автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Оптимизация управления технологическим процессом рафинации растительных жиров

одесский технологические институт

ндагаюч проншлкшюстн ин. м в. /юнокосова

На правах рукописи

сибиряков С?ий Владимирович

ОПТИМИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ?! ПРОЦЕССОМ РАФИНАЦИИ РАСТИТЕЯЫШХ ХКРОВ

Специальность 13.07 - азтокатнзашга технологических процессов и произеодств (отрасли агропромышленного комплекса)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание ученой степодл кандидата технических наук

Научный руководитель

д. т. н. . проф. гуковскиЛ 3. И.

Одесса - 19?3

- г

Работа наполнена иа ка4едре автоматизации производственник процессов Одесского технологического института нише вой пронышлеи мости имени Н. В. Ломоносова и в цроектно-конструкторском и научно исследовательском институте автоматизации иишевой арошшлышости "Шшегг'омавтоматмка" (г. Одесса).

научный руководитель - доктор технических нал«,

профессор жуковский Э. и.

Официальные оплолепты: доктор технических наук, профессор, Поиов В. И. , доктор технических наук, профессор, Платонов П, 1!.

Веяуиая организация: Государственный ииститут ироектирова нки предприятий пишевой промышленное ти ГПП 3 (I'. Носква)

Зашита состойся ____1992р. и СО. часов иа

заседании cueцуализированного совета К ООО. 33. 02 в Одесской техно логическом институте пкмевой ароныишеиности имени И. Б. Ломоносова но адресу: 2/CCjy, г. Одесса, ул. Свердлова. 11а.

С диссертацией нохло ознакомиться и библиотеке Одесского тех «алогического института нииеиой промышленности имени И. С. Ломоносова

Автореферат разослан "¿M'-^t

.19921'.

Ученый секретарь специализированного совета

д. Т. 11.,проф. /!. И. К.!р1к:уПШНК0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛШИ1

г

Актуальность томи. Выбор данного TII в качестве объекта исследования с точки зрения его ais тома-"изании обуслоглец сиро кии использованием сепагапиопивк установок в практике прониялен lío го производства очинённых," готовые к употреблению жчгов, а также яиляктаихся исходным сырьем при производстве других вичов масло-лиров^й продукции (наргарина. майонеза и др.). Приненепие сепараторов (пситрнфуг) upk рафинировании жиров имеет снедукшие преимущества пегод другими аппаратами непгеркипогс действия (нейтрализаторов. разделителей): более полная нейтрализации сво боднык жирные 1сислог за счет интенсивного перемешивали« пойгра лизуемого *«ра и реагирующих агентов: сокращение потерь нейт ральиого жира за счет сокращения иренени контактирования жиро вой и шелочпой Фаз: высокж степень и проилвопительность пропес са разделения Фаз. Вместе стен авали? эффективности работы *иро перерабатыпг.кчоих предприятий. оборудованных сепарациошшми уста новками, показывает, что: низкое качество масло-ялровой продук лии обусловлено низким качеством первичной обработки сырья, в частности еаФинапией: основные потери хирочого сырья в процессе производства приходятся на стадию его первичной обработки. Это обуславливает необходимость совершенствования методов управления Til ттк па сенпраниошшх установках.

Основной палачей автоматизации ГП РРЗС является задача оптчнпзхкки рглимов Работы технологического оборудования ÍTOI ргИишичошюй линия, реаекие которой обеспечит сыоокое качест ¡»с. продукта. сокрэмелие потерь готового сврья в процессе нроиз водстпа, рафинированных жиров.

ГП PFSt. реализованный на высокопроизводительном ТО. пред '.■T,iit;i«.T <<{ч)й последовательность технологических стадий (ТС), ira .счудой ич которых осуиествляется вывод из исходного сигьи yiift iv( ломи)« группы щшести. Поэтому, наряду с обеспечением ка •((•лн-1 Kü'if.'4-ioro продукта ГП и мшшни'запми потерь сырья, акту ajMia задача согласосг ня технологических режимов (ТГ) эчистки <;Ш:,>>я ra отдельных ТС ТГ( меяду собой.

Яладспше m«tojw и систоки управления Til РГЕ не обеспеЧква ют ггобуеного качества готово. ч> продукта з условиях нестабильное ■■■н iMp;tnt'Tp')Tj сыгьевого потока, потенциалов теплоносителя и pea гетон и др. »ознумакчиих Факгорон, .характерных для действующи»: производств, что сьияыет' обшу» эффективность ТП РРЯ по noitaüare лян качества готоиого продукта, непроизводительным потерям лито

1!0г0 с рья.

Последние исследования ТП РРХ на' сепараиионных установках способстг от успешному решению поставленных загзч.

