автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Развитие методологиии и техники контроля качества продукции и экологической безопасности технологических процессов



УАНКТ-ПЕТЕРБГРГСККЙ ТЕХНСЛООТШЖЙ ИНСТИТУТ

РАЗБИТИЕ МЕТОДОЛОГИИ И ТЕХНИКИ КОНТРОЛЯ 'ШЕСТВА ПРОДУКЦИИ И ЗКОЛСГ. ЕСКОь БЕЗОПАСНОСТИ 1'ЕХН01С1МЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ '

05.11.13 - Приборы я иетодц контроля природной среди, в<; оста, ттарлавов п пзделий

Дассертацая

•'а ооясяанаэ ученой степени доктоа техническая 1аук в ф^рмо научного доклада

'ШЬЦОВ АНАТОЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

Санкт-Петербург - 1992

Работа вшолнена и Ленинградском С КБ "Нефтехш автомата-

ва.1

фнцнадьные ошоненти - доктор технических наук ,

профессор Кораблев Игорь Васильевич; доктор технических наук, профессор Кондраткова Галина Анатольевна; \ заслуженный деятель науки

н техники РФ, доктор технических наук, профессор Колтик Евгений Дмитриевич

Ведущее предприятие - Всесоюзный научно-

исследовательский институт "Электронставдарт" г (Санкт-Петербург)

Защита состоит 26 марта 1992 г. в Т5 часов на заседания Специализированного Совета Д C63.25.II в Санкт-Петербургском Технологическом институте по адресу: 198013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26. Отзшш х пожелания можно присылать по названному адресу. .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Научный доклад разослан 26 Февраля 1992 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО СОВЕТА

к.т.н.

В.И. Халимо

ОБЩ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Ч

^диссертация обобщает результаты многолетних кяушии к практических работ автора, полученные при решении проблемы обеспечения качества продукции и эко;. "ической безопасности технологических процессов на осноие разработки и внедрени: приборов для анализа веществ и контроля природной среды.

Экологическая безопасность технологических процессов (ТП) определяется их способностью прямо или косвенно нэ наносить ущерба природной среде. Обеспечение экологической безопасности современных функционирующих технологических процессов осуществляется путей строительства и в^'чрен..; очистных сооружений и создания систем мониторинга (слежения). Существующие очистнче с руления весьма несовершенны. При очистке сточных вод извл .ается всего 90% органических веществ и 10 * 4035 неорганических соединений. Большинство очистных сооружений функционирует с отклонением от проектных режимов.

п системах мониторинга экологической безопасности в качестве первичных датчиков используются в основном аналитические изме-^..л'ельные устройства 05У), внедрение которых само по себе не спивает "тепени загрязнения среды и не уменьше * номенклатуру загрязнителей. Несмотря на то, что необходимость в мониторинге постоянно возрастает из-за резкого увеличения количества производимых ежегодно химических веществ, мониторинг за каддам из веществ нереален.

Все сущптвувдие технологичзские процессы оснащены средствами контроля, зачастую весьма много-лслетьыи, тем не менее эколо-ческая безопасность современных ТЛ далект от желаемой. Выходом из со^вшегося положения может быть ужесточение контроля экологической безопасности всех без исключения функционирующих ТП, реализация которого не должна приводить к ухудшению качества и уменьшению количества товарной продукции.

Бурное развитие приборостроения позволяет учитывать все большее количество качественных, режимных и экологических параметроз при управлении ТП. Однако из-за неидеальной работы приборов (погрешности, ненадежности, инерционности, запаздывания информации из-за времени на пр боотбор и пробоподготовку, дискретности опроса и т.п.) информация,получаемая от большого количества измерительных устройств, становится недостоверной, а алгоритмы управле-

ния ТП будут либо малоэффективными, либо нереализуемыми.

В этих условиях яктуп. .ной становится проблема создания и.^уч;.-/ обоснованной методологии обеспечения современных ТП из рительными устройствами, позволяющими ужесточить контроль кач вд продукции а экологическую безопасность ТП.

Отсутствие единого методологического подхода к разработк и внедрение приборов длл анализа веществ и контроля природной среды подтпередав""я традиционной разобщенностью многочислен* участников разработки средств контроля и мониторинга экологии ской безопасности ТП, кавдый из которых зачастую понимает свс роль в решении об:-ей проблем с точки зрения своей специально а не обсей концепции создания высокачественной продукции на г гически совместимых с окружающей средой производствах.

В монографиях и учебных пособиях по контроле и управлеш не отражены общие принципы обоснованного выбора приборов конт ля. Новые аналитические задачи, число которых растет, решайте приборостг->ителкми изолированно, без учета результатов, дост! тых как в области автоматизации технологических прс ,ессов, тг в области решения экологических проблем.

Настоящее исследование выполнено в процессе разработки 1 янедрения приборов для анализа веществ и контроля природной < ды, осуществляемых по программе метрологического обеспечения тсперерлбатываодей и нефтехимической промышленности на перио; 1961-1Э90гг.,-целевой научно-технической программе повышения технического уровня и качества продукции нефгеперерабатывавщ» нефтехимической промышленности на Х986-90гг. (программа "Кач< во"), отраслевым программам работ по созданию приборов, сред< автоматизации и систрч контроля и регулирования технологичеа процессов на 1961-1990гг., комплексным программам метрологии го обеспечения контроля за состоянием окружающей природной с; Госкомгидромета на период до 1990 года.

Цель и задачи исследования. Основная сель - проведение ' лексного (теоретического и экспериментального) исследования лемы обеспечения технологических процессов измерительными ус1 ствами для контроля качества веществ и природной среды, разв методологии и техники контроля качества продукции и экологич безопасности технологических процессов. Разработка на этой о ве новых приборов с улучшенными техническими характеристикам

теоретических репений и практических мер, направленных на увеличение эффективности управления технологическими процессами, уменьшение их потенци—альной опасности для окрукпхкдей сроды; -создание систем мониторинг" экологической безопасности; улучзе-ние качества товарной продукции; создание средств метрологического обеспечения.

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:

1. Построение математической модели функционирования измерительных устройств а системах защиты технологических процессов потенци—зльно опасных для окружающей среды.

Исследование, обоснование техник ских характеристик и разработка измерительных устройств для контроля аварийных параметре

2. Анализ существующей системы контроля качестга продукции. Исследование рс л прогнозирования качества и обоснование необходимости разработки автоматических анализаторов качества. Построение математических моделей функционирования автоматических и .лерительньк уст^ Зств. Кол-ччественняя оценка возможк' \

н<~ остоверности измерительной информации. Исследование, обоснование характеристик, разработка : :едрение анализаторов качества пр.,дукции.

3. Исследование функционирования, оценка влияния недостоверности измерительной информации от комплекса из! зрительных устройств на эффективность автоматизированных систем управления, обеспече. е АСУТП измерительным» устройствами. Обоснование и выбор мекпоьврочньк интервалов дл^ ИУ.

4. Исследование функционирования, оценка эффективности при-пенения и выбор автоматических измерительных устройств в системах контроля качества промышленных сточных вод, в том число с учетом нормирования сбросов загрязняющих веществ по величине допускаемой концентрации в створе достаточного перемешивания. Разработка, исследование и внедрение образцовых средств измерений для оценки расхода загрязненных поверхностных под.

Научная новизна. Впервые предложен и развит единый методологический подход к разработке и внедрению прибороэ для анализа веществ и контроля природной среды, допускающий исследование измерительных приборов, систем контроля технических средств метрологического обеспечения различной структуры и назначения в широком

дшопазоье условий с учетом особенностей функционирования.

рамках этого подхода разработаны научные основы теории функцвоЕиров.ишя приборов для анализа веггеств и контроля црир< ной среиы, включающие: вероятностно-статистическую модель раз: тил аварийного (залпового) сброса загрязнителей по вине измер] tgjibutc: устройств с учетом возможных ложных срабатываний сист защиты; модель функционирования измерительных устройств,предназначенных для к.^троля параметров,коррелированных с качеством товарной продукции и параметров загрязнения природной сре, характеризуемых нормированной величиной сброса; модель возник ндьения огвбок контроля качества нефтепродуктов с учетом погр ности экстраполяции; модель функционирования измерительных 5 -ройств в автоматизированных системах управления; общие при дазы расчета недостоверности измерительной информации на осно анализа статистических характеристик измеряемых параметров, х рактеуистик приборов, их метрологического обеспечения, режима эксплуатации и обслуживания; общие принципы расчета показате эффективности разработки и внедрения приборов для анализа веществ и контроля природной среды.

Практическая пенность ра' ты определяется тем, что соде шщяеся ъ исследовании выводы я предложения нашли широкое при нио я оказались эффективными для ряда прикладных и научно-исс довательских задач, решение которых известными методами вызт серьезные, а во многих случаях непреодолимые методические Tpj ности. К ним относятся:

определение целесообразности разработки и внедрения автс тических промышленных анализаторов состава и свойств нефтепрс тов вмосто лаборатор.-jx анализов тех же веществ; рекоыендацш исследования учитывались при разработкемиспытаниях,привязке i промышленных объектах рефрактометров РАН, вискозиметров УЗВ i АДВ, прибора для определения фенола и крезола в маслах и рафз тах ЛФЫ, приборов для контроля температуры застывания нефтеп] дуктов АКМ.ЛАЗ, колориметров АКН, приборов для контроля соде] жания фенолов ЛФСВ-2 и нефтепродуктов (üi'KA, АНБП, AH-I) в с ных водах, хроматографов аП-499 и др. годовой экономический эффэкт свыше 100 тыс.руб.; определение рациональной структуры разработка и внедрение системы контроля установок дефеноляци: баологической очистки промышленных сточных вод с-'тнцеперераб.

тывавдего комбината г. ..охтла-Ярве ни основе автоматических анализаторов веществ АКТ (суммарные фен^ты в сто .ной воде), АСВ (скола в сточных и очищ.льых водах), А£СВ-1 (летучиа ^нолы в очищенных водах) и др., годовой зкономический ар!ект.~ 72,о тыс.руб.; изучение, интенсификация и создание сис.еин автогати ческого управления в замкнутом контуре установками ка-т-штичес-кого риформинга на КПЗ г. Кдриши с использо гнием рефрактометров РАК, плотномеров ДУВ-ТК-101, измерителей давления паров ст Зольного бонзига ДУ-1м, расходомеров ДГ^.ДЦГ*' и др., го,.лзой экономический эффект ~ 5од<7тыс.руб.; изучение : разработка ирада -аений по совершенствованию системы контроля очистнш. сооружений гальванического производства объединения ЛС.'.Ю; определение мс .о-дики поверки, создание поверочных схем' и образцовых средств для метрологического обеспечения измерений скорлсти водных потоков; разработка Государственных стандартов, регламентирующих данную область деятельности ГОСТ 15126-80; Ж 1759-87 и ГОСТ 8.486-83.

