Система управления процессом получения поливинилформальэтилаля высшего сорта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Рябкова, Татьяна Александровна

• Рябкова, Татьяна Александровна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Рябкова, Татьяна Александровна

Содержание

Введение

Глава 1. Состояние проблемы автоматизации процесса получения 10 поливинилформальэтилаля

1.1 Особенности технологии получения поливинилформальэтилаля

1.2 Анализ стадии ацеталирования поливинилового спирта как объекта 19 управления

1.3 Оценка эффективности существующих методов управления 21 температурным режимом для нестационарных объектов

1.4 Обоснование выбора критерия качества ПВФЭ высшего сорта

1.5 Постановка задач исследования 26 Выводы 26 Глава 2. Экспериментальная оптимизация по показателям качества 27 продукции

2.1 Описание лабораторной установки

2.2 Идентификация значимых технологических параметров 31 Выводы 40 Глава 3. Синтез системы управления процессом получения 41 поливинилформальэтилаля высшего сорта

3.1 Выбор способов управления процессом ацеталирования ПВС

3.2 Управление температурой на первой фазе ацеталирования ПВС при 44 экзотермической реакции

3.3 Управление температурой на второй фазе ацеталирования ПВС при 52 эндотермической реакции

3.4 Управление скоростью изменения температуры реакционной смеси в 58 реакторе ацеталирования

3.5 Управление мешалкой реактора ацеталирования

3.6 Алгоритм управления процессом получения 71 поливинилформальэтилаля высшего сорта

Выводы

Глава 4. Техническое и программное обеспечение системы 80 управления стадией ацеталирования поливинилового спирта

4.1 Структура комплекса технических средств

4.2 Программные аспекты реализации алгоритма управления стадией 97 ацеталирования поливинилового спирта

4.2.1 Разработка программного обеспечения микропроцессорного 97 контроллера 81МАТ1С 87-300

4.2.2 Разработка программного обеспечения станции оператора

4.3 Перспективы развития систем управления процессом получения 109 поливинил ацетале й

Выводы

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А Программа регулирования температуры на первой фазе 129 ацеталирования ПВС

Приложение Б Программа регулирования температуры на второй фазе 131 ацеталирования ПВС четырехпозиционным регулятором

Приложение В Программа регулирования температуры на второй фазе 134 ацеталирования ПВС ПИ-регулятором

Приложение Г Материалы внедрения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система управления процессом получения поливинилформальэтилаля высшего сорта»

Введение

Основной целью управления большинством технологических процессов является достижение заданного качества производимой продукции. В то же время во многих случаях в составе систем управления технические средства определения показателей качества либо отсутствуют, либо не удовлетворяют требованиям оперативного управления качеством. Кроме задачи определения показателей качества продукции имеется еще одна проблема - разработка методов управления качеством готового продукта, обеспечивающих надежное выполнение регламентных требований к этим показателям. Таким типичным примером является процесс получения поливинилформальэтилаля (ПВФЭ). Наиболее важными показателями качества поливинилформальэтилаля, соответствующими требованиям государственного стандарта (ГОСТ 15874-81), являются внешний вид, массовая доля формальных групп, массовая доля этилальных групп и кислотное число.

Производство поливинилформальэтилаля общепромышленного качества (первый сорт), который применялся в гражданских целях, в СССР существовало в ОАО «Пластполимер» (г.Санкт-Петербург); «Кусковский химический завод» (г.Москва); ПО «Поливинилацетат», (г.Ереван, Армения); СПО «Азот» (г.Северодонецк, Украина). На основании анализа литературных данных по управлению этими технологическими процессами, установлено, что оперативный контроль показателей качества производства поливинилформальэтилаля отсутствовал, а управление процессом осуществлялось вручную или регулированием отдельных технологических параметров, что обуславливало запаздывание по корректировке качества производимого продукта. Это приводило к негативным последствиям, например существенному влиянию неконтролируемых возмущений на качество продукции.

ПВФЭ специального качества (высший сорт) применяется в военной и космической промышленности, поэтому требования к качеству готовой

продукции жесткие: массовая доля формальных групп (18 21) %; массовая доля этилальных групп (18 ^ 20) % и кислотное число не более 0,12 мг КОН на 1 г сухого продукта.

В настоящее время в России производство поливинилформальэтилаля отсутствует. В российской и зарубежной научно-технической литературе информации по методам управления процессом получения ПВФЭ высшего сорта не имеется.

В области автоматизации технологических процессов широко известны труды Балакирева B.C., Лебедовского М.С., Шински Ф., Липатова Л.Н., Цирлина A.M., Бояринова А.И. [1-6]. Проблемами управления полимерными процессами занимались Осипов В.Н., Тихомиров С.Г., Шауро B.C., Вставская Е.В., Енютин А.Ю., Каманин А.Н., Пыркин A.A., Давыдов Р.В. и другие учёные [7-14]. Большой вклад в развитие концепции создания интегрированных систем управления предприятием, составной частью которых является система автоматизированного управления, внесли труды Макарова Р.И., Кострова A.B., Егорова И.Н., Хорошевой Е.Р., Клюшникова В.Ю., Белобородова В.В. и Белова A.A. [15-22].

Однако вопросы управления качеством поливинилформальэтилаля высшего сорта изучены недостаточно ввиду особенностей данного объекта управления (ОУ).

Поэтому поставленная для решения в диссертации проблема разработки системы управления процессом получения ПВФЭ высшего сорта является актуальной, а ее решение имеет научное и государственное значение.

Объектом исследования является технологический процесс на стадии ацеталирования ПВС производства ПВФЭ высшего сорта и система управления им.

Предметом исследования являются методы и алгоритмы решения задач адаптивного и нечеткого управления динамическими объектами с положительным и отрицательным самовыравниванием, а также закономерности их функционирования.

Целью диссертационной работы является снижение массовой доли этилальных групп до (18 20) % на стадии ацеталирования поливинилового спирта процесса получения поливинилформальэтилаля высшего сорта.

Поставленная в работе цель достигнута за счет решения следующих

задач:

1. Установление значимых параметров, влияющих на снижение массовой доли этилальных групп т2, и нахождение их значений, при которых обеспечивается получение ПВФЭ высшего сорта.

2. Разработка математических моделей первой и второй фаз ацеталирования поливинилового спирта.

3. Разработка алгоритмов управления технологическими параметрами и их проверка путем математического моделирования.

Научная новизна

1. Установлена зависимость между показателем качества (массовой доли этилальных групп) и значимыми параметрами технологического процесса, позволяющая сформулировать задачи управления нестационарным объектом.

2. Разработана математическая модель экзотермического процесса на первой фазе ацеталирования ПВС, позволившая провести проверку эффективности комбинированного управления температурой реакционной смеси и найти настроечные параметры регулятора.

3. Разработана функциональная схема комбинированного управления температурой реакционной смеси на первой фазе ацеталирования ПВС с фиксацией заданного значения, позволившая управлять технологическим процессом с учетом изменения расчетной скорости химической реакции и обеспечивающая инвариантность показателя качества к основному неконтролируемому возмущающему воздействию.

4. Разработана математическая модель эндотермического процесса на второй фазе ацеталирования ПВС, позволившая провести проверку эффективности алгоритма управления температурой реакционной смеси и найти настроечные параметры регулятора.

5. Разработаны алгоритмы управления температурным режимом и оптимального управления мешалкой реактора адеталирования, позволяющие учитывать изменение условий проведения процесса.

6. Разработана система управления стадией ацеталирования ПВС, позволяющая обеспечить получение ПВФЭ высшего сорта.