Объектом исследова'"4я является ироцес щелочной рафинации расгительнык жиров с разделением образующихся Фаз центриФУгиро ваиием. предусматривающий слодуюшие вилы обработка жирового сырья: гидратацию, щелочную нейтрализаш.л двухкратную промывку

и сушку. _

Цель работа г повышение эффективности TU РРХ на высокопро изводи дельном то путем aocti ¡.опия нового качества управления ТП i'PX. обесиечиЕ ошего соответствие Ка чества продукта требованиям технологического регламента, оптимизацию и согласование TP очистки «ир.вого сырья по ТС ТП РРЖ в условиях действующих возмущений с минимальными непроизводительными затратани жирового сырья на производство рафинированных жиров.

Нстод решения цоставденны в работе задам заключается в сов нестагч использовании г?ории управления, методов математического и "ластерчого анализа. ииитапиоиного моделирования

На защиту выносятся:, математическая модель (НИ) ТП РРХ, как об'екта управления (ОУ); комплекс алгоритмов решения задач верх него уровня <ВУ) АСУ TU РРХ; комплекс алгоритнов стабилизации оп тималышх TP <ÖTP) гидратации, нейтрализации, пронывки и сушки ра Филируемых жиров, составляющих нс-чшй уровень (HV) АСУ ТП РРХ. • .. ' Научная новизна: 1. Получена HM ТП РРХ как ОУ, реализованно го в аппаратах непрерывного действия, е. Разработан комплекс ал горитмов решения за.,ач ВУ двухуровневой АСУ ТП PPS,' обеспечиваю ший опредеяеиие ОТР для реального ОУ в условиях действушего иро изводства. согласование производител1 гости ТО -тадяй ТП РРХ между сооой с учетом нестационарное™ ряда параметров ТП, огказов ТО. '3. Разработан конплек-- алгоритнов решения задач НУ h V ТП РРХ, обеспечивающий стабилизацию ОТР обраг ->тки сырья по стадиям ТП РРХ.

практическая ценность. Тематика диссертации еоглгдуется с работами выполыяеншш на жироиерегабатываюиих предприятиях насло-жировой отрасли шдаевой промышленности с целью создания прг-дприятий и технологичен .сих комплексов с высоком степенью автонатиз-тии и.механизации на базе средств микропроцессорной техники. Исследования проводились.в соответствие с темой НИР Н Н гос. per. OJ 890029908 { 58г)"Прсв>.леяне исследований. i чзработ ка и ввод в действие автоматизированную систему управления тех нологическии процессами ^аФинамонного отделения на Московском жирч^мбинате". Резт гатон исс/ дования является комплекс заьич управления ТП РРХ па вгокопроизводительных сепарапионных уста

носках» испсдьзоваиыый при создании АСУ ТП раФинациотшого отде ления на Московском хиркомбинате.

Внедрение результатов работа. Осношше положения, выдвину тые при исследовании ТП РРЯ и синтезе ACT ТП. исноль^онаш; на всех стадиях исследования и разработки технической документации по созданию АСУ ТП раФниалиопного отделения Московского жирком бииата и. в частности, автоматизации высокопроизводительной раФи пационв >й установки, осцамешюй сепараторами.

Расчетный экономический эффект от внедрения АСУ РРЖ на Яосковскон хиркомбилате составит 1 и О тыс.руб . с^ок окупаемости затрат па внедрение и разработку АСУ ТП - 1.6 рода.

Отдельные алгоритмы проходили апробацию на лталах разра ( опей и внедрения. АСУ ТП гидрор«'-зачиокного отделения по те не Н гос. per. 01823057106 (0136) (алгоритм вибора оптимального ко личественного соотношения рафинируемы^ хир - раствор щелочного агента при постоянной концентрации последнего]. АСУ ТП рас<1 сов ки масла и произ эдетва мамоне; , тема Ч гос. per. 018600472Tb (0237)(алгоритм контроля и сигнализации состояния ТО и средств управления АС1' ТП).

Расчет экономичекой эФФехп'чпостй производства готовой продукции при внедрении АСУ ГП ГП, сделанный на основе технико-экономического анализа производства г» условиях Функционирования АСУ ТП, показав следующее: величина изгчюнпя kos Фидиента иейт рализацич, определяемого отношением Gr/Gx. составила о. 2: про цент унешдпешш'величины отхода жира в соапсток составил 0.22/.» а годовая экономия - 104.367 тыс. руб. Снижете ротерь жирового сырья позволило на 7. 5* увеличить объем выпускаемой продукции. Общий годовой экоиои!. аскнй эффект ¿ г внедрения АСУ ТП составил 296, 434 тыс. рук в год.

Апробация работы. Н.т-риали «иссерта лонной работы доклады кались и обсуждались на областник научно-театчесю-х коиФерец днях молодых учелых и специалистов 'г. Одесса. 198б-19ЕЗгг); вс1 :о»зннх пауч»:о-тсЕ!тческих кои^ерг тшяк (г. Одесса, 19Я9г, г. Грозный, 1991г); на республиканском семинаре ХПКБ (г. Каев, 1W0D. '

Публикации. по материалам диссертация опубликовано о работ. Результату кссдсдоланиа г,спо"!>зо13ащ1 при цыиолнеаиц тек но [ИР института "пквепромавтонатака*.