Апробация работы. Материалы догладывались и ибсувдались на Всесоюзном научно-техническом семинаре по опыту работы служб надежности, г. Пермь, 1973 г.; I Всесоюзном симпозиуме "Динамические измерения", г. Ленинград, 1974 г.; Всесоюзных научно-техлических конференциях "Развитие системы метрологического обеспечения измерелкч расхода и количества веществ", г. Казань; Всесоюзном научно-техническом совещании "Аналитическое приборостроение. методы и приборы для анализа жидких сред", г.Тбилиси, 1980 г.,; Всесоюзном научно-техническом совещании "Технические средства для государственной системы контроля природной среды", г. Обнинск, 1981 г.; Всесоюзном симпозиуме "Стандартизация в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов", г. Рига,1982 г.; V Всесоюзном гидрологическом съезде, г. Ленинград, 1966 г., Международной конференции ИМЕКО: МЕРА 9С, Москва, 1990 г.; Всессюзной научно-технической конференции "Метрологическое обеспечение экологической безопасности перспективных технологических процессов в электронной промышленности", г. Ленинград, 1990 г.; Всесоюзной научно-технической конференции "Методология измерений", Ленинград,1991 г. Основное содержание исследования опубликовано в 50 печатных работах, из них 4 монографии .

Основное положения,выносимые на защиту

Реализация кс щеащи исследования - производство продую :и в' оокого качества на экологически безопасных технологических производствах - требует решения проблемы совершенствования контроля технологических процессов, в том числе за счет разработки и внедрения приборов для анализа веществ и контроля природной среды.

Автсгои на защиту выносятся следующие положения:

1. Методология измерений в аварийной ситуации параметров ти<нолог..ческих процессов,потеш^ально опасных для природной среди.

2. Структурный анализ „ункииоклровяняя автоматических анализаторов веществ.

3. Анализ и синтез измерительных какнлов для АСУГП.

I. Результаты исследований метрологической надежности

приборов гтя анализа веществ и контроля природной среды.

5. Ког.!п..^кс инженгпных методик выполнения измерений и рвзработки приборов с целью:

- ограничения вероятности аварийного сброса загрязньлцю веществ;

- ограничения числа ложных срабатывгчий систем защиты;

- повышения достоверности изь.ери™ельной информации по "равнению с лабораторными методами анализа веществ;

- ограничения величины отклонения показателей качества продукции и промышленных сточных вод от заданных значений на оспоьг.* косвенных измерений;

- снижения потерь эффективности АСУТП;

- уменьшения коль .ества сбрасываемых загрязнителей;

- реализации требований к метрологическому обеспечению,

6. Приборы для анализа веществ и контроля природной сред/л, разработка и внедрение которых осуществлялись с участием диссертанта.

I. ИССЛЕДОВАНА И РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ т13МЕРь.МЙ В АВАРИЙГК СИТУАЦИЯХ

Для эффективного функционирования автоматич~аких систем защиты (АГЗ) при интенсификации процессов,потенциально опасных для природной среди, требуется измерительная информация (ИИ), удовлетворяющая специфике процесса. Выбор измерителт-ных устройств при синтезе инфор-ационной части АСЛ основывается на математической модели измерений в арйийной ситуации. Эффективность функционирования информационной 4..jtm АСС зависит от технических характеристик ИУ.

Основной задачей информационной части автомата зских сис тем защиты ( ACJ) является получени.,пг°образс-ание и своевременная передача логическим устройствам информации j6 ава-гийном изменении параметров технологического процесса.Авария произойдет в том случае, если при возникновении аварийной гитуиции автоматическая система защиты н' выполни-, своих функпий. Вероятность аварии за время i Судет определяться по формуле

где PjC (i) - вероятность возникновения аварийной ситуации за время г ; а,т) -вероятность того, .то в случае возникновения аварии ИУ информационной части АСЗ не выдадут или несвоевременно выдадут сигнал об аварийной ситуации (вероятность представлена кака функция от храктеристик точности Д , надежности Л п динамических характеристик f ИУ ); Ри Рду - вероятности того,что исполнительные механизмы и логические устройства будут исправны в период возникновения аварийной ситуации.

При допущение об абсолютно надежных логических устройствах и исполнительных механиямза вероятность аварии будет определяться в роятностями Pjc (*) •

Р^ (¿) » Ptc (t) ■ - является ве-

роятнистью аварии по вине /У. Условия эффективности функцио-шг'ованнл УУ в пСЗ: ограничение &оз:л..шости аварии по ь~не ИУ

Р(ЛА,Г,1) (1.2),

где " /Ьа - заранее заданная достаточно малая ветчина; ох'раииченле потерь от ложных срабатываний АСЗ

Р[П(\К,&Х*)> 9/л] £ (1-3).

гдеР[П(к^С;Д>т> ^^^вероятность того, что потери от ложных с^ебаты-.-Ц»'" ЯУ превзойдут определенную долю эффекта от бнод[ ния технологического процесса; ^ - заранзе заданная до ста 1чно г лая величина. Задача вк^ора ИУ, обеспечивающих &-}<ч' активность функционирования информационной части АСЗ, заключаете.' в определении характеристик точности, надежности и дикамическ: х характеристик 11У, удовлетворяющих критерия;.: (1.2 Л.З).

Ча рис. I показаны кривые изменения во времени измеряемо; (авари.шого) п^-ралеа^а в период аварийной ситуации (кривая I) и изменения результатов измерения этого параметра .^(/ЛкрпЕ? • П). Кривая и] характеризуя плотность распределения результатов изме.'оний. Точки П смещены относительно "очек 1:ризой I как на детерминированные, так к на случайные величины, котс.^ие определяются ст тистической погрешностью НУ; погрешностью вследствие чистого запаздывания (времени начала реа г"'50вауш ИУ); погрешностью вследствие инерционности ИУ. Сигнал об аварийной ситуации (превышении уставки С1 ) не будет своевременно подан, если в момент времени (достижение пара- "зтром процесса значения ) кривая Е еще не перосече

уровня уставки {^¿f>tл, ).Определим вероятность того события, чтс исправное НУ монет не выдать или несвоевременно выдать сигнал об аварийной ситуации (вероятность Р/ц).

Предположим, что при зафиксированных значениях возмущающих воздействий иэменгше параметра процесса в аварийно ситуации идет строго :о уравнению.

1.....т*)

где - время; - константы закона изменения паря/,гетра процесса ; £е - знач-ние измеряемого параметра ь момент возникновения аварийно!* ситуации ¿о . Предположим также, что влиянием помех можно пренебречь.

С^чзь между входной и выходной переменной определяется соотнс

Си (У Ci- Сует

Cq-ьаач^ние >.зм ряемого парами -ра в моминт.возникновение вв'1ИЙ-ной ситупц"ч (з;-д'1»..юе значение); Cq - наибольшее возможное значен, i после возмущения; - значение измеряемого параметра при фиксации достижения кос чрого долген быть ввдэн сигнал об аварийной ситуации (уставка)- значение измеряемого парр"етра, при котором неминуемы тяжелые последствия (авария, сброс большого колич^ст-вг процуктн и т.п.);<г предельное 3hJ4eHiie параметра, при котором мояно пред гвратить аварии, обняруяив авзрийну ; cv..-уац. ..о с помощью ИГ; <-'а - Со - возмущякх ;0 воздействие; Кз - время начала реагирования ИП (или чистсе'за-паздывпние); ¿i - момент времени, когда ЮТ фиксирует д стидение параметром процесса значения ¿V * ; - момент времени,

когда измеряемый параметр химико-технологического процесса достигнет значення Сл. с9 -¿ре+'янэчэлзргнвиТкй <J&sp. curyj^uK

Рис.1

т

I

и

4

Аг

Хоз.бытовые ao^s

Первичный отстойник

а5

Биоф льтрл

Усреднитель

П

.и

Бгоричные отстойники

выпуск иля

11 I--Абарийный

очередь 1 резервуар

1 Qzp>Cp

Коллектор выпуска воды в водоем

сточная вода НА? растворитель 1

__ растворитель i

7"" ил

фенол

Рис.

нием . . * _ _ ,

СМ-Со $а,г)[с-(г). сдыг (1.5)

гдвеглвля'ф„ шция ИУ кок линейного динамического звенл, ояв1.:ящп от динпмических характеристик ИУрезультат и31 рений параметра процесса без учета статической погрешности ИУ (¿-ая реализация);£(?)-£- определяется по (1.4).

Допустим, что решение уравнения (1.5) имеет вид

с'«(*) (с*.е.. <*:г<,.../т;.....тп,т) «.6)

гдеТ' означает комплекс динамических характеристик ИУ. С уче том случчГного значения статической погрешности ИУ -¿I , слу чайная функция изменения во времени результатов измерения пар метра процесса имеет вид

С'„1(*) + & (1.7)

Искомая вероятность^/может быть выражена е-ли •• аварии приводит увеличение значения параметра процесса Очевидно, что для определения вероятности необходимо знать кон рэспреде.-эния результата измерения параметра в момент вре мени2^,. !? кон распределения^./^«, но определить как сечение случайной функции<£.#,\1ри/"4,с учетом .

В случае нормального закона распределения формула для$/ ''.удет им^гь вид

- (&)] (1.8) г; трО $- функция Лаплаеа.

Нахохщение'^г.о методике, предложенной явтором исследования, при различных сочетаниях закона изменения во времени па{ метр процесса (в аварийной ситуации) и весовой функции ИУ пс ляет получить формулы, удобные для инженерной практики. На рис. 2 представлен'- упрощенная схема потоков сточных вод » установках дефоколяции (отделение экстракции) и биологическо) очистки. Фенольные воды, получающиеся в процессе термической реработки горючих сланцев пбетупапт на установку де;

ляции, где производится извлечение фенолов многоступенчатой : тракцией растворителем (бутилацетат в смеси г. диизопропиловьи эфиром). Из обесфеноленной воды отгоняется растворитель,возв] щ-нощийся в цикл, а вод^ (¿"4}*%) подается на установку биоло! ческой очистки. Экстракт ректифицируется я две ступени с пол; ченивм товарных фенолов, и регенированного растворителя. Техн п ческий процесс очистки сточных род основан на смешении в у

нителе производстаенных ^точных вод ус^аноь.:и ефеноляции с хозяйственно-бытовыми сточной водами и на их послг^пще.. биологической очистке. Для упргзд'гния процессом были разработаны ана^и-заторы качеств»/^(см. табл.1). В частности, анализатор позволяет включать систему защиты для сброса сточгэй воды в аварийный резервуар, когда концентрация смолы в воде, поступающей на биологические фильтры, изменяется скачкообразно в пределах допускаемого значения. При этом часть воды сбрасывается минуя усреднитель и биофильтры, в аварийный резервуар.

Аварийный параметр (смола в воде) аппроксиь.лрусгси „равне-шем апериодического звена 1-го порядка С (£)' Со = (Са, -С )(■/- (1.9)

где % - постоянная времени. *

В предположении о том, что анализатор представляем звено чистого запаздывания,-характеризуемое весовой функцией

(1.Ю)

гимпульсная <Г - функция, причем $(>*)» О при# ✓ О

прии*0; - время начала реагирования ИУ (или врем^ чистого

запаздывания), искомая вероятность^?/будет определяться по фор-

в,,*/-? ~ ■ , - .-(1.11)

удобной для инженерных расчетов. Сравнение результатов расчетов методом статистических испытаний (Метод Монте-Карло) и по (1.11) показано, что расховдение не превышает 155?. Из табл. I следует, что фактические характеристики разработанных и внедренных анализаторов отвечяят критериям, развитым в настоящем исследовании.

Из (1-11) делается вывод о существовании предельных значении и • 3 частности, для параметра смола в воде" РА,~0 прибег = 20 ;7л.