Практическая значимость работы. В диссертационной работе разработана система управления стадией ацеталирования ПВС процесса получения ПВФЭ высшего сорта. Разработанная система управления внедрена на ФГУП «НИИ полимеров» (г.Дзержинск).

Разработано программное обеспечение микропроцессорного контроллера Simatic S7-300 фирмы Siemens на базе следующих алгоритмов:

- управления температурным режимом, обеспечивающего высокое качество стабилизации температуры реакционной смеси при экзотермической реакции на участке первой фазы ацеталирования ПВС;

- управления температурным режимом, обеспечивающего высокое качество стабилизации температуры реакционной смеси при эндотермической реакции на второй фазе ацеталирования ПВС;

- программно-логического управления стадией ацеталирования ПВС процесса получения ПВФЭ высшего сорта с контролем состояния исполнительных устройств.

Диссертационные материалы используются в учебном процессе в рамках следующих дисциплин: «Автоматизация технологических процессов и производств», «Интегрированные системы управления» и «Программное обеспечение систем управления» ДПИ НГТУ.

Методы исследования

Для решения поставленных задач в работе использовались методы планирования факторного эксперимента, наименьших квадратов, математического моделирования, оптимизации, сравнения эффективности различных методов управления данным технологическим процессом.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Уравнение регрессии, описывающее зависимость массовой доли этилальных групп в готовой продукции от значимых параметров технологического процесса.

2. Математическая модель экзотермического процесса на первой фазе ацеталирования ПВС, представленная в виде системы дифференциальных и алгебраических уравнений.

3. Функциональная схема комбинированного управления температурой реакционной смеси на первой фазе ацеталирования ПВС, учитывающая изменение расчетной скорости экзотермической реакции.

4. Математическая модель эндотермического процесса на второй фазе ацеталирования ПВС, представленная в виде системы дифференциальных уравнений.

5. Алгоритм управления температурой реакционной смеси на второй фазе ацеталирования ПВС, предусматривающий численное интегрирование величины изменения управляющего воздействия, позволяющий повысить точность регулирования.

6. Адаптивный алгоритм оптимального управления мешалкой с использованием модели, позволяющий сократить время поиска оптимального режима перемешивания при переменных условиях проведения процесса.

7. Алгоритм программно-логического управления стадией ацеталирования ПВС, позволяющий снизить массовую долю этилальных групп до (18-20) %.

8. Система управления стадией ацеталирования ПВС, позволяющая обеспечить получение поливинилформальэтилаля высшего сорта.

Реализация и внедрение результатов работы. Теоретические и практические результаты диссертационной работы реализованы на ФГУП «НИИ полимеров» г.Дзержинск, а также в учебном процессе ДПИ НГТУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались: на IX, X, XI, XII

Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (г.Нижний Новгород, 2010 г., 2011 г., 2012 г., 2013 г.), XVI, XVII, XVIII, XIX Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии» (г.Нижний Новгород, 2010 г., 2011 г., 2012 г., 2013 г.) и международной научной конференции ММТТ-26 (г.Нижний Новгород, 2013 г.).

10

ГЛАВА 1.

Состояние проблемы автоматизации процесса получения поливинилформальэтилаля

1.1 Особенности технологии получения поливинилформальэтилаля

Поливинилформальэтилаль (ПВФЭ) относится к классу поливинилацеталей. Поливинилацетали (ПВАц) представляют собой продукты конденсации поливинилового спирта (ПВС) соответствующими альдегидами.

Реакция образования ПВАц впервые была описана Германом и Генелем в 1927 г.. Большой вклад в технологию получения поливинилацеталей внесли ученые Флори П., Ушаков С.Н., Коршак В.В., Розенберг М.Е., Назарян Г.О., Каргин В.А. [23-26].

Рассмотрим подробнее технологию получения поливинилформальэтилаля (винифлекса) [27-29].

В середине 40-х годов, когда только была разработана технология производства винифлекса, его функциональному составу не уделялось особого внимания, ввиду отсутствия методов анализа количественного функционального состава готового винифлекса. Т.е. не определялось количественное содержание формальных и этилальных групп. Но глубокое изучение влияния функционального состава поливинилформальэтилаля на его свойства показало, что увеличение содержания формальных групп (18 21) % приводит к резкому повышению качества готового продукта. Формальные группы значительно улучшают адгезионные, механические, электроизоляционные свойства поливинилформальэтилаля и повышают его теплостойкость. ПВФЭ с повышенным содержанием этилальных групп (18 20) % обладает низкой вязкостью раствора и легкой растворимостью.

ПВФЭ относится к поливинилацеталям (ПВАц), обладает высокой адгезией к различным материалам, в том числе к металлу и стеклу, хорошими электроизоляционными свойствами.

Эмпирическая формула ПВФЭ:

-[СН2-СН - СН2 - СН-]Х - [СН2 - СН - СН2 - СН-]У - [СН2 - CH-]Z- [СН2 -СН]М

II I I I I

О О О О ОСОСНз он

СН2 СН

СНз

где: х - содержание поливинилформаля = (41,3 45,65) % масс.; у - содержание поливинилэтилаля = (36,1 41,8) % масс.; z - содержание поливинилацетата = (0, 5 -=- 1,46) % масс.; м - содержание ПВС = (22,49 - 11,09) % масс.

Производство поливинилацеталей в СССР существовало в ОАО «Пластполимер» (г.Санкт-Петербург); «Кусковский химический завод» (г.Москва); ПО «Поливинилацетат», (г.Ереван, Армения); СПО «Азот» (г.Северодонецк, Украина). В настоящий момент в России производство поливинилацеталей отсутствует.

ПВФЭ получают методом гетерогенного последовательного ацеталирования ПВС формальдегидом и ацетальдегидом в водной среде в присутствии минеральной кислоты.

Метод производства ПВФЭ периодический. При периодическом методе получения ПВФЭ реализуется возможность получения ПВФЭ малотоннажными партиями.

Степень ацеталирования находится в прямой зависимости от значения рКа кислотного катализатора, в рассматриваемом процессе используется соляная кислота.

Реакцию ацеталирования можно оборвать на любой стадии, благодаря чему имеется возможность получать ПВАц желаемого функционального состава.

Реакция ацеталирования ПВС в воде проходит сначала в гомогенной фазе, т.к. частично ацеталированные продукты еще растворимы в воде, преимущественно холодной. Для того, чтобы по возможности дольше вести реакцию в гомогенной фазе, следует поддерживать низкую температуру. При

определенной степени адеталирования полимер выпадает из раствора в виде тонкой дисперсии, и дальнейшее ацеталирование протекает в гетерогенной среде. Для получения равномерного по составу продукта с высокой степенью замещения особое значение имеет выбор условий проведения процесса, обеспечивающих выпадение осадка частично ацеталированного ПВС в тонкодисперсном состоянии с большой поверхностью раздела между твердой и жидкой фазами. Синтез ПВС в водной среде позволяет избежать сложных и экономически невыгодных операций осаждения полимера из реакционного раствора и регенерации многокомпонентной смеси растворителей.

Для предотвращения образования сшитых структур при гетерогенном ацеталировании ПВС необходимо добиваться минимального перепада температур между водным раствором ПВС и хладоносителем, циркулирующем в рубашке реактора. Этому же способствует сокращение времени охлаждения раствора ПВС перед ацеталированием.

Технологический процесс получения ПВФЭ, рассматриваемый в данной диссертации состоит из пяти основных стадий [30]:

1. Подготовка сырья.

2. Ацеталирование поливинилового спирта:

первая фаза - ацеталирование ПВС формальдегидом (формалином); вторая фаза - ацеталирование ПВС ацетальдегидом.

3. Отжим, промывка ПВФЭ.

4. Стабилизация ПВФЭ.

