционирующими в условиях возникновения скрытых источников технологических нарушений.

5. Адаптированы для синтеза стратегий корректирующего управления принципы и алгоритмы оптимальной координации. Координация осуществляется закреплением значений параметров математических моделей при вычислении условно-оптимальных режимов (по критерию близости технологических режимов к допустимой области). Параметры играют роль аналогичную роли связующих переменных в моделях иерархических систем.

6. Предложен метод формирования переменной оптимальной структуры управления линейным статическим объектом в процедурах исправления его характеристик при устранении источников технологических нарушений

7. На базе исследования управляемых статических подпространств и областей гарантированных отклонений состояний объекта от заданного состояния установлены условия управляемости и реализуемости установившихся статических режимов. *

8. Разработано многоуровневое математическое описание для корректирующего управления производством технического углерода, представленное тремя уровнями агрегирования переменных в иерархии описания АТК. Описание включает:

о систему нормативно-статистических и балансовых уравнений для коррекции ха- ' рактеристик и режимов загрузки технологических линий основного производства;

о систему нормативно-статистических и балансовых уравнений для согласования производительностей технологических участков;

о систему кинетических и термохимических моделей процессов получения технического углерода для расчета условно-оптимальных режимов координированного управления.

9. Получены оптимальные (во всем диапазоне изменения свойств сырья и марок продукта) условия ведения технологических процессов реакторного блока установок по производству технического углерода.

Методы корректирующего управления позволяют повысить эффективность функционирования и качество продукции предприятий нефтехимии. Подсистемы оптимальной коррекции приняты к внедрению в составе АСУ ТП ОАО "Яртехуглерод"

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Цыганков М.П. Корректирующее управление установившимися режимами химико-технологических объектов \\ Теоретические основы химической технологии.- 2002,-т.- 36,- №3.-С. 309-316.

2. Цыганков М.П. Предельные возможности повышения выхода технического углерода в процессах термоокислительного пиролиза // Известия высших учебных заведений. Химия к химическая технология,- 2001,- т.44,- вып.4,- С. 143-146. <

3. Цыганков М.П. Модель управления составом углеводородного сырья в процессах термоокис-лителыюго пиролиза // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология.- . 2001,- т. 44,- вып.6.- С. 82-86.

4. Цыганков М.П. Структурная организация функционального диагностирования в мехатронных 1 системах / М.П Цыганков, И.В. Тюкин // Мехатроника.- 2001

5. Цыганков М.П Метод пассивного диагностирования измерительных каналов систем контроля статических объектов / М.П Цыганков, И.В. Фадеев И Приборы и системы управления.- 1997.-№6.- С.34-36.

6. Цыганков М.П. Условия квазиидеальности цифрового регулятора. / М.П Цыганков, И.В. Фадеев// Приборы и системы управления.- 1995,- №6,- С.43-46.

7. Цыганков М.П. Оптимизация реакторного отделения технологического потока производства технического углерода / М.П Цыганков, В.М. Володин, О.Ю. Марьясин // Теоретические основы химической технологии. - 1992,- т..26.- №6.- С. 880-886.

8. Цыганков М.П. Спектральные характеристики камертонного резонатора замкнутого типа /

М.П Цыганков, Ю.П Жуков, А.Г. Мурашов. // Изв. Вузов СССР Приборостроение.- 1984.- т. XXVII.-№1,- С..68-73.

9. Жуков Ю.П Синтез системы возбуждения вибрационного преобразователя плотности газов. Ю.П Жуков, М.П Цыганков // Изв. вузов СССР. Приборостроение,- 1985,- т. XXVIII.- №9,-С.39-43.

10. Перов BJL О рекуррентном подходе к решению задач векторной оптимизации / B.JI Перов, С.Д. Фарунцев, М.П Цыганков, Д.А Бобров.// Теоретические основы химической технологии,-1981,-т. XV,- №6,-С. 905-911.

11. Суровикин В.Ф.. Исследование роста сажевых частиц при разложении углеводородов /

B.Ф.Суровикин, А.В.Рогов, М.П Цыганков //. Химия твердого топлива-1981.- №6,- С.138-141.

12. Цыганков М.П. Опыт и перспективы централизации автоматизированного управления технологией основного производства в промышленности технического углерода. Тематический обзор / М.П Цыганков, A.M. Комаров, Г.И. Жубрев // М: ЦНИИТЭнефтехим, 1985. - 60 с.

13. Цыганков М.П. Задачи АСУ ТП в производстве технического углерода / М.П Цыганков, Н.Н.Кошеев // Автоматизация и контрольно-измерительные приборы. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1975.-№11.-С. 10-13.

14. Цыганков М.П. Разработка типовых АСУ ТП промышленности технического углерода / Сб. "Опыт разработки, перспективы развития и внедрения АСУ в нефтяной и нефтехимической промышленности". -М.: - ЦНИИТЭИприборостроения, 1977. - ТС-13. С..43-44.

15. Марьясин О.Ю. Выбор оптимальной структуры децентрализованной системы управления объектами химической технологии / О.Ю. Марьясин, М.П Цыганков // Сб. "Автоматизация и роботизация химических производств".- М.: МИХМ, 1989. -С. 57-61.

16. Цыганков М.П Управление устранением нарушений установившихся технологических режимов линейных объектов / В сб. "Программные и аппаратные средства для медико-биологических и технических систем.".- Тверь: Тверской государственный технический университет, 1998,- С. 22-28.

17. Цыганков M.II Корректирующее управление статическими режимами объектов / В сб. "Проектирование технических и медико-биологических систем",- Тверь: Тверской государственный технический университет, 2000.- С.68-71.

18. Цыганков M.II. Модель поверхностного роста частиц технического углерода / Вестник Ярославского государственного технического университета,- Ярославль: Изд-во ЯГГУ, 1998.-Вып. 2,- С.205-209.

19. Цыганков М.П. Вопросы оптимального управления циклонным сажевым реактором. / Труды Тамбовского института химического машиностроения,- 1971 Выпуск 6.- С. 140-146.

20. Цыганков М.П.. Способ контроля элементного состава нефтепродуктов и каменноугольных масел. /М.П. Цыганков, H.A. Давыдов, М.С. Цеханович и др - A.c. № 1534379 Б.и. 1990, №1.

21. Цыганков М.П. Способ контроля закоксованности сажевого реактора / М.П. Цыганков, H.A. Давыдов. - A.c. №588744 от 21.09.1977.

22. Цыганков М.П. Способ автоматического управления реактором для производства сажи / М.П. Цыганков, H.A. Давыдов. - A.c.. № 574937 от 07.07.1977.

23. Цыганков М.П. Способ управления процессом получения сажи в реакторе / М.П. Цыганков,

C.Д. Фарунцев. - A.c. №692262 от 22.06.79.

24. Цыганков М.П. Способ автоматического регулирования процесса сажеобразования. / М.П. Цыганков, С.Д. Фарунцев. - A.c. №716283 от 22.09.79

25. Цыганков М.П. Способ управления системой параллельно работающих сажевых реакторов /. М.П.Цыганков, Б.У. Яфаев, Н.И. Галлямов, В.Н. Зинченко,- A.c. №736611 от 21.06.80.

26. Цыганков М.П. Способ автоматического регулирования процесса сушки сыпучих материалов / М.П. Цыганков, A.M. Комаров, H.A. Давыдов Авт. свид. №613186 от 07.03.1978

27. Цыганков М.П. Способ контроля производительности сажевого реактора / Б.Н.Клочко, A.M. Комаров и др. Авт. свид. №899609 от 21.08.81

28. Цыганков М.П. Система автоматизированной настройки реакторов производства технического углерода / М.П Цыганков, О.Ю. Марьясин, Комаров А.М. // Тезисы докладов научно-практического семинара "Автоматизация технологических процессов в химической промышленности". - Челябинск. - 1990. - С.17.

29. Марьясин О.Ю. Исследование структурирования объектов в задачах оптимизации структуры систем управления / О.Ю. Марьясин, М.П Цыганков // Сб. научных трудов. Автоматизация химических производств. - М.: МИХМ. -1990.

30. Цыганков МП. Влияние способа регулирования технологического режима на точность иод-держания удельной поверхности в производстве технического углерода / М.П Цыганков, H.A. Давыдов, С.Д. Фарунцев // Автоматизация и контрольно-измерительные приборы в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. -. М.: ЦНИИТЭнефтехим. - 1980. -№3. -С. 8-10.

31. Давыдов НА. Математическая модель процесса горения газообразного топлива / H.A. Давыдов, М.П Цыганков, Ю.Е Луговой // Автоматизация химических производств. - М.: НИИТЭХИМ, 1981. - Вып. 4. -С.19-26.

32. Цыганков М.П Математическое моделирование и оптимальное управление процессом образования технического углерода./ М.П Цыганков, A.M. Комаров, Г.Л. Горюнов и др.// Автоматизация и контрольно-измерительные приборы. -М.: ЦНИИТЭнефтехим. -1981. -Xsl. - С. 6-9.

33. Цыганков М.П. Обнаружение и индикация нарушения точности измерения средств КИП. М.П Цыганков, В.П. Тараненко // Автоматизация и контрольно-измерительные приборы. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1979.-№4.-С. 11-14.

34. Цыганков М.П. Математическое моделирование влияния термохимических свойств углеводородного сырья на кинетику образования и роста дисперсной фазы при его разложении. М.П Цыганков, О.Ю. Марьясин // Сб. "Совершенствование сырьевой базы и повышение эффективности использования сырья в производстве технического углерода". - М. ЦНИИТЭнефтехим. -. 1991.-С. 153-158.

35. Цыганков М.П. Аппроксимация дискретных моделей углеродообразования непрерывными // Тезисы Всероссийской научной конференции "Математические методы в химии" (ММХ-8). -Тула,- 1993. -С.100.

36. Цыганков М.П. Аппроксимация и пересчет данных анализа фракционного состава нефтяных смесей / М.П. Цыганков, А.И. Валунов, Т.Ф. Овчинникова, М.В. Андреев // Тезисы Международной конференции " Математические методы в химии и химической технологии" (ММХ-9). - Тверь. -1995. -. Часть 3. -С. 74-75.

37. Цыганков М.П. Модель газовой динамики реактора для производства технического углерода // Тезисы IV Всероссийской научной конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии" - Ярославль. -1994. - С.132-133.

