Пупена Олександр Миколайович. Автоматизоване управління брагоректифікаційною установкою з використанням алгоритмів оперативної корекції технологічного режиму

Короткий опис

Пупена Олександр Миколайович. Автоматизоване управління брагоректифікаційною установкою з використанням алгоритмів оперативної корекції технологічного режиму : Дис... канд. наук: 05.13.07 - 2008.

Пупена О.М. Автоматизоване управління брагоректифікаційною установкою з використанням алгоритмів оперативної корекції технологічного режиму. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 автоматизація процесів керування. Національний університет харчових технологій, Київ, 2008.
Дисертація присвячена розробці нового підходу до підвищення ефективності системи управління брагоректифікайійною установкою за рахунок реалізації алгоритмів оперативної корекції технологічного режиму за прямими показниками якості бражки на основі математичної моделі процесу епюрації, що дає змогу забезпечити стабільно високий рівень вилучення домішок. Розроблено математичну модель епюраційної колони з декількома вводами живлення для трикомпонентних розділювальних сумішей типу "етанол-вода-домішка" з використанням модифікованого методу UNIFAC (Дортмунд). Проведено аналіз статичних і динамічних характеристик об‘єкту управління, визначено його спостережність та керованість. Розроблено алгоритми і структура контурів управління епюраційною колоною з використанням алгоритмів оперативної корекції технологічного режиму. Розроблено функціональну, технічну та інформаційну структуру АСУ БРУ з підсистемою корекції.

У дисертаційній роботі запропоновано новий підхід до управління роботою БРУ шляхом розробки і реалізації алгоритмів оперативної корекції технологічного режиму за прямими показниками якості бражки на основі математичної моделі процесу епюрації, що дає змогу підвищити ефективність функціонування БРУ та забезпечити стабільно високий рівень вилучення домішок.

Існуючі системи автоматизації БРУ базуються на стабілізації непрямих показників процесу, надійно підтримують заданий температурний і гідродинамічний режим колон, характеризуються достатньо високими динамічними властивостями та робастністю, проте не можуть забезпечити стабільно високий рівень вилучення домішок у разі зміни їх складу і концентрацій у бражці.
Запропоновано доповнити існуючі системи управління БРУ підсистемою оперативної корекції технологічного режиму за прямими показниками якості бражки на основі математичної моделі процесу епюрації.
Побудовані математичні моделі статики та динаміки епюраційної колони з будь-якою кількістю живлень для трикомпонентних розділювальних сумішей типу "етанол-вода-домішка" для їх використання в структурі системи управління та аналізу колони як об’єкту управління.
Результати імітаційного моделювання показали ефективність використання Модифікованого Методу ЮНІФАК (Дортмунд) для моделювання фазової рівноваги для абсолютної більшості характерних для процесу брагоректифікації компонентів.

5. Дослідження статичних характеристик епюраційної колони показало, що як канали управління, роботу яких необхідно коригувати за зміни якісних показників бражки, доцільно обрати: «випаровування домішок з відгінної частини - витрата пари», «вилучення домішок з колони - витрата головної фракції» і «концентрація домішок у головній фракції - витрата води на гідроселекцію».
6. Аналіз динамічних характеристик епюраційної колони показав доцільність використання каскадного регулювання, за якого завдання веденим регуляторам тисків коригується регуляторами співвідношень витрат, розрахованими на основі математичної моделі.
7. Аналіз спостережності та керованості епюраційної колони як об‘єкта управління показав, що необхідною умовою повної спостережності є доповнення вектору спостереження змінними якісних показників бражного дистиляту, а умовою розширення області керованості є доповнення вектору управління витратою води на гідроселекцію.
8. Розроблені структури та алгоритми контурів управління випаровуванням домішок та функціональну структуру системи управління процесом брагоректифікації, з урахуванням вимог до неї та її інтеграції в єдину комп’ютерно-інтегровану систему управління заводом.