Структура п обьеи работы. диссертация состоит из введения, четырех. глав, шводои, сииска литератуги и Ч црипохский. Список содержит 73 наименований на русском языке и 3 на иностранны« язи кап. ОСш-fíl обьеи диссертации: маюшописного текста 11 ос. .

- е -

приложений 70с.. таблиц 5. рисунков 15.

Приложения содераат данюае ио АСУ ТП РКС, показателям ка чества ТП Р11. результата -эксперимента по идентификации КН ТП РГХ. расчеты экономической эффективности и материалы и1едрениг.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосповивается актуальность работа. Формулирует ся ее пели и положения, выносимые на зашитиу, раскрыта новизна работы.

В первой ."даре проведен анализ; ТВ РРХ как ОУ качествен го то сой продукции, схкестетоик критериев и систем управления ТП РЯХ: сформулирована .)адг.ча уараняения ТП РРХ и определена кон цеппия построения АСУ ТП РРЖ,

Анализ ТП РРХ. как ОУ качестион готовой продукции показал: взаимообусловленность значений показателей качества ТП РРХ (со держаний в рафинированном лире 4осфатидов К*ф, свободных жирных кислот'К"с*к. мыла К"н. волн К"в) и количества нейтрального жи р'г. отходящего : промстоками в ходе тд РРХ; экстреналышй ¡.арак тер зависимостей значений указанных показателей от температуры ТП. концентрации реагирующих растворов, гроизводительности про цесса сепарации основного и побочного продуктов ТП! взаимосвязь режимов обработки жирового сырья по ТС ТП РРХ.

Анализ сушествукакик кгитегмев управления качеством ТП РРХ: показатели качества.Рафинированного жира, производительности ТП. величины сырьевых и материальных затрат, на производство ратиниро ваннык' хиров. ползал следующее. -

1. Лля оцелки качества ТП РР* по показателям производитель кости целесообразно вмесъ-о в соотношениях.

0"= 30иа/ 31 . 0"= сЮ"ж/<Н . (1).

где С}"х=0"г-»0"Ф-»0"сжк»0"и»0*в (й<5"я - прирагаение, количества рафи пирОванного жира за временной интервал <Ц: 0"г, О'Ф, 0"схк. 0"н. О"в - няссевии выход глиперидов нейтрального жира, фосфатидов, сво бопных жирцык кислот, ныла, воля(кг)). нссопъзовзтъ О"г,- определяемое выражениен •„ :

Г •:от=очц|:в"Ф-к'..сис-К'нгК*в1;'' , »г» поскольку при измерении количества ротового продукта на "выходе" ТП его качественный состав остается неопределенным. Таким обра зон. оценка качества ТП РРХ. но показателям производительности Фактически представляет собой.оценку ТП цо показателям качества конечного цродукта. -

2. Использование количественных опенок расходуемых ресурсов

и их отклонений от оптимальных значений для оценки качества TII PPS неэффективно в виду нечувствительности тих показателей к изменению качества конечного продукта процесса в связи с тем. что прирашение величины непроизводительных затрат расходуемых в ходе Tri ресурсов, вызванное отклонениями TP раФина) m от ОТР в результате действия внешних возмущений, мало i > сравнени») с вели чиной непроизводительных з грат этихресуг ов. обусловленной тех ническич состоянием ТО.

3. Ans. оценки качества ТО PPS по показателям К- 1К<' Ксжк. Кн. Кв) вместо соотношений

К=К'-К" или К=К'-К", (3)

делесообазно пользоваться соотношениями

K"mln=K'-K"min или K"rr-'n=K'-K'rajn, (4)

так как оценка эффективности ТП РРЖ по (5) при нестабильности качественных показателей жирового сыр i К'не яйляется обьек тивной.

Значения показателей К"сЦг (К"Ф. rain, К"с*к. min.K'M. min, К"в. mini, расчиташше по нормативным методикам в зависимости от количества и качества исходного сырья зависят от применяемой технологии ра Фишрования, лила жирового сырья, технических характеристик аппа ратов реализующих технологическую схрну ijpouecca и, следователь но. отражают реальные возможности конкретной технической реал за ции ТП РРХ

В результате сравнительного анализа известных вариантов оте чественных и зарубежных систеи управления ТП РР7. установлено, .то: сущестпутаиие АСУ ТП PPS но реаают задачи ouf ра и корректировки ■ ОТР в условиях уеального производства из-за ото гствия. в составе этих систен соотвегст лощих T^zumet :их и программных средств: не решают задачу согласования TP по стадиям ТП РРК; не учитывают динамические свойства ТО и _тоха лмеский чах^актер шзнуиений; при управлении ТП PPS огтювное внимание уделяется стабилизации режимов 1>аботы ТО в соответствии с эксплуатационными требования кн. Анализ ирнч ' i низкой эффективности га ГРК на сспарадиов. s установках. покачивает, что оспоштымп из них является: гтлостатки в организации и управлении производством, степень изно.а .Л нес табильность качества исходного скрья и вспомогательных материалов, з T3KSG недостатки суглествуюимк систем управления ТП PPS.