38. Цыганков М.П. Параметрические аппроксимации уравнения коагуляции. / М.П .Цыганков, А. А Термер // Тезисы Международной конференции " Математические методы в химии и химической технологии" (ММХ-9). - Тверь. - 1995. -. Часть 1. - С. 41-42.

39. Цыганков М.П Обнаружение скрытых узких мест технологического процесса по его математической модели / М.П. Цыганков, Ф Кирбах., И.В. Фадеев // "Математические методы в химии и химической технологии" (ММХТ-10). Тезисы докладов 10 Международной научной конференции. - Тула. -1996. - С. 159.

40. Zygankow М. Operative Identifizierung linearer Modelle von technisch-ökonomischen Entwickungssystemen bei plötzlicher Änderung der Koeffizienten der Produtionsmatrix //.Wissenschaftliche Beitrage Technische Fachhochschule Wildau. Verlag NEWS & MEDIA Public relations. -1997. - Heft 1. - S.81-87.

41. Цыганков М.П Автоматизированное диагностическое управление процессами термоокислительного пиролиза // Тезисы Международной конференции "Математические методы в химии и химической технологии". Новомосковск. - 1997. -.т. 3. - С.14-16.

42. Цыганков М.П. Идентификация стехиометрических уравнений реакции сажеобразования

экспериментально-аналитическим методом / М.П Цыганков, Л.А. Иванов, И.И. Малкиман // Сб. "Автоматизация и комплексная механизация химико-технологических процессов".- Ярославль,- 1975 - С.142-146.

43. Цыганков М.П. "Стехиометрическое" диагностирование химико-технологических объектов II Тезисы Международной конференции "Математические методы в химии и химической технологии". -Новомосковск. -1997. - т. 3. - С. 49.

44. Цыганков M.II Макрокинетика образования технического углерода // Сб. тезисов докладов 11 Международной научной конференции "Математические методы в химии и технологиях" (ММХТ-11). - Владимир. - 1998,- Том 2.- С. 165.

45. Цыганков М.П. Методология коррекции параметров модели в приложениях задач линейного программирования / Вестник Ярославского государственного технического университета; вып. 1. - Ярославль: ЯГТУ, 1998. -С.139.

46. Цыганков М.П Моделирование влияния подогрева воздуха на выход продукта в процессе углеродообразования / М.П Цыганков, Д.Л. Огарков // Вестник Ярославского государственного технического университета; вып.2- Ярославль: ЯГТУ, 1998. -С.114.

47. Цыганков М.П. Термохимические и кинетические модели образования технического углерода в реакторах // Математические методы в технике и технологиях: Сб. трудов 12 Международной научной конференции- ММТТ-12; т.2.- Великий Новгород: НовГУ, 1999. С. 59-61.

48. Цыганков М.П . Декомпозиционная идентификация математических моделей получения технического углерода. М.П Цыганков, Д.Л. Огарков // Математические методы в технике и технологиях: Сб. трудов Международной научной конференции - ММТТ-2000; т. 3. - Санкт-Петербург: СПбГТИ (ТУ), 2000. - С. 151.

49. Цыганков М.П Роль диагностики автоматизированного объекта в управлении качеством продукции / М.П Цыганков, М.Г. Мячин // Математические методы в технике и технологиях: Сб. трудов Международной научной конференции - ММТТ-2000; т. 6. - Санкт-Петербург. СПбГТИ (ТУ), 2000. - С. 278-279.

50. Цыганков М.П. Модели фракционирования в двухфазных системах термоокислительного пиролиза // Математические методы в технике и технологиях: Сб. трудов Международной научной конференции - ММТТ-2000; т. 3. - Санкт-Петербург: СПбГТИ (ТУ). 2000. - С.42.

51. Локтюшев A.B. Моделирование состава сложных углеводородных смесей / A.B. Локтюшев, М.П. Цыганков // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-14: Сб. трудов Международной научной конференции; т. 6. Смоленск: СФ МЭИ, 2001,- С. 59-60.

52. Тюкин И.В. Классы простейших функционально диагностируемых АСР. / И.В. Тюкин, М.П. Цыганков Н Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-14: Сб. трудов Международной научной конференции; т. 6. Смоленск: СФ МЭИ, 2001. - С. 219-220.

53. Цыганков М.П. Системы корректирующего управления технологическими процессами // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-15: Сб. трудов Международной научной конференции; т. 2. Тамбов: ТГТУ, 2002. - С. 31-35.

54. Цыганков М.П.. Гарантированные отклонения при управлении статическими режимами линейных объектов / М.П. Цыганков, A.A. Термер // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-15: Сб. трудов Международной научной конференции; т. 2. Тамбов: ТГТУ, 2002.-С. 35-37.

Лицензия ПД 00661. Печ.л. 2. Заказ 1301. Тираж 100. Отпечатано в типографии Ярославского государственного технического университета г. Ярославль, ул. Советская, 14 а, тел. 30-56-63.

2oog-fl

H 29 3 4

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В УСЛОВИЯХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СКРЫТЫХ ИСТОЧНИКОВ НАРУШЕНИЙ.

1.1. Формирование корректирующих действий при управлении качеством продукции.

1.2 Решения по управлению объектом, принимаемые в условиях возникновения технологических нарушений.

1.3 Анализ принципов технического диагностирования.

1.3.1 Задачи и способы диагностирования.

1.3.2 Функциональное диагностирование на базе использования принципа избыточности информации.

1.3.3 Поиск дефектов и вопросы структуризации поисковых процедур.

1.4 Системность, формализация проблемы и постановка задач корректирующего управления.

ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРИРОВАННЫХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

2.1 диагностируемые объекты и концепция структуризации.

2.2 Диагностика агрегированием переменных состояния химикотехнологических объектов.

2.2.1 Агрегирование состояний объектов химической технологии.

2.2.2 Диагностика по балансам материальных потоков и уравнениям тепловых балансов.

2.2.3 "Стехиометрическая" диагностика.

2.2.4 Диагностика по кинетическим моделям.

2.2.6 Параметризация состава усредненных компонентов в реакционной системе.

2.2.7 Моделирование реакционных систем эволюцией параметризованных распределений компонентов.

2.3 Диагностирование при комбинировании балансовых и нормативно-статистических уравнений математического описания.

2.3.1 Особенности использования нормативно-статистических уравнений

2.3.2 Структурная организация функционального диагностирования систем автоматического регулирования.

2.3 3 Структуризация невязок в условиях помех.

2.3.4 Принятие решений при диагностике парным сравнением.

2.4 Статистически оптимальное диагностирование.

2.4.1 Получение диагностических оценок.

2.4.3 Пример использования диагностики парным сравнением для функционального объекта, описываемого линейной статической моделью

2.4.4 Использование динамических моделей диагностируемых объектов в условиях помех.

ГЛАВА 3. СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ КОРРЕКТИРУЮЩИХ ПРОГРАММ

3.1 Проблемы оптимальной коррекции.

3.2 Ограничение числа допустимых решений на шаге коррекции.

3.3 Упорядочение процедуры поиска корректирующих стратегий.

3.4 Линейные аппроксимации модели объекта корректирующего управления.

3.4.1 Линеаризация функции F(x,a) по переменным технологического режима.

3.4.2 Линейность функции F(x,a) по параметрам.

3.5 Корректирующая оптимизация управления.

3.6 Структурная реализация управления.

3.7 Управляемость линейных объектов в статике.

3.8 Гарантированные отклонения при управлении статическими режимами линейных объектов.

3.9 Задача стабилизации статических режимов линейных объектов.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА КАК ОБЪЕКТА АГРЕГИРОВАННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ.

4.1. Общее описание объекта.

4.1.1. Значение и направления развития промышленности технического углерода.

4.1.2. Важнейшие показатели качества технического углерода.

4.1.3. Характеристика углеводородного сырья.

4.2. Модели корректирующего управления верхних уровней агрегирования переменных состояния.

4.2.1. Схема корректирующего управления производством и технологическими участками.

4.2.2. Стадийность и связь технологических процессов основного производства.

4.2.3. Получение аэрозоля технического углерода в реакторах.

4.3. Балансовые модели корректирующего управления реактором.

4.3.1. Элементные балансовые уравнения.

4.3.2. Зонные балансы диагностической схемы реактора.

4.3.3. Описание горения топлива.

4.3.4. Испарение, горение и дегидрирование сырья.

4.3.5. Охлаждение углеродо-газовой смеси и подогрев воздуха.

4.4. Условно-оптимальные режимы управления реактором.

4.4.1. Предельный выход углерода при отсутствии температурных ограничений.

4.4.2. Системные эффекты взаимного влияния на выход продукта состава сырья и технологического режима.

4.4.3. Оптимизация термоокислительного процесса с учетом температурных ограничений.

4.4.4. Контрольно диагностические модели АСР.

4.5. Моделирование подачи сырья в производство.

ГЛАВА 5. ДИАГНОСТИКА И УПРАВЛЕНИЕ РЕАКТОРНЫМ ПРОЦЕССОМ ПО КИНЕТИЧЕСКИМ МОДЕЛЯМ УГЛЕРОДООБРАЗОВАНИЯ.

5.1 Направления моделирования кинетики образования технического углерода в реакторах.

5.2 Образование монодисперсного продукта из мономолекулярого сырья

5.2.1. Образование и рост частиц дисперсной фазы.

5.2.2. Описание кинетики завершающих стадий процесса.

5.2.3 Коррекция управления по кинетической модели.

5.3 Макрокинетическая модель.

5.4 Модель полидисперсного роста углеродной поверхности.

ГЛАВА 6. ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ КИНЕТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ КАЧЕСТВА СЫРЬЕВЫХ СМЕСЕЙ.

6.1. Параметрическое моделирование сырьевых смесей.

6.1.1 Цели и способы моделирования сырьевых смесей. б. 1.2 Выбор параметров для моделирования распределений группового состава смесей и кинетических констант.

6.1.3 Модель стуктурной единицы углеводородной группы.

6.2. Использование моделей сырьевых смесей в уравнениях кинетики углеродообразов ания.

6.2.1 Влияние стадий испарения м горения сырья на свойства усредненной молекулы в кинетических моделях термоокислительного пиролиза.

6.2.2 Параметризация кинетических моделй по показателям качества сырьевых смесей.

