- •Часть 1.
- •Материалы к лекции №1
- •Классификация процессов и производств как тоу.
- •По тоннажу продукции и структуре ассортимента:
- •По характеру временного режима функционирования:
- •Методика анализа тоу.
- •Определение критерия эффективности тоу.
- •Разработка математического описания процесса как объекта управления в статике и динамике.
- •Математическое моделирование и исследование статических режимов тоу.
- •По степени важности тоу в производстве.
- •По информационной емкости тоу:
- •По характеру параметров управления.
- •По типу технологического процесса.
- •Материалы к лекции №2
- •Общая характеристика процессов перемешивания в жидких средах.
- •Основные схемы перемешивания.
- •Объект управления
- •Теоретические аспекты процесса механического перемешивания.
- •Методика расчета конструктивно- технологических параметров процесса механического перемешивания.
- •Анализ уравнения динамики на основе материального баланса по всему веществу.
- •Анализ статической характеристики объекта.
- •Типовая схема автоматизации процесса перемешивания.
- •Типовое решение автоматизации.
- •Материалы к лекции №3 Типовая схема процесса перемещения. Трубопровод как объект управления Типовая схема процесса перемещения жидкости.
- •Основные параметры трубопровода как объекта управления.
- •Для типовой схемы процесса перемещения жидкости.
- •Математическое описание статики объекта.
- •1.Через приращения и частные производные:
- •2.Через приращения и коэффициенты усиления:
- •Материалы к лекции №4 Автоматизация центробежных насосов
- •Характеристики работы на сеть
- •Материалы к лекции №5
- •Регулирование.
- •Контроль.
- •Сигнализация.
- •Система защиты.
- •Материалы к лекции №6
- •Связь основных параметров теплоносителей в газовой фазе.
- •Физические параметры и скорости движения теплоносителей.
- •Тепловая нагрузка аппарата.
- •Тепловые балансы теплоносителя при изменении его агрегатного состояния.
- •Основное уравнение теплопередачи.
- •Выражения для определения коэффициента к в зависимости от способа передачи тепла.
- •Материалы к лекции №7
- •Математическое описание на основе теплового баланса.
- •Информационная схема объекта.
- •Анализ динамических характеристик объекта.
- •Типовая схема автоматизации кожухотрубного теплообменника.
- •Типовое решение автоматизации.
- •(С изменяющимся агрегатным состоянием теплоносителя).
- •Математическое описание на основе физики процесса.
- •Информационная схема объекта.
- •Анализ динамических характеристик парожидкостного теплообменника как объекта управления температурой.
- •Анализ статической характеристики объекта.
- •(Кожухотрубного теплообменника с изменяющимся агрегатным состоянием теплоносителя и технологического потока).
- •Математическое описание на основе физики процесса.
- •Математическое описание на основе теплового и материальных балансов процесса.
- •Материальный баланс по жидкой фазе в испарителе (для технологического потока)
- •Материальный баланс по жидкой фазе в кипятильнике (для конденсата греющего пара).
- •Материальный баланс по паровой фазе для технологического потока в испарителе.
- •Материальный баланс по паровой фазе для кипятильника.
- •Типовая схема автоматизации испарителей.
- •Типовое решение автоматизации испарителей.
- •Материалы к лекции №8 Автоматизация процесса выпаривания Движущая сила процесса выпаривания.
- •Температурная депрессия.
- •Диаграмма «р - » для растворов и растворителей.
- •Объект управления
- •С вынесенной греющей камерой.
- •Материальный баланс по растворенному веществу.
- •Тепловой баланс выпарной установки.
- •Материальный баланс по жидкой фазе (для раствора).
- •Материальный баланс по жидкой фазе (для теплоносителя).
- •Информационная схема процесса выпаривания.
- •Типовая схема автоматизации процесса выпаривания.
- •Типовое решение автоматизации процесса выпаривания.
- •Регулирование.
- •Содержание
По степени важности тоу в производстве.
Основные ТОУ - ТОУ для реализации основных технологических процессов производства. К основным ТОУ относят процессы и оборудование для реализации стадий подготовки сырья, химического синтеза, разделения и очистки целевых продуктов.
Вспомогательные ТОУ - к вспомогательным ТОУ относят процессы и оборудование для временного хранения исходных реагентов, промежуточных и конечных продуктов, осуществления транспортных операций.
По информационной емкости тоу:
Степень сложности ТОУ характеризуется информационной сложностью объекта, т.е. числом технологических параметров, участвующих в управлении.
По характеру параметров управления.
ТОУ с сосредоточенными параметрами - ТОУ, в которых регулируемые параметры (в данный момент времени, в разных точках аппарата), имеют одно значение соответствующего параметра.
ТОУ с распределенными параметрами - ТОУ, в которых значения параметров неодинаковы в различных точках объекта в данный момент времени. Большинство процессов химической технологии являются объектами с распределенными параметрами.
По типу технологического процесса.
Гидромеханические процессы - процессы, осуществляющие перенос количества движения.
Тепловые процессы - процессы переноса энергии в форме теплоты (теплопроводностью, конвекцией, излучением).
Массообменные процессы - процессы перемещения вещества в пространстве за счет разности концентраций.
Механические процессы - процессы переработки твердых материалов под действием механических сил (их измельчение и разделение по фракциям).
Химические процессы - процессы, характеризующие образование новых, отличающихся от исходных по химическому составу или строению, веществ при сохранении общего числа атомов и изотопного состава.
Методика анализа тоу.
Определение критерия эффективности тоу.
Для производств - это, как правило, экономические критерии максимизации прибыли или минимизации себестоимости продукции.
Для технологических процессов - это технологические критерии максимизации качества или максимизации выхода целевого продукта.
Разработка математического описания процесса как объекта управления в статике и динамике.
При разработке математического описания сложных ХТП стремятся к созданию наиболее простых моделей.
Строят не полные и исчерпывающие мат. модели, а достаточные для решения задач управления.
Математическое моделирование и исследование статических режимов тоу.
Основные методы создания мат. описания для целей управления - аналитические; статистические (регрессионные, методы группового учета аргументов); модели на основе нечетких методов.
Исследование статических характеристик ТОУ, на основании которого определяют:
Возможные диапазоны варьирования параметров при управлении;
Возможное число стационарных состояний процесса;
Анализ устойчивости стационарных состояний процесса;
Влияние основных режимных параметров на рабочие области ТОУ;
Исследование нелинейности коэффициентов усиления и возможности линеаризации статических характеристик и т.д.
Построение информационной схемы ТОУ.
Информационная схема ТОУ - это схема, показывающая входные и выходные переменные ТОУ и их связи.
Построение информационной схемы возможно на основе мат. описания (при разработке новых технологий) или на основе информации по эксплуатации объекта (при модернизации системы управления).
Анализ информационной схемы.
Выполняется анализ информационной схемы на предмет классификации входных и выходных воздействий на следующие группы:
Возможные возмущающие воздействия.
Возможные управляющие воздействия.
Наиболее целесообразные управляемые переменные.
Осуществляется выбор возможных каналов управления.
Математическое описание динамики ТОУ.
Составляется мат. описание динамики объекта по возможным каналам управления.
Выполняется исследование динамики возможных каналов управления.
Выполняется выбор наиболее целесообразных каналов управления .
Составляется структурная схема системы управления.
Выбор параметров контроля, сигнализации и защиты.