На рис. 3 представлена схема очистных сооружений'гальванического произродства объединения ЛОМО. Очистка кислотно-щелочных и хромосодержо.цих стоков осуществляется с помощью реагентов, указанных ня рис. 3. Ь'етодики определения загрязнителей основаны на использовании колориметра типа КЖ-2. В таблице 2 приведены результаты обработки статистических данных о величинах основных зпгрпзнителей. Там же лризедемы нормы ГЩК, установленные р~-

Т-"блица I

Наименование анализатора Критерий э^ек- 1 тивнос-?и Рекомендуемое характера гики фактические хар .ктеристи-КИ " Р'азрчбо- а). и внедрен анализатор - Приме- 1НИО :

г Г* Л»- 4 г

Анализатор содержания смолы в сточной воде Л (2-Г) 0,02 0,5 0.002 0,5 , ЛС З ; ' ; ДИАПАЗОН .',_• измЛО-гЗО— л.

Анализатор содержания суммарных фенолов в сточной воде.'4л, (2-15) ¿' Ы 0,2 м С.ООЭ з .- Ти.трометр' Карэсева ; • Л.С.

Анализатор содержания суммарных фенилов в сточной воде ^ (4-1) г УООлг 0,0" 0,3 0,006 0,8 " АКТ. • диапазон изме] Э ■+ 25012: :•■ / - ±"536-:

Анализатор содержания суммарных фенолов в сточной воде ^ ^ (4-1) $. * * 1сОкг 0,09 0,8 0,009 Й-0,1 £=0,5 Гитрометр • Кярасева Я.С.

Анализатор содержания смолы в сточной воде - 0,0066 0,65 0,002 0,5 АС В

Аня.;изатор содераушчя-летучих фенолов в сточной воде л г*? (' ■ (4-1) = г 0,00033 1.2 ' 0,00012 ' I АФСЗ-1 ' диапазон изм. 0,1 * 2,5НИ

Анализатор содержания ^ смолы в сточной воде Л (1-2) , А»-'/'* 0,01 ^<0,6 и 9,002 0,5 • ' АС В

Очистные, соо/ьу/леми* ггг^они^есчого цег&

Но пали КМ

-хиамтно-щелмнкг ел ¿оА/

/> ,Хл**~ О3', О , © же*га ап&рт /*/х>б

химотносюь, щглочнехЪ, />Н, хсиы<*<*.'п$о сг*. /кятуложщ//

ыа ас. /гг*у%-<гс ■ Р«с.З

ТоЛд.т^

Иесто

отбора

про<з

Стэтротячоскч* харпггеряствк« заверяемых лареветров

П^гдегивтвл*, аг/я

Г *

I Накопитель хроиооолвр-хящах стоков

2. Гевктор ?ро«ооолчр-

1*1.131

стоьсэ №-х

3. Гоагтор гйслотно-

гело«нык стоков

Т>50-И

д

1,15

2.25/Г.5 О - 15.в 15,6(411)

575

з.еа

'6,12/2,17 1\7

0,к;

1.Г4/М !) - 15.9 Г5л(г5г)

0.30,

I,за/г,15 О - )с.2 1о.гц5.с)

2,7

0,04

0,04/0,13 О - 2,33 2.3? 1,0

о.оз

о.гдА *>4 о - г.л

2.<Л

м

1,03 ?,40 ГЬ.™? 0,75

2.00/1,07 Г,.56/2,44 С2.СЗД-.С2 1,05/1,2« 0-13,6 0 - Зв.в О - И78.1 0 -

Я«/Л

л

2Л./1.61 0-15,'

О - '5.7

Г.5Г

ыь...

О- 'И.о

(1 - " " "

0.0Г 0,01,

0,03/0.17 0.Св/024

о,о - О.ги о - о.бг

0.С2 0,016

о.га/о.ога 0,(0/0.24

О - О.Й 0 - 0.4

4. Огстойнвя А 2,70 о, га 0,0)

9 Я* о - 70 0 - Г.? 0 - 12.1«

5. ^тотоГннк Л 2.00 Г.-12

98 С. С - ГГ.4 0 - из 0 - И.57

0. Ццхол 1.17 е.м о.ы;

<*онтс»огьнн1Г голоден) 1,4/'. 2Г, С - 7 44 2,00/Г, 4 Г 0 - 14 7 г.зд/г.аг 0 - Г,!!Г

! 0,00° 0,03 0.5

Г.СЗ О - ГЗ.Я

(!,№ 0-31

О -0.04

Г,04

0-2

0,05 О - 2.0

Г,.".') 0.0«

0.13

О - ['¿,81

15,00 О - 0,1

0.02

0,07/0,26 с - .\5 С'. У-

шепнем Ленсоветн по бяиейну стока Северных городских очистных с^оруяений. Анализ статис^ических дагных показывает, чт наря, с непрерцвш. л поступлением загрязнителей с концентрацией пре вьшаш:е1'; ЦЦД в контрольным колодец, периодически п, эходят ава риГные сбросы загрязняющих веществ зв счет осадков, накапливающихся в гальванических ваннах, а также протечек, вызванных износ л оборудования. При известных т чностных характеристика: с^едогШ' )нтполя развитая методологии позволяет определить вел чину уставок для систолы защиты очистных сооружений от аварий них сбросов. Расчет по (1.11) на СМ 1420 для средств иямерени контролирующих содержание Сг и ¿г на входе в реактор Р Я- X и реактоо Р50-И дяет значение величин уставок, сводящих нулю вероятность невыдачи исправным измерительным прибором ин •:оции об аварийной ситуации в интервале 0,5 + 2(^1 \

С целью разработки АСЗ, обоснованного выбора уставок для аварийных пара: ;трог и регламента ни требований к измерительн лриборАм необходимых для этого расчетов Рд/ ь [2] опубликован рабочие фопмулы для ракета Ц) при различных сочетаниях конов изменения Аварийны* параметров и весовых функций ИУ. Ав рийный параметр ап^рокси«,^ рвался уравнениями переходной функ апериодического инерционного звена первого, второго, порядке интегрирующего звено, а весовая функция уравнением переходной функции апериодического эвена первого или второго порядка.

Кроме этого, разработана и исследована вероятностная моде ложных срабатьзаний АСЗ по вине ИУ, которая позволяет ограничить число ложных срабатываний АСЗ некоторым допускаемым знач нием ГПпргэ. . В монографии [I] осуществлено обобщение предлоке ных моделей для случаев: измерения одного параметра, коррелир ванного с аварийным; измерения одного параметра,функционально связанного с аварийном; измерения множества параметров, функционально связанных с аварийным.

Разработанные юдели • •<—•• функционирования ИУ испольа вались не только для обеспечения экологической безопасности т нологических процессов, но и для построения систем защиты тех логических процессов от ап1рий:

Ир" построении системы контроля давления фильтрованной ды на входе в отделение очистки изопрена; системы контроля кс центрации пропан-пропиленойой фракции на линии пневмотранспо^ тировки полупродукта; при выборе средств контроля лабореторнс

установки для физического моделировали; процесса получения реактива Гриньяра; при в:, иронии резерви-ованнцх хроматографов в цехе газоразделс1шя завода синтетического спирта и д". [2] .

п. йислЕДовАШЕ ^ийихшгРовАнш кэмер^телкчш: устройств дль контроля качества проекции

Обеспечение качества продукции также кгч и эколооческой безопасности технологических процессов невос окно б"-з количественной оценки недостоверности измерительной информации V . а также бег учета надежности из^ери-ельн'« устройсть в процессе функционирования. В данном разделе о^общг: лея исследования, выполненные при разработке и внедрении автоматических анализаторов качества нефтепродуктов .

Контроль качества на основе применения лабораторных средств мспользуэтся, как правило, для приемки I товой продукции.Отбор проб для испытаний и сам процесс испытаний достаточно длитзлны. для эффективного управления производством нужк- прогнозировать значение показателей качества до следующего испытания путем илстраполяции. Экстраполяция производите на основании результатов испытаний и характеристик изменения этих результатов во времени- Методы определения необходимой частоты контроля характеризуются общим недостатком: не учитывается зависимость между точностью измерений (результата испытаний) и точностью экстраполяции. Автор установил подобную связь для общего случая контроля любых параметров технологических процессов. За критерий при оценке точности экстраполяции принимается СКО результата экстраполяции от действитель"ого значения параметра в момент,на который производится экстраполяция . Используя метод Яангранна,

найдена эта_зависимость в виде форели_____1

+ ЯЪых, С - екр(-итУ (2.1) гдСКО измеряемого параметра ¿¿¿¿¿-/я^г)/**} ' - СКО и математическое ожидание погрешности измерения; ^иаг - коэффициент корреляции между погрешностью измерения и действительны.! значением.*; Т - отрезок времени между моментом измерения /у и моментом, на который производится прогнозирование, автокорреляционная

функция. При -с^^.т1 и еА. * формула (2.1)

характеризует зависимость между средним квадратическим

отклонением рез,ульт?та экстраполяции и периодом между измерениями параметра

На 0СН1 Je (2.ж) по известным величинам £ ,3(Л1) и показателя затухания автокорреляционной функции мог: о установи необходимую частоту контроля параметра X . Найдены численные значения величины X. для основных нефтеперерабатывающих проиг эдетв (см.табл.3). Величина колеблете;: в интервале ' ,С5 - 0,25 1/ч). Соответственно, время между определениями зкачгчик параметра X , должно находиться в интервале6 =0+2 ч. Осуществить такую периодичность контооля могло только при ии-роком внедрении разнообразных но назначению автоматических анализаторов качества, которые, однако, конструктивно сложнее лабораторнкх, требуют более квалифицированного обслуживания, чуждаются в дефицитных запасных частях, сложных пророс сборных г пробоподготовктельных системах, зачастую требуется демонтаж анализаторов д I их -ериодавеских поверок. Автором разработан и исследована вероятностно-статистическая модель функциониров ну. . ш, в том числе ав. Jмaтичecкиx Рнализаторов качества.

7; процессе функционирования анализатор может находиться в одном из следующих состояний: исправной работы - I,необнаруженного отказа — 2, провеокя отказавшегося анализатора - Г, простоя и (или) ремонта - 4, провешен исправного анализатора - 5. Анализатор ыс.^ет находиться в од.юм из перечисленных сос толний о вероятностью^ ( I = 1,2,3,4,5). Определяются вероят ности в захлсимости от характеристик безотказности (Л-интенсивность отказов); ремонтопригодности (/*•-, ^ интенсивном восстановлений); режима обслуживания ( гЛ - время между провер кам;., Т^ - среднее время проверки, , - вероятности ложног обнаружения и необнаружения отказа при проверке анализатора, соответственно). При построении схемы состояний были сделаны ряд экспериментально подтвержденных допущений, главным из которых является допущение о экспоненциальном распределении вре мени между отказами и времени восстановления, позволившее утверждать, что процесс переходов анализатора из одного состо ния в другие может быть представлен марковским случаьлым процессом с Днепре гным числом состояний.

Таблица 3

Наименование прибора и измеряемый параметр ' Характеристики измеряемого параметра ' Характеру запяздываь ш^орм. 1стики шя. СКО сухарной погреш. ер г. реко.угх. а*. ЭкономичТ эффект•тыс руб.в год

Ъ-.Ьл

Вискозиметр АПВ-62, вязкость сырья,дСт. Рефрактометр РАН-31В, ретракция рафинат. раствора, ед.пок.прел. Рефрактометр ?№-о13, рефракция рафината,ед.

