автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка алгоритмов интеллектуализации системы управления реакторным блоком технологической установки каталитического крекинга на основе нечетких продукционных моделей

005004114

Вялых Илья Анатольевич

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРНЫМ БЛОКОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКИХ ПРОДУКЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности)

- 1 ДЕК 2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь-2011

005004114

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Шумихин Александр Георгиевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор

Абдулаев Абдулла Рамазанович

кандидат технических наук Плехов Владимир Геннадьевич

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Защита диссертации состоится «16» декабря 2011 г. в \1~ часов на заседании диссертационного совета Д212.188.04 при ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» по адресу: 614990, г. Пермь, Комсомольский проспект, 29, ауд. 345.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет».

Автореферат разослан «15» ноября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета /

доктор технических наук, А

профессор ¿7/7 Южаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Каталитический крекинг - один из важнейших процессов нефтепереработки, существенно влияющий на эффективность работы нефтеперерабатывающего предприятия, предназначен для производства высокооктановых бензинов для авиационных, моторных и котельных топлив. Определяющим в работе установки каталитического крекинга является качество функционирования реакторного блока.

Теоретические основы, технология процесса, современные схемы и аппаратурное оформление установок каталитического крекинга представлены в работах Смирдовича Е.А., Бондаренко Б.И., Суханова В.П. В 1970-80-х г.г. Отраслевые исследования направлены на выявление эффективных технологий осуществления процесса. Вопросы управления установками каталитического крекинга и математического моделирования процессов, протекающих в реакторном блоке, рассмотрены в работах Серебрянского А. Я., Метта А. Ю. Исследование процесса регенерации закоксованного катализатора после крекинга и его моделирование - в работах Массагутова P.M.

Каталитический крекинг - это процесс, технологический режим которого зависит от характеристик сырья и катализатора, атмосферного воздуха и др., не все из которых могут быть измерены или же измеряются в лабораторных условиях, что приводит к необходимости использования в системах автоматизации управления установками опыта экспертов. На технологический процесс накладываются жесткие ограничения на диапазоны значений температуры, концентраций и давления в аппаратах реакторного блока. Одним из способов использования опыта оперативного персонала является применение для алгоритмизации задач управления математического аппарата теории нечетких множеств. С 2000 г. опубликован ряд работ отечественных авторов (Алиев P.A., Юсупбеков Н.Р.) и зарубежных (Azeem M.F., Osofisan Р.В., Taskin Н.), использующих в алгоритмах управления реакторным блоком каталитического крекинга методы нечеткой логики.

В известных способах нечеткого управления установками каталитического крекинга продукционные модели представления действий оперативного персонала, в частности функции принадлежности лингвистических переменных в импликациях, формируемые эмпирически по результатам функционирования установки за некоторый прошлый промежуток времени, не учитывают текущую, меняющуюся под воздействием возмущений, часто неконтролируемых, технологическую ситуацию, что отрицательно сказывается на качестве функционирования реакторного блока, в частности регенератора закоксованного катализатора.

В связи с этим актуальной становится задача разработки адаптивных алгоритмов, позволяющих системе управления отслеживать текущую технологическую ситуацию и формировать адекватные ей управляющие воздействия, эффективно компенсирующие неконтролируемые возмущения.

Дальнейшей интеллектуализации автоматизированных систем управления установками каталитического крекинга на основе применения алгоритмов ' нечеткого управления с целью повышения качества их функционирования и

посвящена настоящая работа.

Объектом исследований являются процессы управления автоматизированной технологической установкой каталитического крекинга в подвижном слое катализатора гидроочищенного вакуумного газойля на нефтеперерабатывающем предприятии.

Предмет исследования - алгоритмы управления процессом каталитического крекинга на основе формализованного опыта экспертов.

Цель работы - разработка алгоритмов интеллектуализации системы управления технологическим процессом реакторного блока установки каталитического крекинга вакуумного газойля на основе нечетких продукционных моделей представления экспертных знаний с автоматическим формированием функций принадлежности для значений лингвистических переменных в условиях неполной информации.

Основными задачами, подлежащими решению, являются:

- анализ реакторного блока установки каталитического крекинга как объекта управления;

- параметрическая идентификация математической модели реакторного блока на основе экспериментальных данных с промышленной установки каталитического крекинга и исследование факторов влияющих на выход целевых продуктов;

разработка алгоритма построения функций принадлежности лингвистических термов для фаззификации измерительной информации и формирование нечетких продукционных моделей управления регенератором;

- разработка алгоритмов нечеткого управления технологическим режимом реакторного блока с использованием нечетких продукционных моделей логического вывода и фаззифицированной измерительной информации с объекта управления;

- разработка методик вычислительного эксперимента по моделированию технологических процессов реакторного блока с целью исследования алгоритмов управления, проведение исследования алгоритмов.

Методы исследования. Исследования, выполненные в работе, опираются на теоретические основы химической технологии, методы физической химии, теории систем и теории управления, теории нечетких множеств, статистики, а также на математическое моделирование, натурный (наблюдение за режимом работы промышленной технологической установки) и вычислительный эксперимент, метод экспертных оценок.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем:

- разработана математическая модель процесса каталитического крекинга гидроочищенного вакуумного газойля в реакторном блоке с подвижным слоем регенерируемого катализатора, с адаптацией к режиму действующей установки, предназначенная для исследования технологического процесса и алгоритмов системы управления, оптимизации процесса крекинга;

- разработан алгоритм управления процессом регенерации катализатора, основанный на нечетких продукционных моделях представления знаний и

опыта персонала по управлению реакторным блоком, отличительной особенностью которого является адаптация функций принадлежности для значений лингвистических переменных к меняющемуся под воздействием возмущений со стороны внешней среды состоянию технологического процесса;

- разработан алгоритм автоматического формирования функций принадлежности для значений лингвистических переменных по текущей четкой измерительной информации о значениях технологических переменных процесса регенерации катализатора, предназначенных для применения в алгоритме нечеткого управления, основанный на модели автоматической нечеткой классификации.

Практическое значение работы.

Алгоритмы нечеткого управления и их компьютерная реализация приведены к виду, позволяющему интегрировать их по протоколу ОРС DA (OLE for Process Control Data Access) и применять в действующей промышленной автоматизированной системе в супервизорном или автоматическом режиме.

Разработанные методики построения адаптивных нечетких продукционных моделей представления экспертных данных и параметризации математической модели по экспериментальным данным технологического режима реакторного блока предназначены для применения в подразделении нефтеперерабатывающего предприятия, осуществляющего инженерно-исследовательскую поддержку действующих технологических установок.

Разработанные методики и программное обеспечение применяются в учебном процессе кафедры «Автоматизация технологических процессов и производств» ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Математическая модель и система нечеткого управления могут быть использованы также в тренажере для обучения персонала установки каталитического крекинга.

Основные положения диссертации могут быть применены в интеллектуальных системах управления процессами химических и других производств.

Реализация результатов работы.

Разработанные методики и алгоритмы системы нечеткого управления приняты к использованию в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез», используются в учебном процессе кафедры «Автоматизация технологических процессов и производств» ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет».

На защиту выносятся:

- математическая модель реакторного блока установки каталитического крекинга и методика ее адаптации к условиям технологического режима промышленной установки;

- алгоритм автоматического формирования функций принадлежности для представления значений лингвистических переменных на основе «исторических» данных функционирования АСУ ТП установки каталитического крекинга;

- алгоритм нечеткого управления, основанный на применении нечеткой продукционной модели представления экспертных знаний об управлении технологическим процессом и фаззифицированной измерительной информации с объекта управления.

