СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИЙ

СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИЙ
Полезная модель относится к области химической технологии, а именно, к системам управления химическими производствами.
В настоящее время для получения химических композиций используют комплексы, в которые, как правило, входят емкости для хранения исходных компонентов, блок смешения или реактор, соединенный с вышеуказанными емкостями трубопроводами или иными линиями доставки и блок хранения готового продукта. Как правило, указанная система снабжена контрольно-измерительными приборами и приборами управления. (Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии.- М.: Химия, 1978, с.9-29).
Прототипом заявляемой полезной модели является реакционный комплекс для нефтехимического производства, в частности производства топливных смесей, включаюш;ий в себя комплекс подготовки и хранения исходных компонентов (БИК), реакционный блок (РБ), в котором получают конечный продукт и емкости для его хранения (ЕКП). БР1К, РБ и
МКл. G11B5/00
ЕКП связаны трубопроводами или иными линиями транспортировки продукта (ТБ), а также снабжены комплексом измерительных приборов и управляющих устройств (КИПиА) - различными датчиками, контрольноизмерительной аппаратурой, а также аналитическим блоком (АБ) (Справочник нефтехимика. Т.1/Под ред.С.К.Огородникова.- Л.:Химия, 1978, с.44-117).
Недостатками прототипа является проблема оперативного контроля за ситуацией, проблемы связанные с погрешностями КИП, что приводит к излишним затратам ресурсов и соответствующим экономическим потерям и не позволяет вносить оптимизирующие коррективы в ходе процесса.
Задачей, решаемой авторами являлось создание усовершенствованной системы получения химических продуктов, позволяющей вносить текущие коррективы в процесс и улучшить экономические показатели действующих производств.
Задача решалась путем включения в комплекс химического производства дополнительно автоматизированной системой управления (АСУТП), связанной с УСИ, и информационно-управляющей системы. Информационно-управляющая система (ИУС) связана каналами связи (КС) с АСУТП и включает в себя блок передачи информации (БПИ), блок расчета (БР), базу данных (БД) и блок принятия решения (БПР).
Общая схема предлагаемой системы представлена на фиг.1,. где введены следующие обозначения:
1-комплекс подготовки и хранения исходных компонентов (БРЖ);
2-реакционный блок (РБ);
3-емкость хранения конечного продукта (ЕКП);
4-трубопроводы или иные линии транспортировки продукта (ТБ);
5-комплекс измерительных приборов и управляющих устройств (КИПиА), включающий датчики, приборы и аналитический блок;
6-автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП);
7-информационно-управляющая система (ИУС) на базе локальной компьютерной сети химического производства.
имеет в своем составе электронно-вычислительную машину (ЭВМ) и связан с помощью КС 8 с аналитическим блоком АБ 9 и РТУ С 7.
ИУС 7 включает в себя БПИ 10, связанный каналом обратной связи с АСУТП 6, БР И, БД 12 и БПР 13. БР И в свою очередь может включать блок сопоставления данных (БСД) 14 и расчетный блок (РСБ) 15, связанные друг с другом каналами обратной связи. БР связан с БПИ 10 и БД 12; а БД 12 связана каналами обратной связи с БР 11 и БПР 13. Входящие в состав ИУС 7 блоки должны отвечать ряду специфических требований: в частности,
БР 11 выполнен таким образом, что он способен осуществлять решение задачи линейного программирования по определению оптимальных условий процесса с учетом допустимых погрещностей устройств КИПиЛ 5 вида:
±м,  м„ ±у,  у„ Хм,.(чГ-)о, t,)o,
;  1/  1(  1/  1
,.(ьг-ь-п о, , p---v M,p---v, j  Q,...,n,
(1
™х     тах  rnin
222
Mj - масса; F - объем при стандартных условиях; PJ - плотность при стандартных условиях; Mj  р  V- а - свойство, аддитивное но массе;  - свойство, аддитивное но объему; ,...,«; k  ,...,K /  ,...Д. 7 - коэффициент относительного изменения допустимых вариаций масс.
Система работает следующим образом (работа системы показана на примере комплекса получения топливной смеси из отдельных ингредиентов).
Ингредиенты топлива поступают в БИК 1, где их исходные свойства регистрирзтотся датчиками КИПиЛ 5 и, при необходимости, приборной базой АБ 9. Информация о свойствах по КС 8 поступает в АСУТП 6, а затем передается в ИУС 7, где она через БП 10 поступает БСД 14 и БД 12.
исходных ингредиентов в БР1К 1 регистрируются и передаются в БСД 14 аналогичным образом. В ЕКП 3 количество и свойства продукта регистрируются датчиками КРШиА 5 и, при необходимости, приборной базой АБ 9. Информация о свойствах по КС 8 поступает через АСУТП 6 в ИУС 7, где она через БП 10 поступает БСД 14. Два пакета информации от БИК 1 и ЕКП 3 сопоставляется в БСД 14, где осуществляется расчет статей прихода и расхода материального баланса процесса. Полученные данные передаются в РСБ 15, где осуществляется расчет необходимых корректив режима технологического процесса. Как правило, для рещения данной задачи с помощью метода линейного программирования решают систему уравнений следующего вида:
XM,MO, Y.V,V,, ;М,.(«:Г-«7)0, М,.(а-:-аГ} 0,
t, -(ЬГ )о, Х  W )о, р;-  -v, j  Q,...,n,
д шах   min М ™ + М ™ М Г - М  -Y - -- Мi- 7-
222
М. - масса; Vj - объем при стандартных условиях; PJ - плотность при стандартных условиях; Mj  р  V  - свойство, аддитивное по массе; bj, - свойство, аддитивное по объему; у  0,..,п; k  ,...,K; ,...,L. у- коэффициент относительного изменения допустимых вариаций масс.
Полученная задача характеризуется меньшей размерностью и, главное, является линейной, что позволяет использовать для ее гарантированного решения высокопроизводительный и надежный симплекс-метод.
Дальнейшее существенное понижение размерности задачи может быть осуществлено путем замены переменных по формулам:  М,-рГ-У, . ,
/i    n -
При этом функциональные ограничения второго рода преобразуются в канонические ограничения первого рода. В качестве целевой функции
используется параметр, задающий относительную ширину допустимой полосы разброса значений масс.
Результаты расчетов из РСБ 15 передаются в БД 12 и в БПР 13. На базе полученной информации БПР 13 выдает коррективы по управлению технологическим процессом, которые через БПИ 10 поступают в АСУТП 6 и далее реализуются соответствующими устройствами. Записи результатов расчетов режимов в БД 12 могут быть в дальнейшем использованы на следующих циклах работы установки для оптимизации производства.
В настоящее время заявляемая система реализована в нефтехимических производствах.