6.2.3 Управление составом углеводородного сырья на стадиях испаренияв процессах термоокислительного пиролиза.

6.2.4. О построении моделей эволюции структурно-группового состава

Основные результаты работы и выводы.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Повышение качества эксплуатации и функционирования автоматизированных технологических комплексов (АТК) является необходимым условием увеличения конкурентоспособности промышленных предприятий. Эффективность функционирования АТК зависит от точности и оперативности принятия управленческих решений на технологическом уровне. Точность таких решений определяется оперативностью и безошибочностью оценивания и прогнозирования изменений технологической ситуации.

Несмотря на существенные усилия, предпринимаемые для предотвращения непрогнозируемого хода эксплуатации объектов АТК, формирование управления зачастую осуществляется в условиях непредвиденных технологических нарушений. Нарушения проявляются как отклонения переменных технологического режима и показателей качества производимого продукта за установленные допуски. Они представляют собой последствия запаздывания в обнаружении порождающих их скрытых источников. К числу таких источников относятся возникающие "в реальном времени" дефекты технологического оборудования и средств автоматизации, неконтролируемые возмущения, изменение целей и приоритетов управления.

Приведение объектов АТК к предписанным условиям функционирования осложняется ограниченностью ресурсов обслуживания совокупности уже обнаруженных дефектных элементов и узких мест. Неверно заданная последовательность обслуживания вызывает увеличение времени работы АТК в условиях технологических нарушений. Поэтому при изменениях технологической ситуации и вызванных ими нарушениях предписанных условий работы АТК требуется решение задач:

• оперативного выявления скрытых причин таких нарушений (технической диагностики),

• построения эффективной стратегии устранения выявленных дефектов и узких мест (технического обслуживания),

• коррекции технологического режима, приводящей к восстановлению предписанных или оптимальных условий функционирования комплекса (управления). Создание программно-технических средств, решающих эти задачи, является важным направлением в деятельности ведущих мировых производителей автоматизированных систем управления и их компонентов. Следует заметить, что техническая диагностика, техническое обслуживание и управление объектами АТК зачастую рассматриваются как предметы самостоятельных научно-технических дисциплин, и описываются специфическими для них моделями. Несогласованность таких моделей существенно снижает эффективность эксплуатации АТК и гибкость управления в условиях возникновения скрытых источников технологических нарушений. Поэтому решение проблемы системного связывания диагностики, обслуживания« и управления технологическими режимами объектов АТК является важным и актуальным научно-техническим направлением совершенствования систем их автоматизации.

Цель работы

Разработка теоретических основ управления функционированием автоматизированных технологических комплексов, корректирующего их техническое состояние и технологические режимы в условиях возникновения скрытых источников нарушений.

Для достижения цели решаются следующие задачи исследования:

• обоснование актуальности, формализация проблемы и постановка задач корректирующего управления;

• ' формирование концептуальной и разработка математических моделей автоматизированного диагностирования АТК с непрерывным характером технологических процессов;

• создание методологии системно связанного решения задач технического обслуживания и управления объектами АТК (методологии синтеза стратегий корректирующего управления);

• построение математических моделей объектов АТК крупнотоннажного производства технического углерода;

• применение разработанных принципов для корректирующего управления объектами производства технического углерода.

Методы исследований Для исследования проблемы и решения задач корректирующего управления использовались методы системного анализа, функциональной диагностики, хматематического моделирования, теории идентификации, математического программирования, оптимального управления, численного и аналитического решения интегро-дифференциальных уравнений.

Научная новизна>

Впервые сформулирована проблема корректирующего управления, связывающего воедино диагностику, обслуживание и управление объектами АТК в условиях устранения возникающих скрытых источников технологических нарушений.

Для ее решения предложены:

• методы диагностирования классов источников нарушений, характерных для объектов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей технологий, базирующиеся на последовательном агрегировании переменных состояния в математических моделях этих объектов;

• принципы, структура и методология синтеза стратегий корректирующего управления, основанные на использовании единого математического описания объекта в процедурах диагностирования, технического обслуживания и управления при приведении объекта в область допустимых технологических режимов;

• метод параметрического варьирования структуры и характеристик моделей для построения единой многомодельной системы диагностики, технического обслуживания и управления объектом;

• методология синтеза корректирующих программ, оптимальных по сумме затрат на всех шагах коррекции и минимизирующих критерий близости технологических режимов к допустимой области на каждом корректирующем шаге;

•» многоуровневая модель корректирующего управления производством технического углерода, представленная тремя уровнями агрегирования переменных в иерархии описания АТК: о уровнем коррекции характеристик и режимов загрузки технологических линий основного производства, о уровнем коррекции и согласования производительностей технологических участков, о уровнем коррекции параметров и переменных технологических режимов основных аппаратов (реакторов) производства.

• принципы и алгоритмы корректирующего5 управления объектами АТК производства технического углерода, обеспечивающие условную оптимальность режимов реакторного блока производства для каждого из видов используемого сырья.

Практическая значимость На базе разработанных принципов и методологических основ корректирующего управления

• созданы алгоритмы и программное обеспечение подсистем корректирующего управления * для их включения в. состав АСУ ТП на предприятиях химии, нефтехимии и нефтепереработки;

• разработаны методы и программное обеспечение функциональной диагностики типовых одноконтурных и многоконтурных систем автоматического регулирования, применяемых для стабилизации режимов объектов непрерывной технологии;

• сформулированы и проверены численным экспериментом представления о характере эволюции состава сырья на начальных стадиях термоокислительного пиролиза, позволяющие усовершенствовать технологию и аппаратурное оформление процесса;

• • формализованы возможные источники нарушений нормального функционирования реакторов и подготовлены программно-алгоритмическое обеспечение функциональной диагностики технологических нарушений в системе автоматизированного управления производством технического углерода; найдены оптимальные (во всем диапазоне изменения свойств сырья и марок продукта) условия ведения технологических процессов реакторного блока установок по производству технического углерода. Результаты работы приняты к использованию в составе новой системы автоматизации технологических процессов на этапе технического перевооружения ОАО "Ярославский технический углерод" и могут быть рекомендованы к применению на промышленных объектах переработки углеводородного сырья.

Апробация работы и публикации Основные результаты и научные положения диссертации обсуждались и докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции "Опыт разработки, перспективы развития и внедрения АСУ в нефтяной и нефтехимической промышленности". Сумгаит, 1977; Всесоюзной научно-технической конференции

Создание комплексных систем управления на предприятиях машиностроения« с использованием ЭВМ", г.Омск, 1979, Всесоюзной научно-технической конференции

Проблемы создания и опыт внедрения автоматизированных систем управления в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности",

Сумгаит, 1980; Второй Всесоюзной научно-технической конференции "Применение микропроцессорной техники при автоматизации технологических процессов производства и в системах автоматического регулирования, Москва, 1987;

Международной конференции "Применение средств измерения времени и частоты в народном хозяйстве стран - членов СЭВ, Москва., 1987; Всесоюзной конференции

Автоматизация и роботизация в химической промышленности" Тамбов, 1988; VI

Всесоюзном симпозиуме "Проблемы создания преобразователей формы информации", Киев, 1988; II Всесоюзной конференции "Микропроцессорные комплексы для управления технологическими процессами", Грозный, 1989;

Всесоюзном научно-техническом совещании "Теоретические и прикладные проблемы создания систем управления технологическими процессами", Челябинск,

1990; Всесоюзной конференции «Математические метод химии» (ММХ-7) Казань,

1991; Всесоюзном научно-техническом совещании «Совершенствование сырьевой базы и повышение эффективности использования сырья в производстве технического углерода". Омск. 1991; Международной конференции "Микропроцессорные системы управления технологическими процессами пищевой промышленности", Киев 1992; Всероссийской научной конференции "Математические методы в химии", ММХ-8, Тула, 1993; IV Всероссийской научной конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии, Ярославль, 1994; Международной научной конференции "Математические методы в химии и химической технологии": ММХТ-9 , Тверь, 1995; ММХТ-10, Тула, 1996; ММХТ-11, Владимир, 1998; Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях": ММТТ-12, Великий Новгород, 1999; ММТТ-2000, Санкт-Петербург, 2000; ММТТ-14, Смоленск, 2001; ММТТ-15, Тамбов 2002.

Основные положения диссертации отражены в 112 публикациях. В их числе - 26 статей в академических и рецензируемых научных журналах, 14 - в сборниках трудов международных конференций, 4 - в отраслевых сборниках трудов, 16 - в сборниках трудов ВУЗов, 28 - в тезисах докладов Международных, Всесоюзных и Всероссийских конференций.

По результатам работы издана монография, получено 11 авторских свидетельств. Практически все научные результаты диссертации получены автором.

Вклад автора диссертации в работы, выполненные в соавторстве и отраженных в ее результатах, состоят в постановке задач, разработке теоретических положений, а также - в непосредственном участии во всех этапах исследований.

СТРУКТУРА И ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Работа включает введение и шесть глав.

Основные результаты работы и выводы

Основным содержанием диссертации является разработка научных принципов и моделей корректирующего управления, использование которых на объектах химии, нефтехимии и нефтепереработки обеспечит высокое и стабильное качество и повышение конкурентоспособности продукции.

В основу решения проблемы корректирующего управления положены следующие научные и практические результаты диссертационной работы:

1. Предложена концепция и метод построения многомодельных систем, применяемых при корректирующем управлении. Для построения

1 многомодельной системы на каждом фиксированном уровне иерархии объектов АТК используется единое для выполнения диагностических процедур, технического обслуживания и управления математическое описание объекта. Многомодельная система генерируется изменением параметров описания. Применением единого математического описания для процедур диагностики, технического обслуживания и управления технологическими режима*ми объектов гарантируется высокий уровень согласованности и эффективности этих процедур.

2. Разработаны теоретические основы диагностики источников технологических нарушений на базе агрегирования переменных состояния моделей, описывающих иерархически организованные объекты химической и нефтехимической технологии. Агрегированием обеспечиваются возможности выявления классов источников нарушений, которые характерны для этих объектов.

3. Определена структура корректирующего управления, осуществляемого по данным мониторинга невязок уравнений моделей объекта на основе построения стратегий пошагового устранения неисправностей и согласованного с ним воздействия на технологический режим.