Йолоримёт^Жй^обЗ, цвет рафината,мм

18,2 10'

,-4

Установка селективной очистки масел .фенолом 37-4 !'ПЗ г.У^э

0,45 0,137 ¿¡=3 ЙГ =4 0,175 0,26 * 0,1

й, = I =0,1

0,15 = 3 & =0,4 2.10"4 10.Ю"4 0,66-Ю-4 7,4

Я. * I ^ =0,05

= 3 =4

Г» .1 ¿3 =0,05

23 10 5,5

i-4

0,16 0,132

21,13=

2-Ю"4 13-Ю"4 0,65-Ю"4 7,4

=3

Го. e I

янализйтср застызания диз.топл.,o<J

Атмосферная трубчатка АТ-6,НПЗ г.Кир^аи ЛПАЗ-бЗ,темп. 0,175 ^ « 4 il =6

« ■ I ¿i =0,5

=4 1,0 =0,05

3

1,25 2,2

0,9 I

15,344 4,0

Вискозиметр УЗВ-61В,вяз- 0,12 кость диз.топлива,сСт.

Атмосферно-закуушая^трубч^тка АЗГ-

0,24 £

-2 колонна К 3/2 НПЗ г.Киришк

f ri И'Р °'078 О'1

Каталитический риформинг 35/f НПК г. % окуйбызел. _

Рефрактометр РАК-61В,реф- 43'Ю-5 ОД А = § Q52 10 * И.^О 0,66 10 -Ю.ЬсО

Й Ii ' 4 =2' 25-10^ 30-1:-

ракция сырья,ед.пок.прел. Плотномер ДУВ-ПГК-1и4, плотность сырья,г/см

85-Ю

,-4

0,1

Г» tb -V

З-Ю^не под-

СЧ/.Т.

Каталитически,; рифермент 35/1Т-300 НПЗ г.Кириши Рефрактометр РАН-61В,реф- 43-Ю"4 0,1 -¿п я I ¿С =4 2.10-4 2 ^4-КГ4 О,

ракция сырья,ед.пок.прел

Хроматограф изопрен в ¡Saxre

66.10"

[.ед.пок.прел. ii = I ^ =0

Установка для получения бутилкаучука ,

10'

г2

1-2

11-13"* 2,2-10"

Такой процесс оьисывяе^ся с помощью дифференциальных уравнени в .{оторнх неизвестными функциями времени являются иском--е вероятности/? {'), где с - 1,2,3,4,5. Вероятности состояний в у новиишем^л режиме функцион иров.эни <? найдены в виде

(А ; Ъ.=г

[Ру =(bL + P*)//l;Ps х/чГу//!;/!.-^

Сравнен: "î результатов расчета методом статистических испытан

и результатов расчета Pi по (2.2) показало, что расхождение ме

ду ни»-*и не »повышает 20%. Также постооен граф состояний и nef

ходов и наЦценн вероятности состояний для автоматических ан&г

зяторов,чспользуемых не только для автоматического .«¡рявлени*

■контроля

технологическими процессами, но и для приемочного качества П]

?h ' £ - V2^ ; Рл (2.з)

Л*)/& 3 * V *+ V' ;

где/^- вер.ятность исправной работы;- вероятность необнар^ жонного метрологичесюго отказа;^- вероятность простоя;,i тенсивность отказов, приводящих к полной потери работоспособ) . [•и;А<1, Jrjf- интенсивность метрологических отказов;/^,Z - вр< ме*ду поверками;//.-,?- время меяду профилактическими осмотрам;

Ис ледование (2.2) показало, что,применяя автоматически лнплизатор,мы будем иметь информацию о параметре X в течение 79 -t-90^ длительности технологического процесса. В то время применение лабораторного анализатора для целей ' управления же гроцессом позволило бы иметь информацию только один раз в ки Для оцснг.1 целесообразности применения анапизат

недостаточно знать вероятности нахоадения анализатора в рабе способном состоянии. Необходимо оценивать величину недостове ности информации для каждого состояния анализатора.

Величина разностиД; между используемым при контроле ш» ровлении технологическим объектом результатом измерения и ис ным значением!измеряемой величины служит количествен г>й оце1 нидостоверносФк ИИ. Она определяется погрешностью ИУ (Au ) i паэдыванием ИИ от ИУ ( Аг* ).

At » * Au (2-4)

Условие эффективного применения средств контроля объектов у:

ления и качества лроду -ции зак-лзчвртсл в огохшичении величина ¿¿некоторым допускаемым ¿начениел Ло

/)£ *(2.5) Найдены вероятности нарушения условия (2.5) для каждого состояния анализатора в момент его опроса., где - доверительная вероятность для оценки метрологических характеристик. (¿З,-= У . Состояния 3,4,5 анализатора г-ютветсэу-ют его простою по различным причинам,ГД° ¿740 - СКО недостоверности №1, обусловленной ее запаздыванием; СГУ~ функция Лаг "аса. ^

где<£с - дисперсия измеряемой величины- автокорреляцион-

ная функцнл процесса ; ^ - время начала реагирования анализатора (чистое запаздывание); & - пе?иод запазд. аания информации. Автором получены выражения^'^Ц^для некоторых типовых коррелящ. -онных функций стационарных случайных процессов

В соответствии с известной формулой полной вероятности, мы кзкеь, оценить вероятность того, что недос говернос.ь информации от анализатора превысит допускаемое значение

О целесообразности разработки и применения анализатора можно суди» ^ по условию л/ ,0

где у- заранее заданная, достаточно малая величина, устанавливаемая по договоренности между потребителем и разработчиком ИУ. Решение неравенства (2.7) относительно требования к безотказности анализатора (величине А , где Т - наработка на отказ имеет вид _

+Ъ)/[РЛ -(■/-г)] (2-в)

Аналогичные рассуждения позволили определить требования к надежности ИУ в зависимости от вероятности аварии по вине ИУ. Условие (1.2) можно переписать в веде

¿А, „ <2'9)

где/? - вероятности состояний ИУ по (2.2- вероятнг гть того, что ИУ находящееся в1-й состоянии, не вьщаст или несвоевременно ввдэст сигнал об яьарийной Ситуации. В самом неблагоприятное случае^*/. В состояниях 3.4.5 основное ИУ заменяется резервным. Решение неравенства (2.9) относительно минимального значе-

ния наработки но отказ основного ЛУ в предположении идентично' с\л характеристик основно э и резервного НУ имеет вид

г> е,(<-р«П (2.ю)

Г Ь- А) (А, - Ъ + Ъ+р ^

Данная формула справедлива для непрерывных технологическ процессов, '¿'ели проверка ИУ проводится с периодичностью, равн перио, / роботы оборудования, то

г«л.. уд -(2.п)

построен и исследован граф состояний основного и резорвн го ИУ, применяемых в АСЗ. Получены аналитические зависимости , определения требований к безопасности ИУ с учетом возможных состояли" резервного ИУ.

Величинч 7" , казенная »з условия (2.7), не имеет физиче кого смысла без конкретизации понятия отказа ИУ, Под жазом ( -го типа м:: понимаем выход любой нормируемой метрологическо хир-ии-еристи.ки я пр делы допуска • шх значений, а также полну потеро рас отоспособности ИУ. Оценка величины Л/суммарной г.луч но., погрешности данного типа ИУ как интервала, в котором с зд ной в роятностьаЛ будет находиться погрешность конкретного э зомпляра НУ, находится по 'Известной формуле

д, '(*<), (2.12)

где/Г- заданная функция вероятности^ в безразмерных единицах; <%)- СКО суммарно!. (случайной и систематической) погрешности

Критерием целесообразности применения ИУ того или иного

да предлагаете.I выбрать потери информации при использовании V,

системе контроля, или управления технологическим чроцессом. Ее

обозначить дисперсии суммарных потерь информации при использс

ннг исправно работающего автоматического анализатора

бораторного анализатора какСАц соответственно, то условие

сообразности разработки и внедрения автоматического пнэлизятс

имеет вид ,

^ &4А * (2.13)

С учетом (2.4) и (2.6) решение (2.13) относительно допускяемс где/"- СКО

суммарной погрешности лабораторного пнализат« ¿о - время мееду опросами анализатора; время м^жду отбор; проб для анализа в лаборатории.

13 табл. 3 приведены экспериментально получе..ные значэния(5х , ¿(.¡¿»■{а . ^ для параметров некоторых нефтеперерпбс.ывпюимх прпизьодств. Том /.-.п приведены метрологиские характеристики, регламентируемые в документации нн анализ тгорС (, расчитпнныа по ■ (2.14) значениг & (А^у . Из табл. 3 следует, что условии целесообразности применения автоматического анализатора вместе лабораторного анализатора по критерию потерь измерительной информации выполняется при значительно менее четких требованиях к точности автоматического анализатора. При этом увеличение досъоверности информации происходит за счет непрерывности процесса измерений.

При определении требовании к хроматографу ХП-499 учитывалось, что процесс I зменения концентрации изопрена в шахте на установке получения бутил1 1учука из иэобутилена 1. изерена в среде растворителя хлористого метила имеет скачкообразный характер.

Зачастую непрерывные автоматические измерения показателей загрязнения окружающей среды, я также качества продукции невозможны или з значительной степени затруднены. Причинч: отсутствие автоматизированные средств измерений, позволяющих контролировав загрязняющие вещества на уровне ЦДК; ело; чость автоматизации существующих лабораторных методов анализа; несовершенство пробоот-бора и пробоподготовки; неудовлетворительное метрологическое обеспечение и т.п. Целенаправленный контроль технологических процессов по различным режимным параметрам, а также ..о параметрам, характеризующие промышленные стоки и выбросы в атмосферу, коррелированным с показателями кгчества продукций и качества очип, :н-ных стоков и выбросов в атмосферу, позволит активно влиять на ук^ньшение количество сбрасываемых в окружающую среду загрязнителей и качество продукции. • •

Эффективчость применения ИУ можно оценить вероятностью того собь! ия, что вследствие отказов, простоев и погрешностей ИУ, контролируемого парпметрт X. , систематическое отклонение показа.'еля ¿¡?т>т заданного значения не превысит допускаемого значения-аД^.

Р(л1 ? а2г) (2.15)

где£- заданная достаточно малая величина. По формуле полной вероятности .

где/£- вероятности по (2.2) вероятность того, что в

¿-ом состоянии В предположении о том, чтохи^подчи-

нены нормальному закону распределения,получены выражения для

математического ожидания и СКОдл?.

. где 2 - козе}

циент взаимной к^'гслгции.Х к .г? \6г~ СКО^;^- СКОЭС \4fi\- мате.« ческое ожидание^недостоверности информации; С(¿¿) • Получе выражения длг- л£->й!^ для всех состояний ИУ. Условие (2.1С позволил определить аналитические зависимости, связывающее х£ ракч'еристики ИУ'.Мк , ^ с величиной^ , характерна} эффективность применения ИУ для контроля 2., измеряя X . Устано! но, что СКО показат. ля качества при условии, что коррелировав с ним параметр принял значение X , не зависит от недостоверное а отклонение показателя качества от зада> го значения зависит отЛ; и не зависит от-£.