Достоверность результатов и выводов работы подтверждается корректным применением для их обоснования аппарата известных методов исследований ряда научных дисциплин, адекватностью результатов вычислительного эксперимента на математической модели технологического процесса с алгоритмом нечеткого управления экспериментальным данным, экспериментальными данными (наблюдение) технологического режима промышленной установки каталитического крекинга, управляемой оператором-технологом.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на конференциях:

XIX международной научной конференции ММТТ-19 (г. Воронеж 2006), XXII международной научной конференции ММТТ-22 (г. Псков 2009), XXIII международной научной конференции ММТТ-23 (г. Саратов 2010), 2-ом международном форуме «Актуальные проблемы современной науки» (Самара 2006), 3-ем международном форуме «Актуальные проблемы современной науки» (Самара 2007).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 научных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех основных глав, заключения, списка литературы из 100 наименований, приложения. Основная часть работы изложена на 114 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, отражена научная новизна и практическая ценность результатов работы, перечислены положения, выносимые на защиту.

В первой главе изложены результаты анализа технологического процесса действующей установки каталитического крекинга как объекта управления.

Проведен анализ научных работ, посвященных технологическому процессу каталитического крекинга, особенностям его аппаратурного оформления.

Рассмотрен технологический процесс установки каталитического крекинга вакуумного газойля в подвижном слое катализатора.

Рассмотрены литературные источники, посвященные особенностям управления технологическим процессом каталитического крекинга.

Осуществлен сравнительный анализ существующих алгоритмов управления технологическим процессом крекинга.

Установка каталитического крекинга состоит из трех основных блоков

Сырье

(рис.1). Блок подготовки сырья (БПС) предназначен для нагрева гидроочи-щенного вакуумного газойля, поступающего из парка сырья, до заданной температуры и подачи сырья в реакторный блок. БПС состоит из ряда теплообменников и печи.

Реакторный блок (РБ) включает в себя два основных аппарата: реактор Р-1, регенератор Р-2, а также вспомогательное оборудование: дозатор Р-б и напорную емкость Р- продукта 4, предназначенные для обеспечения циркуляции катализатора по системе.

Фракционирующая часть (ФЧ) предназначена для разделения продуктов химической реакции крекинга на заданные компоненты путем ректификации, состоит из фракционирующих колонн и сепараторов.

Произведены анализ режима работы РБ как объекта автоматизации управления технологов

Рис. 1. Схема установки каталитического крекинга: БПС - блок подготовки сырья; ФЧ - фракционирующая часть; Р-1 - реактор; Р-2 - регенератор; Р-4 - напорная емкость катализатора; Р-6 - дозер пневмотранспорта

и интервьюирование экспертов - операторов-промышленной установки и инженеров опытно-исследовательского цеха. На основании результатов обследования технологических режимов и экспертных оценок установлено, что степень превращения сырья и выход целевых продуктов с установки в значительной степени зависят от колебаний режима функционирования реакторного блока.

Сформулирована задача оптимизации процесса управления установкой каталитического крекинга - максимизация выхода целевого продукта при накладываемых на управляющие воздействия и переменные состояния процесса ограничениях.

Вторая глава посвящена параметрической идентификации математической модели РБ, адаптации ее к текущему технологическому режиму и исследованию факторов влияющих на выход целевых продуктов.

В связи с отсутствием возможности проведения активного эксперимента на объекте, т.к. установка является потенциально опасной действующей,

для исследования функционирования реакторного блока как объекта управления, с целью установления связей между переменными процесса и количественной оценки однозначности и тесноты этих связей, был использован метод математического моделирования.

На основании анализа литературных источников произведен выбор структуры математических моделей реактора и регенератора. Математическая модель реактора-регенератора параметрически идентифицирована по данным литературных источников и пассивного эксперимента (наблюдение) на промышленной установке каталитического крекинга с применением вычислительного эксперимента. При идентификации варьировались значения кинетических параметров в уравнениях скоростей реакций в реакторе и регенераторе для минимизации квадратичной функции ошибки обучения модели.

Математическая модель реактора имеет вид:

"= С/ ' С* ' рЛ'

где 2 = ИЬ - безразмерная длина слоя; у, - весовая доля компонента в смеси, кгКомпонента/кгСЫесИ; Т^- температура газа, К; Тк - температура катализатора, К; С

- концентрация кокса на катализаторе, кгкотеа/кгкатализатора; г„ - время контакта в и-ой зоне реактора, ч; тк - время пребывания катализатора в реакторе, ч; /?г

- параметра теплообмена для газа, ккал/м2 ч К; Д - параметр теплообмена для катализатора, ккал/м2 чК; ^ - коксогенная способность сырья, кгК0К. са/кгсырья; с„ - порозность и-ой зоны слоя; рк - насыпной вес катализатора, кг/м3; а - коэффициент теплоотдачи в слое, ккал/м ч К; 5 - удельная наружная поверхность катализатора, м2/м3; Су- теплоемкость сырья, ккал/кг К; СК -теплоемкость катализатора, ккал/кг К; - расход катализатора, кг/ч; Gf -расход сырья, кг/ч; Щ = Х^О ~ скорость образования /-го компонента, кгюмпо. иента/кгкатализаторач; IVа = - скорость тепловыделения за счет реакций, ккал/кг ч; <7, - тепловой эффект /-ой реакции, ккал/кг; г, - скорость у'-ой реакции, кгК0МП0ненха/кгкатализах0ра

ч; - стехиометрический коэффициент. Скорость реакции определяется выражением г] = а^/к1-у]., где ¿у- константа скорости )-

ой реакции, кг/кгкатшимГ0ра ч; а - относительная активность катализатора в 7-ой реакции; ^ - степень использования внутренней поверхности зерна катализатора, отражающая влияние внутренней диффузии, вычисляются по соотношениям:

Ц, = % = «у/А), ^ = ехр(-^С),

где - параметр Тиле; - эффективный коэффициент диффузии в зерне, см2/с; Уг, 5г - объем и внешняя поверхность зерна катализатора; к^- константа скорости дезактивации.

Математическая модель регенератора представляется следующей сис-

темой уравнении:

^- = ткг{С,х,Тк)\ & = х); 0(у-х) = Втг{8,х,Т1)-,

аг аг

д.Т ¿Т О О

о мс е /тс,' лс/

где г= //£ - безразмерная длина слоя; х - мольная (объемная) доля кислорода в потоке и в зерне катализатора,% об; Тх - температура газа, К; Тк- температура катализатора, К; С - концентрация кокса на катализаторе, кгК0кса/кгкатализат0ра; т, г, - время контакта газа с катализатором и время пребывания катализатора, ч; Ур - объем регенератора, м; б, - расходы воздуха и катализатора, кг/ч; р, рк - плотности воздуха и катализатора кг/м3; р - коэффициент массообмена в зерне катализатора, ч"1; у„ - стехиометрия расходования кислорода на горение кокса, моль/моль; Мс - молекулярный вес кокса, кг/кмоль; 0 - тепловой эффект горения кокса, ккал/кг; Ср, С\ - теплоемкости газа и катализатора, ккал/кг К; а - коэффициент теплообмена катализатора с потоком, ккал/м2 ч К, удельная наружная поверхность зерен катализатора, м2/м3, коэффициент массообмена вычисляется по формуле

Р = ——ппс чп е(1~£)' 4 > где - радиус зерна, см; Ое - коэффициент -0.95г.) к2

диффузии, см2/с; б - порозность слоя; е= Угрг - пористость зерна катализатора; К. - суммарный объем пор, см3/г; рг= ркЦ 1-е) - кажущаяся плотность

зерна, г/см3; гс = - текущий радиус зоны горения кокса в зерне, см.