5. Сушка ПВФЭ, просеивание, измельчение отсева, фасовка.

Необходимо отметить ряд факторов, оказывающих существенное

влияние на процесс получения ПВФЭ, а именно:

1. Особенностью ПВФЭ являются их высокие адгезионные свойства, которые в процессе синтеза приводят к налипанию частиц полимера на мешалку, стенки реактора, трубопровода, сушилки. Кроме того, частицы полимера склонны к образованию укрупненных агломератов, которые не

только ухудшают однородность полимера, но также трудно отмываются от остаточных количеств кислоты, альдегида и солей.

2. На качество и гранулометрический состав ПВФЭ большое влияние оказывает гидродинамический режим перемешивания, скорость вращения и конфигурация мешалки. Для получения мелкодисперсного продукта необходимо энергичное перемешивание, которое могут обеспечить быстропроходные импеллерные мешалки. Регулируя скорость перемешивания можно получать полимер с различным размером частиц. Высокую скорость перемешивания поддерживают и для снижения примесей в гранулах, так как мелкие частицы легче отмыть.

3. Жесткое соблюдение температурного режима. Регламентируемое отклонение температуры не более 2°С.

4. Ацеталирование в кислой среде требует применения высококачественных и дорогостоящих материалов реакторов: стойких к коррозии, имеющих определенный класс шероховатости поверхности для исключения налипания полимера. Применяются эмалированные реактора, но особенно хорошо зарекомендовал себя легированный материал с высокой коррозионной стойкостью. Сооружение и эксплуатация такой установки требует больших капиталовложений.

5. Необходимость отмывки полимера от кислоты и ее нейтрализация создает определенные экологические и экономические проблемы, так как ведет к образованию большого количества сточных вод. Вопрос их утилизации требует тщательной проработки.

6. Во время операций отжима и сушки полимера также важно не допустить агрегации, слипания продукта. Сушку осуществляют в пневматических сушилках непрерывного действия, в воздушном слое. Упоминаются также ленточные и тарельчатые сушилки.

7. После каждой операции ацеталирования со стенок реактора и мешалки необходимо удалять корку полимера (вручную, с помощью растворителя или

струей из гидромонитора), так как повторное ацеталирование приводит к получению сшитого ПВАц.

Разрабатываемый ПВФЭ предназначен для создания специальных клеев с высокой теплостойкостью (до 350 °С) для оборонной отрасли. Имеется также высокая потребность в нём и других отраслей промышленности.

На основе поливинилформальэтилаля изготавливают

электроизоляционные лаки для кабельной промышленности (например ВЛ-931, ВЛ-941), защитные лаки от коррозии для применения в приборостроении, эмали, порошковые краски и т.п. Растворимые отходы ПВФЭ (корки) могут использоваться для приготовления клеев различного назначения: для склеивания металлов и теплостойких неметаллических материалов, стеклотекстолитов с металлами, теплостойких пенопластов, теплостойкого оргстекла, синтетических тканей.

ПВФЭ по внешнему виду и физико-химическим свойствам должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 1.1.

Таблица 1.1- Технические требования к ПВФЭ

Наименование показателя Норма

Высший сорт Первый сорт

1 2 3

1. Внешний вид Частицы размером до 10 мм от белого до светло-желтого цвета крупинчатого и волокнистого строения, не остекловавшиеся и без посторонних включений. Допускается наличие рассыпающихся в руке агломерированных частиц размером до 40 мм

2. Условная вязкость 10 %-ного раствора ПВФЭ в смеси растворителей при температуре 20°С по вискозиметру ВЗ-246 (сопло 6,0 мм) \ Не нормируют

3. Стабильность 10%-ного раствора ПВФЭ в смеси растворителей Раствор должен выдерживать испытание

4. Массовая доля, % : - формальных групп - этилальных групп 18,0-21,0 18,0 — 20,0 Не менее 14,0

Продолжение таблицы 1.1

1 2 3

5. Растворимость 10%-ного раствора ПВФЭ в смеси растворителей, %, не менее: - в смеси этилцеллозольв и хлорбензол (1:1 по массе) - в смеси 2-пропанол и этилацетат (1:1 по массе) 99,5 99,5 Раствор должен быть прозрачным, без механических примесей

6. Массовая доля воды, %, не более 3 3

7 Кислотное число, мг КОН на 1г сухого продукта, не более 0,12 0,12

Примечание - Показатель качества по п. 2 не нормируют до 10.01.2012 г. Определение обязательно для набора статистических данных.

В таблице 1.2 приведены технические характеристики и физико-

механические свойства ПВФЭ, необходимые для проведения расчётов и выбора технологического оборудования.

Таблица 1.2 - Физико-механические свойства ПВФЭ

Наименование показателя Норма

1. Плотность при 20°С, г/см3 1,20

2. Теплостойкость, °С - по Вика - по Мартенсу 122 95

3. Разрушающее напряжение, МПа - при растяжении - при статическом изгибе 60-70 120

4. Относительное удлинение, % 3-11

5. Модуль упругости при статическом изгибе, МПа 3200

6. Ударная вязкость, кДж/м2 15 - 30

7. Твёрдость по Бринеллю, МПа 160-170

8. Водопоглощение за 24 часа при 20°С, % 8,0

9. Удельное объёмное электрическое сопротивление, р„, ТОм-см 5Т02

10. Удельное поверхностное электрическое сопротивление, ТОм 1104

11. Диэлектрическая проницаемость (е) - при 1 кГц - при 1 МГц 3,4 зд

12. Электрическая прочность, МВ/м 28

13. Тангенс угла диэлектрических потерь - при 1 кГц - при 104 0,01

Продолжение таблицы 1.2

1 2

14. Растворимость хорошо растворяется в этилцеллозольве, формальгликоле, бензиловом спирте, смесях спирта с бензолом или хлорир. углеводородами, этилцеллозольва с хлорбензолом, нерастворим в воде, спирте, эфире, бензине

Особенное внимание уделим стадии ацеталирования поливинилового

спирта (синтез ПВФЭ) (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1- Технологическая схема стадии ацеталирования ПВС Синтез ПВФЭ осуществляется в реакторе периодического действия Р-1, оборудованном импеллерной мешалкой, погружным фильтром, волнорезом, пробоотборником и рубашкой. В зависимости от необходимого температурного режима в рубашку реактора подается теплоноситель от «горячего» или «холодного» контура. Теплоноситель «горячего» контура подается насосом ЦН

через пластинчатый теплообменник Т1, обогреваемый паром, в рубашку реактора с температурой 20 - 120 °С.

Теплоноситель «холодного» контура подается насосом ЦН через пластинчатый теплообменник Т2, охлаждаемый рассолом, в рубашку реактора с температурой 0-20 °С. Для компенсации температурных расширений и потерь теплоносителя используется подпитка тосолом системы из емкости.

После охлаждения раствора ПВС до 69 °С, в реактор синтеза при работающей мешалке загружается требуемое количество соляной кислоты. Затем через 15-20 минут отбирается проба раствора на содержание соляной кислоты и при необходимости делается корректировка загрузки. Далее при интенсивном перемешивании (скорость вращения вала мешалки должна составлять -200 об/мин) загружают требуемое количество формалина. Окончание загрузки формалина является началом первой фазы ацеталирования. Далее реакционная масса выдерживается при температуре 69 °С в течение 3 часов.

По окончании выдержки реакционная масса при перемешивании быстро охлаждается до 40 °С и плавно в течение 3 часов до 4 °С с постоянной скоростью снижения температуры. После охлаждения, в реактор синтеза при работающей мешалке загружается требуемое количество ацетальдегида. Окончание загрузки ацетальдегида является началом второй фазы ацеталирования. Далее проводится подъем температуры реакционной массы до 50 °С.

