книги из ГПНТБ / Шах, А. Д. Вопросы экономики автоматизации химического производства учеб. пособие

- 138-

новные потери /в сумме не менее 90% всех потерь/, во-вторых,

работка и установка соответствующих приборов.

Приборы, замеряющие потери, могут определять либо процент по­

терь с последующей обработкой замеров и расчетом величины потерь

вне прибора, либо сразу определять абсолютное количество потерь.

Точность определения расходного коэффициента по приборам первого типа и по расходомеру, установленному на суммарном потоке_, не со­ поставимы в силу разного назначения и характеристик приборов. Что касается приборов второго типа, следует отметить, что при их при­

менении как абсолютная, так и относительная предельная погрешность

/отношение предельной абсолютной погрешности к самой измеряемой

величине/ измерения расходного коэффициента уменьшились оы.

Это предположение основано на том, что предельная абсолютная

погрешность суммы слагаемых с одинаковой предельной абсолютной

слагаемых.

В применении к показаниям приборов это.может быть интерпрети­ ровано таким образом, что абсолютная и относительная суммарные предельныё погрешности приборов, измеряющих потери по месту их возникновения в процессе, меньше соответствующих погрешностей при­ бора, измеряющего расход сырья на суммарном потоке. Последнее по­ ложение можно проиллюстрировать следующим образом:

Пусть имеется прибор 2 > измеряющий расход сырья, поступающе­ го в данный процесс, причем за начальную точку шкалы принят тѳо-

- 1 3 9

иетически необходимый расход сырі,я, с учетом механических по­ терь, а отклонения стрелки показывают суммарную величину техно­ логических потерь в процессе

Очевидно, что если класс точности перечисленных приборов оди-

н, каждый из них дает одну и ту же предельную относительную

" м'рчсиіность измерения.

Вследствие этого предельная абсолютная погрешность прибора 2

определенная по его относительной погрешности, численно равна

сум(і«з предельных абсолютных погрешностей с/ приборов

n e : ü ( z ) - предельная абсолютная погрешность одного прибора.

При статистической оценке погрешности суммы приборов /коли­

чество слагаемых Q, - 2 > 3 / получим, как показано выше

У '

где: А U ~ предельная абсолютная погрешность суммы приборов.

Следовательно & (l/ ) A А(і/] / ИЗ /

т.е. предельная абсолютная погрешность суммы приборов, измеряю­ щих составляющие материального потока, меньше абсолютной погреш­ ности прибора, ивмеряюіцеі’о суммарный материальный поток.

~ І'Ю ~

Это ле положение справедливо и для суммарной предельно:'! отно­

/ Ш /

£ £ . ь ,

і--/ 2*3

Суммарная предельная погрешность ^ приборов монет Сыть пред­

ставлена в следующем виде:

не потерь приводит к получению результатов с меньшей как абсолют­ ной, так и относительной предельной погрешностью по отношению к существующему в настоящее время способу измерения.

Работы по определению величины потерь на отдельных технологи­ ческих участках начинают проводиться на предприятиях. Гі частности на одном из заводов ОК в цехе эмульсионной полимеризации были выявлены технологические участки процесса, на к о торых потерн сос­ тавляют в сумме более ВТ/ общих потерь стирола и 20) потерь ди­ винила. Полное выявление мест потерь станет возможным при разра­ ботке соответствующих анализаторов. Ряд приборов для определения потерь находится в стадии разработки. Так, например, .для произ­ водства синтетического каучука разрабатывается прибор для опре­ деления содержания каучука в сточных водах, стирола в кубовой

~ M P

а- количество фузельной воды, сбрасываемой в сутки,

мэ/сутки;

т- число суток работы производства в году;

Э3 0,008.144.355.0,8.332 = 109 тыс.руб/гол.

13. Некоторые предпосылки экономически аффективного функционирования систем автоматического управле­

ния химическим п р о и з в о д с т в о м . Роль оператора з системах автоматического управления

Рассмотренные вопросы рациональной организации оперативного управления относятся к сложному комплексу проблем технического и экономического характера, без реоіения которых не мокет быть обес­ печено эффективное функционирование систем автоматического управ­ ления химическим производством с применением вычислительной тех­ ники.