Е "

Скорость реакции определяется выражением г(С,х,Т) = к„ ехр! -

СР0х,

НТк)

где г - скорость горения, кг/кг час; Ра - общее давление, атм.

Модели реактора и регенератора связаны через граничные условия на входе и выходе аппаратов. Для реактора: = 0: С\° = С2к, Тк{ = Ткгк-\0; для регенератора: = 0: С2" = С1/, Тк2" = Тик.

По результатам наблюдения за технологическим режимом действующей промышленной установки крекинга и вычислительного эксперимента с применением математической модели (1), (2) установлено, что повысить выход целевых продуктов возможно за счет снижения остаточной концентрации кокса на катализаторе, поступающем на крекинг, достигаемого путем автоматизации тех операций управления процесса регенерации закоксованного катализатора, которые выполняются человеком- оператором.

Третья глава посвящена разработке алгоритма управления блоком регенерации катализатора с учетом накладываемых на технологический режим ограничений.

Процесс регенерации катализатора (рис. 1) осуществляется при проти-

воточном движении в аппарате катализатора, перемещающегося сверху вниз под действием силы тяжести (сплошная линия), и атмосферного воздуха проходящего снизу вверх (пунктирная линия). Регенератор конструктивно разделен на три зоны регенерации. Нижняя (НЗ) и верхняя (ВЗ) зоны предназначены для регенерации, промежуточная - для предотвращения контакта свежего воздуха с дымовыми газами, так как при этом происходит интенсивное до-окисление СО до СОг со значительным выделением энергии, что может привести к разрушению дымовых трубопроводов и спеканию катализатора.

Заслонки на входе и выходе верхней и нижней зон регенерации имеют автоматический привод с дистанционным управлением.

Для стабилизации режима регенерации в аппарате необходимо стабилизировать перепады давления по зонам: д&Ра=Р£.-Р"и>,, &Рт=Р1 ~Р«!к> которые зависят от изменения общего расхода воздуха, степени открытия каждой из четырех заслонок. Оператор установки этими заслонками стабилизирует перепады давлений.

К возмущениям процесса регенерации относятся: температура атмосферного воздуха , поступающего на регенерацию, концентрация кокса после реакции крекинга Сг,, температура катализатора на входе в регенератор Т*р]. Управляемыми переменными являются: концентрация кислорода в дымовых газах температура дымовых газов Т*.,гТ'иа для НЗ и ВЗ соответственно, температура катализатора в НЗ, перепады давлений по регенератору. Управлениями являются: общий расход воздуха на регенерацию, положения заслонок на входе и выходе ВЗ и НЗ.

Математическая модель РБ не позволяет учесть аэродинамику и распределение потоков газовой фазы внутри регенератора, а учитывает только расходы воздуха в каждую из зон регенерации. Поэтому в алгоритме управления использован опыт оперативного персонала, формализованный в виде базы нечетких продукционных моделей представления действий оператора в возможных технологических ситуациях. Для этого решаются две задачи:

- формирование функций принадлежности лингвистических термов измеряемых входных и выходных переменных технологического процесса;

- формирование нечетких продукционных моделей вида «если..., то...».

Решение первой задачи основано на использовании трендов контролируемых технологических параметров, которые создают объективный образ этих режимов, учитывающий особенности ведения технологического процесса операторами-технологами.

Подход основан на автоматической классификации отдельных переменных во всем спектре их фактических значений методом динамических сгущений с алгоритмом нечеткой классификации при априори заданном числе классов, с выделением координат центров классов и автоматическим построением функций принадлежности четких значений этих переменных к соответствующим классам. Выбор числа классов по каждой переменной определяется количеством лингвистических термов, предполагаемых для использования в нечеткой продукционной модели. Последовательность отнесения /-го наблю-

. дения (xt¡) каждого j-го технологического параметра к /-му классу и определения координат центров классов (i = l,n;/ = l,£, где п - количество наблюдений, к - количество классов) состоит в следующем. Для нечеткой классификации технологических параметров хеХ установки каталитического крекинга используется следующий алгоритм. В начале обучения алгоритма, в пространстве технологических параметров, априори задаются координаты центров классов F/(j = i,m;( = l,k). По значениям параметров х:] е х(/ = TJr, j = Т'т), ранжированных по возрастанию значений, рассчитываются значения их мер принадлежности ^(х),[х з X¡J s X;i = 1 ,n;j = Im; t = Ü?) к каждому из к классов: /4(*) = 0,если(/*1лл:, <V])v{\<l<kAXij КГ}-1)^™ <х,)у/(1*клу; <XlY, 11\х I]2

4(*)= wу ,ч'если 1<!<клг;-'<хг <V!H; (4)

lO/IK-^ll)

если (1 = 1лх9 <VJ,)v(l = k лУ] < x¡j), e = TJ; i=yrj = ljn,

где Vj = |Vj\...,Vjj - вектор координат центров классову'-го технологического параметра.

По полученным значениям функций принадлежности уточняются зна-

i ш*. _ _

чения координат центров классов у! -,f: = \,k-j = \,т

±т

/¡.i

и с найденными значениями V' рассчитываются вновь значения функций принадлежности = l,nj = 1,т;(= 1Д-). Процедура продолжается до выполнения условия 3 = тахЦг(дс)-^(г.0(*)|}<£, Vi = í^; V/ = Um; W = Ü?,

где 8 и е - текущая и заданная погрешности, соответственно.

При анализе суточных трендов технологических переменных установлено, что их значения в основном группируются в пять классов. Поэтому использовано пять лингвистических термов, что позволяет учитывать значительные и небольшие отклонения параметров от нормы и своевременно формировать управляющие воздействия. Пример применения алгоритма представлен на графике рис. 2 с нормированным, относительно диапазона изменения за заданный период времени, технологическим параметром.

Для формирования базы продукционных моделей представления знаний использованы результаты имитационного моделирования на математической модели реакторного блока (1)-(2) и интервьюирования экспертов.

Число возможных логических правил уменьшено за счет разбиения показателей режима технологического процесса на управляемые расходом воздуха в верхнюю зону регенератора и расходом воздуха в нижнюю зону. Кроме того, за каждой воздушной задвижкой закреплена определенная роль (задача). Задвижками на входе регулируют расходы воздуха по зонам. Их положением управляет нечеткий регулятор, задание которому выдается нечетким

алгоритмом управления. Положения задвижек на выходе стабилизируют перепады давления в регенераторе.

800 1000 1200 1400 Время, мнн

0.2 0.4 0.6 0.8 1 Температура дымовых газов ВЗ, безразмерная

Рис. 2. Экспериментальные данные изменения температуры дымовых газов на выходе ВЗ - а и соответствующие им функции принадлежности - б

Сформирована база нечетких продукционных моделей действий оператора, ведущего управление технологическим процессом, в возможных технологических ситуациях. Фрагмент из множества правил для управления расходом в верхнюю зону представлен ниже:

Если С^в=СВН И г;,в=СВН И ГК;,=Н, то СВ*=СНН; Если С^ = ВН И г;гв=СВН И Гк"р,=Н, то о;=СНН; ...; Если с^снн и г;г,=снн и ГД,=СВН, то с;=ВН, где СВН, ВН, Н, СНН, НН - лингвистические термы.