По окончании ацеталирования водная суспензия ПВФЭ охлаждается до 20 - 25 °С.

Ацеталирование ПВС формальдегидом в начале процесса протекает гомогенно, т.е. образовавшийся в результате конденсации ацеталь растворяется в реакционной среде. По достижению определенной степени ацеталирования низкозамещенный поливинилформаль начинает выпадать из раствора, и дальнейшее ацеталирование протекает до достижения определенной степени

замещения в гетерогенной среде, при которой скорость реакции начинает падать.

В процессе химического превращения выделяется определенное количество тепла, которое отводится через рубашку реактора, хладоносителем.

По температуре первой фазы ацеталирования реакционной массы можно определить состояние растворимости низкозамещенного поливинилформаля.

Таким образом, технологический режим ведения первой стадии ацеталирования формальдегидом показал, что глубина степени замещения ацеталя главным образом зависит от температуры и времени выдержки.

В зависимости от температуры первой фазы ацеталирования низкозамещенного поливинилформаля можно приблизительно определить содержание формальных групп в готовом ПВФЭ и степень их замещения. Вторая стадия ацеталирования начинается в конце загрузки ацетальдегида. Процесс ацеталирования ацетальдегидом экзотермический.

С целью экономии ацетальдегида для снижения себестоимости ПВФЭ необходимо поддерживать определенный температурный режим.

Главным фактором, положительно влияющим на ход реакции второй стадии ацеталирования и на качество получаемого ПВФЭ, является точность загрузки ацетальдегида. Во второй фазе ацеталирования необходимо применять заданное количество ацетальдегида при минимально возможной продолжительности и возможно низкой температуре окончания процесса.

Итак, можно сделать вывод, что в зависимости от того, какие физико-механические свойства поливинилформальэтилаля необходимо получить строится технологический процесс, а именно выбирается количественный состав компонентов и выбирается определенный температурный режим.

В данной диссертации ПВФЭ должен соответствовать требованиям и нормам, согласно ТУ 2215-529-00208947-2010.

1.2 Анализ стадии ацеталирования поливинилового спирта как объекта управления

Наиболее важной и сложной в управлении является вторая стадия процесса получения поливинилформальэтилаля высшего сорта ацеталирование поливинилового спирта. От этой стадии зависит качество целевого продукта, а именно достижение поливинилформальэтилаля высшего сорта. Поэтому вопросы управления этим процессом весьма важны и заслуживают особого внимания.

При рассмотрении технологического процесса ацеталирования ПВС как объекта управления необходимо отметить его следующие характерные особенности:

• нестационарность за счет изменения скорости экзотермической реакции на первой фазе ацеталирования ПВС и эндотермической реакции на второй фазе ацеталирования ПВС;

• на первой фазе ацеталирования ОУ является объектом с отрицательным самовыравниванием, требующим узкого диапазона настройки регулятора температуры;

• в реакторе ацеталирования необходимо точное поддержание температуры ± 2 °С;

• высокие адгезионные свойства ПВФЭ, которые в процессе синтеза приводят к налипанию частиц полимера на мешалку и стенки реактора. Кроме того, частицы полимера склонны к образованию укрупненных агломератов, которые ухудшают однородность полимера.

Обобщенная схема объекта управления показана на рисунке 1.2.

Возмущающие параметры:

Опвс

и

Управляющие параметры: п

Выходные параметры:

Рисунок 1.2 - Обобщенная схема объекта управления Технологический процесс ацеталирования ПВС характеризуется следующими параметрами (рисунок 1.2):

• Управляющие параметры, на которые можно оказывать прямое воздействие в соответствии с теми или иными требованиями, что позволяет управлять процессом. Для реактора ацеталирования в качестве таких параметров выступают:

п - скорость вращения мешалки, об/мин;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рябкова, Татьяна Александровна, 2013 год

Список литературы

1. Балакирев, B.C. Оптимальное управление процессами в химических технологиях (экстремальные задачи в АСУ) / B.C. Балакирев, В.М. Володин, A.M. Цирлин. - М. : Химия, 1978. - 384 с.

2. Лебедовский, М.С. Автоматизация в промышленности / М.С. Лебедовский, А.И. Федотов. - Л.: Лениздат, 1976. -256 с.

3. Шински, Ф. Системы автоматического регулирования химико-технологических процессов / Ф. Шински // Пер. с англ. Под ред. Н.И.Гельперина. - М.: Химия, 1974. - 336 с.

4. Липатов, Л. Н. Типовые процессы химической технологии как объекты управления / Л. Н. Липатов - М.: Химия , 1973. - 320 с.

5. Цирлин, А. Оптимальное управление технологическими процессами / А. Цирлин - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 400 с.

6. Бояринов, А.И. Методы оптимизации в химической технологии / А.И. Бояринов, В.В. Кафаров. - М.: Химия, 1973. - 575 с.

7. Осипов, В.Н. Оптимизация процесса получения нефтеполимерных смол с адаптивным поддержанием температурного режима: дис. на соиск. учен, степ. канд. техн. наук: 05.13.01, 05.13.06 / Осипов Вадим Николаевич. - Н. Новгород, 2004. - 122 с.

8. Тихомиров, С.Г. Системный анализ и моделирование в задачах управления качеством в процессах растворной полимеризации: автореф. дис. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук: 05.13.01 / Тихомиров Сергей Германович. -Воронеж, 2008. - 23 с.

9. Шауро, B.C. Автоматизация сложных химико-технологических производств: (на примере производств фенола-ацетона и полиэтилена в реакторах смешения): автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.13.06 / Шауро Василий Сергеевич. - Москва: 2006. - 20 с.

10. Вставская, Е. В. Оптимизация многоканального регулирования термических режимов в производстве полимерных изделий: дис. на соиск.

учен. степ. канд. техн. наук: 05.13.06 / Вставская Елена Владимировна. -Челябинск, 2006,- 146 с.

11. Енютин, А.Ю. Синтез математических моделей для систем ультразвукового контроля физико-химических параметров полимеров в растворах: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.13.18, 05.13.06 / Енютин Алексей Юрьевич. - Воронеж, 2009.- 177 с.

12. Камакин, А.Н. Адаптивное управление процессом приготовления смесей на примере шинного производства: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.13.06 / Камакин Александр Николаевич. - Ярославль, 2003. - 212 с.

13. Пыркин, A.A. Методы адаптивного и робастного управления в условиях запаздывания и возмущающих воздействий: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.13.01 / Пыркин Антон Александрович - Санкт-Петербург, 2010.- 151 с.

14. Давыдов, Р.В. Адаптивное управление и прогнозирование состояния нестационарных технологических объектов с запаздыванием: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.13.06 / Давыдов Руслан Вячеславович. - Ангарск, 2003. - 215 с.

15. Макаров, Р.И. Управление качеством листового стекла (флоат-способ) / Р.И. Макаров, В.В. Тарбеев, Е.Р. Хорошева, Ю.М. Попов, В.Н. Чуплыгин. -М.: АСВ, 2004. - 152 с.

16. Макаров, Р.И. Автоматизация производства листового стекла / С.А. Лукашкин, Р.И. Макаров, Е.Р. Хорошева. - М.: Ассоциация строительных вузов, 2002. - 195 с.

17. Хорошева, Е.Р. Методы и модели информационного менеджмента / Е.Р. Хорошева, Д.В. Александров, A.B. Костров, Р.И. Макаров. - М.: Финансы и статистика, 2007. - 336 с.

18. Костров, A.B. Основы информационного менеджмента / A.B. Костров — М.: Финансы и статистика, 2003. — 336 с.