Одной из подобных проблем является разработка математических описаний и алгоритмов уярэгяезия хзпагеееххми производствами, лв-

143 ~

томатизированная система управления призвана превратить произ­ водство в "единый организм с обшей целью функционирования, кото­ рой должна быть подчинена частная оптимизация подразделений"

ДІ9/. для осуществления, такой задачи представляется необходи­ мой полная формализация производственных процессов.

Принципиальный подход к нормализации химических процессов мо­ жет быть лиоо детерминированным /изучение физико-химических за­ кономерностей/, либо кибернетическим /применение эксперименталь­ но-статистических методов исследования/, Работы по созданию ма­ тематических описаний сейчас ведутся в обоих направлениях, В част"

кости,создается альбом математических описаний типовых процессов на основа их физико-химических закономерностей в МХТЙ им. Д.И. ;.'!еш;с-"еева и других организациях. Однако, поскольку химическое производство представляет собой "очень сложную вероятностную сис­ тему” /согласно классификации кибернетических систем О.Бира /119/

с многочисленными взаимозависимыми параметрами, подверженную дей­ ствию неконтролируемых возмущений, изучение его детерминирован­ ным путем чрезвычайно сложно и трудоемко.

Второе направление создания математических описаний представ­ ляется в настоящее время наиболее перспективным для химических ппоцессов. иднако описания, полученные экспериментально-статисти­ ческими метода,'ѵш на конкретных объектах, не всегда могут быть обобщены и применены к процессам аналогичного типа. Таким обра­ зом, задача полной формализации и алгоритмизации химических про­ изводств в целом в настоящее время еще не решена окончательно.

Однако в 1967 году для производства синтетического каучука уже рекомендованы к промышленным испытаниям алгоритмы оптимального

- J M

управления производством стирола, процессами полимеризации кау­ чука типа і:КД и Ш І О - ЗОАРКІѵІ, процессом дегидрирования бутана.

Ие менее важной проблемой является повышение точности выпус­ каемых нашей промышленностью контрольно-измерительных приборов,

которые служат элементами системы управления. Н настоящее время предельные относительные погрешности расходомеров, датчиков тем­ пературы и давления составляют ±2-5%, анализаторов состава

-*3-І0/. Погрешность определения себестоимости при этом достига­ ет ± 5% и более, в длинной технологической цепи совокупность оши­ бок, обусловленных недостаточно высокой точностью измерительных приборов, может сделать недоступным эффективный контроль произ­ водства. Так, снижение величины себестоимости в пределах, не пре­ вышающих погрешность ее определения, не может быть достоверно выделено на фоне этой погрешности и поэтому невозможно утверждать что достигнутое снижение является результатом эффективности при­ меняемой системы управления.

Для создания эффективных систем оптимального управления необ­ ходимы приборы с классом точности на 1-2 порядка выше существую­ щих. При таком условии класс точности датчиков и УВМ будет соиз­ мерим, и преимущества последних бмогут быть более полно исполь­ зованы для. улучшения качества управления. Так, за рубежом ведут­ ся работы по созданию датчиков класса точности 0,5 с доведением его в перспективе до 0,1% /65/.

Отечественная приборостроительная промышленность имеет возмож­ ность в ближайшее время достпгунть такой ко степени точности дат­ чиков. Повышение точности нрибороп, в частности, может быть доо-

- M S

аінуто усовершенствованием методов измерения и устранением мет­ рологических условностей. Эти условнооти заключаются в измерении приборами вместо указываемой величины однозначно,с некоторым до­ пущением, зависящего от нов свойства /например, измерение перепа­ да давления вместо расхода, теплопроводности вместо ооотава газа,

измерение окорооти распространения ультразвука вместо степени по­ лимеризации и т.д./. Они приводят к систематическим погрешностям,

которые составляют 70-90/ суммарных погрешностей измерения пара­ метров и показателей процесса. Устранения таких погрешностей мож­ но достигунть, если выражать обобщенный показатель процесса че­ рез непосредственно измеряемые физичѳокиѳ величины /120/.