Блок схема алгоритма нечеткого управления подачей воздуха в регенератор представлена на рис. 3. Работа алгоритма заключается в следующем: в базе данных (БД) формируется суточная выборка используемых в алгоритме переменных регенератора, по представителям которой формируются первоначальные значения функций принадлежности (ФП), фиксируется момент времени. Далее вводятся текущие значения технологических переменных (ТП), которые сдвигают в базе данных предыдущие значения, и осуществляется проверка условия (время т) формирования алгоритмом управления задания регуляторам расхода. Осуществляется нечеткий вывод (алгоритм Мамда-ни), состоящий из фаззификации, инференц-процедуры и дефаззификации. Значения выходных переменных передаются регуляторам расхода воздуха как задания. После задержки на время т, например пятиминутной, алгоритм управления повторяется. Проверяется условие (время г1') переобучения ФП. При значении таймера г®, например один час, ФП переобучаются, Т сбрасывается и возобновляется отсчет времени цикла обучения Интервал времени дг ввода текущих значений ТП - настроечный параметр алгоритма управления.

Четвертая глава посвящена разработке методик вычислительного эксперимента по моделированию технологических процессов реакторного блока с целью исследования алгоритмов управления, исследованию алгоритмов в вычислительном эксперименте и способу интеграции алгоритмов в состав АСУ ТП.

Исследование работы реакторного блока с целью уточнения закономер-

ностей протекания технологического процесса и степени влияния его факторов на выход целевого продукта, а также уточнения нечетких правил и алгоритма нечеткого управления, осуществлялось с использованием связанной математической модели (1), (2), адаптированной к технологическому режиму процесса действующей промышленной установки, при влиянии различных возмущений со стороны внешней среды на процесс регенерации.

Результаты, иллюстрирующие работу алгоритма нечеткого управления (рис. 3), приведены на рис. 4 в виде графиков, отражающих изменение технологических переменных при изменении концентрации кокса С* г на катализаторе на входе в ВЗ регенератора. На рис. 4а показан процесс изменения переменных без использования алгоритма нечеткого управления, на рис. 4 б - с использованием. Переменные, приведенные на графиках, нормированы относительно диапазона изменения за тот же интервал времени, что и функции принадлежности и в нулевом цикле управления соответствуют центру терма «Н». Управляющими воздействиями являются расходы воздуха в нижнюю и верхнюю зоны регенератора (^Ш,.РЮ соответственно). Экспериментально установлено, что длительность переходных процессов в регенераторе на каждом такте управления составляет около пяти минут (длительность такта т — настроечный параметр алгоритма нечеткого управления при его наладке на объекте). Маркерами на графиках указаны значения технологических переменных в момент применения управления . Значение 1-]п является заданием для регулятора расхода воздуха в ВЗ и в такте управления остается постоянным. Переходные процессы схематично показаны линиями, соединяющими смежные значения переменных на установившихся режимах. При увеличении С'р2 увеличивается Г*;„ и уменьшается , алгоритм управления снижает задание регулятору расхода воздуха в ВЗ воспроизводя действия оператора, ведущего управление технологическим процессом. Для выхода на установившийся режим при ступенчатом возмущении по концентрации кокса требуется максимум три такта управления (15 мин), при втором ступенчатом возмущении по концентрации кокса (на рис. 4 б возврат на предыдущее значение) достаточно двух циклов управления. В вычислительном эксперименте длительность такта управления составила пять минут - время, за которое заканчиваются все переходные процессы в регенераторе по давлению и температуре.

Нечеткий алгоритм управления интегрируется в любую СУ ТП, независимо от ее типа, путем организации двухсторонней связи между СУ и алгоритмом, реализованным в сторонней среде программирования, по протоколу обмена данными ОРС БА. Структурная схема СУ РБ представлена на рис. 5. Из системы управления значения технологических переменных поступают на нечеткий регулятор в БД и РБМ-систему, по выборке из БД формируются ФП, которые используются в нечетком выводе совместно с нечеткими

я

0

(I) а>0.5

II

с а,

® 5 л

1 81 8

о С

-0.5.

.(* . т* , г* 02в дгв м С.р2

~7\\ \ —^.....

,/. « » < > 1 >->-<-■- к

10 15

Циклы управления

20

Рис. 3. Блок-схема алгоритма нечеткого управления продукционными моделями (ПМ) из базы ПМ. Продукционные модели может корректировать инженер-исследователь на основе данных об объекте, интегрированных РОМ-системой, и результатов вычислительного эксперимента с применением модели (1),(2).

В_заключении

приведены основные научные и практические результаты, полученные в диссертационной работе.

Цжлы управления

Рис. 4. Реакция параметров технологического режима регенератора на ступенчатое воздействие по концентрации кокса С' 2 на катализаторе в ВЗ:

а - без управления; б - с применением алгоритма управления

Рис.5. Структурная схема системы управления реакторным блоком с интегрированным алгоритмом нечеткого управления

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

- параметрически идентифицирована математическая модель реакторного блока на основе экспериментальных данных с промышленной установки каталитического крекинга и исследованы факторы влияющих на выход целевых продуктов;

- разработан алгоритм фаззификации измерительной информации (автоматического построения функций принадлежности для лингвистических термов) и сформированы нечеткие продукционные модели управления регенератором;

- разработан алгоритм нечеткого управления технологическим режимом регенератора с использованием нечетких продукционных моделей логического вывода и фаззифицированной измерительной информации с объекта управления;

- разработана методика вычислительного эксперимента по моделированию технологических процессов реакторного блока с целью исследования алгоритмов управления и проведено исследование алгоритмов в вычислительном эксперименте;

- даны рекомендации по конфигурированию разработанных алгоритмов в составе действующей автоматизированной системы управления технологическим процессом и переобучению алгоритмов, при необходимости, персоналом инженерно-исследовательского подразделения нефтеперерабатывающего предприятия, в том числе с применением вычислительного эксперимента на математической модели технологического процесса реакторного блока установки каталитического крекинга.

Основные положения диссертации изложены в работах:

Статьи в изданиях, указанных в перечне ВАК РФ:

1. Шумихин А.Г., Вялых И.А. Формирование функций принадлежности для алгоритма нечеткого управления технологическим процессом каталитического крекинга // Известия Томского политехнического университета, 2010,-Т. 316,№5.-С. 132-136.

2. Вялых И.А., Кондрашов С.Н., Шумихин А.Г. Нечеткое управление реакторным блоком установки каталитического крекинга // Автоматизация в промышленности. 2010. - №7. - С. 53-57.

В других изданиях:

3. Вялых И.А., Кондрашов С.Н. Оптимизация процесса каталитического крекинга с использованием математической модели // Математические методы в технике и технологиях-.сб.тр.:19-я Междунар. науч. конф. - Воронеж: ВГТА, 2006. -Т.2. -С. 51-52.

4. Вялых И.А., Кондрашов С.Н. Адаптация математической модели реакторного блока установки каталитического крекинга 43-102/М к условиям переработки гидроочищенного сырья // Автоматизация технологических и производственных процессов в металлургии: межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2006. -С. 190-196.

5. Вялых И.А., Кондрашов С.Н., Шумихин А.Г. Моделирование и оптимиза-

ция режима реакторного блока установки каталитического крекинга нефтяного сырья // Актуальные проблемы современной науки: тез. докл.: 2-й Междунар. форум,- Самара: РИА, 2006. - С. 18-20.

6. Вялых И.А., Кондратов С.Н., Шумихин А.Г. Математическое моделирование регенератора каталитического крекинга нефтяного сырья в среде MATLAB // Актуальные проблемы современной науки: тез. докл.: 3-й Междунар. форум - Самара: РИА, 2007. - С. 10-14.

7. Вялых И.А., Кондрашов С.Н., Шумихин А.Г. Математическое моделирование реактора каталитического крекинга нефтяного сырья в среде MATLAB // Научные исследования и инновации. -Пермь: ПГТУ, 2008-Т.2, № 4. - С. 115-120.

