Використання математичної моделі для оптимізації динамічних параметрів процесів виробництва аміаку
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2022-275-5-49-54Ключові слова:
математична модель, адаптація моделі, реактор, автоматизована система регулювання, оптимізаціяАнотація
У роботі розглядається питання розробки математичної моделі, яку можна застосовувати як для оптимізації технологічного процесу, так і для автоматизованої системи регулювання. Переваги такого підходу наступні: він грунтується на об’єктивних даних, що формує сам об`єкт керування; достатньо проста реалізація такого підходу; отримання адекватної і точної математичної моделі.
Дослідження проводиться для оптимізації технологічного процесу та автоматизованої системи регулювання, що розглядається.
Адаптація моделі буде забезпечувати ефективність обох стратегій керування. Для досягнення оптимальної динамічної моделі вирішувалися наступні завдання:
- буула розроблена інформаційно-логічну схему взаємозв’язків між параметрами технологічного процесу, що розглядається;
- складена математичні моделі газового реактору за концентрацією цільового компонента та за температурою.
Отримана динамічна модель дозволяє адекватно описати характер зміни параметрів у діапазоні, які значно перевищує регламентні границі. Це особливо важливо при застосуванні її в системах контролю безпеки реактора й технологічних тренажерах.
В результаті досліджень встановлено, що урахування в моделі процесу хімічної реакції дозволяє контролювати такий складний параметр як зміна активності каталізатора. Це характеристика здатності каталізатораприскорювати хімічну реакцію. Каталітична активність визначається як різниця між швидкостями однієї і тієї ж реакції в даних умовах за присутності каталізатора та без нього або як відношення цих швидкостей. Каталітична активність залежить від природи та кількості активних центрів, які беруть участь в каталітичному процесі. В ідеальному випадку, коли всі активні центри каталізатора беруть участь у каталізі, каталітична активність — максимальна кількість молекул, що прореагували на одному активному центрі за одиницю часу. Цей показник є дуже важливим при визначенні необхідності адаптації моделі. Адаптація моделі одночасно забезпечує її адекватність як у системі оптимізації, так і у автоматизованої системі регулювання. Що є суттєвою перевагою, бо дозволяє використовувати одну математичну модель в декількох випадках, що, в свою чергу, є більш доцільним з економічної точки зору.
Посилання
1. Амелин А.Г. Общая химическая технология [Текст] / А.Г.Амелин, А.М.Кутепов – М.: Химия, 1977. – 324 с.
2. Стенцель Й.І. Автоматизація технологічних процесів хімічних виробництв: Підручник [Текст] / Й.І. Стен-цель, О.В. Поркуян - Луганськ: вид-во Східноукр. нац. ун-ту ім. В. Даля, 2010. – 300 с.
3. Математичне моделювання технологічних об’єктів [Текст] : Підручник / О.Б.Целіщев, П.Й.Єлісєєв, М.Г.Лорія, І.І.Захаров – Луганськ. Вид–во Східноукр. нац. унів. ім. В. Даля, 2011. – 421 с.
4. Принципы математического моделирования химико-технологических систем [Текст] / В.В.Кафаров, В.Л.Перов, В.П.Мешалкин и др.– М.: Химия, 1974. - 344 с.
5. Spatial Self-Organization in One Process of Chemical Technology [Text] : International Conference on Differential Equations and Dynamical Systems., 1-4 August 1997. Canada. Watérloo : 1997. - P. 166.
6. Thermal Spots in an Industrial Packed Bed Catalytic Reactor [Text] : Year 2000 International Conference on Dynamical Systems and Differential Equations (ICDSDE) Abstracts Book. USA, Kennesaw, 2000. - P.81.
7. Абдалхамид, Д. Система экстремального управления многополочным реактором с моделью[Текст] / Д. Абдалхамид, М.Г. Лория, А.Б. Целищев, П.И. Елисеев // Вісник СНУ. - 2012. - №15(186). - ч.2. - С.152-156.