Данная модель было использована при разработке и внедрен! Анализаторов воды, поступающей на установку дефеноляции (см. т< 1л. I. Анализаторы/!1 и /¿). Содержание нейтральных масел в I ноле, характеризующие качество товарного фенола, коррелирован! содержанием смолы в сточной воде (¿«¿«46$. Лабораторный мето; определения содержания нейтральных масел (ГОСТ П239-.6) слот длителен.и не поддается автоматизации.Разр'аботкя автоматическ( анализатора смолы в сточной воде эконояически более целесооо'р;

модулировать требования к аналгчатору/^ следует из уело: обеспечения требуемого качест'Еа товарного фенола. Аналогично, обеспечение требуемого качества сточной воды на выходе с уста] дефеноляци должно определять требования к анализа-, .эру , опр делпющем- содержание суммарных фенолов в сточной воде на вход установку {2x2= ОМ •

Исследовалась зависим.сть величины £ , характериЗу^цей Э1 тибность применения анализаторов, от погрешности С() и дис ности опроса {$ ). Установлено, что уменьшение погрешности ан заторов приводит к увеличению ¿Г только в режиме непрерывных и реьий 0 = 0. Получений зависимости*?» / {¿Ф/)^ позволяют на рациональное сочетание допускаемой суммарной погрешности анал торов и дискретности их опроса.

Фактические технические характеристики анализатора^ при день, в диссертации на соискание ученой степени канд.тохн. на 'Исследование фотометрического метода титрования и разработка автоматического анализатора суммарных фенолов в сточных водах выполненной Карасевым И.С. под руководством автора.

Таким образом, ноезый подход к обеспечению технологически

контроля „ ,, процессов измерительными устройствами для зкалох :ческоП безопасности объектов управления и качества продукции предложений и исследованный в настоящей работе, основывае.гя на следующей методологии.

I. Выбирается критерий эффективности и целесообразности разработки и (или.) применения автоматического ИУ в системе контроля из чисгч (1.2), (1.3), (2.7), (2.9),(2.13).(2,15), (4.1).

2. На основе рязработанных вероятн :тно-статистических моделей функционирования ИУ в системе контроля экологической безопасности объектов управления и качества продукции выбираются аналитические зависимости между выбранными критериями эффективности и целесос -разности, п '-окже требованиями к техническим характеристикам ИУ.

3. Проводится сбор и обработка статистики о контролируемых параметрах. Устанавливается интервал возможных характеристик регламентного обслуживания ИУ в условиях промышленных производств. 4.С учетом- полученных экспериментальных данных и директивных показателей эффективн сти применения проводится расчет их необходимых технических характеристик. 5. Сравнирак.ся фактические технические :а-ряктеристики используемых ИУ с расчитани"ми значениями. Принимается решение либо о соответствии существующих ИУ требованиям, либо о необходимости разработки новых ИУ.6. Разрабатываются мероприятия, по техническому обслуживанию и метрологическому обеспечению ИУ'с учетом обязательного выполнение хритериеа, выбранчых по п.1.

Рекомендации настоящего исследования были учтены при разработке и внедрении анализаторов АСВ-75, АКТ-74 и .¿¿СВ-1 (таб.-. I).

Ш. ¡Ш1ВДСЗАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕГЛ УПРАОЯСШЯ

В самом общем веде задачу управления любым технологическим проц"Ссо.) можно сформулировать следующим образом: обеспечить оптимальное значение целевой функции (себестоимость продукции, производительность установки, количество сбрасываемых загрязнителей и т.п.) при заданных значениях ограничений на качество и количество выпускаемой продукции.

Вследствие недостоверности измерительной информации целевая функция управления и ограничения будут отклоняться от оптимальных или заданных значений. Эти отклонения будем называть потерями. Требования к ИУ необходимо устанавливать, исходя из условий минимизации потерь:

•2- ={(К,У) = т«х(^)} V; = ^ (х,у) , (3.1)

где Х- вектор измеряемых параметров; У - вектор управляющих вс действий;^- целевая функция управления;^- заданное значение ^'-го показателя качества.

Нед >отоверность информации приводит к отклонениям оа опть ьзльнюс значений (потерям)

Определение суммарных потерь с учетом простое., и отказов ИУ п{ ставляет собой слож-у.ю и практически трудноразрешимую задачу. Причины: I.Информационное обеспечение АСУТП осуществляется бoJ „ой группой ИУ. Построение и решение графа состояний достатош сложно и громоздко вследствие большого числа состояний и нгши зависимостей между состояниями. 2. Для определения составляют! потерь при различных состояниях 11У необходимо знать х^рактерис к. недостоверности в зт<1х состояниях, которые, как правило, ш вестны. 3. Для правильного суммирования дисперсий потерь необ; мо знать взаимокорре..ированные зависимости между потерями при личных сочетаниях состояний.

Автором разработана методика обеспечения АСУТП иэмерител! ми устройствами на основе определения требований к этим устро: вам без подсчета полных потерь, обусловденных их неидеальной ] той [1] . ...

Методика развита на примере АСУ процессом каталитическог» форминга (КР). Процесс КР предназначен для вториа.ой перерабо' бензиновых фракций с целью получения высокооктановых компонек' для производства бензиноч с высоким октановым «ислом и аромат, чзеких углеводородов. Упрощенная схема. АСУТП представлена на рис. 4. Оптимальное управление установкой заключается в обесП' чеьии минимальной себестоимости продукции при заданных октано числеЛ/и расходе сырья &с_ , определенчых на верхнем уровне улр леьия - АСУП. Обеспечение минимально! себестоимости сводится: управлении реакторным блоком к обеспечению максиума отбора Р,/ стабильного бензина при заданном/^д<§?.; при управлении колонно стабилизации К| минимизации уноса тяжелых углеводородов2"^,Й]р ограничении по| давлению паров стабильного бензина***1^.

I. Определяются значения характеристик: автокорреляционн функции измеряемых параметров; коэффициенты взаимной корреляц коэффициенты зависимостей между потерями по качеству целевой функции и недостоверностью информации по ¿' -ому парам

Рис.4

РуАу , соответственно.

Метод определенияА^-у : при заданных значениях параме гОвХ1 по (3,1) олределяится управляющие параметры^ и подсчить ются 2 и ; одному из параметров^; дается приращение Д,- и г этом подсчитрчаются новые значения ун , ¿ц »Цн » при ьаданных э чениях У- и новых значениях^ поде-штываются Ц' и!1; разное между£, и/'и представляют потери по критерию эффективно заданному значению показателя качества; задаваясь Л; для разл^ ных параметров, строим семейство зависимостей а^ = линеаризируя которые, определяем коэффициенты^- и к',у . Метод ь тых приращений, положенный в основу для вычисления коэффициеь Кц базируется на линейности исходных уравнений (3.1) и I хисимости погрешностей,используемых ИУ.

Все необходимые исходные данные для двух установок ката! ч'зкого риформинга 35/11-300 и 35/П-600 НПЗ (г.Кириши) приве; автором б[4] .. .

2. Предполагаем, что "вклад" в общие потери от погрешнос исправно работающих ИУ одинаков и равен для у -го показателя

I I ■ _ . . -

На рис.5 представлена зависимость требований к погрешности Ю выраженной обобщенной величиной Л} от величины допускает потерь по октановой/ числу¿У ( при0-ЛвА) для р акторных б; ков установок 35/11-300 (кривые 1,П,Ш) и установки 35/11-600^ вал 1У). Всо кривые постпоены по (3.2). При построении криво! использовались значенияс учетом статистической экст! почяции, при построении кривых Ш и 1У не учитывалась статист1 екая экстраполяция параметров при управленйи, т.е.б" (Дг£ ) считывалась по (2-6). Значение СК0 давления паров стаоильноп бензина, используемого при построение кривых 1,Ш составляет (г ^-,'3,5>с/?а. . Кривая П построена с учетом стабилизации работы к< ни К-7 по давлению паров стабильного бензина до^с^б**^.

На основании'рис. 5 можно сделать следующие выводы: ста( зация измеряемых параметров приводит к уменьшению требований величине допускаемой погрешности ИУ; тргбование к величине д< скаемой погрешности ИУ для установок с большей производитель! будут более жесткими; существуют такие значения погрешности I дальнейшее уи^ньшение которых не приводит к уменьшению потер,

КрИГсупЗЭ Э^ОКТИВнОСЧМ улрэпЛ6ДОЯ и П0К".За\'СЛЭ К ЧйСТБа.

3. Дл.ч p-icv:7a тр.гооч"н;:.". к погрет«гт/. :1У значения,^ >..i^слижет ЕыСирать на основании рис. 5 в области, где погрешность ИУ начинает оказывать влияние на потери

В табл. 4 приведены расчетные значения предела допускаем'1 абсолютно.' погрешности ИУ -Л^ и зт ;ения / .<4Jr, - заданные в тех/ нической документации на них. Из т; 'л.4 видно, что выбранные ИУ с большим запасом удовлетворяет условию ограничения noijpi в системах управления установками 35/11-300 и 35/П-Сч>0, работающих в замкнутом контур^управления процессом KF.

Требования к погрешности ИУ одного к того же назначения , используемых в автоматизируемых по одному глгооит;лу АСУТП, могут существенно отличаться. Причины: различные характеристики сырья, обслуживания ИУ, регулирования и т.п. ( &х , Kír) ) , Щ .

Ликвидировать потери только за счет уменьшения погрешности Иу нельзя.

При отсутствии информации о в. jx параметрах, указанн.тх в табл. 4_,расует при ¿."»дает значение лР'ЗУ, характеризующее потери при отсутствии автоматического управления реакторным блоком. Внедрение АСУТП приведет к увеличению "тбора стабильного бензина на Расчет показывает, что потери вследствие недостоверности информации от ИУ, используемое з АСУ реа-торным блоком установки 35/11-300, даже при6$,;]г0 могут составить Следовательно, потери по отбору стабильного бензкла в^^едстЕ"е недостоверности ИИ могут составлять^?l°í(t>íc)/3%{<»*) ■ =2i/c/ó'f!.

4. Требования к безотказности каждого ИУ можно было бы определит^ исходя из условия (2.7). Однако установленные подобным образ 4 требования лишь косвенно связаны с критерием эффектив-ност- АСГТП. В работе выводится аналитически зависимость обоснования требований к наработке ИУ на отказ,"сходя из ограничения потерь.

Помимо погрешности и безотказности ИУ, существенное влияние ка потери оказывает своевременность обнаружения отказа ИУ. Уменьшение интервалов мевду поверками ИУ приводит к протгворечивым последствиям. С одной стороны, обеспечивается своевременность обнаружения метрологического отказа и уменьшается время пребывания ИУ в состоянии необнаруженного отказа. С другой стороны, уменьшение интервалов мевду поверками приводит к частым останов- 1

Таблипа 4

Параметры, единида измерения Огт^тиченкя по пелевоР функции Ограничения по качеству Допускаемое по ТУ - £ /»ах Наименование прибора

Колонна стабилизации Реакторный блок ( Колонна табилизапии РеакторныГС* блок •

ш-& ^ Р ^¿¿кПя. Ж11" ^бкЯс. Ш11- ¿>,9 О. С? шп-

Показатель 1реломл.сырья, зд.показателя треломления Давление паров стаб.бен-ьина &, кЯ* Расход пиркуЕ лясионного газа ,. Расход сырья 6-е. , "*7г Расход сырья в К-7 б^ У/г Температур' входа в К-7 7*?-*, "С-Температур3 низа в К-о Тк'С 0,0192 1,45 4,35 7,50 0,0098 6,61 4,40 , о,61 0,0080 0,0458 10,6 3200 3,20 0,0026 0,0174 6 486000 3,74 3,0245 1,79 4,90 3,31 0,0071 7,82 3,25 4,64 3,0036 3,0131 4,9 1840 1,53 >,0120 ),0450 21,6 •мюо 19,5 3,002( 3,007] 4,9 1840 1,53 1,45 3,25 3,31 0,0004 0,0040 2 1600 1,0 1,0 1,5 3,0 РАН-61В 1&01 К'-Ш ДПП-280 ^пк- гГ1- Термопара ХА с преобразователем и

кам прибора, переходу на др^той, зачастую менее ^фективнцА способ получения информации, к увеличении затрат на поверку.