8. Шумихин А.Г., Вялых И.А. Классификация технологических параметров процесса каталитического крекинга в нечеткой среде // Вестник ПГТУ. Химическая технология и биотехнология. -Пермь: ПГТУ, 2009.-№10. - С. 121-127.

9. Вялых И.А., Кондрашов С.Н., Шумихин А.Г. Математическое моделирование реакторного блока установки каталитического крекинга нефтяного сырья в среде MATLAB // Вестник ПГТУ. Химическая технология и биотехнология. - Пермь: ПГТУ, 2009.-№10. - С. 98 - 108.

Ю.Шумихин А.Г., Вялых И.А. Идентификация в нечеткой среде технологических параметров процесса каталитического крекинга // Математические методы в технике и технологиях ММТТ-22: сб.тр.: XXII Междунар. науч. конф. - Псков: Псков, гос. техн. ин-т, 2009. -Т.6. - С. 74-76.

11.Шумихин А.Г., Вялых И.А Автоматическая классификация измерений параметров для синтеза образа технологического процесса при управлении // Математические методы в технике и технологиях ММТТ-23: сб.тр.: XXIII Междунар. науч. конф. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. -Т.6. С. 53-54.

Вялых Илья Анатольевич

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРНЫМ БЛОКОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКИХ ПРОДУКЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 14.11.11. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 2362/2011.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии издательства Пермского национального

исследовательского политехнического университета. Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113. Тел. (342)219-80-33.

Введение.

1. Технологический процесс каталитического крекинга.

1.1. Назначение процесса каталитического крекинга.

1.2. Общая характеристика установки каталитического крекинга КК-1.

1.2.1. Блок подогоева сьгоья.

1.2.2. Реакторный блок.

1.2.3. Фракционирующая часть.

1.2.4. Блок стабилизации бензина.

1.3. Установка каталитического крекинга как объект управления.

1.3.1. Фракционирующая часть установки каталитического крекинга как объект управления.

1.3.2. Реакторный блок установки каталитического крекинга как объект управления.

1.4. Обзор существующих систем управления.

1.4.1. Система управления температурным режимом реактора.

1.4.2. Система управления режимом регенерации.

1.4.3. Система управления циркуляцией катализатора.

1.5. Алгоритмы управления установками каталитического крекинга.

1.6. Постановка цели и задач исследования.

1.7. Выводы по главе.

2. Математическое моделирование реакторного блока установки каталитического крекинга.

2.1. Классификация математических моделей.

2.2. Сравнительный анализ моделей.

2.3. Математическая модель реактора.

2.4. Математическая модель регенератора.

2.5. Решение уравнений модели реакторного блока.

2.6. Адаптация математической модели реакторного блока.

2.7. Факторы, влияющие на процесс каталитического крекинга.

2.7.1. Влияние расхода сырья.

2.7.2. Влияние циркуляции катализатора.

2.7.3. Влияние температуры ГПС на выход целевых продуктов.

2.7.4. Давление.

2.7.5. Остаточная концентрация кокса на катализаторе.

2.8. Обсуждение результатов моделирования.

2.9. Выводы по главе.

3. Алгоритм управления реакторным блоком.

3.1. Взаимосвязь основных технологических переменных процесса реакторно-регенераторного блока.

3.2. Влияние температуры на расход воздуха.

3.3. Обоснование подхода к формированию алгоритма управления.

3.3.1. Формирование функций принадлежности.

3.3.2. Формирование правил логического вывода.

3.4. Алгоритм управления.

3.5. Выводы.

4. Практическая реализация алгоритма управления реакторным блоком.

4.1. Проверка алгоритма управления на статистических данных.

4.2. Проверка алгоритма управления на математической модели.

4.2.1. Реакция на возмущение по составу сырья.

4.2.2. Реакция на возмущение по температуре воздуха.

4.3. Реализация алгоритма управления.

4.4. Функциональная схема управления установкой.

4.5. Выводы.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Каталитический крекинг - один из важнейших процессов нефтепереработки, существенно влияющий на эффективность работы нефтеперерабатывающего предприятия, предназначен для производства высокооктановых бензинов для авиационных, моторных и котельных топлив. Определяющим в работе установки каталитического крекинга является качество функционирования реакторного блока.

Теоретические основы, технология процесса, современные схемы и аппаратурное оформление установок каталитического крекинга представлены в работах Смирдовича Е.А., Бондаренко Б.И., Суханова В.П. В 1970-80-х г.г. Отраслевые исследования направлены на выявление эффективных технологий осуществления процесса. Вопросы управления установками каталитического крекинга и математического моделирования процессов, протекающих в реакторном блоке, рассмотрены в работах Серебрянского А. Я., Метта А. Ю. Исследование процесса регенерации закоксованного катализатора после крекинга и его моделирование - в работах Массагутова P.M.

Каталитический крекинг - это процесс, технологический режим которого зависит от характеристик сырья и катализатора, атмосферного воздуха и др., не все из которых могут быть измерены или же измеряются в лабораторных условиях, что приводит к необходимости использования в системах автоматизации управления установками опыта экспертов. На технологический процесс накладываются жесткие ограничения на диапазоны значений температуры, концентраций и давления в аппаратах реакторного блока. Одним из способов использования опыта оперативного персонала является применение для алгоритмизации задач управления математического аппарата теории нечетких множеств. С 2000 г. опубликован ряд работ отечественных авторов (Алиев P.A., Юсупбеков Н.Р.) и зарубежных (Azeem M.F., Osofisan Р.В., Taskin Н.), использующих в алгоритмах управления реакторным блоком каталитического крекинга методы нечеткой логики.

В известных способах нечеткого управления установками каталитического крекинга продукционные модели представления действий оперативного персонала, в частности функции принадлежности лингвистических переменных в импликациях, формируемые эмпирически по результатам функционирования установки за некоторый прошлый промежуток времени, не учитывают текущую, меняющуюся под воздействием возмущений, часто неконтролируемых, технологическую ситуацию, что отрицательно сказывается на качестве функционирования реакторного блока, в частности регенератора закоксованного катализатора.

В связи с этим актуальной становится задача разработки адаптивных алгоритмов, позволяющих системе управления отслеживать текущую технологическую ситуацию и формировать адекватные ей управляющие воздействия, эффективно компенсирующие неконтролируемые возмущения.

Дальнейшей интеллектуализации автоматизированных систем управления установками каталитического крекинга на основе применения алгоритмов нечеткого управления с целью повышения качества их функционирования и посвящена настоящая работа.

Объектомисследований являются процессы управления автоматизированной технологической установкой каталитического крекинга в подвижном слое катализатора гидроочищенного вакуумного газойля на нефтеперерабатывающем предприятии.

Предмет исследования - алгоритмы управления процессом каталитического крекинга на основе формализованного опыта экспертов.

Цель работы - разработка алгоритмов интеллектуализации системы управления технологическим процессом реакторного блока установки каталитического крекинга вакуумного газойля на основе нечетких продукционных моделей представления экспертных знаний с автоматическим формированием функций принадлежности для значений лингвистических переменных в условиях неполной информации.

Основными задачами, подлежащими решению, являются:

- анализ реакторного блока установки каталитического крекинга как объекта управления;

- параметрическая идентификация математической модели реакторного блока на основе экспериментальных данных с промышленной установки каталитического крекинга и исследование факторов влияющих на выход целевых продуктов;

- разработка алгоритма построения функций принадлежности лингвистических термов для фаззификации измерительной информации и формирование нечетких продукционных моделей управления регенератором;

- разработка алгоритмов нечеткого управления технологическим режимом реакторного блока с использованием нечетких продукционных моделей логического вывода и фаззифицированной измерительной информации с объекта управления;

- разработка методик вычислительного эксперимента по моделированию технологических процессов реакторного блока с целью исследования алгоритмов управления, проведение исследования алгоритмов.