19. Егоров, И.H. Позиционно-силовое управление робототехническими и мехатронными устройствами: монография / И.Н. Егоров,- Владимир: Изд-во Владимир, гос. ун-та им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, 2010,- 192 с.

20. Клюшников, В.Ю. Система производственного экологического мониторинга / В.Ю. Клюшников // Экология производства. 2007, № 1. С. 47-52.

21. Белобородов, В.В. Критерии выбора автоматической системы контроля выбросов / В.В. Белобородов // Экология производства. 2007, № 6, С. 69-73.

22. Белов, A.A. Автоматизированная обработка данных о загрязняющих выбросах: на примере ОАО "Муромский радиозавод": дис. канд. техн. наук.: 05.13.06 / Белов Алексей Анатольевич. - Владимир, 2009. — 158 с.

23. Розенберг, М.Э. Полимеры на основе винилацетата / М.Э. Розенберг - Л.: Химия, 1983 - 176 с.

24. Назарян, Г.О. Производство электроизоляционного материала винифлекса / Г.О. Назарян - Ереван: Айстан, 1976, 152 с.

25. Коршак, В.В. Технология пластических масс / В.В. Коршак - М.: Химия, Изд. 3-е, перераб. и доп., 1985, 560 с.

26. Каргин, В.А. Энциклопедия полимеров / В.А. Каргин, В.А. Кабанов - М.: Сов. Энц., 1972, 1224 с.

27. Солнышкова, В.К. Химия полимеров и полимерных композиций / В.К. Солнышкова, И. А. Карузина - Павлодар, Кереку, 2011. — 71 с.

28. Виноградов, Г.В. Реология полимеров / Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин -М. "Химия", 1977.-440 с.

29. Берлин, A.A. Кинематика полимеризационных процессов / A.A. Берлин, С.А. Вольфсон, Н.С. Ениколопян - М.: Химия, 1973. - 185 с.

30. Исходные данные для проектирования производства поливинилформальэтилаля: отчет о НИР / Ширшин К.В. - Дзержинск : ФГУП «НИИ полимеров», 2011. - 69 с.

31. Штойер, Р. Многокритериальная оптимизация / Р. Штойер - М.: Радио и связь, 1992 — 504 с.

32. Петрович, М.Л. Регрессионный анализ и его математическое обеспечение на ЕС ЭВМ / М.Л. Петрович - М.: Финансы и статистика, 1982 - 199 с.

33. Пухов, Г.Е. Критерии и методы идентификации объектов / Г.Е. Пухов, Ц.С. Хатиашвили - Киев: Наукова Думка, 1979. - 190 с.

34. Рябкова, Т.А. Идентификация значимых технологических параметров получения поливинилформальэтилаля высшего сорта / Т.А. Рябкова, В.П. Луконин, Э.М. Мончарж // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 11 (часть 4), С. 947-951.

35. Спирин, H.A. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента / H.A. Спирин, В.В. Лавров - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ - УПИ, 2004,- 257 с.

36. Налимов, В.Н. Логические основания планирования эксперимента / В.Н. Налимов, Е.А. Шалыгина -2-е изд. - М.: Колос, 2001, С. 20-29.

37. Соловьев, М.Е. Экспериментально-статистические методы с пакетом Microsoft Excel / М.Е. Соловьев - Ярославль: ЯГТУ, 2004. - 229 с.

38. Аветисов, А.К. Компьютерная методика анализа технологических параметров агрегата синтеза метанола / А.К. Аветисов, Ю.М. Волин, А.Г. Зыскин//Химическая промышленность. 2001. №11. С. 16-22.

39. Тюрин, Ю.Н. Статистический анализ данных на компьютере / Ю.Н. Тюрин, A.A. Макаров - М.: ИНФРА-М, 1998 — 528 с.

40. Лебедев, В. Ф. Идентификация математической модели параметров ММР линейного полимера / В. Ф. Лебедев, А. А. Хвостов, Е. А. Хромых // Материалы XLI отчетной научной конференции за 2002 год / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 2002. - Ч. 2. - С. 123-128.

41. Лапин, A.A. Пути совершенствования и интенсификации производства синтеза полимеров / A.A. Лапин, А.Э. Софиев, A.M. Целинский // Теоретические основы химической технологии. 1979. - Т. 13, № 8. - С. 448450.

42. Глейзер, Р.Г. Множественность стационарных состояний и устойчивость реактора при полимеризации / Р.Г. Глейзер, Г.И. Файдель, Ф.А. Шахтан // Пласт. Массы. 1976. - № 10. - С. 64-65.

43. Савада, X. Термодинамики полимеризации / X. Савада - М.: Химия, 1979. -312 с.

44. Битюков, В.К. Управление качеством в процессах растворной полимеризации: монография / В.К. Битюков, В.Ф. Лебедев, С.Г. Тихомиров и др.; Воронеж. Гос. технол. Акад. Воронеж, 2008. - 156 с.

45. Мончарж, Э.М. Постановка задач автоматизации технологических процессов / Э.М. Мончарж - НГТУ. Н.Новгород, 2003. 77 с.

46. Адельсон, C.B. Технология нефтехимического синтеза / C.B. Адельсон, Т.П. Вишнякова, Я.М. Паушкин - 2-е изд., перераб. - М.: Химия, 1985. - 608 с.

47. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, A.A. Носков - Под редакцией члена-корреспондента АН СССР П. Г. Романкова. - 10-е издание, переработанное и дополненное - Ленинград: Химия, 1987 год. -572 с.

48. Гмурман, Е.В. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статике / Е.В. Гмурман — М.: Высшая школа, 2003 — 403 с.

49. Вольтер, Б.В. Теоретические основы автоматического управления полимеризациоиными реакторами / Б.В. Вольтер, И.Е. Сальников, А.Э. Софиев, Ф.А. Шатхан // Третьего Всесоюз. совещания по автоматическому управлению: Тез. докл. М.: Наука, 1967. - Т. 4. - С. 392-398.

50. Кафаров, В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Процессы полимеризации / В. В. Кафаров, И.Н. Дорохов, Л. В. Дранишников - М.: Наука, 1991. - 350 с.

51. Пупков, К.А. Нестационарные системы автоматического управления: анализ, синтез и оптимизация / К.А. Пупков, Н.Д. Егупова - М.: Издательство МГТУ им. Баумана Н.Э., 2007. - 632 с.

52. Кошелев, О.С. Основы теории управления техническими системами (свойства систем) / О.С. Кошелев - Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. унт, 2006.-261 с.

53. Климовицкий, М.Д. Теория и техника автоматического управления / М.Д. Климовицкий - М.: Наука, 2009, 240 с.

54. Салихов, З.Г. Системы оптимального управления сложными технологическими объектами: монография / З.Г. Салихов, A.JI. Рутковский, Г.Г. Арунянц - М.: Теплоэнергетика. 2004. — 495 с.

55. Салихов, З.Г. Об одном методе повышения эффективности расчета динамических характеристик объектов управления / З.Г. Салихов, J1.A. Рутковский, Д.Н. Столбовский // «Автоматика и Телемеханика» ИГТУ РАН, № 4, 2005, С. 60-69.

56. Ишметьев, E.H. Эффективность работы автоматических систем управления / E.H. Ишметьев // Доклад на международной конференции по математическому моделированию, информатике и автоматике. Крым. Сентябрь 2006 г., С. 12-15.

57. Лебедев, В. Ф. Управление состоянием динамической системы с оценкой ненаблюдаемых переменных / В. Ф. Лебедев, С. Г. Тихомиров // Материалы XL отчетной научной конференции за 2001 год / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 2002. - С. 100-104.