4. Разработаны алгоритмы синтеза программ корректирующего управления, оптимизирующих приведения объекта в область допустимых режимов его функционирования. Оптимизацией обеспечена поддержка принятия решений по техническому обслуживанию и управлению объектами АТК, функционирующими в условиях возникновения скрытых источников технологических нарушений.

5. Адаптированы для синтеза стратегий корректирующего управления принципы и алгоритмы оптимальной координации. Координация осуществляется закреплением значений параметров математических моделей при вычислении условно-оптимальных режимов (по критерию близости технологических режимов к допустимой области). Параметры играют роль аналогичную роли связующих переменных в моделях иерархических систем.

6. Предложен метод формирования переменной оптимальной структуры управления линейным статическим объектом в процедурах исправления его характеристик при устранении источников технологических нарушений

7. На базе исследования управляемых статических подпространств и областей гарантированных отклонений состояний объекта от заданного состояния установлены условия управляемости и реализуемости установившихся статических режимов.

8. Разработано многоуровневое математическое описание для корректирующего управления производством технического углерода, представленное тремя уровнями агрегирования переменных в иерархии описания АТК. Описание включает: о систему нормативно-статистических и балансовых уравнений для коррекции характеристик и режимов загрузки технологических линий основного производства; о систему нормативно-статистических и балансовых уравнений для согласования производительностей технологических участков; о систему кинетических и термохимических моделей процессов получения технического углерода для расчета условно-оптимальных режимов координированного управления.

9. Получены оптимальные (во всем диапазоне изменения свойств сырья и марок продукта) условия ведения технологических процессов реакторного блока установок по производству технического углерода. Методы корректирующего управления позволяют повысить эффективность функционирования и качество продукции предприятий нефтехимии. Подсистемы оптимальной коррекции приняты к внедрению в составе АСУ ТП ОАО "Яртехуглерод"

1. Половко, А.М. О резервировании дробной кратностью. / А.М Половко., Е.И. Новиков // Энергетика и автоматика. - М.: Изд. АН СССР, 1961. - N 3. - С. 113117.

2. Кулик, A.C. Синтез систем, приспосабливающихся к изменениям параметров элементов и их отказам / A.C. Кулик, В.Г. Рубанов, Ю.Н.Соколов // Автоматика и телемеханика, 1978. № 1. - С. 96-107.

3. Статистические методы повышения качества. М.: 1990.

4. Миттаг, X. Статистические методы обеспечения качества / X. Митгаг, Х.М. Ринке -. М.: Машиностроение, 1995. 601 с.

5. Кейн, В. Воспроизводимость процесса // Курс на качество, 1992. №2. - С. 87114.

6. Трейдус, М. Вирусная теория менеджмента / М. Трейдус. М.: 1997

7. Менеджмент качества и обеспечение качества продукции на основе международных стандартов ИСО. Спб: Изд-во ВСЕГЕИ, 1999. -403с.

8. Сто составляющих успеха в области качества. TQM-XX1// Проблемы, опыт, перспективы. 1997. - Вып.2.

9. Фейгенбаум, А. Контроль качества продукции / А. Фейгенбаум. М. Экономика, 1986.-471 с.

10. Мячин, М.Г. Роль диагностики автоматизированного объекта в управлении качеством продукции. / М.Г. Мячин, М.П Цыганков // Сборник трудов Международной научной конференции. "Математические методы в технике и технологиях" . 2000. - Т. 6. - С. 278-279

11. Ицкович, Э.Л. Оперативное управление непрерывным производством: задачи, методы, модели / Э.Л. Ицкович, Л.Г. Сорокин. М.: Наука, 1988. -160 с.

12. Микеладзе, М.А. Развитие основных моделей самодиагностирования сложных технических систем: Обзор / М.А. Микеладзе // Автоматика и телемеханика, 1995. № 5. -С.З

13. Ebihara, Y. Fault Diagnosis and Automatic Reconfiguration for a Ring Subsystem / Y. Ebihara, K. Ikeda, S. Nakatsuka, M. Ishizaka //Computer Networks and ISDN Systems. 1985. - V.10. - №2. - P.98-109.

14. Arga, G.R. A Message-Based Fault Diagnosis Procédure/ G.R. Arga // Computer Communication Review. 1986. -V.16. -№3. - P.328-337.

15. Пархоменко, П.П. О технической диагностике / П.П. Пархоменко. -M.: Знание, 1969. -64с.

16. Карибский, В.В. Техническая диагностика объектов контроля / В.В. Карибский, П.П. Пархоменко, Е.С. Согомонян. М.: Энергия, 1967. -78 с.

17. Бусленко, Н.П. Моделирование сложных систем / Н.П. Бусленко. М.:Наука, 1968.-356 с.

18. Мозгалевский, А.В. Техническая диагностика: непрерывные объекты / А.В. Мозгалевский. -М.: Высшая школа, 1975.-207с.

19. Пархоменко, П.П. Основы технической диагностики / П.П. Пархоменко, Е. С. Согомонян. М.: Энергоиздат, 1981.

20. Биргер, И. А. Техническая диагностика / И. А. Биргер. М.: Машиностроение, 1976.

21. Буков В.Н. Абстрактная задача функционального контроля / В.Н. Буков //Автоматика и телемеханика, 1996. №8, С. 142

22. Топеха Ю. Л. Поиск неисправностей в радиоэлектронной аппаратуре методом исключения несовместимых состояний / Ю. Л. Топеха // Приборы и системы управления, 1994. № 1. - С. 33.

23. Жиглявский, А.А. Обнаружение разладки случайных процессов в задачах радиотехники / А.А Жиглявский, А. Д. Красковский. JL: Ленинградский гос. ун-т, 1988

24. Васильев, В. И. Автоматический контроль и диагностика систем управления силовыми установками летательных аппаратов / В. И. Васильев, Ю.В. Гусев, А. И. Иванов и др. М.:Машиностроение, 1989

25. Диагностирование и прогнозирование технического состояния авиационного оборудования / Под ред. Синдеева И. М. М.: Транспорт, 1984.

26. Игнатьев, М. Д. Контроль и диагностика робототехнических систем. М. Д. Игнатьев, J1, А. Мироновский, В. С. Юдович. Л.: Ленинградский ин-т авиационного приборостроения, 1986.

27. Аринин, Н. Н. Диагностирование технического состояния автомобилей / Н. Н. Аринин. -М.: Транспорт, 1978.

28. Клевлин, В.А. Повышение точности роботов путем идентификации их геометрических параметров при помощи технического зрения / В.А. Клевлин, А.Ю. Поливанов // Мехатроника. -2002. № 3. - С.10 -14.

29. Цыганков М.П. Структурная организация функционального диагностирования в мехатронных системах / М.П. Цыганков, И.В. Тюкин // Мехатроника 2001. -№ 9. - С. 12-17.

30. Хоневелл за 6 лет // Приборы и системы управления 1995. - №5

31. Ганыкин, С. Е. Справочник современных АСУ ТП / С.Е. Ганыкин //Автоматизация, телемеханика, и связь в нефтяной промышленности 1994. -№2.

32. Системы управления процессами RS-3 фирмы Rosemount. // Автоматизация, телемеханика, и связь в нефтяной промышленности. 1994. - №9-10.

33. Альнерович, И.В. FIX Dynamics новый рывок Intellution. / И.В. Альперович // PCWeek/RE. - 1999. - №5.

34. Альперович, И.В. iFix "крупноблочное" построение диспетчерских систем АСУ ТП / И.В. А льперович // PCWeek/RE. - 2001. - №30.

35. Кудрявцев, Н.Г. Кольцевая технология самотестирования труднообнаружимых неисправностей / Н.Г. Кудрявцев, А.Ю. Матросова // Автоматика и телемеханика. 1996. -№ 12 - С. 154.

36. Нурутдинов, Ш.Р. Столов Е.Л. Перестраиваемые схемы в системахвстроенного тестирования / Ш.Р. Нурутдинов, E.JL Столов // Автоматика и телемеханика. 1995. -№ 3. - С. 179.

37. Голант, А.И. Системы цифрового управления в химической промышленности / А.И. Голант, JI.C. Альперович, В.М. Васин. М.: Химия, 1985.

38. Минскер, Э.Л. Методы анализа АСУ хи*мико-технологическими процессами //ЭЛ. Минскер, ЭЛ. Ицкович.-М.:Химия, 1990. 118с.

39. Экспертные системы в химической промышленности. Основы теории, опыт разработки и применения / В.П. Мешалкин. -М.: Химия, 1995. -368с.

40. Михеевский, А.М. О компьютерной системе технической диагностики парового котла / А.М. Михеевский // Энергетик. 1993. - № 12. - С. 16-19.

41. Дьяченко C.B. Комплекс программных средств для анализа химико-технологических систем и управления ими / C.B. Дьяченко, Ю.В. Григорьев // Приборы и системы управления, 1994. - N5. - С. 33.

42. Химмельблау Д. Обнаружение и диагностика неполадок в химических и нефтехимических процессах / Д. Химмельблау. Л.: Химия, 1983.

43. ГОСТ 20911-75. Техническая диагностика. Основные термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1975.

44. Мироновский, Л. А. Функциональное диагностирование динамических систем (обзор) / Мироновский Л, А. // Автоматика и телемеханика. 1980. - №8. -С. 96-121.

45. Мироновский, Л.А. Функциональное диагностирование динамических систем / Л.А. Мироновский. -М.:,Спб.: Изд-во МГУ: ГРИФ, 2001. -225с.

46. Палюх, Б. В. Управление эксплуатационной надежностью химического производства в условиях неопределенности исходной информации / Б. В. Палюх. // Теоретические основы химической технологии. 1994. - Т. 28. - № 5. -С.514-518.

47. Кафаров, В.В. Гибкие автоматизированные производственные системы в химической промышленности / В.В. Кафаров, В.В. Макаров. М.: Химия. - 1990. -320 с.

48. Островский, Г.М. Анализ гибкости химико-технологических процессов и многоэкстремальности / Г.М. Островский, Ю.М. Волин // Теоретические основы химической технологии. 1998. - № 4. - С. 459-470,

49. Фомин, А.В. Методы и средства повышения достоверности измерений / А.В. Фомин, А.Н. Новоселов, А.В. Плющев // Измерения, контроль, автоматизация. -1981. -№4.-С.3-11.