Методы исследования. Исследования, выполненные в работе, опираются на теоретические основы химической технологии, методы физической химии, теории систем и теории управления, теории нечетких множеств, статистики, а также на математическое моделирование, натурный (наблюдение за режимом работы промышленной технологической установки) и вычислительный эксперимент, метод экспертных оценок.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем:

- разработана математическая модель процесса каталитического крекинга гидроочищенного вакуумного газойля в реакторном блоке с подвижным слоем регенерируемого катализатора, с адаптацией к режиму действующей установки, предназначенная для исследования технологического процесса и алгоритмов системы управления, оптимизации процесса крекинга;

- разработан алгоритм управления процессом регенерации катализатора, основанный на нечетких продукционных моделях представления знаний и опыта персонала по управлению реакторным блоком, отличительной особенностью которого является адаптация функций принадлежности для значений лингвистических переменных к меняющемуся под воздействием возмущений со стороны внешней среды состоянию технологического процесса;

- разработан алгоритм автоматического формирования функций принадлежности для значений лингвистических переменных по текущей четкой измерительной информации о значениях технологических переменных процесса регенерации катализатора, предназначенных для применения в алгоритме нечеткого управления, основанный на модели автоматической нечеткой классификации.

Практическое значение работы.

Алгоритмы нечеткого управления и их компьютерная реализация приведены к виду, позволяющему интегрировать их по протоколу ОРС DA (OLE for Process Control Data Access) и применять в действующей промышленной автоматизированной системе в супервизорном или автоматическом режиме.

Разработанные методики построения адаптивных нечетких продукционных моделей представления экспертных данных и параметризации математической модели по экспериментальным данным технологического режима реакторного блока предназначены для применения в подразделении нефтеперерабатывающего предприятия, осуществляющего инженерно-исследовательскую поддержку действующих технологических установок.

Разработанные методики и программное обеспечение применяются в учебном процессе кафедры «Автоматизация технологических процессов и производств» ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Математическая модель и система нечеткого управления могут быть использованы также в тренажере для обучения персонала установки каталитического крекинга.

Основные положения диссертации могут быть применены в интеллектуальных системах управления процессами химических и других производств.

Реализация результатов работы.

Разработанные методики и алгоритмы системы нечеткого управления приняты к использованию в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез», используются в учебном процессе кафедры «Автоматизация технологических процессов и производств» ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет».

На защиту выносятся:

- математическая модель реакторного блока установки каталитического крекинга и методика ее адаптации к условиям технологического режима промышленной установки;

- алгоритм автоматического формирования функций принадлежности для представления значений лингвистических переменных на основе «исторических» данных функционирования АСУ ТП установки каталитического крекинга;

- алгоритм нечеткого управления, основанный на применении нечеткой продукционной модели представления экспертных знаний об управлении технологическим процессом и фаззифицированной измерительной информации с объекта управления.

Достоверность результатов и выводов работы подтверждается корректным применением для их обоснования аппарата известных методов исследований ряда научных дисциплин, адекватностью результатов вычислительного эксперимента на математической модели технологического процесса с алгоритмом нечеткого управления экспериментальным данным, экспериментальными данными (наблюдение) технологического режима промышленной установки каталитического крекинга, управляемой оператором-технологом.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на конференциях:

XIX международной научной конференции ММТТ-19 (г. Воронеж 2006), XXII международной научной конференции ММТТ-22 (г. Псков 2009), XXIII международной научной конференции ММТТ-23 (г. Саратов 2010), 2-ом международном форуме «Актуальные проблемы современной науки» (Самара 2006), 3-ем международном форуме «Актуальные проблемы современной науки» (Самара 2007).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 научных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех основных глав, заключения, списка литературы из 100 наименований, приложения. Основная часть работы изложена на 114 страницах машинописного текста, содержит .38 рисунков.

4.5.Выводы

Выполнена программная реализация алгоритма управления реакторным блоком установки каталитического крекинга.

С использованием результатов имитационного моделирования проведена корректировка базы правил, оценена работоспособность алгоритма управления при внесении внешних возмущений со стороны изменения состава сырья, сопровождающегося изменением концентрации кокса, откладывающегося на катализаторе после реакции крекинга, и температуры атмосферного воздуха с изменением его плотности.

Предложен вариант интеграции алгоритма управления в действующую систему управления технологической установкой каталитического крекинга.

Алгоритм управления реакторным блоком подготовлен для инсталляции в АСУ ТП действующей промышленной установки с целью опытной эксплуатации, тестирования и коррекции, при необходимости, правил логического вывода по дополнительным экспертным оценкам и результатам вычислительного эксперимента на математической модели реакторного блока, периодически адаптируемой к текущему состоянию блока.

При инсталляции алгоритма управления РБ в систему управления установки предлагается использовать его первоначально в качестве советчика оперативному управляющему персоналу установки.

Разработана функциональная схема иерархического распределенного по функциям управления реакторным блоком технологической установки.

Заключение

1. В результате анализа литературных источников по технологии и алгоритмам управления процессами каталитического крекинга нефтяных фракций и крекингу вакуумного газойля в подвижном слое катализатора, в частности, а также анализа данных о функционировании промышленной установки определены входные, выходные, промежуточные и управляющие координаты объекта управления, основные возмущающие воздействия, влияющие на технологический процесс.

2. Сформулирована задача управления промышленным автоматизированным процессом каталитического крекинга как задача максимизации выхода целевого продукта (бензина) при ограничениях, накладываемых на координаты объекта управления в условиях неконтролируемых возмущений и периодического контроля показателей качества сырья и продуктов установки.

3. Для исследования процесса выбрана и параметрически адаптирована к технологическому режиму действующей промышленной установки математическая модель реакторного блока.

4. Разработана процедура адаптации математической модели реакторного блока к технологическому режиму установки.

5. Результаты моделирования показали, что задачу максимизации выхода бензина можно свести к задачам стабилизации на оптимальном уровне температуры ГПС после реактора и автоматизации управления процессом регенерации закоксованного катализатора.

6. Формализован опыт персонала, ведущего управление промышленной установкой, в виде базы правил, состоящей из нечетких логических суждений, о нечетких значениях управлений при четких измеренных значениях входных координат объекта управления.

7. Разработан адаптивный алгоритм автоматического построения по измерительной информации функций принадлежности для лингвистических значений входных и управляющих величин.

8. Предложен критерий оценки адекватности математической модели объекту управления, основанный на вычислении коэффициента корреляции (ковариация) между значениями переменных в трендах вычисленных по модели и соответствующих экспериментальных, позволяющий использовать при идентификации модели лишь минимально достаточный объем выборочных данных.

9. Предложен метод оценки требуемого количества лингвистических значений переменных, заданных на базисных множествах измеряемых технологических параметров, используемых в алгоритме нечеткого управления, основанный на анализе дифференциальных функций их распределения.

10. Разработан и исследован на математической модели реакторного блока, алгоритм нечеткого управления технологическим режимом регенератора с использованием продукционных моделей представления знаний, позволяющий использовать опыт оперативного персонала установки каталитического крекинга.

11. Разработанный алгоритм подготовлен для инсталляции в действующую на промышленной установке систему управления.

12. Предложена функциональная схема управления реакторным блоком установки каталитического крекинга, включающая нечеткий алгоритм управления регенератором и оптимизацию режима реакторного блока с применением имитационного моделирования на его математической модели.