Оптимальное значение меэтюверочного mr. зрвала для L -го ИУ "оото определить на основе анализа характеристик недостоверности информации из-за неидеальноР ^лботн ИУ. ТакоР характеристикой может бить СКО суммарной недостоверюсти Л ), определяемое по фортеле = р. (3.4)

где/?- вероятность нахоздения КУ в *-ом состоянии определяемые по (2.31; ¿¡¿fa)- СКО суммарно? недостоверности ИИ при t- -им состояния ИУ.

В (2.3) уточнены обг-значени?: равняется периоду меяду по-веркамиС«*; среднее вргмя проверки^.заменено средний временем поверки. Предполагается также, что поверка спланирована таким образом, что вероятностями^ и/^ можно пренебречь.

Определение ве точил Кб ) осуществляется в гоответствим с

***** с", fa) « ijtf(л,) ч- etfa,)' ^

Условие, определявшее микиыальнсэ значениеучетом (3 Л) имеет вид. .г. „ ' ,

(3.6,

Реиение (3.6) относительно оптимального значения ыежповерочно-го интервала ,--г---—г-"1

,о {fcMfcM]'if 13>7)

^ I л ¿[й <}

Ограничим значение критерия (3.4) некоторой зрточит..? J (директивны* показатель)

6¿fa} ± О (3.8)

Решал (3.8) о~носителъно наработки на отказ, получили искомое знапс-.гае безотказности ИУ.

ГУ. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ , ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НОРМИРОВАННЫХ СБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЩЕСТВ

Все еуществуйпдае технологические процессы можно разбить на две группы: опасные и потенцт—.ально-опасные для окружающей среды. При соблюдении регламента, исправном функционировании оборудования и систем управления потенци^-альная опасность технологических процессов для окружат«?, среды обуславливается выбросами

загрязняющих веществ, непрерывный и систематически? характер рых даже при условии выполнения норм 11ДК, может привести к не пустиыоиу накоплению загрязнтгтх веществ в окружающей среде. Отсутствие адекватного математического описание тэтнолоптчес? процессов, огг-имизапия управления которыми осуществлялась бы учетом т~ебованиР к качеству сточных аод и выбросов в атмоС$< исключает возможность использования результатов исследования приведенных в предыдущей главе для создания мониторинга экож ческой безопасности

Требование к средствам мониторинга можно предъявлять,исходя 1 „словия ограничения возможного необнаруженного количества за! нгищгое веществ некоторым допускаемым значением/^. Важно, чт< несмотря на несовершенство работы ИУ, их простои, отказы, по] ности измерений, необнаруженная количество загрязняющих веще< сбрасываемых с установки/?, не превысило значения Ра.

Условие эффективности применения*для контроля процесса очистки имеет вид:

(4.1)

т;\ер{С?С^\- вероятность того, что концентрация загряэнявдих ществ превышает допустимое значение^» ; - вероятность на дения анализатора > ¿' -ом состоянии п"> (2.3); Р-' - ве

ность того, что вг -ом состоянии анализатора количество вред примесей/^, ушедшее с установки,превысит допускаемое значени $ - заданная, достаточно малая величина.

Количество загрязняющих веществ, ушедшее с установки А можно определить по формулей-С-Т, где# - расход загрязненной воды, мэ/ч;С- концентрация загрязняющих веществ г/л; ~Т - вр в 1зчение которого превышение допускаемого значения не буя нарудено, а. При^ = I сек произведение О,-С будем называть сен ни' сбросом. При С « ДЩ^; где ГДК,-- предельно допускаемая в чипа концентрации^' -го загрязнящего общества, величина прея но допускаемого секундного сброса ^ -1 о загрязняющего вещест! определяется как = (Я • ЦДК| Значение Дц легко расчита1

= ЯА^'* - Л- «А ^ ■ Г (4.2)

При простое анализатора • ^ (4.3)

В предположении равномерного закона распределения вели» и С, наЗДегш аналитические чыражения для ^

для состояния простоя анализатора, в зависимости от соотношения мелзду^'^и • Например, при (ЦС^^^ * ^ & {4

Били определены все составляющие для вычисления ( по (4.1).

Из табл. I, где приведены результаты расчетов, видно, чтг рекомегдации исследования были учтен-и при Разработке и внедрении анализаторов содержания суммарных /:нолов в сточкоР воде типа АКТ, левучих фенолов в сточной воде типа АЗСВ-1 и смелы в воде типа ЛСЗ. _

Итак,* вышеизложенного видно, ч*о существенным фактором, оп • реде/1ян=1Ч"тре''звания к измерительном устройствам системы мониторинга экологическо'"- безопасности, гвлгтется эелрчина/^, расчет которой (4.2^ по всей -цепочке от технологически установок, являющихся причин^ загргагения промышленных сточных вод; установок очистки (вкляча® биологическую); городской канализационной сети и городск х очистных сооружений до конкретного водного объекта, собирающего сточные воды, не слоге.., т.к.величины ЦЦК пормиру птег, а величины расходов легко определится либо на основании измерений супес^вухпими расходомерами, либо расчитываются на основе известных геометрических характер :стик канализационных ее-теЯ и измерения скоростей потоков сточных вод.

При изучении динамики загр.-тзнения и сомоочгагниг в реках, озерах и водохранилищах установлено, что йажнейпим фактором снижения концентратузагрязняг -их веществ z водной среде являет"я процесс разбавления промышленных сточных вод. Конеч -чй эффект рлчбазлекня в речном потоке может быть определен на основании уравнений баланса ведестяч.

Достаточно полное перемешивание вод потока со сточными водами осу-ествляетер на значительном расстояния от места сброса прсыыяленных сточных вод. Под створом погтого перемешиваниг пони--мают створ, я котором достигнута достаточная степень однородности водных масс, оцениваема« средним значением концентрации сбрасываемого в поток вещества. Нормирование сбросов в реки по концентрации в створе достаточного перемея-* ияания для наиболее часто встречавятегося случая соотношения иежду естественным расходом реки О* я расходом сточных вед йег * виде Ое >? Оет , осуществляется на основе уравнений баланса вявестннх > гидролог** а* = Сст/% Се-Г йя. ; (4.6)

гдef/ij- концентрация j -го вещества в створе достаточного пер ыешив"ния;С^ - концентрация вещества в сточной водs;Cej- ест "т. зннар фоновая концентрация. Предельно допустимое содержание j -го вещества в створе достаточного перемешивания отвечает ра венству/^^, = ГЩу • Если через МСj выразить предельно допу тимый секундныг. сброс загрязняющего вещества (.ДОу) — fa то лз (4.5) получим

Л-OCj = (Л£>К: - Cej ) Gt (4.6)

КогдаQtT исоизмеримы, i предприятия^сбрасывающие в реку ст ные воды, берут воду из другого водного объекта, то

пд С: = ЛАК) Qe CiGcr/Ge + 4-Cej/rtAKj ), а при водозаборе из той же реки (выше створа сброса)

ПДCj =- flAKj ■ Qe[(Cej/лАН})/(Qc-./Q<) +■/-Cej /лAKj ] Из. всех величин, входящих в приведенные зависимости, а также аналогичные зависимости, полученные для озер и водохранилищ дл определения ЦЦСу, а, следовательно, и необходимых для по« роения мониторинга экологической безопасности технологических процессов, наибольшую трудность составляет определение величины Qe -естественного расхода воднчх потоков. В качестве основных технических средств для определения значений в Государст! системе учета вод используются многочисленные средства измерен скорости-водных потоков. Разработка и метрологическая аттестация обр^.цовых средств измерений скорости водных потоков явля« ся необходимым угчовием создания мониторинга экологич®ско" 1. бе зопасности технологических процессов.

Под руководством автора были осуществлены исследования ме роло!'И4еских характеристик всех гидродинамических установок, i пз. еджащих Госкомгидромету (г.Ленинград, Каунас, Ростов-ы-Доь Иркутск), которые были аттестованы по '-лассу 0,5 [4й] Приманенный метод аттестации не позволял осуществить непосредс веннэ сличение всех установок, не позволял оценить погрешност« восгироизвеления и поддержания средней скорости градуировочной тележки, а также дать оценку распределения погрешности измере» скорости по диапазону. В этой связи была осуществлена модернш щя прямолинейного градуировочного бассейна Государственного 1 рологического инсгитута. В состав градуировочного бассейна гх< дяТ: гидродинамическая измерительная установка, состоящая из канала U= 150 м), прямоугольного сечения (3,0 м х 4,0 м), зап' ценного водой, и градуироьочное оборудование: градуировочноР т< лежки и автоматизированной системы сбора и обработки информаш

рельсового пути и системы подвода электропитат. .. Измерение скорости перемещении телетжи с прикрепленными к неГ из! .ригелями скорости водного потока осуществлялось о помощью специального датчика скорости, который выполнен в виде колеса.

Линейная скорость вращения > где ^ - диаметр,

У - частота вращения, К конструктивней коэффициент, у -тыва ций осо^нгости конструкпии. Коэффициент "К" определялся экспери/ ментально при помощи наземной сис'-эмы поверки датчика скорости перемещения градуировочной тележки, в состав которой лх^цят аттестованная л:;нейка, три £отопреобразователя, расположенное по длине канала, и регистр;1р,гющая часть- Линейка перемещаете« вместе с телеаког, : роходкт ^орез специальные пазы трех фотопреобразова-телеП. Скорость пе эмещения тележки Иг , г^е /.-длина линейки (1,0 и), а Т- время, следовательно, , Абсолютная

погрешность измерения вредней скорости перемещения градуировэч-ной телеяки Л =/«?- 14-/ . Государственная аттестация модернизированного б ссейна показала, что в диапазоне 0,02 + 5 м/с:

= 0,235?, а погрешность измерсни.* скорости движения толеягкн

Разработанный высокоточный датчик скорости позволил выявить целый ряд факторов, определяющих метро; гические свойства гидродинамической установки, а именно ; наличие ь"мбрацки при движении, необхо димость 'успокоения воды в канала между измерениям , значительный износ рельсового пути. В настоящее время грэдуировочный бассейн реконструируется.

Основным рабочим средством измерений средней с орости водного потока являются гидрометрические вертушки. В системе Госком-гкдромета эксплуатируются более 20 тыс. вертушек р?з.4Ичного типа. Обе печить аттестация всего парка вертушек в 4-х прямолинейных гред-ироточных бассейнах невозможно. В управленияхТвдрометслуж-бы внедрены градуировочные лотяи -компар?",оры типа ГР-19, г которых в нпбегпющем потоке осуществляется градуировка рабочих вертушек методом сличения с образцовыми. Исследования лотка, выполненные под руководством автора, выявили ряд его недостатков, в том числе низкую надежность, плохую воспроизводимость ско ростей набегающего потока, верхнее значение воспроизводимых скоростей не более 2,25 м/с, кавитаций и др.