ïla основании проведенного анализа задача управления ТП PPS Формулируется как задача определения и стабилизации ОТР, опти нальнпх с точки зрспин качества готового продукта, сырьевых зат рат на производство.

Вследствие селективности действии реагеитов по о.яшлетоо

-8 - Л

к выводимым в коде ТП РРХ веществам глобальная оптимизация ПРО цесса рафинации сводится к последовательности частных Спостадий них) оптимизапий. Задача определения otp олрабчткн сырья во ста дияи ТП состоит в следующем. Вектору входных параметров XI не об ходи, j пос хвнть в соответствие вектор управления Щ. доставляю ший кстреиун

K-HX1.01» —> Bin . 1=1.. . .4 - '51

при ог аничевиях

{0" = <>*зад. Э'заче^ч,

К*1<К"1.г . ?lcPz. vi, 1<х1<х-1,г . хиС=>х. <б)

»•i, кико"1.г . шсОь где 'jc* . « - нножествалопустгаом ревенйи значений ороизво дятельности установки, соответственно; 1.2 - индексы, обозначаю вше соотвст- твенно нижнею и верхнюю гр пш ивтервалог доиустк . ных значений. РезУльтатон рсш/.шя данной задачи является отнска вие лекальных кстремуиов. соотг^тствлошх О'зая. Значеикя XI.U1, п.икотсых випояяяется условие (5) при ограничеи- л (6) опреде ляют OTP optXt=Xl( ¿nK'lt, optUí=Ul CmlnK'i). Для посаедователышж стадий.ТО условие согласования ТР. ш -лстазленное в внле min IXJ-X1I. i-l*í. «Т>

i .е 1 - во1: ;р стадич ТП РРЖ. означает, что в качестве установоч вого на 1+1 стадии ТП ррх выбирается режим. для которого расхс i дение экстремальных зн; гений векторов oplXl. optUl со звачениямг аналогичных паРане"^>ов на выходе предндувей стадии нквииальио. Условие' (7), такии образом, обеспечивает выбор ОХР фушшконирова ния каждой из стадий ТП РРХ в зависинос-n от »хошшх параметров. "

Стабилизация OTP заключается в минимизации опсвлнений теку пих значений количества нейтрального жира K"cr.lltj. содерхаяе гося в отходяних стоках на каждой из стадий та. от овтикалышх в результате действия Ъозмупеннй Vl(i) иосуиествлается на осно вании данных автоматического контроля плотности,и нас^и отходя е x стоков "

к'сг. l(t)=BinlE-cpl<t)-krt.bini. 1 = 1. г. (в)

ш . •

Исхоаяиз требований предъявляемых к АСУ ТП РЕК. а также 'на лиза существующих систем предложена двухуровневая иерархическая cTpyicrypa АСУ ТП РГ"~. на ВУ которой решаются задачи расчета OTP. коррекции расчетных значений режимных параметров пс результатам контроля и анализа текувлх значении этих парамс-оов. Иа в9 /г» ТП регаь»угся задачи стабилизации OriV по стадиям ТП VZZ. .

Во второй главе поведены: резуя, ,*ати аналитического яссле

дования Til J'PX как ОУ, методика и результата экспериментальных ис следований ТП РРЖ, оценки адекватности нодел" и анализ результа тов аналитического исследования ТП РГТ.

Аналитическая модель ТП РГЖ представлена как пс ледователь пая совокупность WH процессов гидратации, иейтрализ ши, промывки и сушки, представляющих собой последовательно' "ь технологичес ких операций подогрева исх того сырья, сиг-ивапия его с раство ром резрента. разделения очищенного аира и образовавшегося осад ка. олисш ¡емих елстемой нелинейных дифференциальных - >авнений 1-го порядка. При моделировании лр' чессов подогрева, смептванйр и разделения принята «опушения: 1) подогреватель рассматривается как объект с распределениями параметрами; гидродинамическая струк ■гурн потоков теллонос /гелей соответствует модели идеального вытес пения; теплообмен с внешней средой отсутствует; 2) в смесителе ре ализуется гидродинамический рехин иле тыгог-о вытеснения; плотное *ти и объемния расходы реагентов. oQi.ert реакционной массы, т°пло вой зФФекг реакции постоянны; реакция происходит в гомогенной'сис теме при постоянной температуре; 3) разделение Фаз в сепараторе происходит мгновенно.