Точность преобразователей информации в оистѳмах управления также должна быть не менее 0,1/, в то время, как некоторые оте­ чественные преобразователи /типа ПЭ-55ф, ППП-І/ имеют погрешность преобразования сигналов 0,5-1/.

Существенной причиной медленного внедрения ВМ для управления химическим производством в настоящее время является также недос­ таточно высокая надежность как средств., контроля и измерения, так и самих машин. Приборы, выпускаемые рядом заводов, не всегда удов-*

летворяют предъявляемым к ним требованиям надежности, в результа-,

те чего в ряде случаев возникает необходимость в ремонте, настрой-і

ке и регулировке еще до установки на производстве.

Для создания эффективных систем управления производством эле­ менты срѳдотв автоматики должны обладать надежностью порядка

3-5 тыс. суток наработки на отказ. Низкая надежность средств ав­

146 -

томатики на данном этапе приводит к большим потерям вследствие частных отказов. Так, например для производства аммиака потери на один отказ составляют от 20 до 3700 руб. /120/. У некоторых

машин, устанавливаемых на производстве /УМ-І, МППИ и др./, недос­ таточно разработаны выходные устройства, согласуемые с органами управления процессом, что затрудняет использование этих машин в качестве управляющих, ß связи о этим^З^тановлеішы* на химичес­ ких производствах вычислительны# машины работает пока в системе сбора информации /на Новомосковском, Северодонецком, Иркутском,

Пекинском, Руставском химкомбинатах, Горловском азотно-туковом заводе и др./. В 1968г. на Куйбышевском и Ефремовском заводах СК предполагалось использование машин УМ-І уже для оптимизации про­ цессов.

Еще одним существенным фактором, затрудняющим на данном эта­ пе аффективное управление химическим производством с помощью Ш ,

является применяемая технология проведения анализов, предполага­ ющая отбор пробы и анализ ее в отрыве от основного потока мате­ риала, Причина такой организации контроля заключается в отсутст­ вии необходимых анализаторов состава и трудности их разработки,

Так, на одном из заводов СК общее число проводимых в сутки ана­ лизов - 230. При этом автоматические анализаторы /хромо«гографы ХТ-2М/ применяются только для следующих анализов:

I. Состав дивинила - ректификата и содержание дивинила в газе после Скрубберов - 12 анализов;

. 2. Состав изобутилена и хлористого этила /производство бутил-

каучука/ -12 анализов.

-m

3.,'оетав диаагшла - концентрата, дивинила - возврата, бути­

леновой и 'ропан-протиленовой фракций, растворителя полимериза­ ции - 30 анализов. Таким образом, автоматически осуществляется лишь 20% В' ех проводимых анализов. Примерно такая же картина и на некоторых других заводах СК. Подобная система контроля приво­

дит к тому, что информация о составе материала поступает периоди­ чески и с запаздыванием. При этом величина запаздывания опреде­ ляется двумя составляющими: Tj - периодичностью анализа и

Tg - длительностью анализа.

Вследствие запаздывания информации о составе и качестве обоб­ щенные показатели процесса могут определяться лишь в интеграль­ ной форме для соответствующего отрезка времени, в связи с чем возникают затруднения в реализации технических возможностей вы­ числительных машин для оперативного управления. Так, например, в

процессе эмульсионной полимеризации выходными параметрами, опре­ деляющими качество латексов и каучуков, являются конверсия /сте­ пень полимеризации/ и пластичность каучука /показатель Дефо/.

Анализы этих показателей до настоящего времени на ряде заводов проводятся в цеховых лабораториях, лнализ конверсии /по сухому остатку/ проводится один раз d шесть часов. Продолжительность анализа вместе с подготовкой пробы составляет 30 минут. Очевидно,

что регулирование технологического режима, определяющего конвер­ сию, может осуществляться не чаще, чем один раз в семь часов.

Между тем скорость изменения конверсии в батарее за I час может достигать 3,5/, а за 7 часов конверсия может измениться на 10- -15/. По расчетам Воронежского филиала ОКБА, увеличение средней