58. Пантелеев, A.B. Теория управления в примерах и задачах / A.B. Пантелеев, A.C. Бортаковский. -М.:Высш. шк., 2003. - 583 с.

59. Беннет, К. О. Гидродинамика, теплообмен и массообмен. Перевод с англ. / К.О. Беннет, Дж.Е. Майерс. - М.: Недра, 1966. - 728 с.

60. Кутателадзе, С. Основы теории теплообмена / С. Кутателадзе - 4-е изд. -Новосибирск: Наука, 1970. - 659 с.

61. Равдель, A.A. Краткий справочник физико-химических величин. Изд. 8-е, перераб. / Под ред. A.A. Равделя и A.M. Пономаревой. - JL: Химия, 1983. -232 с.

62. Комиссарчик, В.Ф. Автоматическое регулирование технологических процессов / В.Ф. Комиссарчик - Тверской государственный технический университет, Тверь, 2001, 248 с.

63. Закгейм, А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов / А.Ю. Закгейм - 2-е изд., доп. - М.: Химия, 1982. - 288 с.

64. Кафаров, В.В. Моделирование химических реакторов / В.В. Кафаров, И.М. Жерновская // Итоги науки и техники. Процессы и аппараты химической технологии. М.: ВИНИТИ, 1980.-Т.8,- С. 3-76.

65. Азбелев, Н.В. Автоматизация химических производств на базе математического моделирования / Н.В. Азбелев - М.: Наука, 1974,- 159 с.

66. Зарубин, B.C. Математическое моделирование в технике / B.C. Зарубин -М.: Изд.-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2003. - 180 с.

67. Вольтер, Б.В. Математическое моделирование получения полиэтилена с учетом параметров молекулярной структуры полимера / Б.В. Вольтер, А.Э. Софиев, A.M. Савельев // Теорет. основы хим. технологии. 1980. - Т. 14, № 6 - С. 894-902.

68. Холоднов, В.А. Математическое моделирование и оптимизация химико-технологических процессов / В.А. Холоднов, В.П. Дьяконов - СПб: "Профессионал", 2003 г. - 312 с.

69. Вольфсон, С.А. Расчеты высокоэффективных полимеризационных процессов / С.А. Вольфсон, Н.С. Ениколопян - М.:Химия, 1980. - 170 с.

70. A.c. № 530034 СССР, С 08 F 2/00; G 05 D 21/00 136/04. Способ автоматического регулирования процессами полимеризации / А. П. Болдырев и др. // Открытия. Изобретения, 1976. - № 36. - С. 94.

71. Битюков, В.К. Система управления анионной полимеризацией с контролем качества по ММР / В.К. Битюков, С.Г. Тихомиров, И.А. Хаустов, M.JI.

Моторин // Системы управления и информационные технологии, №4(46),

2011. С. 73-78.

72. Бухонов, Б.П. Анализ полимеризационных ХТС как объектов управления / Б.П. Бухонов, С.Г. Тихомиров, A.B. Бондарев // Математическое моделирование сложных химико-технологических систем / КХТИ Казань, 1988. - С. 41.

73. Енютин, А.Ю. Синтез математических моделей для систем ультразвукового контроля физико-химических параметров полимеров в растворах: автореф. дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук.: 05.13.01 / Енютин Алексей Юрьевич. - ВГТА. Воронеж, 2009. - 16 с.

74. Рябкова, Т. А. Управление температурным режимом стадий ацеталирования поливинилового спирта [Электронный ресурс] / Т.А. Рябкова, В. П. Луконин, Э.М. Мончарж // Современные проблемы науки и образования. -

2012. - № 3; URL: www.science-education.ru/103-6351

75. Рябкова, Т. А. Анализ самонастраивающихся систем управления процессом получения поливинилацеталей / Т.А. Рябкова, В.П. Луконин // Тезисы докладов XVII Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии». Н. Новгород, 2011 - С. 223.

76. Рябкова, Т. А. Использование самонастраивающихся систем управления в процессе получения поливинилацеталей / Т.А. Рябкова, В.П. Луконин // Тезисы докладов X Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки». Н. Новгород, 2011 - С. 315316.

77. Сергеев, С.А.Двухпозиционное регулирование температуры объектов с распределенными параметрами / С.А.Сергеев - М.: «Энергия», 1975. - 96 с.

78. Стефани, Е.П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов / Е.П. Стефании - М.: «Энергия», 1972. -376 с.

79. Деменков, Н.П. Нечеткое управление в технических системах / Н.П. Деменков - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2005. - С. 178-183.

80. Pham, Т. Introduction to Fuzzy Sets, Fuzzy Logic and Fuzzy Control Systems / T. Pham, G. Chen - Lewis Publishers, 2000, pp. 159-176.

81. PfeifFer, B.-M. Successful Applications of Fuzzy Logic and Fuzzy Control (Part

1) / B.-M. Pfeiffer, J.Jakel, A.Kroll, C.Kuhn, H.-B. Kuntze, U.Lehmann, T.Slawinski, V. Tews // Automatisierungstechnik. 2002. N 10. (50). P. 461-471.

82. PfeifFer, B.-M. Successful Applications of Fuzzy Logic and Fuzzy Control (Part

2) / B.-M. Pfeiffer, J.Jakel, A.Kroll, C.Kuhn, H.-B. Kuntze, U.Lehmann, T.Slawinski, V. Tews // Automatisierungstechnik. 2002. N 11. (50). P. 511-521.

83. Захаров, В. И. Нечеткие модели интеллектуальных промышленных регуляторов и систем управления: I. Научно-организационные, технико-экономические и прикладные системы / В.И. Захаров, С.В. Ульянов // Изв. АН. Техническая кибернетика. 1992. № 5. С. 171-196.

84. Захаров, В.И. Нечеткие модели интеллектуальных промышленных регуляторов и систем управления: II. Эволюция и принципы построения / В.И. Захаров, С.В. Ульянов // Изв. АН. Техническая кибернетика. 1993. № 4. С. 171-196.

85. Захаров, В. И. Нечеткие модели интеллектуальных промышленных регуляторов и систем управления: III. Методология проектирования / В.И. Захаров, С.В. Ульянов // Изв. АН. Техническая кибернетика. 1993. № 5. С. 197-216.

86. Захаров, В.И. Нечеткие модели интеллектуальных промышленных регуляторов и систем управления: IV. Имитационное моделирование / В.И. Захаров, С.В. Ульянов // Изв. АН. Техническая кибернетика. 1994. № 5. С. 168-210.

87. Рябкова, Т. А. Устойчивость системы управления с нечеткой логикой процессом получения поливинилформальэтилаля / Т.А. Рябкова, В.П. Луконин // Тезисы докладов XIX Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии». Н. Новгород, 2013 - С. 209.

88. Ульянов, С.В. Нечеткие модели интеллектуальных систем управления: теоретические и прикладные аспекты / С.В. Ульянов // Изв. АН. Техническая кибернетика. 1991. № 3. С. 3-28.

89. Бочарников, В.П. Fuzzy-Технология: математические основы практика моделирования в экономике / В.П. Бочарников - СПб.: Питер, 2001 - 209 с.

90. Васильев, С.Н. Интеллектуальное управление динамическими системами / С.Н. Васильев, А.К. Жерлов, Е.А. Федосов, Б.Е. Федунов - М.: Физматлит, 2000.-351 с.

91. Галаган, Т. А. Робастные системы управления нестационарным объектом с запаздыванием по состоянию / Т.А. Галаган // Информатика и системы управления. - Благовещенск. 2002, - №1(3). - С. 87-96.