Для опенки адекватности параметров Til РРК стационарных ТР использовались данные эксплуатации сепарапионных установок, опуб лип ванные п литературе, а также дашгое эгсплуаташш таких уст но вок из аиркоибииатах, предоставленных автору Носклискин Филиалом ИШПК. Для оценки адекватности расчетные динамических характерце тик ТП 1 и'Х использовались экспериментальные даннпе по исследс а и но кинетики Формирования хлопьев íocíoaiuiiir в, результаты пас енвного эксперимента. проведенного на 5-ти секш.лшой рафинадном пой установке A-LAVAL игоизво. .итед!Ы >стью 15т/ч на Иосковском кг ровон комбинате (Г-КЛО. Л jciimiwrt эксперимент проводился и следу» шк усяоммх: .) гежшиш' i рапс чд 'Ш РГ* С.х, Gr>. Ох стабилизиро шиш; 2) действие возмущений по каналу К* осуществляется скачком яри переходе на обработку ново.» партии жирового сырья; 3í оу под вершин действий "лучайныи неконтролируемых возьушсиий по ка там К'. Экспериментальные дашше к результаты численного коделироиа ни« ТП РРЗ nrmtcvie;:« и таблице I.

Опенка ¿кеммтиости результатом антчштнчесгсого моделировании тп л эксне1,»1..-птапи1ых длинах показа яг': i) pomuij Работы нояогро

каталей, л такт нлкуум-сугтчъ.ьчсро леддержугктся яое

тояпнмни; 2) стадии гидратации и нейтрализации ямглтея coioanii и« н ^огняровани« качество готового продукта и наиболее сильно подвергни лейсгокп нелечислетмх иозиуяптнж Факто«ч>р; 3) управ лент* качеспюч Til ррз но показателя:» К" осунесгадвдт l гогуянро

ванием ко^.,«естаа подаваемых растворов реагентов при постоянной концентрации этих растворов; 4) управление качеством ТП PPS по показа1» ¿ляи К" с г осуществляется регулированием давления гига Р" на выходе из сепараторов ТС ТП; 5) показатели плотности и массы от'одяппг в процессе рафинации стоков могут быть использованы fer-' оценке качества ТП РРЖ по критерию (в) в результате совмест лого решения систем уравнений материального балланса составлен пых "ля побочного пюдукта и с гсителя

Таблица 1.

Экспериментальные и аналитические Данные процессов •гидратации и нейтрализации подсолнечного наела нз 5-ти секционной сепараадонной установке ALFA-LAVAL

G'X К'Ф GTP Кф : К'сжс СНГ в Ксжк :

т/Ч X ИЗ/Ч X : мг.кон ИЗ/Ч t иг. КОН :

Экспе в о. г- О. 1347 I 0. 19 1 2.5 г 147 I 0.15 I

рииен 0. I I I - I

таль 12 ,- - 0. 202 Ï 0. 34 I 2.5 0. 214 I 0.23 I

пые 12 ■ - ' 0. 202 I 0. 35 I 2.5 0.214 I 0. 13 I

дан 1" 0. 202 I 0. 36 I 3.5 0. 275 I 0.09 I

мые 15 0. 2526 I 47' I 3. Т 0.344 I 0.2F I

ВНИИ* 15 - а 2526 I О. 47 I 3.0 0.312 I 0.23 X

10 0. ювз I 0. 47 I 2.9 0.203 I 0. 10 I

10 - 0. 1683 I о, го I .3. 3 0.221 I 0.18 I

Г т Т

Дан 8 0. 2- 0. 1347 I 0. 11 I 2.5 0. 147 I 0.12 I

пые .0. 65 I 0. 32 I I

авали 12 - • - 0. 202 I 0. 12- I 2. 5 0.1.14 I 0. 1в I

тичес I 0. 42 I I

кого 12 0. 202 I - i 2. 5 0. 21 г I 0. 18 I

ноле 12 - ' 0. 202 I - I 3.5 0. 275 I 0.25 I

лиро 15 - " ;- 0. 2526 I 0. 13- I 3.5 0. 344 I 0.3 I

вания I 0. 45 i *

15 - 0. 2526 I - I 3. 0 0. 312 I 0.24 I

10 - : " 0. 1683 I 0. 11- i 2,9 0. 203 I 0. 14 I

I 0, 39 I À

10 - 0. 1683 I I 3. 3 0. 221 I 0.2 I

<1К"/<И = С*(К*-К")/У-УК-К"р .