50. Бараш, М.М. Алгоритмы обработки оперативной информации в непрерывных производственных комплексах / М.М. Бараш // Измерения, контроль, автоматизация. 1982. - №4. - С.67-75.

51. Латышев, А.В. Планирование эксперимента при диагностировании непрерывных систем / А.В. Латышев // Автоматика и телемеханика. 1995. -№2.-С. 169

52. Лукошин, В.П. Автоматизированная система активного контроля утечек с лимитированным воздействием на технологический процесс / В.П. Лукошин // Приборы и системы: управление, контроль, диагностика. 2002. - № 7. - С. 4751,

53. Кузьмин, А4. Б. Функциональное диагностирование технической системы управления / А. Б. Кузьмин // Автоматика и телемеханика. 1994. - №5. -С. 183.

54. Шумский, А.С. Функциональное диагностирование нелинейных дифференциальных систем / А.С. Шумский. Автоматика и телемеханика. -1994. - №3. - С. 104.

55. Laermann, L. Process fault detection based on modeling and estimation methods / L. Laermann // Automática. 1984. - V. 20. - № 4. - P. 387-404.

56. Мынцов, A.A. Системы вибрационного диагностирования роторного типа / А.А. Мынцов, М.Н. Кочнев, О.В. Мынцова// Приборостроение и средства автоматизации. Энциклопедический справочник. 2001. — №6. — С. 65-69.

57. Химмельблау, Д. Анализ процессов статистическими методами / Д. Химмельблау.-М.:Мир, 1973.

58. Basseville М. Detecting changes in signal and systems a survey / M. Basseville // Automática. - 1988. - V. 24. -№3. - P. 309-326.

59. Обнаружение изменений свойств сигналов и динамических систем. М.: Мир, 1989.'

60. Методика функционального диагностирования объектов, представленных линейными обыкновенными дифференциальными или разностными уравнениями, с помощью введения избыточных переменных. Горький: Изд.

61. Всесоюзного НИИ по нормализации в машиностроении Госстандарта СССР, 1978.

62. Fault diagnosis in dynamic systems. Theory and applications.- Englevvood Cliffs: Prentice Hall Inc., 1989, NJ,

63. Willsky, A. S. A Survey of design methods for failure detection in dynamic systems A. S.Willsky//Automatic.- 1976.-V. 12.

64. Frank, P. M. Fault diagnosis in dynamic systems using analytical and knowledge-based redundancy a survey and some new results / P. M. Frank // Automatic. - 1990. - V. 26. - №3.-P. 459-474.

65. Цыганков, М.П. Метод пассивного диагностирования измерительных каналов систем контроля статических объектов // М.П. Цыганков, И.В. Фадеев // Приборы и системы управления. 1997.- №6.-С.34-36.

66. Буков, В.Н. Три подхода к задаче технического состояния / В.Н. Буков // Автоматика и телемеханика.-1995.- №3.- С. 165.

67. Кац, И.Д. Модифицированный метод невязки в статически неопределенной задаче оценивания / И.Д. Кац, Г.А. Тимофеев // Автоматика и телемеханика. -1994.- №2.-С. 100.

68. Андренко, А.Я. Алгебра быстрого оценивания вектора высокой размерности в задаче управления по критерию безопасности / АЛ. Андренко // Автоматика и телемеханика. 1996. - №4. - С. 46.

69. Андренко, А.Я. Метод оценивания вектора высокой размерности в задаче прогнозирования конечного состояния терминальной системы управления / А.Я. Андренко // Автоматика и телемеханика. 1996. - №3. - С. 70.

70. Воронов, JI.A. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость / JI.A. Воронов. -М.: Наука, 1979.

71. Дэвис М. Линейное оценивание и стохастическое управление / М. Дэвис. -М.: Наука, 1984.

72. Сю, Д. Современная теория автоматического управления и ее применение / Д. Сю, А. Мейер. -М.: Машиностроение, 1972. 552с.

73. Гагечиладзе, Т.Г. Применение теории экспертонов в задаче диагностирования состояния энергосистемы / Т.Г. Гагечиладзе, К.М. Панквидзе // Автоматика и телемеханика. 1996 - № 3. - С. 128.

74. Сазыкин, В.Г. Особенности решения задач экспертными системамиреального масштаба времени / В.Г. Сазыкин // Приборы и системы управления.- 1995.-№10.

75. Шапот, М.Л. Использование экспертных систем реального времени / М.Л. Шапот // Приборы и системы управления. — 1995. №6.

76. Мешалкин, В.П. Модели представления знаний о процедуре технической диагностики отказов теплообменных аппаратов / В.П. Мешалкин, Л.В. Гурьева, Б.Е. Сельский. // Теоретические основы химической технологии. 1998. - № 2.- С. 201-208.

77. Граф Гессель, М. Схемы поиска неисправностей. М.: Энергоатомиздат, 1989.

78. Гребенюк, Г.Г. Метод диагностики непрерывных объектов на графах / Г.Г. Гребешок // Автоматика и телемеханика. 1995. - №10. - С. 137.

79. Рущинский, В.М. Библиотека типовых стандартных программ для моделирования АСУ сложными энергоблоками / В.М. Рущинский // Приборы и системы управления. 1975. -№ 11. - С. 9-13.

80. Цыганков, М.П. Обнаружение и индикация нарушения точности измерения средств КИП / М.П. Цыганков, В.П. Тараненко // Автоматизация и контрольно-измерительные приборы. М.: ЦНИИТЭнефтехим. - 1979. -№4. - С. 11-14

81. Тараненко, В.П. Обнаружение неисправных каналов измерения на объектах,, подверженных действию неконтролируемых возмущений / В.П, Тараненко, М.П. Цыганков // Автоматизация и контрольно-измерительные приборы. -М.: ЦНИИТЭнефтехим. -1980. -№3. -С. 10-13.

82. Бритов Г.С. Устройство диагностики и коррекции ошибок апериодических звеньев в САР / Г.С. Бритов, Л.А. Мироновский // Авт. свид. N 356628. Бюл. изобрет., № 32,1972.

83. Бритов, Г.С. Диагностика линейных систем автоматического регулирования / Г.С. Бритов, Л.А. Мироновский // Техническая кибернетика. 1972. - № 1. - С. 76-83.

84. Бритов, Г.С. Непрерывная диагностика динамических систем / Г.С. Бритов, М.Б. Игнатьев, Л.А. Мироновский // Сб. Техническая диагностика. -М.: Наука, 1972.-С. 96-98.

85. Жирабок, А.Н. Поиск дефектов в нелинейных системах. Методыфункционального диагностирования / Л.Н. Жирабок // Автоматика и телемеханика. 1994. - №7. - С. 160.

86. Жирабок, А. Н: Функциональное диагностирование непрерывных динамических систем, описываемых уравнениями с полиномиальной правой частью / А. Н. Жирабок, А. Е. Шумский // Автоматика и телемеханика. 1986. -№ 8.- С. 154-164.

87. Жирабок, А. Д. Структурный анализ разложимых систем / А. Д. Жирабок, А. Д. Шумский. Владивосток: Дальневосточный политехи, ин-т, 1988.

88. Домбровский, Е.Г. О приближении агрегатирования / Е.Г. Домбровский // Автоматика и телемеханика. -1994. №3. - С.70.

89. Заведский, О.М. Использование упрощенных моделей в задачах численной оптимизации / О.М. Заведский // Автоматика и телемеханика. 1996. - №7. -С. 4.

90. Саяпин, Ю. JI. Устройство поиска дефектов пониженной размерности / Ю. JI. Саяпин // Автоматика и телемеханика. 1992 . - № 2. - С. 200-203.90.

91. Теоретические основы химической технологии. 1997. - Т. 31. - № 113. — С. 336.

92. Лобанов, А.В. Взаимное идентифицированное согласование с идентификацией неисправностей / А.В.' Лобанов // Автоматика и телемеханика. -1995.-№5.-С. 150.

93. Шумский, А.Е. Функциональное диагностирование нелинейных динамических систем в условиях параметрической неопределенности моделей / А.Е. Шумский //Автоматика и телемеханика. 1994. - № 3. - С. 184-188.

94. Бродский, Б.Е. Алгоритмические оптимальные методы в задаче скорейшего обнаружения разладки / Б.Е. Бродский // Автоматика и телемеханика. 1995. -№9.-С. 60

95. Клейман, Е.Г. Идентификация нестационарных объектов. Обзор / Е.Г. Клейман // Автоматика и телемеханика. 1994. - №2. - С.З .

96. Красоветский, А.А. Адаптивные полиномиальные наблюдатели и идентификация в критических режимах / А.А Красоветский // Автоматика и телемеханика. 1990. - № 10. - С. 142.

97. Гаданиев, Ч.Н. Оперативная проверка адекватности математической моделив многомерной динамической системе / Ч.Н. Гаданиев // Автоматика и телемеханика.- 1995.- №7.- С. 51.

98. Кафаров, В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Статистические методы идентификации процессов химической технологии / В .В. Кафаров, И.Н. Дорохов, Л.Н. Липатов. М.: Наука, 1982. - 344 с.

99. Химико-технологические системы. Синтез, оптимизация и управление. -Л.:Химия, 1986. -424 с.

100. Егоров, А.Ф. Принципы и стратегия гибкого управления многоассортиментными химическими производствами в условиях неопределенности / А.Ф. Егоров. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. - Москва, 1996.

101. Егоров, А.Ф. Декомпозиционно-координационная концепция управления и оптимизации сложных химико-технологических систем / А.Ф. Егоров, В.П. Мешалкин, Б.Е. Сельский // Теоретическик основы химической технологии. — 1998. -№ 1.-С. 82-92.

102. Кленков, И.В. Вертикальная декомпозиция при синтезе ректификационных систем / И.В.Кленков, В.К.Викторов // Теоретические основы химической технологии. 2000. - № 2. - С. 170-178.

103. Митрофанов Ю.Г. Вопросы создания компьютеризованных интегрированных производств / Ю.Г. Митрофанов, Ю.М. Соломенцев // Мехатроника. 2000. - № 1.

104. Ермольев, Ю.М. Математические методы исследования операций / Ю.М Ермольев и др. Киев: "Вища школа", 1979. - 312с.

105. Справочник по теории автоматического управления. М.: Наука, 1987.