13. Предложена функциональная схема иерархического распределенного по функциям управления технологической установкой каталитического крекинга, включающая функции оптимизации режима реакторного блока и нечеткого управления процессом регенерации.

1. Бондаренко Б.И. Никулин Д.Д., Суханов В.П. Каталитический крекинг. -М.: Гостоптехиздат, 1956. 209.

2. Гутыря B.C. Каталитические процессы в нефтепереработке и нефтехимии. Киев: Наукова думка, 1988, - 376 с.

3. Серебрянский А. Я. Управление установками каталитического крекинга. -М.: Химия, 1983.- 189 с.

4. Прокопюк С.Г., Масагутов P.M. Промышленные установки каталитического крекинга. М.: Химия, 1974. . - 173 с.

5. Бондаренко Б.И. Установки каталитического крекинга. М.: Гостоптехиздат, 1958. - 286 с.

6. Технология переработки нефти и газа : учебник для вузов. Ч. 2: Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов.— Москва : Альянс, 2011,—328 с.

7. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. Ч. 1. Общие свойства и первичные методы переработки нефти и газа. М.:Химия, 1972. - 361 с.

8. Schwartz A.B. Moving bed catalytic cracking process with j31 ^t i mi m ^roup TXictw.! or rhenium supported directly on the cracking catalyst // United States Patent № Re. 32,239. 1986.

9. Ходж А.У., Ашвелл Р.Э., Уайт Э.А. Каталитический крекинг с подвижным слоем катализатора. М.: ГОСИНТИ, 1961.-71 с.

10. Ю.Рудин М.Г. Карманный справочник нефтепереработчика. JL, Химия, 1989.-464 с.

11. Масагутов P.M. Регенерация катализаторов в нефтепереработке и нефтехимии. М.: Химия, 1987 141 с.

12. Системы автоматического управления процессом каталитического крекинга. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1971. 55 с.

13. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч.2-я. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. М, Химия, 1980, 3-е изд, - 328 с.

14. Багиров И. Т. Современные установки первичной переработки нефти. М.: Химия, 1974 - 240 с.

15. Aguilara R., Poznyakb A., Martinez-Guerrab R., Maya-Yescasc R. Temperature control in catalytic cracking reactors via a robust PID controller // Journal of Process Control. 2002. - P. 695-705.

16. Метт А.Ю. Системы управления каталитическими процессами вторичной переработки нефти.— Баку : Элм, 1991 .— 331 с.

17. Azeem M.F., Ahmad N., Hanmandlu M. Fuzzy modeling of fluidized catalytic cracking unit // Applied Soft Computing. 2007. - P. 298-324.

18. Decroocq D. Catalytic cracking of heavy petroleum fractions. Paris: Editions Technip, 1984.- 123 c.

19. Taskin H., Kubat C., Uygun O., Arslankaya S. FUZZYFCC: Fuzzy logic control of a fluid catalytic cracking unit (FCCU) to improve dynamic performance // Computers and Chemical Engineering. 2006. - P. 850-863.

20. Yang S.H., Chung P.W.H. Multi-objective Constraint Control for FCC Reactor-Regenerator System // European Symposium on Computer Aided Process Engineering-8. 1998. - P. 831-834.

21. Юсупбеков Н.Р., Алиев P.A., Алиев P.P., Адылов Ф.Т., Гулямов Ш.М. Оперативно-прогнозное управление установкой каталитического крекинга нефти // Промышленные АСУ и контроллеры. -2003. №12. С. 33-35.

22. Алиев P.A., Абдикеев Н.М., Шахназаров М.М. Производственные системы с искусственным интеллектом М: Радио и связь. 1990. 264 с.

23. Блохина Т.К. Адаптивные алгоритмы оптимального помехозащищенного управления установками каталитического крекинга на базе микропроцессорной техники: дис. . к.т.н. М., 1989.— 218 с.

24. Дудин Г.П. Разработка структурного метода моделирования и управления процессом каталитического крекинга: дис. . к.т.н. — М.:, 1989.— 150 с.

25. Гартман Т.Н., Клушин Д.В. Основы компьютерного моделирования химико-технологических процессов. -М.: ИКЦ «Академкнига», 2008. -416 с.

26. Методы моделирования каталитических процессов на аналоговых и цифровых вычислительных машинах/ М.Г. Слинько, В.С.Бесков, В.Б. Скоморохов и др. Новосибирск:Наука, 1972. 151 с.

27. Антонов, О.В. Оптимальное управление процессом каталитического риформинга с использованием гибридной математической модели: Дис. . канд. техн. наук. Астрахань. 2003. 186 с.

28. Жоров Ю.М. Моделирование физико-химических процессов нефтепереработки и нефтехимии. М., Химия, 1978. - 376 с.

29. Математическое моделирование каталитических реакторов. Под ред. Ю.Ш. Матроса. Новосибирск. Наука, Сибирское отд., 1989. -263 с.

30. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. Изд. 3-е, пер. и доп. М., Химия, 1976.

31. Heydari M., Ebrahim H., Dabir В. Modeling of an Industrial Riser in the Fluid Catalytic Cracking Unit // American Journal of Applied Sciences. 2010. - Vol. 7.-P. 221-226.

32. Heydari M., Ebrahim H., Dabir B. Study of Seven-Lump Kinetic Model in the Fluid Catalytic Cracking Unit // American Journal of Applied Sciences . 2010. -Vol. 7(1).-P. 71-76.

33. Бесков В. С., Флокк В. Моделирование каталитических процессов и реакторов. М.: Химия, 1991, 256 с.

34. Войцеховский Б.В. Каталитический крекинг. Катализаторы, химия, кинетика М.: Химия, 1990. - 152 с.

35. Жоров Ю.М. Кинетика промышленных органических реакций: Справ, изд. -М., Химия, 1989.-384 с.

36. Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах. / Под ред. Хаджиева С.Н. -М.: Химия, 1982.-280 с.

37. Марчук Г. И. Математическое моделирование химических реакторов. — Новосибирск: Наука, 1984. — 168 с.

38. Островский Н.М. Кинетика дезактивации катализаторов. М.: Наука, 2001 -333 с.

39. Безденежных, A.A. Инженерные методы составления уравнений скоростей реакций и расчета кинетических констант.— Л.: Химия, 1973 256 с.

40. Кинетико-математическое моделирование процесса каталитического крекинга в сквозно-проточном режиме. // Химия и технология топлив и масел. 2006. № 2. - С. 56Ь-56.

41. Вялых И.А., Кондратов С.Н., Шумихин А.Г. Математическое моделирование реактора каталитического крекинга нефтяного сырья в среде MATLAB // Научные исследования и инновации, 2008 Т.2, № 4. -С. 105-120.

42. Вялых И.А., Кондрашов С.Н., Шумихин А.Г. Математическое моделирование регенератора каталитического крекинга нефтяного сырья всреде MATLAB // Актуальные проблемы современной науки: тез. докл.: 3-й Междунар. форум Самара: РИА, 2007.-С. 10-14.

43. Лотов A.B. Введение в экономико-математическое моделирование. М: Радио и связь. 1984. 392 с.

44. Вялых И.А., Кондратов С.Н., Шумихин А.Г. Математическое моделирование реакторного блока установки каталитического крекинга нефтяного сырья в среде MATLAB // Вестник ПГТУ. Химическая технология и биотехнология. -Пермь: ПГТУ, 2009.-№10 С. 98-108.

45. Турчак Л.И., Плотников П.В. Основы численных методов 2-е изд., перераб. и доп. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 304 с.

46. Макаров А.Е., Мельников В.Б., Глаголева О.Ф., Смирнов В.К. Методика оценки стадии регенерации процесса каталитического крекинга /'/' Нефтепереработка и нефтехимия. -2006. № 3. С. 21-25.