ж-рлп^'мк'г к-р)уу-ук"к"р , < <Ж"0ЛП = -С*жК"0/У+УК"К"р , (9)

свс= г(3сг+ оСс* рСср, Сс=6сг+Ссо+йср,

где 9 с. 9 г, 9о. 9 р - плотности отделяемых при сепарации стоков, нейтрального *т>а. выводимого конпопента и реагента соответственно, (З'ж - объемный расход хитового сырья (нЗ/с).; V - ос,»ем снесителя »Ук'= бмЗ), V константа скорости реакции (иначе говоря. Решение (9) позволяет осуществить реконструкцию процессов обработки сырья но стадиям ' I РРХ); б) опенка адекваг * ности результатов аналитического моделирования Л1 и эксперииен тальнык данных показала возможность использования НН для решения задач управления та РРХ при условии периодического уточнения ее ;. параметров в процессе функционирования система. , _

Полученные результата аналитического и экспериментально го исследования ^п РРХ были использованы при решении задач ве.зптего уровня (глава 3) и оптимального управления стадиями ТП РРХ (глава 11 синте ируемой АСУ ТП.

В третьей главе приведены алгоритмы решепия задач ВУ АСУ ТП: контроля и анализа состояния (кас) ТП; кластеризации ОТР и идентн Фикации ИМ (КОТРИ) ТП; распознавания текущих и Формирования ОТР (РИФТР) ТП. Формализации функции координации работы отдельных ТС-(КФС). Решение задачи ДЛС ТП состоит в определении соответствия: сформированного'на основе НН ТП системой управления образа ТР - ' реальному ТР. значений вектора 1/1 ограничениям (б), екушего ТР заданному, состояния ТО состоящие' его нормальной работы, - и пере дачи управления одной из задач "АСУ ТП (рис. 1). Задача КОТРИ с Фор мулиров па следующим образом. Даны: п,. «знаковое пространство

г (область существовали ТР ТЯ). описываемое вектором 1- IX,И,К"I;- совокупность случайных объектов (ТР). координаты ко торык соответствуют ииеюшенуся набору независимых переменных -пектора г. Необходимо: для набора Фиксировавши зпачётай перемен пых X определить область существования ОТР • . < г; исходя из предположения о том. что максинун математического жидания появ ления случайного объекта в области орг О г приходится на ее цент определ! гь значения параметров идентификации НН ТП по значениям , координат центральпгЧ точки области ор1 С? г. Объединение обьек тов в кластер осуществляется односвязывашин нетодон ближайших соседей, который в наибольшей степени из числа существующих нет >' до в кластеризации соответствует характеру объекта управления: группы, состоящие вначале из одного объекта, объединяются в клас

8S2S2

U boo ПИ, Í OTP, иooo В I КОТPíí ftrPTP

Гис. i. Блок-схема алгоритма контроля и анализа

состояния ni î'pz (клс)

тер. исходя из расстояния до 6«чайии соседей: птпн. насстоя шганелду которшш пшагшю. объединяется, "лхяое обьешюое теяьшет на еяевког число груяп. Для «дрекеюшн расстояния не* яг обьектакн 2Х и используется метка, оспованная па лонг я евпиюва расстояния.

югсакгп^шдоятгаи - х»«г«.ш«и/г>. ио|

г=г:к_1=ь.. .п.

где Ш.ХЫ звачепня ^гЬ «наша у К-го к 1-го объемов смяк.сгвеввк IX.il....Х1р1 е 1X1....Хи1 - мияхяеспю гпо ваков. исиользусяое для шгаиет рассгоявяя: г - целое тюш тельное число. Ко жнини значению« тгШиП) в ьлпшспя к»1= I... .в Фоимиии кадете № объектов в июимист

ве 2. Объекты, для которых 1жс!(ии№ ИгСОьП): нвхОг. опяо

' сятся к развын классам и явшяпся юйгип капй в своея классе. В результате гэтегзревхв объектов {бжж а) дшчштга гияиш вшеквшп классов но >-цу виешц как разадся идшиидет ж штиаоыеого заз< лай X» 4-п» шчоиака обмкги алого класса.

Сгн. задачи иоюзвнишя (ЯПР) объекта 2Х тепш

в отаесеияи его . шп- у из япемави в иросягаяовц 5 х кязс сов оп полученных в резуаь-гате рртдршея задачи ЛШ. к

4ор«кровакии отр гаАвши во юшхваш чопшшй тага

квасса» соторокг сг пмтшта вбипг 2в. В основе вегявачм.аш ■ горяпгка №1ТР веш сотепа шшяа згстзт па всячйт 07 иа-ОТР (нвип здтг яа иастройег Ф'ахлешкгег воиаашмг гасетошв от объекта Х& ее г$шх вюпаа в згтоя мим.илшщнс юассов 2 з неввв обито ггатаг о» пмяппя С = иШГ"|

Же 5 гТоШ: а1в1в1|Д1Ш(.^ г).аМ(П.огШ1.(Ш ПИс шжшяаи усяеею

для реигшЕ» згяач вжтяете ячпяя ЛСУ ТИ в качестве ОТР едеотаек» ^р. сооi ^ i шиг^'й шсцпмояой то^ежя кязссз x. &вш тоювиш

ч также а шш" аматкивнея аасоя т.

