Дослідження доцільності використання дискретної системи керування з моделлю вузлом охолодження та конденсації у виробництві аміаку
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2023-278-2-112-118Ключові слова:
апарат повітряного охолодження, математична модель, виробництво аміаку, оптимальні параметри процесу, оптимізація, дискретна система керування, економічна доцільність, ступінь дискретизаціїАнотація
аміаку полягає у пошуку оптимальнихпараметрів і умов роботи для досягнення певних цілей або максимальної продуктивності процесу при обмежених ресурсах та обставинах.
В даній роботі запропоновано використання дискретної системи керування з моделлю апаратом повітряного охолодження (АПО) й проведено аналіз економічної доцільності використання вищезгаданої системи.
В результаті такого аналізу встановлено, чи підходять наближені розв'язки для використання у практичних застосуваннях або чи потрібно використовувати більш точні методи розв'язування.
По-перше було обрано оптимальний ступень дискретизації (0,5℃), який, з одного боку забезпечував якомога більш точне вираховування дрібних змін величини, а з іншого – не призводив до збільшення кількості можливих станів або комбінацій, що значно підвищує обчислювальну складність задачі, особливо при роботі зі складними математичними моделями.
По друге, доведено доцільність та ефективність використання дискретної системи керування з моделлю вузлом охолодження та конденсації при врахуванні забруднень як збурюючи координату в автоматизацій ній схемі апарата повітряного охолодження. Це забезпечує більш ефективне та точне керування процесом за рахунок зміни режимів роботи вентиляторів чи інших систем охолодження в залежності від рівня забруднення. При збільшенні рівня забруднення система автоматично підвищує оберти вентиляторів або змінює параметри охолодження для компенсації зменшення ефективності теплопередачі.
По-третє, проведено розрахунки економічної доцільності використання дискретної системи .
Для розрахунків економічної доцільності були використані наступні допущення:
- Потужність одного вентилятора N = 100 кВт (згідно регламенту).
- Вартість електроенергії С 4,06 грн за 1 кВт (середнє значення в Україні для підприємств).
- Тривалість роботи агрегату в теплий період року, Н - 5000 годин/рік (зазначено у тексті).
- Кількість можливих комбінацій вентиляторів, К - 256 (як обговорювалося раніше).
Максимальна економія, згідно цим розрахункам, тановить 2,7млн грн..
Посилання
1. Оптимальне керування вузлом охолодження і конденсації газопродуктової суміші у виробництві синтезу метанолу / [М. Г. Лорія, О. В. Поркуян, О. Б. Целіщев, П. Й. Єлісєєв] // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – 2019. – №2(250)– С. 54 – 59.
2. Energy Efficiency Enhancement in Discrete Manu-facturing Process with Energy Use Parameters / [ Juhani Heilala, Krzysztof Klobut, Tapio Salonen, Paula Jarvinen] // VTT Technical Research Centre of Finland, P.O.Box 1000, FI-02044 VTT, Finland/ - 2011
3. Design and Implementation of a Discrete-Time Proportional Integral (PI) Controller for the Tem-perature Control of a Heating Pad/ [Pathan Fayaz Khan , S Sengottuvel , Rajesh Patel , K Gireesan, R Baskaran , Awadhesh Mani ] // https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29746801/ – 2010.
4. Optimal Control Problem of Converter Steelmaking Production Process Based on Operation Optimiza-tion Method/ [Jun Zhang] // Discrete Dynamics in Nature and Society – 2015.
5. Digital twin-based designing of the configuration, motion, control, and optimization model of a flow-type smart manufacturing system/ [Qiang Liu , Jiewu Leng, Douxi Yan , Ding Zhang , Li-jun Wei, Ailin Yu, Rongli Zhao, Hao Zhang , Xin Chen ] // Journal of Manufacturing Systems. – 2021. – №58(B)– С. 52 – 64.