Разработано и внедрено устройство для градуировки измерителей скорости водного потока, в котором устранены перечислен-

ные недостатки (/.с ?? 1638639). Устройство содержит гидродш мически* лоток с посадочным местом для градуируемого измерит! (илпример, гидрометрической вертушки) и импеллером. Лоток пре; рительно аттестуется с использованием образцовых средсти. Уст; ливается зависимость скорости набегающего потока от частоты в] щения грешного винта, а затем на основе это!5 зависимости град; р^тся рабочие средства измерений. Скорость набегающего поток; до 3м/с. Для снижения кавитации лопасти гребною винта имеют I циальную конструкцию

Выполненные разработки и исследования позволили внедрить Г"СТ 15126-80 "Средства измерений скорости течений воды", а т; же комплект нормативных документов Госкомгидромета, регламент] рующих ведомственную поверочную схему для наиболее распростри них средств измерениГ скорости водных потоков (типа ГР-21 М, ГР-55, ГР-99, ГР-42, ЕЫМ и др.) [36) Все разработанные технические средства е..едрены.

ОБЩИЕ ВЫВОДУ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Общим результатом работы является научное обоснование дологии обеспечения качества продукции и экологической безопа сти технологических процессов в их взг :мосв.<*зи на основе коли вениоА ^цечки эффективности функционирования ИУ по критериям, раничившэщим недостоверность измерительной информяпии, величи систематического отклонения концентрации загрязняющих веществ от значения ГЩК, величину предельно допустимого секундного сб са ечгрязнящих веществ в природный объект, величину вероятно аварийного (зaJmoвoгo) сброс„ загрязняющих веществ по вине ИП позголило разработать автоматические анализаторы качества с у шенными техническими характеристиками , осуществлять зффектив контроль технологических процессов потении—.ально опасных для жакцей среды; рационально организовать контроль качества сырь полупродуктов и товарных продуктов; внедрить эффективные сист контроля управления промышленными производстЕами; согласовать действия химиков-те'хнолсгов, приборостроителей, проектировщик АСУТГ при разработке, внедрении и эксплуатации приборов для а лкза веществ и контроля природной среды, а также средств их ы рологического обеспечения.

2. Показано, что пр^блзма обеспечения качества продукции экологической безопасности технологических процессов может бь

решена или в значительной степени развита на осн эе количественной оценки достоверности измерительной информации.

Предложена и исследована вероятностно-'" 'атистическая модель 'ункционирования широкого класса ИУ в системах конгрол,- и управления технологическими процессами. Графы возмоотьтх состояний и переходов 117 из одного состояния в другое учитывают виды отказов, лежим обспу:.:ивэния, метрологическое о£~спечение, безотказность резервных ИУ. Проверка адекватности м-дели реальному процессу функционирования ИУ на основе метода статистических испытаний (метод Монте-Кар..о) показала, что расхождение в оценке вероятностей состояний не превышает 20

3. Предложена и исследована математическая модель возникновения аварии, которая ьключает статистически механизм преобразование измеряемой величины в выходной сигнал к способ расчета вероятности' аварии из-за несовершенства ИУ, применяемых- в автоматической системе защиты, по известным техническим характеристикам ИУ и дшштческим характеристикам измеряемых параметров, сравнение результатов расчета вероятном; еварт. методом статистических испытаний на ЭШ и расчетов по выведенным анзплтическим зависимостям показало, что расхождение не превышает 15?.

4. На основе исследования моделей установлена зависимость меящу характеристиками недостоверности -измерительной информации и статистическими характеристик лот измеряемых параметров, местом Ш. в технологической сгеме, погрешностья, беза'.'казнсстью и быстродействием ИУ, их метрологическим обеспечением, режима./и экп-плуатапии и обслуживания. Это позволило дать количественную ог^ь-ку эффективности применения ИУ для контроля экологической безопасности объектов управления к качества продукции, сравнить эту оце!~<у с назначенными показателями эффективности и безопасности

и на этоР- основе разработать инженерные способы компенсации недостоверности измерительной информации, а также методику ревизии приборного обеспечения ТП.

5. Разработаны способы достижения экологической безопасности технологических процессов и эффективности систем управления и контроля за качеством продукции, в том числе: обеспечение промышленных производств ИУ, обладавшими необходимыми техническими характеристиками, установленными в соответствии с настоящим исследованием? расчет уставок для аварийных параметров с учетом фактической погрешности и быстродействия ИУ; обоснованный выбор точек контроля технологических процессов; использование резервных ИУ

с учетом их безотказности и погрешности; определение необход часготн контроля параметров,исходя из условия минимизации от i .'я результата экстраполяции о^ действительного значения; ус ление оптимальной (с точки зрения возможных потерь*1 стратеги эксплуатации МУ, применяемых в АС. ТП.

Развитая методология позволяе-1 дифференцированно пгдхо . оценке влияния технических характеристик 'ТУ и регламента и служивания на показатели эффективности и безогаснооти объект на которых они применен: t и на этой основе разрабатывать меры достижению назначенных показателей эффективности и безопасно Методология внедрена в СГСЬ "Кефтехимавтоматика".

б. Показано, что условие целесообразности применения а в ческих промышленных анализаторов состава и свойств по срзвне с использованием для управления технологическим про/тег '¡ом ре т^тов лабораторных анализов выполняется при значительно мене ких требованиях к допускаемой величине погрешности аЕтоматич анализаторов. Суммар-эе уменьшение потерь измерительной инфс достигается за счет непрерывности измерений. Ликвидировать г p:i только за счет уменьшения погрешности ИУ нельзя, Вывод бь экспериментально подтвержден при внедрении автоматических ai-заторов вискозиметров АПВ и УЗВ, рефрактометров PAH-6IB, ко; метра ЛКН,анализатора температуры застывания ЛПАЗ, плотноме{ ДУВ-ПГК-104 на установках селективной очистки масел фенолом атмосферной тр^очат :и АТ-б, атмосферно-вакуумной трубчатки I каталитического риформинга 35-5. Суммарный годовой эконокич£ эффект от автоматических анализаторов составляет свыае 100, Ti.s.py6.' ; .-

Результаты исследований используются в ОКБ "Нефтехимав' Tifia" при разработке автоматических анализаторов состава w сюйств нефтепродуктов.

7. Установлено, что применение автоматических анализа' д.-'Я контроля napl jTpoB,косвенно связанных с качеством товар] продукции, способствует ограничению систематического отклоне: показателей качества последней. Это было подтверждено при р работке и внедрении анализаторов содержания смолы и сушарн: нолов в сточной воде до установки дефеноляции, используе^х управления содержанием нейтральных масел в товарном феноле марных фенолов в воде на выходе с установки дефеноляции.

Установлено, что применение автоматических анализато для контроля и защиты установки биологической о шстки сточн

способствует ограничению необнаруженного количества вредных примесей, поступающих в окружающую среду, что было подтверждено при разработке и внедрении комплекса анализаторов для оценки содержания суммарных и летучих фенолов, а также смолы в сточной воде ЭАКТ, АСР, АФСВ-1). Экономический эффект от внедрения анализаторов на установке дефеноляции составляет 72 тыс. руб.

8. Предложена и проверена в промышленных условиях методика обеспечения измерительными устройствами АСУТП. Исследование, проведенное на примере АСУ процессом каталитического риформинга, функционирующего в замкнутом контуре управления,показало, что требования к ИУ одного и того же типа существенно различаются в зависимости от места использования ИУ в технологической схеме, производительности установки, стабильности контролируемых параметров, диг -ретности опроса ИУ.

Предложены: метод определения коэффициентов влияния недостоверности ИИ на целевую функцию управления7и показатели качества продукции Vj; аналитические зависимости для оценки влияния вышеперечисленных факторов на характеристики отклонения (потери) от оптимальных значений Z и заданных значений V/ ; способ нахождения оптимальной периодичности поверок ИУ. Это позволило обеспечить АСУТП установок KP 35/11-300 и 35/11-600 средствами измерительной техники; свести к миниму'потери" из-за недостоверности ИИ и добиться зкономического эффекта от автоматизации процесса KP в размере 903 тыс. руб.

9. Предложена методология создания мониторинга экологической безопасности потенциг.;ально опасных технологических процессов с учетом уравнений материального баланса загрязняющих веществ,сбрасываемых в окружающую среду. Уравнения составляются по всей цепи от водного объекта, собирающего сточные воды городских очистных сооружений, городской канализационной сети, очистных сооружений предприятий до технологической установки, загрязняющей окружающую среду.

Создана и внедрена в Госкомгядромета ведомственная п овероч-ная схема, а также образцовые гидродинамические установки для поверки более 20 тыс. средств измерений скорости водного потока типов ГР-2В4, ГР-55, ГР-99, ГР-42, Ж, ИСТ и др.

10. Для народного хозяйства значение проблемы обеспечения качества продукции и экологической безопасности технологических процессов на основе разработки и внедрения приборов для анализа

веществ и контроля природной среды состоит в создании и сове] тенствовании теоретической и технической базы ср^.ств контро. промышленных производств, обладающих высокими техническими и эксплуатационными показателями. Методологический подход к pei нею проблемы, разработанный в настоящем исследовании и прове] ный в промышленных условиях нефтеперерабатывающих, нефтехлм. сикх, сланцеперерабатывающих и др. производств дает основдни к развитию этой проблемы для широкого класса устройса-в во bci отраслях народного хозяйства.

Основные материалы, отражающие результаты работ,изложен: в следующих публикациях:

1Лельцов A.B. Измерительные устройства для контроля ка ва нефтепродуктов. - I.: Химия, Ленингр отд-ние,I93L - 26'

2. Обновленский П.А., Мусяков Л.А., Чельцов A.B. Систем защиты потенциально опасных процессов химической технологии.' Химия, Ленихр, отд-ние,1978. - 224 с. '

3. Основы автоматизации химических производств/ Под.ред П.А. Обновленского, А.Л. Гуревича. - Л.: Химия, Ленингр.отд-ние, 1975. - 527 с.

4. Чельцов A.B. Нормирование точности анализаторов сост и свойств нефтепродуктов, - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1976.-64 с.

5. Чельцов А-В., Линден тум Я.М., Соколин Г.Ф. Опыт нор: рования надежности приооров контроля качества химической про, дни. - Л., Oö-бо "Знание" РСФСР, ЛО, ДЩТП, 1974. - 32 о.

6.- Чельцов А„В. Повышение надежности контрольно-измерит ных систем самоконтролем // Измерительная техника. - 1967.-№ 10.- С. 26-27.

7. Чельцов A.B., Линденбаум Я.М. Рациональная надежност измерительных устройств систем управления. - Л., Об-во "Знание:" РСФСР, ЛО, ЛДНТП, 1971. - 24 с.

8. Обновленский П. А.., Чельцов A.B., Линденбаум Я.М. Оптимизация требований к надежности систем автоматического ул^авления^установкой^платфорглннг // Приборы и системы управ

9* Чельцов А.В,/-Линденбаум Я.М. Определение целесообра показателей надежности анализаторов в системе" оптимального давления // Надежность и контроль качества.- 1970. - ü II.