♦оияертнтся тр. еиогш'и. ышдмв> шотетнекг сус

В освовт решит ззюча НС жшзхеяо оеяжк сосвяивзие: в соответствен с шшмгоа нмвиоипаа" соеяинняе кзхявгв к: юивгте даптеип оСъекгов-сдаеаеяено зюмтая- соотн^. 1«, таI № ржячви кода состеявия. ю>э*-чвг ивм> яз газряжж жми тиснит— «асаат ишютя кгк «ам»№ состетвяя В иошжминяяяввг» объекта. ч"»' вив катррега нриваияетп» 0:8. Ее кзкмагав мшишв иллшит В ■ «кжтимьиого Вт шлеяаей слимш состояния 4впапеш наиы азж аварявзог» состоящей яйвгташвртвмг-"» «©кяяиа. Ж. - .

- It -

Четвертая глава посвящена' синтезу -задач НУ АСУ ТП. обеспечи ваюших оптимальное управление и стабилизаш э (ОУС) OTP рафинации, рчранетры которых определяются в результате реш( шя задач КОТРИ и РИФТР. ОУС заключается в решения конпле: ;а минимизациошшх за дач? стабилизации OTP коррекцией количества подаваемого в смеси тель раствора реагента по. величине отклонения значения К" от ьа данного в условиях нестабильности К'; стабилизации режима сепари рования регулированием давления хира на "выходе" из сепаратора Р* по втшчше отклонения текущего значения К"сг от optK'cr в ус ловиях нестабильности количественного соотношу чя Фаз сенарируе кой снеси; стабилизации производительности тп при изкеиении техни ческих характеристик сепаратора регулированием количества сепари руемой снеси

5{ГК"-т1пК"]«*2+[К"сг-шгпК"сг1«»2 +

♦ tGx. cen-Gx. homI ««2 --> min. (12)

где Gx, нон - номинальная производительность сепаратора. Торректи руютяе значения К"кор.К"сг.Kop.Gx.ceu, минимизирующие (12) опте деляется из решения соответстсуюишх ураЕшепий скорейшего спуска. Соответствующие Ксжк. кор и устанавливг. мые на регуляторах подачи крепкого агента и води на приготовление раствора реагента зн*че ния G'a. кор и G'b. кор находятся в результате решения системы бал дансовах уравнений

. i G'p. kop=K*p. KopGrx=G'a.kop+G'b.кор, LG'P=K'PGrx=G*a+G'B. (13)

где Кр. kopíAF(Ксжк: kop>/[E+F(Kcxk.кор)], A=IGc(5>p- 9с)/9с- Gc(^r- 9в1!/(9г- 9o)/Grs, в= (9r-9p)/(9r-9o)-l,f<Kcsic кор)= 1»KCXK. kopvjlvu/сгх. Соответствующее К"сг. кор значение Р"кор онрекеля-тся соотношением

•>"кор=Р'-(9 г/2) ««О. 5« (aF) ««2« (D-Gcr. кор), (I'D где D= Grxtl*AF(KcaK)/tB)_ (£схк) П.

Соответствующие Ge. сеп. кор значен? т Gr», кор и Gp. кор находятся иэ соотношений . - •

G'rs. kop^GrsG'k. сеп. kop/Gs, сег, (15)

■а

g"p. kop=G'pG'x сеп. cqp/Gx. сеп . в случае неопредело-'ости otp настройка асу тп на реальный оу (он ределение значения регулируемая параметров (13)-(¡5). ми'нимизи руюамх {12)) осуществляется методой "золотого сечения", стратегия которого обеспечивает максимальное гарантированное сокращение ин тервала *<е определенности ври ншишальнон количестве вычислений Ф: *кции (рис. 2).

Проверка работы представлениях алгоритмов проводилась по р.ме юанмся экспериментальным'данный Функционирования 5-ти секдиошюй

сегарапионной раФинапиошюй установки a-laval. Результаты исшта ний и опенка эффективности работы алгогитнов опубликованы в лите ¡ 1туре. Реализация данных алгоритмов в состав АСУ ТП ГП позволи по получить годовой эконояичес :ий эффект 10?. 367 тыс. руб . При этом увеличение объема выпускаемой продукции составило 7. 5z . "е ализашя комплексов задач верхнего и нижнего уровней синтезируе кой АСУ ТП РО позволит получить годовой экономический эффект в размере 150 тыс. руб за счет экономия сырья is знергоресурсов. пори шеяия производительности ТП РО жимсомбината. Определены основные направления развития комплекса задач оптимального управления ТП PPS с учетон современных тендерчий разлитая технологии произволе j ва рафинированных жиров, а таюсе средств управления процессами наело-хкровнх производств.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫБОДЫ ДйССЕРТАШОТтОИ РАБОТЫ

1. Диализ ТП WS как 0V качеством готовой продукции показал: взаимообусловленность значений показателей качества ТП PPS и ко личества нейтрального жира, отходя* то с пронстокани; эксг ремаль ний характер зависимостей значений указанных показателей от ре зшиных параметров ТП; целесообразность использовании показателей K"ralii= 1К"Ф.п1п,К*сгк. min.K'H. ßln. К"в. min,, oTPaxat лх реальные возможности конкретной технической реализации ТП PPS, в качестве критериев управления.

