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

- 148 -

конверсии на один процент в результате сокращения колебаний мо­ жет обеспечить экономию на одном из заводов СК в размере более

185 тыс.руб. в год. Источниками экономии, не говоря уме о повыше­ нии однородности выпускаемого каучука, являются увеличение произ­ водительности цеха полимеризации и сокращение расходов энергоре-

сурсов и химикатов в ризультате уменьшения рециркулирующих моно­ меров. Ультразвуковые автоматические регуляторы конверсии ИСПУ-2,

с помощью которых представляется возможной реализация такой эко­ номии, пока еще находятся в стадии испытания и наладки. Пластич­ ность каучука регулируется изменением дозировки модификатора

/регулятора/, в качестве которого применяется дипроксид. Дипрок-

сид подается в каждый нечетный и последний аппарат всех полиме-

ризационных батарей. Необходимая пластичность достигается лишь при определенной дозировке дипроксида в зависимости от рецепта полимеризующейся смеси и других параметров процесса, дозировка должна корректироваться с учетом возмущений. Небольшое превыше­ ние дозировки /на сотые доли процента/ приводит к существенному снижению молекулярного веса полимера, а также к повышению содер­ жания низкомолекулярных фракций в каучуке, что в конечном итоге ухудшает качество вулканизатор- /121/. Кроме того, при превыше­ нии дозировки дипроксида уменьшается скорость полимеризации, и

следовательно, снижается производительность процесса. До настоя­ щего времени пластичность определяется анализом на Дефо, по ре­ зультатам которого аппаратчики меняют уставку вторичного прибо­ ра в схеме стабилизации расхода дипроксида. анализ проводится один раз в смену, продолжительность анализа 8,5 часа. Таким об­

- 149 -

разом, большой дивиритна«» промежуток времени до получения ре­

зультатов анализа существенно усложняет ведение процесса, приво­ дя в ряде случаев к выпуску брака.

Часто в связи с недостаточной информацией о ходе процесса во

избежание брака процессы .делают периодическими /122/. При этом происходит накопление перерабатываемого материала в виде неза­ вершенного производства в аппарате, в промежуточной емкости, на

где Q - производительность на данной операции /участке/;

S - себестоимость передела на данном участке;

7^- длительность анализа.

Кроме перевода процесса на периодический режим, при недостат­

ке информации прибегают также к управлению по заданному времени вместо управления по ведущему параметру, отражающему сущность процесса /например, время полимеризации, время контактирования и

т.д./. При этом в р ем берется с запасом, достаточным для сглажи­

вания влияния возмущающих воздействий. Такое управление, конечно связано с дополнительными материальными затратами, которые могут быть определены по формуле:

L ‘ Q (T „g -Z )S n w

где Q - производительность на данной операции /участке/;

Тза3~ заданная длительность процесса; 73 - истинная длительность процесса;

£ - себестоимость передела.

-1 5 0

Очѳпидно, подобные затраты иѳ могут бить устранены при приме­ нении ИЛ, и в этом смысле машины не могут улучшить качество управ­ ления. Поэтому развитие методов непрерывного анализа потоков и создание в кратчайшие сроки непрерывных анализаторов состава и качества продуктов приобретает особое значение.

Трудность создания анализаторов для производств органического синтеза состоит в том, что в связи с размещением производственно­ го оборудования на наружной установке, необходимо обеспечить воз­ можность их работы в широком диапазоне температур /-50 °С-н-50 °С/,

а также при воздействии воздуха, влаги, атмосферных осадков. При расположении таких анализаторов в помещениях на значительном рас­ стоянии от места отбора импульса возникает запаздывание, результа­ тов анализа /иногда на несколько часов/.

Работы по созданию необходимых анализаторов проводятся рядом организаций. Так, уже заканчивается разработка метода определения микропримесей /от 0 до 0,001// влаги в изопрене. Разработан вла­ гомер для изопентана. Наличие даже столь малых количеств приме­ сей в мономерах отравляет катализатор, поэтому обнаружение их особенно важно. Необходимой является также разработка анализато­ ров на токсичные концентрации для предотвращения загазованности помещения /2/. Можно думать, что при должном внимании к проблеме непрерывного анализа она будет успешно решена в ближайшее время.

Перечисленные проблемы заставляют призанть, что создание пол­ ностью автоматизированных химических производств, которое несколь-|

ко лет назад считалось ближайшей перспективой, связано с решением |

широкого круга вопросов, и не всегда может оказаться экономически

- I 5 I

целесообразным.

Тем не менее неправильно было бы отріѵ/цать принципиальную возможность создания таких производств при успешном решении за­ дач, стоящих как перед приборостроительной промышленностью, так и перед научно-исследовательскими и конструкторскими организаци­ ями, занимающимися вопросами автоматизации химической промышлен­ ности.

Однако, оператор, очевидно, останется основным звеном в сис­ теме управления химическим производством. В качестве главных при­ чин этого можно назваг,ь следующие: во-первых, сложность формали­ зации всех Функций управления; во-вторых, устранение операторов часто треСует введения дополнительных средств автоматизации и ВМ /резервирования/ или их усложения, что не всегда может быть

обосновано /72/; в-третьих, оператор обладает преимуществами пе­ ред любой самой современной ЗМ /гибкость в осуществлении опера­ ций управления, способность к самопрограммированию, повышенная надежность при неожиданных ситуациях и т.д./. Рациональное ис­ пользование оператора в системах управления является одной из важных проблем в создании ЭіНііект^х систем управления производ­ ством.