47. Математическое описание и оптимизация процессов переработки нефти и нефтехимии / Жоров Ю.М., Панченков Г.М., Тиракьян О.Л., Зельцер С.П., Фрадкин Ф.Р. М., Химия, 1967. - 156 с.

48. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. -М.:Наука, 1987.-502 с.

49. Иванчина Э.Д., Кравцов A.B., Варшавский О.М., Мельчаков Д.А. Физико-химические основы моделирования гетерогенно-каталитических процессов с учётом дезактивации и старения катализаторов // Химическая промышленность. 1995. - № 1. С. 34-37.

50. Вялых И.А., Кондратов С.Н., Шумихин А.Г. Моделирование и оптимизация режима реакторного блока установки каталитическогокрекинга нефтяного сырья // Актуальные проблемы современной науки: тез. докл.: 2-й Междунар. форум Самара: РИА, 2006.-С. 18-20.

51. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Изд. 2-е. В 2-х кн.: Часть 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. М.: Химия, 1995. 400 с.

52. Агаларова Э.С. Алгоритмы управления двухступенчатым каталитическим крекингом при переменном составе сырья, дис. . канд. техн. наук. Баку, 1992.-21с.

53. Интеллектуальные системы в химической технологии и инженерном образовании: Нефтехимические процессы на Pt-катализаторах / A.B. Кравцов, Э.Д. Иванчина. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996. - 200 с.

54. Кравцов A.B., Иванчина Э.Д. Технологические компьютерные системы — новый этап в развитии методов управления процессами переработки углеводородного сырья // Нефтепереработка и нефтехимия 2005. №9. - С. 41-44.

55. Лебедева C.B. Разработка алгоритмов интеллектного управления гидроклассификаторами добывающих земснарядов : Дис. . канд. техн. наук. Нижний Новгород. 2002. 208 с.

56. Стратиев Д., Галкин В., Шишкова И., Минков Д.,Станулов К. О выходе продуктов каталитического кре-кинга вакуумных газойлей//ХТТМ. -2007.-№. 4. -С. 31-34.

57. Вялых И.А., Кондрашов С.Н. Оптимизация процесса каталитического крекинга с использованием математической модели // Математические методы в технике и технологиях:сб.тр.:19-я Междунар. науч. конф. -Воронеж: ВГТА, 2006. -Т.2.- С. 51-52.

58. Кегярикова O.A., Пьявченко Т.А. Адаптивное управление процессом каталитического крекинга нефтепродуктов // Известия Таганрогскогогосударственного радиотехнического университета 2006. Т. 64. № 9-1. С. 59-59.

59. Кудрявцев B.C. Применение нечетких лингвистических регуляторов для управления сложными динамическими объектами : Дис. . канд. техн. наук. Екатеринбург, 2003. 147 с.

60. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика. М.: Наука, 1986.-288 с.

61. Мешалкин В.П. Экспертные системы в химической технологии. М.: Химия, 1995. 368 с.

62. Дорохов H.H., Марков Е.П., Кафаров В.В. Особенности методологии нечетких множеств для описания физико-химических систем. // ТОХТ. -1980. №6,-С. 908-919.

63. Круглов В.В., Дли М. П., Голу нов Р. Ю. Нечёткая логика и искусственные нейронные сети. М.: Физматлит, 2001. 221с.

64. Штовба С.Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB-Горячая линия Телеком. 2007.-288 с.

65. Леоненков A.B. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH. -СПб.:БХВ-Петербург. 2005.-736 с.

66. Поспелов Д.А. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта. -М. :Наука, 1986-312с.

67. Панфилов С.А. Методы и программный комплекс моделирования алгоритмов управления нелинейными динамическими системами на основе мягких вычислений: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Тверь, 2005. 19 с.

68. Дидэ Э. Методы анализа данных: подход, основанный на методе динамических сгущений. М.: Финансы и статистика, 1985. - 358 с.

69. Шумихин А.Г. Автоматизированное управление химико-технологическими процессами в условиях нестационарности: дис. . д.т.н. Пермь, 1998. - Кн. 1. - 340 с.

70. Шумихин А.Г., Вялых И.А. Формирование функций принадлежности для алгоритма нечеткого управления технологическим процессом каталитического крекинга // Известия Томского политехнического университета, 2010.-Т. 316, №5. -С. 132-136.

71. Шумихин А.Г., Вялых И.А. Классификация технологических параметров процесса каталитического крекинга в нечеткой среде // Вестник ПГТУ. Химическая технология и биотехнология. -Пермь: ПГТУ, 2009.-№10 С. 121-127.

72. Вялых И.А., Вавилин A.C., Шумихин А.Г. Моделирование в Matlab/Simulink случайных процессов в технологических объектахуправления // Наука в решении проблем Верхнекамского региона: сб. науч. тр. Березники: ПГТУ, 2007.-вып. 5. -С. 32-36.

73. Кудинов Ю.И., Кудинов И.Ю. Нечеткое моделирование и кластеризация // Control Sciences №6 2008. С. 2-10.

74. Никифоров А.Д. Управление качеством: Учеб. Пособие для вузов. -М.:Дрофа, 2004.-720 с.

75. Искусственный интеллект: В 3-х кн. Кн. 3. Программные и аппаратные средства: Справочник/ Под ред. В.Н. Захарова, В.Ф. Хорошевского. М.: Радио и связь, 1990.-368 с.

76. Елисеева Е.И., Рукавишников В.О. Группировка, корреляция, распознавание образов (Статистические методы классификации и измерения связей). М., Статистика, 1977. - 144 с.

77. Шапиро Д.И. Принятие решений в системах организационного управления: использование расплывчатых категорий. М.: Энергоатомиздат, 1983,- 184 с.

78. Вялых И.А., Кондратов С.Н., Шумихин А.Г. Нечеткое управление реакторным блоком установки каталитического крекинга /7 Автоматизация в промышленности. 2010. №7. - С. 53-57.

79. Денисенко В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации // Современные технологии автоматизации. 2007. №1. - С. 78- 88.

80. Золотухин, Ю.Н. Вариант построения базы правил для нечеткого контроллера/ Ю.Н. Золотухин, А.В. Кущ // Труды международной конференции «Информационные системы и технологии» .- М. 22 26 апреля 2003.

81. Заде JI.A. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. М.:Мир. 1976. 165 с.

82. Нильсон Н. Искусственный интеллект. — М.: Мир, 1973. — 273 с.

83. Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой информации. -М.:Наука, 1981,- 206 с.

84. Письменко В.Т., Калюкова E.H. Кинетика химических реакций. Определение константы скорости и энергии активации реакций: Методич. указ. к лаб. раб. по физич. хим., Ульяновск: УлГТУ, 2002 20 с.

85. Попов Э.В. Экспертные системы. М.: Наука. 1987. 285 с.

86. Суханов В. П. Каталитические процессы в нефтепереработке. М.: Химия, 1979. -С. 74-80.

87. Теория управления. Терминология. Вып. 107. М: Наука, 1988. 56 с.

88. Технология переработки нефти и газа : учебник для вузов. Ч. 2: Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов.— М.: Альянс, 2011.—328 с.

89. Ходж А.У., Ашвелл Р.Э., Уайт Э.А. Каталитический крекинг с подвижным слоем катализатора. М.: ГОСИНТИ, 1961.-71 с.

90. Шумихин А.Г. Статистическая обработка результатов экспериментального исследования технологических процессов. Пермь : ППИ, 1992. - 93 с.

91. Деменков Н.П. Нечеткое управление в технических системах. М.: МГТУ, 2005. 200 с.