2. !Га основании проведенного анализа сформулирована задача управления ТП PPS.как задача опред гения и стабилизации OTP. оотииаяыплс с точки г >ет».я качества готовог > продукта, сырьевых затрат на производство. - .

Предложена двухуровнева ■ структура АСУ ТП РРЖ. ВУ которой состава >т задачи Формирования оптинальных с точки зрения качест ва конечного продукта и затрат мирового сырья на производство ре siííob, контроля. анализа и согласования tp обработки сырья по ТС ТЯ PPS пехду собой. НУ синтезируемой АСУ ТП составляют задачи стабилизации OTP гидратапии, централизации, пгоиивки и сутшси . чи пенного хира с учетам дннаьлческик характеристик протекающих про дессов.

3. В результате эксперимента!, .кик п аналитических иссло докаинй разработаны нелинейные математические модели процессов гидратап, .и, нейтрализации, проиквки и сукки. а такяе процессов р«идслсния. составлявших 0V - TU PPS.

1. Разработан комплекс алгоритмов решения задач ОТ АСУ ТП. обеспсчнваиячй: определение OTP для. конкретной технической реалм

1'ис. ?.. linon-схема .шгомтн;, стабилизации (УТР Tli PPS

запии ТП РРХ; автоматическое Формирование TP рафинации в зависи ности от качества исходного сырья и состояния Т); настройку АСУ на реальный OV; контроль, анализ и пгинятие решений по улравле нию ТП PPS при отказах ТО и средств управления.

5. На основе НН ТП РРХ разработаны ацрогитны стабилизации OTP в условиях действия возмущений на основе измерений массы . плотности отходящих стоков, влажности промытого продукта.

Дашше алгоритмы реализуют также управление стадиями ТП РРХ в услс иях настройки АСУ на ОУ. ' '. ^

6. Основные положения, выдвинутые при исследовании ТП РРХ и синтезе АСУ ТП, использованы на чсех стадиях ..сс ледова ьия и разработки технической документации по ссдагок» АСУ ТП

. раФинаииошого отделения Московского ждакснбината и, в част ности, автоматизации высокопроизводительной рафинатюняой установки, освакенной сепараторами. :

Расчетный экономический эффект от внедрения АСУ ТП РРХ на Московском жигсомбинате составит 150 тыс. руб . Срок оку nai мости затрат иа внедрение и разработку АСУ ТП - 1. 6 гола.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ:

1. Ю. В. Сибиряков, С. С. Сапожяикова» В. Н. Коваль. Основные пу ти сш-хения себестоимости продукции масло-жирового про'изводста на Носковском жиркомбинате // Сб. научи. ТР. НПО "Пишепромавтокатика".-Одесса, 19вв. с; 126-136.

2. Ю. В. Сибиряков, Т. Н. Ьоломиеп. Программное управление производством Фасованной продукции на масло-жировом -

■ пр*- чприя',ии //Сб. нау.н. тр: НПО *г апецромавтоматака*.. -Одесса. 1989, с. 66-71.

3. Ю. В. Сибиряков, В. Н. Некрасова. Систекд автоматизировай иопо управления высокопроизводительной установкой раФи нации иасел и жиров //Стилевая нромыалеиногть. Передо вой производственный и научный опыт, рекокешг чный для внедрения в масло-жировой промышленности: Инфорнадион Höf Сборник.-И. : АГРОНИИТЭИПП 1991.-Bau. 1.

4. Ю. В. Сибиряков. Автоматизированная система управления линиями рафинации жиров и насел //Пишевая пронышлен иость. Серия '6. Механизация и автоматизация пищевой цромышле;шости,'-Н. : АрроНИИТЭИШТ. f991.-Вып. 4.

- 1С - ; '

3. Ю. В. Сибиряков. 10. Н. Квальирди, Г. С. Ссвбо» О. И. Еукоиский. Управление процессом рафинации на основе экспертных опенок tl Сб. научи. ТР. НПО "Пишепромавтоматика*. -Одесса, 1990, С. 59-65.

0. Ю, V. Сибиряков, В. Б. Недзеновский. Математическое моделирова вне процесса управления высокопроизводительной раФинацион ной остановкой // Иатериалы всесоюзной научно-технической конференции "никропрочессорные комплексы для управления тошологическшш процессами. Грозшй. 1991. с. 51-52.

/