106. Тучинский, М.Р.Математическое моделирование и оптимизация пиролизных установок / М.Р. Тучинский, Ю.В. Родных. М.: Химия, 1979. -168 с.

107. Автоматизированная система управления крупнотоннажным производством этилена. М.: Химия, 1988.-240 с.

108. Покровский, В.Б. Автоматизированное управление газофракционирующими установками / В.Б. Покровский, Н. В. Лемаев. М.: Химия, 1980. - 192 с.

109. Пиролиз углеводородного сырья. -М.: Химия, 1987. -240 с.

110. Тменов, Д.Н. Интенсификация процессов пиролиза / Д.Н. Тменов, С.П.

111. Гориславец.-Киев: Техника, 1978. 192с.

112. Жоров, Ю.М. Расчеты и исследования химических процессов нефтепереработки / Ю.М. Жоров. -М.: Химия, 1973. -213с.

113. Панченков, Г.М. Химическая кинетика и катализ / Г.М. Панченков, В.В. Лебедев. -М.: Химия, 1974. -591с.

114. Жоров, Ю.М. Кинетика промышленных органических реакций / Ю.М. Жоров. -М.: Химия, 1989. -384с.

115. Арис, Р. Анализ процессов в химических реакторах / Р. Арис. -М.:Химия, 1967. -328с.

116. Самхан, И.И. К вопросу образования твердого полимера из паров углеводородов / И.И. Самхан // Теоретические основы химической технологии. 1981.-Т.15.- №4. - С. 526-532.

117. Гантмахер, Ф.Р. Теория матриц / Гантмахер Ф.Р. — М.'Наука, 1967. 574с.

118. Цыганков, М.П. Автоматизированное диагностическое управление процессами термоокислительного пиролиза / М.П. Цыганков // Тезисы международной конференции "Математические методы в химии и химической технологии"; Новомосковск. 1997.-Т.З.- С.14-16.

119. Цыганков, М.П. "Стехиометрическое" диагностирование химико-технологических объектов/ М.П. Цыганков // Тезисы международной конференции "Математические методы в химии и химической технологии"; Новомосковск. 1997. -Т.З. - С. 49.

120. Цыганков, М.П. Составление математического описания реактора сажевого производства / М.П., Цыганков, Е.Г. Дудников // Труды Московского института химического машиностроения. 1970. — Т.2. - Выпуск 2 . - С. 49-53.

121. Цыганков, М.П. Оценка роли газификации углерода при промышленном производстве сажи / М.П. Цыганков, Г.Г.Вилков // Сб. "Химическая технология"; Ярославль. 1974. -С. 3-6.

122. Балакирев, B.C. Оптимальное управление процессами химическойтехнологии / B.C. Балакирев, В.М. Володин, Л.М. Цирлин. M.: Химия, 1978. -384 с.

123. Цыганков, М.П. Параметризация констант математической модели. / М.П. Цыганков, A.B. Локпошев //Сборник трудов Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях" (ММТТ-14); Смоленск. 2001.-Т.6.-С. 154-158.

124. Найфэ, А. Методы возмущений / А. Найфэ. М.: Мир, 1976.- 456 с.

125. Дильман, В. В. Методы модельных уравнений и аналогий в химической технологии / В. В. Дильман, А. Д. Полянин. М.: Химия, 1988.

126. Polyanin, A. D. Methods of modeling equations and analogies in chemical engineering / A. D. Polyanin, V. V.Dilman. Boka Raton: CRC Press - Begell House,1994.

127. Ehrmann, H. Logistik / HEhrmann. Kiehl: Ludwigshafen, 1999 . -575 s.

128. Цыганков, М.П. Аппроксимация дискретных моделей углеродообразования непрерывными / М.П.Цыганков // Тезисы Всероссийской научной конференции "Математические методы в химии" (ММХ-8); Тула. 1993. -С.100.

129. Вололщук, В.М. Процессы коагуляции в дисперсных системах / В.М. Вололщук, B.C. Седунов. -Л.:Гидрометеоиздат,1975.

130. Цыганков М.П. Параметрические аппроксимации уравнения коагуляции М.П. Цыганков, A.A. Термер // Тезисы международной конференции "Математические методы в химии и химической технологии" ММХТ-9; Тверь,1995.

131. Цыганков, М.П. Модель поверхностного роста частиц технического углерода / М.П Цыганков // Вестник Ярославского государственного технического университета. Ярославль: Изд-воЯГТУ, 1998. - Вып. 2. - С. 205-209.

132. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г.Корн, Т.Корн. М.:Наука, 1977. - 831с.

133. Хромков, H.A. Функциональное диагностирование состояния котлов-утилизаторов в производстве технического углерода / H.A. Хромков, М.П. Цыганков // Сборник трудов Международной научной конференции (ММТТ-15); Тамбов. 2003. - Т.4. - С. 152-154.

134. Тюкин, И.В. Классы простейших функционально диагностируемых АСР / И.В. Тюкин, М.П. Цыганков // Сборник трудов Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях" (ММТТ-14). 2001.-Т.6.-С. 219-220.

135. Цыганков, М.П. Разработка измерительных преобразователей с динамической компенсацией входного сигнала / М.П. Цыганков, Е.В. Гордеев // Тезисы V Всесоюзного симпозиума "Динамические измерения". -1988. -С.215-218.

136. Цыганков, М.П. Встраиваемый преобразователь напряжения в длительность периодических импульсов / М.П. Цыганков, Е.В. Гордеев //Приборы и системы управления. 1990. - №3. - С. 15-16.

137. Цыганков, М.П. Условия квазиидеальности цифрового регулятора / М.П. Цыганков, И.В. Фадеев //Приборы и системы управления. 1995. -№6. - С.43-46.

138. Де Гроот, М. Оптимальные статистические решения / М. Де Гроот. М.:Мир, 1974.

139. Брахман, Т.Р. Многокритериальность и выбор альтернативы в технике / Т.Р. Брахман. М.: Радио и связь, 1984. - 288с.

140. Исследование операций: в 2-х томах. -М.: Мир, 1981.- Т.1.- 712с.

141. Сейдж, Э.П. Идентификация систем управления / Э.П. Сейдж, Дж.Л. Мелса -М.: Наука, 1974.

142. Роберте С. Динамическое программирование в процессах химической технологии и методы управления / С. Роберте. М.: Мир, 1965. -411с.

143. Старыгин А.Р. "Rapier" интегрированная система управления ремонтами обслуживанием оборудования / А.Р. Старыгин // Приборы и системы управления.- 1995.- №8.

144. Муштаев, В.И. Расчет остаточного ресурса химического оборудования / В.И. Муштаев, B.C. Шубин, О.П. Никифорова. // Теоретические основыхимической технологии. 1997. - № 1. - С. 98-102.

145. Балакирев, B.C. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления / B.C. Балакирев, Е.Г. Дудников, A.M. Цирлин. М.: Энергия, 1967. - 232с.

146. Балакирев, B.C. Построение математических моделей химико-технологических объектов / B.C. Балакирев, В.М. Володин, Е.Г. Дудников. -JI.: Химия, 1970.-312 с.

147. Крутова, И.Н. Параметрическая оптимизация алгоритмов управления методом адаптивной идентификации / Крутова И.Н. // Автоматика и телемеханика.- 1995.- № 10.-С. 107.

148. Эйкхофф, П. Основы идентификации систем управления / П. Эйкхофф. -М.:"Мир".-1975. 676 с.

149. Гордеев, JI.C. Интегрированная экспертная система для организации многоассортиментных химических производств. // JI.C. Гордеев, М.А. Козлова, В.В. Макаров Теоретические основы химической технологии. -1998. №3.-с. 322-333.

150. Островский, Г.М. О новых проблемах в теории гибкости и оптимизации химико-технологических процессов при наличии неопределенности / Г.М.

151. Островский, Ю.М. Волин // Теоретические основы химической технологии. -1999.-.№5.-С. 547-561.

152. Островский, Г.М. Новые подходы к исследованию гибкости и оптимизации химико-технологических процессов в условиях неопределенности / Г.М. Островский, Ю.М. Волин, Д.В. Голованский // Теоретические основы химической технологии . 1997. - № 2. -С. 202-208.

153. Кафаров, В.В. Обеспечение и методы оптимизации надежности химических и нефтеперерабатывающих производств / В.В. Кафаров, В.П Мешалкин. Г. Грун, В. Найманн М.: Химия. 1987

154. Кафаров, В.В. Принципы построения систем управления эксплуатационной надежностью химических производств / В.В. Кафаров, B.JI. Перов, Б.В.

155. Палюх, JI.В. Протасова // Теор. основы хим. технол . 1989. - Т. 23. - №4. -С. 514.

156. Кафаров, В.В. Проблемы обеспечения безопасности и эксплуатационной надежности химических производств / В.В. Кафаров, В.А. Иванов, Б.В. Палюх, И.И. Бабий //Итоги науки и техники. Процессы и аппараты химической технологии. 1991.- Т. 19,- С. 1.

157. Бодров, В: И. Проблемы управления в многоассортиментных гибких автоматизированных производственных системах нового поколения / В. И. Бодров, С. И. Дворецкий, В. Г. Матвейкин // Теоретические основы химической технологии. 1994.-28, № 5. - с. 537 - 546.

158. Цыган ков, М.П. Корректирующее управление установившимися режимами химико-технологических систем / М.П. Цыганков // Теоретические основы химической технологии. 2002. - Т.36. - №3. -С. 309-316.

159. Цыганков, М.П. Системы корректирующего управления технологическими процессами / М.П. Цыганков // Сборник трудов 15-ой международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях" (ММТТ-15); Тамбов.- 2002.-Т.2.-С.31-35.

160. Цыганков, М.П. Корректирующее управление статическими режимами объектов. / М.П. Цыганков. Сб. "Проектирование технических и медико-биологических систем." Тверь: Тверской государственный технический университет, 2000. - С. 68-71.

161. Рыбников, К.Н. Введение в комбинаторный анализ / К.Н. Рыбников. -М.:МГУ, 1965.-308 с.

162. Данциг, Д1 Линейное программирование, его обобщения и применение / Д.

163. Данциг. -М.: Прогресс, 1966. 600 с.

164. Беллман, Р. Процессы регулирования с адаптацией / Р. Беллман . М.: Наука, 1964.-359с.