Представления о степени участия человека в управлении автома­ тизированным производством за относительно короткий период време­ ни претерпели существенную эволюцию. Так, с первых шагов киберне­ тики I!.Винером и его последователями оылн постулированы теорети­ чески неограниченные возможности замены всех интеллектуальных Функции человека "думающими машинами" /123-126/. Так, Винер писал:

152-

”В идеальную ВМ все данные должны быть введены с самого начала решения и до самогфго конца вмешательство человека в работу ма­ шины должно быть сокращено до минимума". Н.Винер и Р.Эгаби полага­ ли, что действительно можно создать машины, превосходящие по уму своих творцов. По словам Косса, "многим кибернетикам не удалось уберечься от соблазна вывести заключение о тождестве между мозгом и машиной из их подобия". /126/. Лозунг "Автоматы могут все" появ­ ился на страницах ряда зарубежных журналов.

Однако первые практические результаты применения ВМ, и разви­ тие филосовских концепций о взаимоотношении машинного "мышления"

и мышления человека, привели к критической переоценке подобных взглядов. Как пишет Г.Клаус /127/,■ "предположение, что можно мате­ матизировать всю совокупность'умственной деятельности представля­ ет собой крайнюю идеализацию и чрезмерную абсолютизацию и в такой форме непременно ложно",

В настоящее время ВМ с высокой точностью и быстродействием вы­ полняют предписанные программой операции. "Истинное отношение маши­ ны к человеку есть отношение дополнения и усиления, а не моделиро­ вания" /128/. За оператором остается умственная деятельность выс­ шего порядка, которая заключается, в оценке обстоятельств и принятие решений, обусловленных этими обстоятельствами.

Функции оператора, осуществляющего управление процессом, особо ответственны при выходе параметров за предельные значения, вне ко­ торых нарушается ход процесса. Ведение процессов в режимах, близ­ ких к предельным, обусловлено стремлением к максимальной произво­ дительное -’и. При это-.: задачи оператора состоят прежде всего в бас

153-

грой ориентировке и распознавании, обусловлены ли сигналы тревоги сбоем измерительных приборов, либо действительно нарушением режи­ мов. В последнем случае оператор должен немедленно принять одно из следующих решений: вести процесс с той же интенсивностью, следя за опасностью; уменшить интенсивность, чтобы разгрузить опасный участок; остановить производство. При этом в первых двух случаях оператор устраняет нарушение путем дистанционного управления с пульта. Коли отклонение параметра вызвано неисправностью УВМ,

связанной с данным контуром регулирования, то оператор может до устранения неисправности подключить соответствующий датчик к ре­ зервному регулятору, либо осуществлять ручное регулирование. В

случае сбоя машины, о чем оператора также оповещает сигнализация,

он переключает процесс на управление с помощью резервной системы.

Это либо система аналоговых приборов, либо оптимизирующая машина,

которая может выполнять функции управляющей ВМ при сбое последней,'

либо в целом ручная система управления с аналоговыми приборами лишь на наиболее ответственных участках процесса. Вмешательство оператора оказывается необходимым также при ситуациях, не предус­ мотренных в программе машин, например, при изменении ритма или режима производства во времени, когда машина может оказаться бес­ помощной .

Таким образом, ряд элементаретс жейетгшй оператора заменили приборы, в то же время требования к еда дателяектуальной деятель-

ности повысились.

Устранение человека от участия в управления является в настоя-

щее время нецелесообразным, поскольку в этом случае значительно возрастет стоимость системы управления.

- 154-

Таким образом, оператор остается необходимым звеном системы

управления. Зарубежная практика применения вычислительных машин для автоматизации химических производств подтверждает сохраненіи или даже увеличение существующей численности персонала /30, 49, 63, 139/. Примером может служить опыт ширмы "ГУДРИЧ" по примене­ нию УііМ РІЗ-ЗОО для регулирования процесса получения винилхлорида в замкнутом контуре, а также на установке синтеза маслянного аль­ дегида и бутанола из пропилена.

13 том и в другом случае сколько-нибудь существенного снижения

численности персонала получено не было. Эти примеры можно было

бы значительно увеличить, іостав персонала, работающего с УВМ

примерно следующий: инженеры-химики, электрики и механики - 725?,

инженеры по электронному оборудованию - 16/, математики - 8/,

программисты и шифровальщики - 4% /39/.

Поскольку за оператором сохраняется ведущая роль в управлении производством, особую важность приобретает вопрос о переобучении

и переподготовке кадров для работы с вычислительной техникой. За­ рубежные фирмы, имеющие опыт'эксплуатации УВМ, утверждают, что от квалификации операторов во многом зависит судьба устанавлива­

емых машин. большое внимание уделяется обучению основам автомати­ зации управляющих и директоров предприятий, поскольку от решения заводоуправления зависит^будет ли внедрена на предприятии автома­ тизация /ІЗ£У. Необходимость повышения квалификации кадров, учас­ тие которых предусматривается в автоматизированных система/ уп­

равления с применением получила отражение при планировании

- 1 5 5

численности персонала на пятилетие в І966-І970гг. Так,для про­ мышленности СК предусматривалось увеличение доли квалифицирован­ ного персонала за этот период с 61,5 до 68$. Представляется не­ обходимым уже сейчас организовать подготовку персонала для рабо­ ты с вычислительной техникой, чтобы отсутствие кадров не тормо­ зило внедрение ее в промышленность. Б частности, обучение может осуществляться на производственных курсах, организуемых заводами- -изготовителями машин, а также на курсах по вычислительной тех­ нике. Целесообразно введение специальных дисциплин в программу техникумов и профессионально-технических училищ, где готовятся операторы и аппаратчики из лиц со средним образованием. Таким образом, разумное сочетание интеллекта человека с памятью и быс­ тродействием ВМ, способствует в настоящее время наиболее эффек­ тивному решению проблемы управления химическим производством.