92. Галаган, Т.А. Робастный алгоритм управления нестационарным нелинейным объектом для систем с явной эталонной моделью / Т.А. Галаган, Е.Л. Еремин, А.Д. Плутенко // Информатика и системы управления. - Благовещенск. 2001, - №2(2). - С. 100-105.

93. Ротштейн, А.П. Нечеткая надежность алгоритмических процессов / А.П. Ротштейн, С.Д. Штовба - Винница: Континент-ПРИМ, 1997. - 132 с.

94. Cao, S.G. Analysis and design for a class of complex control system. Part II: fuzzy controller design / S.G. Cao, N.W. Rees, G. Feng // Automatica. 1997. № 34. P. 1029-1039.

95. Егупов, Н.Д. Методы современной теории автоматического управления / под ред. К.А. Пулкова, Н.Д. Егупова - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. -784 с.

96. Kohn-Rich, S. Robust fuzzy logic control of mechanical systems / S. Kohn-Rich, H. Flashner // Fuzzy Sets and Systems. 2003. № 133. P. 77-108.

97. Yongsheng, Ding Typical Takagi-Sugeno PI and PD fuzzy controllers: analytical structures and stability analysis / Ding Yongsheng, Ying Hao, Shao Shihuang // Information Sciences. 2003. № 151. P. 245-262.

98. Ning, Li Stability Analysis of T-S Fuzzy System Based on Observers / Li Ning, Li Shao Yuan, Xi Yu Geng, Ge Sam Shuzhi // International Journal of Fuzzy Systems. 2003. Vol. 5. № 1. P. 22-30.

99. Кокорев, С.В. Система нечеткого регулирования температуры электронагревательных установок [Электронный ресурс] / С.В. Кокорев, В.Г. Букреев // Известия ТПУ, 2005. № 6. URL: http://cvberleninka.ru/article/n/ststema-nechetkogo-regu1irovaniva-temperatury-elektronagre vateln yh - ustano vok.

100. Шумихин, А.Г. Математическое моделирование и частотные методы при параметрическом синтезе АСР с нечеткими регуляторами / А.Г. Шумихин, В.Н. Игушев // Сборник трудов 15-й международной конференции "Математические методы в технике и технологии". ММТТ-15. Тамбов. 2002. Т. 5. С. 131-133.

101. Casillas, J. Learning Fuzzy Rules Using Ant Colony Optimization Algorithm / J. Casillas, O. Cordon, F. Herrera // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part В. Vol. 26. № 1. 2001. P. 1-13.

102. Красовский, А. А. Новые классы регуляторов технических систем. Часть III / А.А. Красовский // Современная прикладная теория управления -Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. - 559 с.

103. Дьяконова, В.П. Новые информационные технологии / В.П. Дьяконова // М.: Солон-Пресс, 2009. - 639 с.

104. Кирин, Ю.П. Расчет параметров многоканального двухпозиционного регулирования температуры процесса сепарации губчатого титана / Ю.П. Кирин//Титан. 2003. №2(13). С. 116-122.

105. Коломейцева, М.Б. Адаптивные системы управления динамическими объектами на базе нечетких регуляторов / М.Б. Коломейцева - М.: Компания Спутник +, 2002.

106. Александров, А.Г. Оптимальные и адаптивные системы / А.Г. Александров - М.: Высш. шк, 1989. — 263 с.

107. Гиссин, В.И. Управление качеством / В.И. Гиссин - М: ИКЦ «МарТ», 2003. -256 с.

108. Черноруцкий, И.Г. Методы оптимизации и принятия решений / И.Г. Черноруцкий - СПб.: Изд «Лань», 2001,- 384 с.

109. Стренк, Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Ф. Стренк - Л.: Химия, 1975. - 384 с.

110. Перлин, Б.А. Исследование модели системы адаптивного управления процессом полимеризации в аппарате с мешалкой / Б.А. Перлин // Полимеризационные процессы. Аппаратно-технол. оформление и мат. моделирование. Л.: ОНПО Пластполимер. - 1974. - С. 201-205.

111. Рубцова, И. А. Вопросы масштабирования процессов гетерофазной полимеризации в аппаратах с мешалкой / И.А. Рубцова, Г.И. Козлова // Полимеризационные процессы: Аппратнотехнол. оформление и мат. Моделирование. Л,: ОНПО Пластполимер. - 1974. - С. 105-109.

112. Беллман, Р. Процессы управления с адаптацией / Р. Беллман - М: Наука, 1964.-400 с.

113. Фомин, В.Н. Адаптивное управление динамическими объектами / В.Н. Фомин, А.Л. Фрадков, В. А. Якубович - М.: 1981. - 448 с.

114. Дождев, В. А. Адаптивное управление полимеризационным реактором / В.А. Дождев, Б.Д. Любачевский, Б.А. Перлин // Приборы и системы управления,- 1977,- №2 - С. 18-21.

115. Миронов, В.Д. Алгоритмы адаптации в системах управления энергоблоками / В.Д. Миронов, A.B. Наумов, М.П. Шальман // Теплоэнергетика. - 1978. - №7. - С. 2-4.

116. Брейтман, В.М. Алгоритм адаптивного управления для одного класса устойчивых химико-технологических процессов / В.М. Брейтман, A.B. Зак, Б.Д. Любачевский, Б.А. Перлин, П.П. Шпаков // Вопросы кибернетики. Адаптация в системах со сложной организацией. - М.: Научный совет по кибернетике АН СССР, 1977. - С. 107-110.

117. Еремин, Е.Л. Алгоритмы адаптации дискретно-непрерывных систем для объектов с запаздыванием по управлению / Е.Л. Еремин, Л.В. Чепак // Вычислительные технологии. - 2006. - Т. 11, №3. - С. 61-72.

118. Рябкова, Т. А. Оптимальное управление мешалкой реактора ацеталирования [Электронный ресурс] / Т. А. Рябкова, В.П. Луконин, Э.М. Мончарж // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 6; URL: www.science-education.ru/106-7996

119. Рябкова, Т.А., Луконин В.П., Мончарж Э.М. Оптимальное управление процессом получения поливинилформальэтилаля высшего сорта / Т.А. Рябкова, В.П. Луконин, Э.М. Мончарж // Тезисы докладов XII Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки». Н. Новгород, 2013. С. 421.

120. Ampazis, N. A dynamical model for the analysis and acceleration of learning in feedforward networks / N. Ampazis, S.J. Perntonis, J.G. Taylor // Neural Networks.—2001.-Vol. 14,-Pp. 1075-1088.

121. Astolfi, A. Immension and invariance: A new tool for stabilization and adaptive control of nonlinear systems / A. Astolfi, R. Ortega // IEEE Trans, on Automatic Control. - 2003,— Vol. 48, no. 4,— Pp. 590-605.

122. Dayan, P. Theoretical Neuroscience: Computational and Mathematical Modeling of Neural Systems / P. Dayan, L. Abbott - MIT Press, 2001.

123. Иванов, Д.В. Синтез динамической обратной связи по выходу с учетом свойств грубости / Д.В. Иванов, Ю.В. Садомцев // Известия Академии наук. Теория и системы управления. - 2000. - №3. - С. 31-39.

124. Красовский, А. А. Оптимизационный подход в теории управления. Часть I. / А.А. Красовский // Современная прикладная теория управления / Под. ред. А. А. Колесникова. - Таганрог: ТРТУ, 2000. - 400 с.

125. Фомин, В.Н. К вопросу о критериях оптимизации процессов переработки и получения полимерных композиционных материалов / В.Н. Фомин, Е.Б. Малюкова, А. А. Берлин // Докл.РАН, 2004. - Т.394. - № 6. - С. 778-781.