165. Люблинский, P.M. Методы декомпозиции при оптимальном управлении непрерывным производством. / P.M. Люблинский, Н.М. Оскорбин. Томск: ТГУ, 1979.-220 с.

166. Сингх М. Системы: декомпозиция, оптимизация и управление / М. Сингх, А. Тигли. М.Машиностроение, 1986.-496 с.

167. Лесдон Л. Оптимизация больших систем / Л. Лесдон . -М.: Наука, 1975. -432 с.

168. Марьясин, О.Ю. Выбор оптимальной структуры децентрализованной системы управления объектами химической технологии / О.Ю. Марьясин, М.П. Цыганков. Сб. "Автоматизация и роботизация химических производств". - М.: МИХМД989. - С. 57-60.

169. Марьясин, О.Ю. Исследование структуризации объектов в задачах оптимизации структуры систем управления / О.Ю. Марьясин, М.П. Цыганков // Сб. "Автоматизация химических производств". М.: МИХМ. - 1990. - С. 33-37

170. Месарович, М. Теория иерархических многоуровневых систем / М. Месарович, Д. Мако Такахара. М.: Мир, 1973. - 344 с.

171. Цвиркун А.Д. Основы синтеза структуры сложных систем / А.Д Цвиркун. -М.: Сов. Радио, 1975. -200 с.

172. Цыганков, М.П. Методология коррекции параметров модели в приложениях задач линейного программирования / М.П Цыганков // Вестник Ярославского государственного технического университета Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 1998. Вып. 3.-С. 139.

173. Цыганков, М.П. Линейные методы в задачах управления статикой объектов // М.П. Цыганков, A.A. Термер; Математика и математическое образование.

174. Теория и практика // Межвуз. сб. науч. тр. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2001. -Вып.2.-€.158-161.

175. Цыганков, М.П. Статическая управляемость технологических объектов / М.П. Цыганков // Сборник трудов Международной научной конференции "Математические методы в химии и технологиях" (ММХТ-11); Владимир. — 1998.-Том2.- С. 273.

176. Термер, A.A. Гарантированные отклонения при управлении статическими режимами линейных объектов / A.A. Термер, М.П. Цыганков //Сборник трудов Международной научной конференции (ММТТ-15);Тамбов. 2002. -Т.2. -С. 35-37.

177. Базара, М. Нелинейное программирование. Теория и алгоритмы / М. Базара, К. Шетти.- М.:Мир, 1982.-583 с.

178. Орлов, В.Ю. Производство и использование технического углерода для резин / В.Ю. Орлов, А.М. Комаров, JI.A. Ляпина. -Ярославль: Изд-во Александр Рутман.-2003.-511 с.

179. Donnet, J. В. Carbon Black. Science and Technology, 2nd ed / J. В. Donnet, R.S. Bansal, M J. Wang-New York: Marsel Dekker Inc, 1993. P.2-67

180. Суровикин, В.Ф. Развитие и интенсификация печного процесса производстватехнического углерода/В.Ф. Суровикин. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1976. -65с.

181. Суровикин, В.Ф. Производство и применение высоко-структурных типов технического углерода / В.Ф.Суровикин, А.Н. Будин, Ю.Н Никитин. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1983. -60с.

182. Борозняк, И.Г. Производство технического углерода. Процессы подготовки и термического разложения сырья / И.Г. Борозняк. -М.,Химия, 1981. -228с.194.

183. Гюльмисарян, Т.Г. Сырье для производства печных саж / Т.Г. Гюльмисарян, Л.П. Гилязетдинов. М.: Химия, 1975. -157с.

184. Технический углерод. Каталог. М.: ЦНИИТЭИНефтехим, 1984. -36 с.

185. Лежнев, H.H. Об удельной поверхности технического углерода / H.H. Лежнев, P.A. Горшкова, О.С. Аленина //Пути развития промышленности технического углерода. -М., ЦНИИТЭнефтехим, 1976, -С.28-37.

186. Зуев, В.П. Производство сажи / В.П. Зуев, В.В Михайлов. -М.: Химия, 1970.318 с.

187. Ильин, А.И. Оценка размеров первичных агрегатов технического углерода методом электронной микроскопии / А.И. Ильин, Э.И. Цыганкова, Б.С.Гришин, Н.Н Лежнев //Пути развития промышленноститехнического углерода. -М: ЦНИИТЭнефтехим, 1976, -С.28-37.

188. Цыганков, М.П. Опыт и перспективы централизации автоматизированного управления технологией основного производства в промышленности технического углерода; Тематический обзор / М.П. Цыганков, A.M. Комаров, Г.И. Жубрев. М.:ЦНРШТЭНефтехим, 1985. -60с.

189. Цыганков, М.П. Задачи АСУ ТО в производстве технического углерода / М.П. Цыганков, A.M. Комаров, Н.Н Кощеев // Автоматизация и контрольно-измерительные приборы. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1975. №11. - С. 10-13.

190. Тараненко, В.П. Перспективы организационно-технического обеспечения АСУ ТО. / В.П. Тараненко, М.П. Цыганков // Сб. "Автоматизация производства технического углерода" М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982. С.92-96

191. Цыганков, М.П. Совершенствование программных средств первичной переработки информации для систем АСВТ-М и СМ-ЭВМ / М.П. Цыганков, JI.K Пелипас //Сб. "Автоматизация производства технического углерода". -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982, с.114-117.

192. Перов, В Л. О рекуррентном подходе к решению задач векторной оптимизации / B.JI. Перов, С. Д. Фарунцев, М.П. Цыганков, Д. А. Бобров // Теоретические основы химической технологии. 1981.- T.XV. - №6. - С. 905-911.

193. Цыганков, М.П. Способ автоматического регулирования процесса сажеобразования. Цыганков М.П., Фарунцев С.Д Авт. свид. №716283 от 22.09.79.

194. Цыганков, М.П. Способ автоматического управления реактором для производства сажи. Цыганков М.П., Давыдов Н.А Авт. свид. № 574937 от 07.07.1977.

195. Комаров, А.М. Способ автоматического регулирования процесса сушкисыпучих материалов Комаров A.M., Цыганков М.П., Давыдов Н.А.Авт. свид. №613186 от 07.03.1978.

196. Комаров, А.М. Способ автоматического регулирования процесса мокрого гранулирования сажи Комаров A.M., Цыганков М.П., Волков.А. М.Авт. свид. №555655 от 27.12.1976

197. Комаров, А.М. Способ управления процессом мокрого гранулирования и сушки сажи Комаров A.M., Ивановский В.И., Цыганков М.П. и др.Авт. свид. №865877 от 21.05.1981

198. Цыганков, М.П. Способ управления процессом получения сажи в реакторе. Цыганков М.П., Фарунцев С.Д. Авт. свид. №692262 от 22.06.79.

199. Цыганков, М.П. Оптимизация реакторного отделения технологического потока производства технического углерода / М.П. Цыганков, В.М. Володин, О.Ю. Марьясин // Теоретические основы химической технологии. 1992. -Т.26. - №6.- С. 880-886.

200. Цыганков, М.П. Способ управления системой параллельно работающих сажевых реакторов / М.П. Цыганков, Б.У Яфаев, М.И. Галлямов, В.П. Зинченко. Авт. свид. №736611 от 21.06.80.

201. Суровикин, В.Ф. Термодинамический анализ процессов получения дисперсного углерода / В.Ф. Суровикин // Пути развития промышленности технического углерода. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1976.- С.80-101.

202. Суровикин, В.Ф. Термохимические исследования неполного горения различных видов сырья / В.Ф. Суровикин и др. // Пути развития промышленности технического углерода. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1976. -С. 123-126.

203. Давыдов, H.A. Математическая модель процесса горения газообразного топлива / H.A. Давыдов, М.П. Цыганков, Ю.Е.Луговой // Автоматизация химических производств. М.: НИИТЭХИМ. - 1981. - вып. 4. - С.19-26.

204. Цыганков, М.П. Математическое моделирование сажевых реакторов методами факторного планирования / М.П., Цыганков, А.М Комаров, О.А Догадин, Е.В. Ермолин // Автоматизация й контрольно-измерительные приборы.-М.:ЦНИИТЭнефтехим, 1974.- №4.- С. 1-5.

205. Теснер, П.А. Образование углерода из углеводородов газовой фазы / П.А. Теснер. -М.: Химия, 1972. -136с.

206. Цыганков, М.П. Оценка пределов форсирования по выходу реакторов для получения технического углерода / М.П. Цыганков //Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 2001.- Т.44.- вып. 4.- С.143-146.

207. Цыганков, М.П. Оптимальное управление технологическими процессами в

208. АСУ производствами технического углерода / М.П. Цыганков, А.М Комаров,

209. B.П. Тараненко, Н.А Давыдов // Сб. "Проблемы создания и опыт внедрения автоматизированных систем управления в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности". М.: ЦНИИТЭИприборостроения, 1980.-выпЗ .-С. 16.

210. Давыдов, H.A. Об автоматической оптимизации работы реактора производства технического углерода / H.A. Давыдов, М.П. Цыганков, М.С. Цеханович // Производство шин, резино-технических и асбесто-технических изделий. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982.-№12.-С.25-27.

211. Цыганков, М.П. Вопросы оптимального управления циклонным сажевым реактором / М.П. Цыганков // Труды Тамбовского института химического машиностроения. Выпуск 6, Тамбов, 1971, с. 140-146.

212. Цыганков, М.П. Способ контроля состояния футеровки сажевого реактора / Цыганков М.П. и др. Авт. свид. №1031996 от 01.04.83.

213. Давыдов, H.A. Измерение температуры футеровки реактора производства технического углерода при его автоматизации / H.A. Давыдов, М.П. Цыганков // Производство шин резино-технических и асбесто-технических изделий. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1979.- №3.-С.27-29

214. Гордеев, Е.В. Синтез позиционного управления обратной связью в компенсационных преобразователях / Е.В. Гордеев, М.П. Цыганков // Сб.Автоматизированное управление химическими производствами. М.: МИХМ, 1988.-С.51-54.

215. Цыганков, М.П. Использование периодических режимов в компенсационных преобразователях / М.П. Цыганков, Е.В Гордеев // Метрология. 1989. - №9 -С. 26-32.

216. Гордеев, Е.В. Выбор структуры измерительных преобразователей динамического уравновешивания / Е.В. Гордеев, М.П. Цыганков // Измерительная техника. 1990. -№3. - С.8-10.

