Контроль состояния объекта с учетом неопределенности по запасам катализатора
Скачать 45.81 Kb.
|
КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ПО ЗАПАСАМ КАТАЛИЗАТОРАГоловлев Д.В.доц., к.т.н. Скарга-Бандурова И.С.Технологический институт ВНУ им. В.Даля (г. Северодонецк)Одной из характерных особенностей сложных систем, в том числе и объектов химической технологии, является наличие параметров, не подлежащих прямому измерению, но в значительной степени влияющих на характеристики процессов в них протекающих. В качестве предмета исследований выбрана одна из распространенных в химическом производстве причин отклонений технологических переменных – потеря активности катализатора. Следует отметить, что количественные и качественные характеристики катализатора являются не измеряемыми, следовательно, граница между начальным и предельным состоянием является нечеткой, что в значительной степени затрудняет использование традиционных подходов. В подобной ситуации, замена неточно заданных величин на детерминированные изрядно усложняет процедуру расчета и приводит к необходимости итерационного подбора для получения приемлемых результатов. Кроме того, в состав параметров и коэффициентов уравнений входят одновременно величины с различным характером неопределенности: интервальные, нечеткие, стохастические, эвристические. Учитывая тот факт, что аппарат теории нечетких множеств и особенности операций позволяют отбраковывать некритические ограничения для конкретного режима системы, становится возможным реализация задачи контроля состояния в постановке.[1] Пусть для некоторого подмножества  параметров известны значения, которые приняли параметры x(t), tTH. Значения остальных параметров x(t) из множества  неизвестны. Контроль состояния объекта заключается в том, чтобы на основании наблюдения, моделируемого отображением  принять разумное решение о допустимости или недопустимости состояния системы в целом.Для решения задачи контроля при ограниченном наборе наблюдаемых параметров использована стратегия учета наихудшего нарушенного ограничения для исключения неактивных ограничений. В этом случае становится логичным использование функций допустимости компонент в виде нормализованных функций принадлежности и операция принятия решения для нечетких множеств, по существу, сводится к синтезу общего критерия, как функции исходных критериев, отражающих эффективность и допустимость работы системы. Таким образом, для решения задачи контроля состояния системы при ограниченном наборе наблюдаемых переменных на подмножестве  пар взаимосвязанных параметров необходимо представить локальные функции допустимости  в виде частных критериев  . Тогда решение задачи может быть представлено в виде:
Функция должна быть инвариантна по отношению к изменению масштаба любого критерия. Это требование может быть удовлетворено за счет использования процедуры нормализации частных критериев.[2] Рассмотрим решение задачи для производств, использующих в технологическом цикле компоненты, активно изменяющие скорость протекания химических реакций. Глобальным условием включения в список контролируемых осложнений ухудшения характеристик катализатора (Хк) является увеличение массовой доли реагирующего вещества (либо уменьшение массовой доли выходного) в готовом продукте. На основании экспериментальных данных определено, что в отсутствие нарушений в технологических связях при регламентном уровне входных воздействий предельное состояние системы может быть следствием:
Алгоритм оценки характеристик катализатора основан на расчете допустимости температурных режимов и количественной оценки активного слоя катализатора. По (1)  определяется как    . Функция, характеризующая риск спекания катализатора представлена в виде:
где  – регламентное значение температуры,  – максимально допустимое значение температуры в контактном аппарате.Тогда функция принадлежности для допустимых режимов работы контактного аппарата имеет вид:
Построенный по (3) критерий является показателем степени принадлежности определенного режима работы системы к подмножеству допустимых или эффективных режимов. В целях получения количественной оценки активного слоя катализатора построена нечеткая модель с использованием уравнения материального баланса . Общее уравнение материального баланса по каталитическим характеристикам имеет вид:
где ^ – текущее количество активного катализатора, Qkmax – количество катализатора на момент запуска системы, Qkmin – количество катализатора, при котором дальнейшая эксплуатация не эффективна. [4] Полный алгоритм оценки и пример реализации представлены в докладе. В заключение стоит отметить, что разработанная модель учета запасов катализатора позволяет дополнить общий список контролируемых состояний осложнениями, проявляющимися при постепенной потере активности катализатора. Более того, расчет общего критерия эффективности позволяет учитывать нарушения которые имели место в предыдущие моменты времени, например нарушения температурного режима. Известно, что при значительных отклонениях температуры происходит спекание катализатора – процесс необратимый. В подобных условиях оценка допустимости работы системы позволяет значительно сократить расход сырья и время на попытки восстановления параметров за счет вывода рекомендаций по своевременной остановке и перезапуску производства, либо снижению нагрузочных характеристик по сырью, что допускает работу производства в соответствующих щадящих режимах. Литература:
|
.
,Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Стоимость объекта недвижимости по этому методу равна средневзвешенной цене аналогичного объекта с учетом поправок, учитывающих его... |  | Полная неопределенность – когда известны только возможные состояния объекта и нет ни одного факта считать, какое из них наиболее... |
| Неопределенность и ее виды. Полная неопределенность, частичная неопределенность. Полная определенность. Условия неопределенности... | | Редлагается совершенствование классификации облика транспортных систем путем выделения четырех типов мультимодальных транспортных... |
| Разработка экономико-математической модели с учетом факторов неопределенности | | В данной статье рассмотрено влияние ситуации неопределенности в экономике. Приведено различие между субъектами предпринимательской... |
| Надежность и безопасность работы систем электроснабжения во многом зависит от состояния изоляции электрической сети относительно... | | Контроль в широком понимании – это процесс, который должен обеспечить соответствие функционирования управляемого объекта принятым... |
| Часто сетевой график строится так, что расположение вершин по горизонтали соответствует времени достижения состояния, соответствующего... | | Контроль – это система наблюдений и проверок, соответствия процесса функционирования объекта управления, принятым управленческим... |