10. Чельцов А.В,, Линденбаум Я.М, Выбор показателей над ности в практике проектирования поточных анализаторов качесз П Автоматизация и контрольно-измерительные приборы: Сб0-М,: ЦНИИТЭНефтехим, 1972; -Я 3, ~ СЛ3-17,

Но Анализ требований к точности и надежности яромышлев го хроматографа / Г.Ф, Соколин, A.B. Чельцов, Я.М, Лилденбау ГоС,. Донгоров // Автоматизация и контрольно-измерительные пс боры; CÖ, - М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1973» - № 7. - Со7-10о

12. Опыт нормирования показателей надежноста и регламента проверки промышленного хроматографа / Г.Ф. Соколин, М.И.Жутов-ский, A.B. Чельцов и до. // Автоматизация и контрольно-измерительные приборы: Сб.-М.: ЩЖИТЭНефтехим, 1973. - JS 10,- С.5-10.

13. Чельцов A.B., Линденбаум Я.М. Службы надежности приборостроительных организаций и качество продукции химико-технологических производств // Второй Всесоюз . науч. -техн. семинар по опыту работы служб надежности: Матер. - ¡А.:

Из-во стандартов, 1973. - С.91.

14. Определение необходимых характеристик точности некоторых анализаторов качества нефтепродуктов/ Л.В. Бачманова,

B.C. Иванов, Я.М. Линденбаум, A.B. Чельцов // Автоматизация и контрольно-измерительные приборы: Сб.-М: ЩШТЭнефтехим, 1974.

- ä 2. - C.II-I3.

15. Линденбаум Я.М., Чельцов A.B. Обоснование требований к точности и надежности приборов АСУ нефтеперерабатывающими процесса/ли // Приборы и системы управления. - 1974.-,'ё 12.-

C.8—10.

16. Связь между динамическими свойствами средств измерений и оезаварийностью химико-технологических процессов/

Я.М. Линденбаум, A.B. Чельцов, Л.А. Мусяков, П.А. Обновленский // Тез. докл. I Всесоюз. симпозиума по динамическим измерениям, 21-22 ноября 1974 г. -Л., 1974.-С.54-55.

17. Лабораторный полуавтоматический инфракрасный анализатор типа ЖКА-71/ В.М. Осипов, лучинский Ь.В., Григорьев В.Д.

и др.// ИвЬорм.листок. - Л.: ЛЦКТИ. 1975.-й 1259-75.-4 с.

18. Линденбаум Я.М., Чельцов A.B., Карасев И.С. Метрологические требования к промышленному анализатору фенолов в сточных водах П Горючие сланцы. - 1975. - J6 6. - С.42-48.

19. Не.чиров М.С., Чельцов A.B., Энгель И.С. Состояние и задачи метрологического обеспечения измерения состава и свойств нефти и нефтепродуктов // Развитие системы метрологического обеспеченна измерения расхода и количества веществ: Тез.докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. / Казанский филиал ВНИИФТРИ. -Казань. 1975. - С.83.

20. Метод оценки погрешности фотометра с птюболодготовитель-нщи системами/ А.И. Зимин, Я.М. Линденбаум, A.B. Чельцов и др. //Развитие системы метрологического обеспечения измерения расхода и количества вешеств: Тез.докл. Всесоюз.науч.-техн. конф. /Казанский филиал ВНИИФГРИ. - Казань, 1975. г- С.85-86.

21. Влияние средств измерения на безаварийное химико-технологических процессов/ П.А. Обновленский, A.B. Чельцов, Л.А. Мусяков, Я.М. Линденбаум //Развитие системы метрологического обеспечения измерения расхода и 'количества веществ: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. /Казанский филиал ВНШФГРИ.-Казань. 1975. - С.87.

22. Анализатор содержания нефтепродуктов в сточных водах и его метрологическая аттестация / В.М. Осипов, A.B. Чельцов, Я.М. Линденбаум и др.// Журн.прикл. спектроскопии. - 1976.

- Т.ХХУ, вып.2.- С.301-305:

23. Чельцов A.B., Линденбаум Я.М., Карасев И.С. Влияние достоверности измерительной информации на качество товарного фенола // Горючие сланцы. - 1976.-й 10. - С.28-33.

24. Чельцов A.B., Линденбаум Я.М. Метрологическая надажио сть измерительных устройств и качество переработки нефти // Метрология. - 1977 . - » 3 . - С.64-69.

25. Измерение температуры застывания полуавтоматическими лабораторном приборами /С.С. Наллей, В.И. Орловская, А.ВЛелы Г.Н. PevT // Автоматизация и контрольно-изм9рительн,,'Э приборы: Сб. - К.: ЩШТЭнефтехим, 1978. - № 7 . - С. 15-17.

26. Оценка метрологических характеристик приборов ЛФСВ-2 i АФСВ-I по результатам поомышленных испытаний / Автоматизация и контрольно-измерительные приборы: Сб. -М.: ЩИИТЭнефтехим, 1978. — Ii 12. — С IX—12.

27. Лабораторный прибор для определения фенола и крезола в маслах или рафиьатах типа ЛФМ-65 /Ю.А. Бцстровзоров, В.С.Ива Э.М. Малкова, A.B. ЧельцоЕ // Измерительная тохника. - 1981.9. - С. 71-72.

28. Еыстровзоров Ю.А., Иванов B.C., Чельцов A.B. Прибор д определения содержания летучих фенолов в сточных водах типа JIiCB-2// Измерительная техника. - 1983. - » 7. - 0.65-56.

29. Приборы для контроля содержания фенолов в оточных вод и их метрологииеское обеспечение /Ю.А. Быстровзоров, B.C. Ива A.B. Чельцов, Л.И. Злобин // Метрология - службам здоровья: Те докл. Республ.науч.-техн.совещ., 23-25 сентября 1980 г. - Борж 1980. - С.139.

30. Чельцов A.B., Иванов B.C., Оценка необходимой точност автоматических анализаторов качества нефтепродуктов // Аналит. приборостроение. Методы и приб. для анализа жид.сред: Тез.докл Всесоюзн. науч.-техн.Совещ. /НПО Аналитприбор. - Тбилиси,1980. - С.83.

31. Лванов B.C., Чельцов A.B. Опыт метрологического обосп анализаторов состава и сеойств нефтепродуктов // Измерительная техника.- I8&3. - )i II. - С.56 77.

32. Опыт разработки и внедрение КСУКП в условиях конструр торской организации/ А-'И.Зимин, B.C. Иванов, •Н.М. Бесноватый,

A.B. Челитов // Экономика, организация и управление в нефтепег рабатываодей промышленности: Сб.- М: ЦНИИТЭнефтехим, 1981.-й 1 С.2-4.

33. Чельцов A.B., Реут Г.И. Метрологическое обеспечение средств измерений содержания нефтепродуктов в сточной воде // Измерительная техника. - 1983. - № 5, - С.68-69.

34. Чельцзв A.B. К вопросу о нормировании метрологические характеристик измерительных устройств для контроля состояния криоодной среды //Технические средства для Государственной системы контроля природной среды: Тез.докл. Всесоюз. науч.-тез совеш. / ЦКБ ГМП. - Обнинск, 1981. - С.57-58.

35. Программа комплексной стандартизации в-области государственного водного кадастра и государственного учета вод

/ В,А. Румянцев, Устюжанин Б.С., Курдан Р.Д., Чельцов A.B. // Стандартизация в области охраны природы и рационального ьспол] зовакия природных ресурсов: Тез.докл. Всесоюз. симпозиума / ВНИИС. - Рига, 1982- - С- 82-83,

36. Метрологическое обеспечение средств измерений гидрол< гических характеристик; Труды ГШ /Под-ред- А,В, Чельцова-JL Гидрометеоиздат, 1986- - Вып. 310.-84 Се

37- Рабочий эталон для средств измерений скорости водног< потока в диапазоне 0,005-7,ООО м/с /А.В„ Чельдов, Ю„Б,Вахраме<

B.А. Кузьмин идр- // Метрологическое обеспечение средств измерений гидрологических характеристик? Труды ГГИ/Под.ред.

A.B. Чельцова- -Л„; Гидрометеоаздат,19&6--ВыПо 3IU.-C„3-I3c

38. Бурцев П.Н. ,■ Чельцов A.B. К вопросу о нормировании метрологических характеристик речных вертушек // метрологическое ооеспечениэ средств измерений гидрологических характеристик: Труды ITH/Под. ред. A.B. Чельцова. - Л.: Гидрометеоиздат,1986.-Вш. ЗГО. - С.31-47.

ЗЭ. Чельцов A.B., Коробко A.C. Оптимизация поверок измерительного оборудования градупровочпих бассейнов // Метролохичэскоэ обеспечение средств измерении гидрологических характеристик: Труды ГШ/Под.ред. A.B. Чельцова.- Л.: Гидрометеоиздат,1986, Вчп. 310. - С.47-52.

4ü. Чельцов A.B. Метрологическое обеспечение гидрологических наблюдений (ключевой доклад) // Система гидрологических наблюдений и водный кадастр. - А.: Гидрометеоиздат, 1989. -Т.З. - С.429-443.

41. Чельцов A.B. Печкурова Т.В., Кокоулина E.G. Исследование межповерочных интервалов гидрометрических вертушек У/ Система гидрологических наблюдений и водный кадастр.- Л: Гидрометеоиздат, 1989. - Т.З.-- С.450-457.

42. Шович'е.Б., Чельцов A.B. Лабораторные я автоматические ак "лзаторы для нефтехимичеспой промышленности // Докл. межд. кон«. ИМВКО МЕРА-90, 30 парта - 5 алроля 1990 г. - М.,-1990.-

С.315-323

43. Чельцов A.B. Регламентация требований к измерительным приборам контроля экологической безопасности технологических процессов // Электронная техника. - 1990. - Внп.5 (142). -

С 19-21

44.*А.С. 1638639 СССР, М)КИ & 01 Р 21/00. Устройство для ' градуировки измерителей скорости водного потока /П.Н.Бурцев, А^ВГЧельцов (СССР). - А 4437478/10; Заявл. 08.04.88;

Опубл. 3U.03.9I, бюл. Л 12. - 2 с. . '

45. Чельцов A.B. К вопросу о создении мониторинга экологи-* ческой безопасности промышленных производств // Матер. Всесоюз. науч.-техн. сонференциа "Методология измерений , 11-13 июня 1991 г. Л., 1991 . - С.181.

46. Чельцов A.B. Роль измерительных приборов в обеспечении экологаческой безопасности технологических процессов // Техника средств связи: Сб. - Одесса: ЦООНТИ "ЭКОС" , 1991. - Вып.Х.-

С. 3-12.

47. Чельцов A.B. Некоторые проблемы контроля экологической безопасности технологических процессов // Экология и аналитическая химия: CS. - Л. Об-во "Знание" РСФСР, ЛО, Л1ЩГ11,1991. - С.7-9.

48. Чельцов A.B. Контроль потенциально опасных для окружающей, среды технологических процессов. - Л., Об-во "Знание" РСФСР,

ЛО, ЛДНТПД991. - 20 с.

49. Чельцов A.B. Современное состояние проблемы метрологического обеспечения средств измерений гидрологических характеристик //уВсесоюзн.гидрологический съезд: Тез.докл.-Л.:Глдрометеоиздат, I&36.- С.86-87Г

50. Чельцов A.B., Печкурова Т.В., Кокоулниа Е.С. Исследование мегповерочных интервалов гидрометрических вертушек // у Всесоюз, гидрологический съезд: Тез.докл. - Л.: Гидрометеоиздат,

18.02.92г.Зак.60-80.РШ ЛТ^Иосеовсгзй пр.е26.