217. Цыганков, М.П. Способ преобразования механических сил в широтно-модулированный сигнал / М.П., Цыганков, Е.В Гордеев //А.с. №1509637 от 22.05.1989.

218. Кафаров, В.В. Проектирование и расчет оптимальных систем технологических трубопроводов / В.В. Кафаров, В.П. Мешалкин. М.: Химия, 1991.-368 с.

219. Комаров, А.М. Математическое моделирование процесса мокрого гранулирования сажи / A.M. Комаров, М.П Цыганков, A.M. Волков, Г.Л. Горюнов // Автоматизация и контрольно-измерительные приборы. М, ЦНИИТЭ нефтехим, 1975.- №1.-С. 18-21.

220. Цыганков, М.П. Моделирование процесса сушки в производстве технического углерода / М.П. Цыганков, М.Г. Мячин // Вестник Ярославского государственного технического университета, Вып. 2 -Ярославль: Изд-воЯГТУ, 1998.-С.113-114.

221. Горюнов, Г.Л. Моделирование и оптимизация процесса получения технического углерода ПМ-105 / Г.Л Горюнов, и др. // Автоматизация производства технического углерода. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982. С. 1017.

222. Блох, А.Г. Математическая модель сажеобразования при сжигании природного газа. Кинетическое управление и критическая температура процесса дегидрогенизации / А.Г. Блох, Ф.И. Щелоков // Инж.-физ. Ж.-1990, №3.- С.492-499.

223. Baum, R М. Ideas on soot formation spark controversy. / M. R. Baum // Chem. And Eng. News.- 1990.- 68. №6. -€. 30.

224. Гюльмисарян, Т.Г. Основы сажеобразования / Т.Г. Гюльмисарян. М.: Государственая академия нефти и газа им. И.М. Губкина, 1996. - 66с.

225. Lahaye, J. Mechanisms of soot formation / J. Lahaye // Polym. Degrad. And Stab.- 1990.-30.- №1.-C.l 11-121.

226. Wagner, H.G. The influence of operating conditions on the formation of soot and hydrocarbons in flames./ H.G. Wagner // Hazardous Waste and Hazardous Mater.- 1994.- ll.-№l.-c.5.

227. Wagner, M.G. Particulate carbon formation during combustion / M.G. Wagner. -New York:Plenum Press, 1981. P. 1-29.

228. Harris, S. Soot particle aerosol dynamics at high pressure / S. Harris, I. M. Kennedy // Combust, and Flame.- 1989.- 78, № 3. -P.390.

229. Суровикин, В.Ф. Кинетика образования дисперсного углерода при термоокислительном пиролизе сырья / В.Ф. Суровикин // Пути развития промышленности технического углерода. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1976. — С.126-136.

230. Теснер, П.А. Образование сажи при горении / П.А. Теснер // Физика горения и взрыва. 1979. - №2. -С.З-10.

231. Теснер, П.А. Двухстадийная модель образования пироуглерода и ее экспериментальная проверка / П.А. Теснер и др. // ДАН СССР. 1977. -Т.235.- № 2. -С.410-413.

232. Сюняев, З.И. Фазовые превращения и их влияние на процессы производства нефтяного углерода / З.И Сюняев. М.,ЦНИИТЭнефтехим, 1977. - 88с.

233. Сюняев, З.И. Нефтяные дисперсные системы / З.И. Сюняев. -М.: Химия, 1990.-224 с.

234. Цыганков, М.П. Математическое моделирование влияния термохимических свойств углеводородного сырья на кинетику образования и роста дисперсной фазы при его разложении / М.П. Цыганков, О.Ю.

235. Марьясин // Сб. "Совершенствование сырьевой базы и повышение эффективности использования сырья в производстве технического углерода".- М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1991.-С. 153-158.

236. Суровикин, В.Ф. Исследование печного процесса получения дисперсного углерода при малых временах контакта / В.Ф. Суровикин и др. // Пути развития промышленности технического углерода. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1976 С. 102-110.

237. Цыганков, М.П. Макрокинетика образования технического углерода / М.П. Цыганков // Сб. тезисов докладов 11-ой Международной научной конференции."Математические методы в химии и технологиях" (ММХТ-11). Владимир.- Т.2.- С. 165.

238. Суровикин, В.Ф. Аналитическое описание процессов зародышеобразования и роста частиц при термическом разложении ароматических углеводородов в газовой фазе / В.Ф. Суровикин // Химия твердого топлива. -1976. № 1. -С.111-122.

239. Теснер, П.А. Скорость роста частиц сажи в продуктах горения углеводородов / П.А. Теснер // 3-й Всесоюзный» семинар по адсорбции и жидкостной хроматографии эластомеров. Научный совет по адсорбции А.Н. СССР.- М.: 1991.- С.68-70.

240. Megaridis, С. Am integral solution of the aerosol dynamic equation induding surface growth reactions / C. Megaridis, R. Doblins // Combust. Sei. and Technol.-1989.- 63, №1-3.- P.153-167.

241. Суровикин, В.Ф. Исследование роста сажевых частиц при разложении углеводородов / В.Ф. Суровикин, A.B. Рогов, М.П Цыганков // Химия твердого топлива. 1981.- №6.-С. 138-141.

242. Голицын, В.П. Статистический анализ влияния структурно- групповых факторов сырья на качество и выход технического углерода / В.П., Голицын В.М. Грин. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1984. - С. 160-166.

243. Гюльмисарян, Т.Г. Технология производства технического углерода (сажи) / Т.Г. Гюльмисарян. М.: МИНХиГП им. Губкина. -1979. -83 с.

244. Цыганков, М.П. К вопросу об измерении состава многокомпонентных смесей / М.П. Цыганков, Ю.П. Жуков //Сб. "Автоматизация и комплексная механизация химико-технологических процессов"; Ярославль. 1975. - С. 107-108.

245. Жуков, Ю П. Устройство для лпределения плотности и вязкости жидких сред / Ю. П., Жуков, В.В. Навротский, М.П Цыганков, В.И Клюев //Авт. свид. №1469311 от 01.12.1986.

246. Цыганков, М.П. Спектральные характеристики камертонного резонатора замкнутого типа / М.П. Цыганков, Ю.П. Жуков, А.Г. Мурашов // Изв. Вузов СССР.Приборостроение.- 1984.- Т.XXVII.- №1.-С.68-73.

247. Цыганков, М.П: Способ контроля элементного состава нефтепродуктов и каменноугольных масел / М.П. Цыганков, H.A. Давыдов, М.С. Цеханович, Ю.Ф. Никифоров//Авт.св. № 1534379 Бюллетень изобретений 1990, №1.

248. Усынина, Г. Ф. Нефтаимия /Усынина Г. Ф. 1989. - Т.29. - №2. - С. 282286.

249. Цыганков, М.П. Модель управления составом углеводородного сырья в процессах термоокислительного пиролиза / Цыганков М.П. // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 2001. — Т.44. - вып. 6. - С. 82 - 86.

250. Локтюшев, А. В. Моделирование состава сложных углеводородных смесей / А. В. Локтюшев, М.П. Цыганков // Сборник трудов Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях" (ММТТ-14); Смоленск. 2001. - Т.6. - С.59-60.

251. Сюняев, З.И. Нефтяной углерод / З.И. Сюняев. -М.,Химия, 1980. -272 с.

252. Самхан, И.И. Математическое моделирование процесса получения технического углерода / И.И. Самхан // Сб. "Интенсификация производства технического углерода". -М.,ЦНИИТЭнефтехим, 1983. -С.3-12.

253. Самхан, И.И. Получение технического углерода с заданными свойствами / И.И. Самхан. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1984. 65с.

254. Химмельблау, Д. Прикладное нелинейное программирование /Д. Химмельблау. М.: Мир, 1975. - 524 с.

255. Гилязетдинов, Л.П. Кинетика образования сажевого аэрозоля при неполном горении углеводородов / Л.П. Гилязетдинов // ЖФХ. 1970. - С21.

256. Магарил, Р.З. Образование углерода при термических превращениях индивидуальных углеводородов и нефтепродуктов / Р.З. Магарил.- М.: Химия, 1973 143с.

257. Porter G. 4th Sympos of Combustion, Baltimor.- 1953. P.248-252.

258. Homan, K.H. Combustion and Flame. 1967. - v.l 1. - P 265-287.

259. Кондратьев, B.H. Константы скоростей газофазных реакций / В.Н. Кондратьев. -М.: Наука, 1971.

260. Магарил, Р.З. Механизм и кинетика гомогенных термических превращений углеводородов / Р.З. Магарил. М.: Химия. -1970.- 224 с.

261. Calcote, H.F. The rôle of ions in soot formation / H.F. Calcote, D.G. Keil // 3rd Int. Sump. Flame Struct.; Alma-Ata. 1989, Pure and Appl. Chem.- 1990.- 62, №5.-c.815.

262. Calcóte, H.F. Development of the chemical kinetics for an ionic mechanism of soot formation in flames./ H.F. Calcóte, R.J. Gill // Combust., Detonation, Shock Waves: Proc. Zel'dovich Mem.: Int. Conf. Combust.; Moscow. 1994. Vol.2.- M.1994.-c.16

263. Yoshihara, Y. Kinetics of soot cluster formation at high temperatuers. / Y.Yoshinobu, I. Makoto, N. Shaichiro. // JSME Int. J.B.- 1994.- 37, №2.- P.413.

264. Kazakov, A. Detailed modeling of soot formations in high pressure laminar premixed flame. / A. Kazakovi, H. Wang, M. Frenklach // 3rd Int. Conf. Chem. Kinet., 1993.

265. Frenkach, M. Detailed modeling of soot particles nucleation and growth / M. Frenkach // 22rd Int. Symp. Combyst., Scoettle, Wash., Aug. 1988: Abstr. Symp. Pap. and Abstr. Poster Sess Present.- Pittsburgh, 1988.- P. 121

266. Frenklach, M. Empirical modeling of soot formation in chocktube pyrolysis of aromatic hydrocarbones / M. Frenklach, D. W. Clary, R.A. Matula // Shock Waves and Shock Tubes. Proc 15th Int. Symp.; Berkeley. - 1985. - Stanford (Calif) 1986.- P.303-309.