Система автоматичного управління технологічним процесом переробки вугілля у піролізний газ - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукУ дисертаційній роботі запропоновано нове рішення наукової задачі автоматичного управління технологічним процесом переробки вугілля у піролізний газ методом напівкоксування з застосуванням топок з циркулюючим киплячим шаром як багатозвязним багатомірним обєктом. Запропонована дворівнева структура системи автоматичного управління з оптимальними локальними системами управління (ЛСУ) технологічними модулями і координатором, що погоджує роботу ЛСУ. В алгоритм координатора, як системи управління верхнього рівня, закладено метод передбачення взаємодій, локальне управління здійснюється за узагальненим квадратичним критерієм якості. Розроблено структуру розподіленої системи управління ТП на основі сучасної елементної бази з застосуванням промислових мережних технологій. В диссертационной работе дано новое решение научной задачи эффективного автоматического управления многосвязным многомерным химико-тепловым объектом - технологическим процессом переработки углей в пиролизный газ методом полукоксования на установках с циркулирующим кипящим слоем.Мета і задачі дослідження - підвищення ефективності технологічного процесу переробки вугілля у піролізний газ на установках з циркулюючим киплячим шаром за рахунок розробки системи автоматичного управління, що забезпечує максимальний питомий вихід піролізного газу, за умови збереження його якісного складу, і підтримку технологічних параметрів процесу на заданому рівні. розробити систему автоматичного управління технологічним процесом переробки вугілля у піролізний газ на установках із ЦКШ на основі сучасних методів, які застосовуються у цифрових системах управління багатомірними багатозвязими обєктами; розробити структуру і алгоритм функціонування розподіленої системи управління технологічним процесом переробки вугілля у піролізний газ на установках із ЦКШ, які орієнтовані на застосування сучасних промислових мережних технологій і технологічної елементної бази; Дістала подальшого розвитку динамічна математична модель технологічного процесу переробки вугілля у піролізний газ на установках з циркулюючим киплячим шаром, заснована на фізико-хімічних рівняннях опису процесів, що протікають, яка відрізняється від відомих тим, що технологічний процес розглядається як багатозвязний багатомірний обєкт управління в просторі станів з урахуванням його декомпозиції на технологічні модулі й орієнтована на методи сучасної теорії динамічних систем. Вперше розроблена дворівнева система оптимального управління технологічним процесом переробки вугілля у піролізний газ на установках із ЦКШ, що використовує метод передбачення взаємодій на верхньому рівні і узагальнений квадратичний критерій якості для локальних підсистем, що забезпечує в стаціонарному режимі максимальний питомий вихід піролізного газу, за умови збереження його якісного складу, і підтримку технологічних параметрів процесу на заданому рівні.У першому розділі - “Стан питання, основні цілі і задачі дослідження” розглянута як складна взаємозалежна структура технологічна схема одержання піролізного газу методом напівкоксування на установках з циркулюючим киплячим шаром,, виявлені її особливості; викладена характеристика технологічного процесу переробки вугілля у піролізний газ як обєкта управління; виконано аналіз існуючих систем управління обєктів даного класу, обґрунтовано прийнятий напрямок розробок, мета і задачі дослідження. На сьогоднішній день системи управління подібними хіміко-тепловими технологічними процесами, розроблені на основі класичних методів синтезу, не задовольняють вимогам за багатьма параметрами ефективності управління. Виділено основні задачі, які повинна вирішувати система управління установкою в стаціонарному режимі за рахунок підтримки значень параметрів технологічних режимів у заданих межах і компенсації збурювань: забезпечення максимального питомого виходу піролізного газу завдяки підтримці температури процесу напівкоксування на заданому рівні, визначеному для кожної марки вугілля; забезпечення оптимального режиму згоряння палива; підтримка екологічних показників. Результати моделювання і експериментальних досліджень дозволили представити установку з переробки вугілля у піролізний газ як багатомірний багатозвязний обєкт управління. Розроблений математичний опис дозволяє формалізувати аналіз і синтез багатомірної багатозвязної системи управління технологічним процесом переробки вугілля у піролізний газ на основі методів сучасної теорії управління.Застосування розробленої системи управління для обєктів даного класу дозволить поліпшити якісні і кількісні показники основного продукту технологічного процесу - піролізного газу, підвищити ефективність функціонування технологічного процесу за рахунок підтримки на заданому рівні основних параметрів процесу, знизити експлуатаційні витрати, зменшити трудомісткість ремонту і обслуговування.

2. Основний зміст роботи