126. Чечулин, B.J1. Об общей схеме построения систем оптимизации химико-технологических процессов / В.Л. Чечулин // Автоматизированные системы управления и информационные технологии: Материалы всерос. конф., ПермГТУ, Пермь, 2006. - С. 172-180.

127. Леонов, Г.А. Введение в теорию управления / Г.А. Леонов. - СПб.: С.-Петербургский университет, 2004. - 218 с.

128. Петров, Ю.П. Очерки истории автоматического управления / Ю.П. Петров. - СПб.: НИИХ СПб ГТУ, 2004. - 271 с.

129. Клюев, A.C. Автоматическое регулирование / A.C. Клюев. - М.: Высшая школа, 1986. - 351 с.

130. Соломенцев, Ю.М. Теория автоматического управления / Ю.М. Соломенцев - М.: Высшая школа, 2000. - 268 с.

131. Мончарж, Э.М. Автоматизация периодических технологических процессов / Э.М. Мончарж, Е.Л. Прокопчук - Нижегород. гос. техн. ун-т им. P.E. Алексеева. - Н.Новгород, 2012. - 112 с.

132. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химических технологий / А.Г. Касаткин - М.: Химия, 1973. - 752 с.

133. Рябкова, Т.А. Информационное обеспечение системы автоматизации процесса получения поливинилацеталей / Т.А. Рябкова, В.П. Луконин // Тезисы докладов XVI Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии». Н. Новгород, 2010. С. 183.

134. Рябкова, Т.А. Автоматизация процесса получения поливинилацеталей / Т.А. Рябкова, В.П. Луконин, И.А. Липин // Тезисы докладов IX Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки». Н. Новгород, 2010 - С. 358-359.

135. Бальцер, С.К. Опыт разработки и внедрения АСУТП подготовки нефти / С.К. Бальцер, В.Л. Красных, A.B. Наумов, A.A. Фролов // Промышленные АСУ и контроллеры. 2002. №3. С. 14-18.

136. Захаров, В.Н. Современная информационная технология в системах управления / В.Н. Захаров - Известия академии наук. Теория и системы управления №1, 2000, - с. 70-78.

137. Фарзане, Н.Г. Технологические измерения и приборы / Н.Г. Фарзане, Л.В. Илясов, А.Ю. Азимзаде. - М.: Высшая школа, 1989 - 218 с.

138. Новицкий, П.В. Оценки погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. - Л.: Энергоатомиздат, 1991 - 325 с.

139. Сергеев, А.Г. Метрология / А.Г. Сергеев, В.В. Крохин. - М.: Логос, 2000 -158 с.

140. Антонов, В.Н Комплексы технических средств АСУТП / В.Н. Антонов, В. А. Терехов - Л., 1979 - 254 с.

141. Плескач, Н.В. Средства, системы, инжиниринг для АСУТП / Н.В. Плескач, Е.А. Блохинцев // Промышленные АСУ и контроллеры. 2002. №12. С. 7-10.

142. Чечулин, В.Л. К системному анализу структуры промышленной информационно-технологической системы / В.Л. Чечулин // Материалы 2-й междунар. конф. «Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании», Ставрополь, СевКавГТУ, 2006. - С. 177-181.

143. Акимов, А.И. Программное обеспечение АСУТП полимеризации лонжерона лопасти / А.И. Акимов, И.А. Акимов, Л.Н. Грачева, Н.И. Тюков // V Российская научно-техническая конференция: Прогрессивные технологии в транспортных системах. - Оренбург: Изд. Оренбургского государственного университета, 2001. С. 324-331.

144. Аристова, Н.И. Промышленные программно-аппаратные средства на отечественном рынке. АСУТП / Н.И. Аристова, А.И. Корнеева - МИФИ. М„ 2001.-399 с.

145. Emerson Process Management. Расходомеры. Счетчики. Тематический каталог. Выпуск 11/2012. М.: Офис, 2012. - 258 с.

146. Emerson Process Management. Уровнемеры. Тематический каталог. Выпуск 11/2012. М.: Офис, 2012.-244 с.

147. Производственная компания ТЕСЕЙ. Каталог продукции. ООО «Альпринт», г. Обнинск, ноябрь 2012. - 13-13 с.

148. SIMATIC Компоненты систем комплексной автоматизации. Каталог ST 70 - 2012. М.: Логос, 2012 - 17-16 с.

149. Добротин, С. А. Программное обеспечение математического моделирования систем / С.А. Добротин. - Н.Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т им. P.E. Алексеева, 2008. - 90 с.

150. Рябкова, Т. А. Система управления процессом получения поливинилформальэтилалей на основе программно-технического комплекса SIMATIC / Т.А. Рябкова, В.П. Луконин // Тезисы докладов XVIII Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии». Н. Новгород, 2012 - С. 202.

151. Рябкова, Т. А. Применение современных технологий фирмы Siemens при построение адаптивной системы управления процессом получения поливинилформальэтилалей / Т.А. Рябкова, В.П. Луконин // Тезисы докладов XI Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки». Н. Новгород, 2012 - С. 325.

Приложение А Программа регулирования температуры на первой фазе

ацеталирования ПВС

(язык программирования Visual Basic)

Sub Макрос 10 !

' Макрос 1 Макрос

' Макрос записан 29.06.2008 (1) t

Dim TV(100) As Double

Dim ZV( 100) As Double

DimPV(lOO) As Double

Dim X( 100) As Double

K0 = Range("C3")

TO = Range("E3")

T3 = Range("G3")

K1 = Range("C4")

K2 = Range("E4")

TR = Range("G4")

Z0 = Range("C6")

Y0 = Range("E6")

Y3 = Range("B7")

КЗ = Range("E2")

DT = 1: TCH = 0.1: DTI = TR

N = Int(T3 / DT + 0.5)

For I = 1 To N: X(I) = 0: Next I

Y = 0: T = 0: S = 0: С = 0: XI = 0: Y4 = Y0 + Y - Y3

For 1=1 To 100

TV(I) = 0: ZV(I) = 0: PV(I) = 0: Next I

Cells(5, 7) = " "

Cells(5, 2) = " "

For J = 1 To 31

For 1=1 To 6

Cells(9 + J, I) = " ": Next I

Next J

J= 1

50 P = Y + Y0: Z = X(l) + Z0

If T / DTI = Int(T / DTI) Then

TV(J) = T: ZV(J) = Z: PV(J) = P

IfJ<=30 Then

Cells(9 + J, 1) = T

Cells(9 + J, 2) = Z

Cells(9 + J, 3) = P

Else

Cells(J - 21, 4) = T Cells(J - 21, 5) = Z Cells(J - 21, 6) =P End If J = J+ 1 IfJ>60 Then

Cells(5, 2) = "Неустойчивый" GoTo 100 End If End If

For I = 1 To N -1: X(N -1 + 1) = X(N -1): Next I DY = (Y - X(N) * КО) /ТО: Y = Y +DY * DT If Int(T / TR) = T / TR Then

XI = XI + K2 * (P - Y3): X(l) = K1 * (P - Y3) + XI + КЗ * ((P - Y3) - Y4) / TR: Y4 = (P - Y3)

If Abs(P - Y3) < TCH Then

X(l) = Y/KO: End If

IfX(l) + Z0> 1 Then

X(l)= 1 -Z0: End If

If X(l) + Z0 < 0 Then

X(l) = -Z0: End If

End If

S = S + (Y + Y0 - Y3) * (Y + Y0 - Y3) * DT: T = T + DT: Cells(5, 5) = S If Abs(Y + YO - Y3) > TCH Then С = 0: End If С = С + DT

If С < TO / 3 Then GoTo 50 Cells(5, 5) = S M = J-1 T = TV(M) For J = M To 60 IfJ<=30 Then Cells(9 + J, 1) = T Cells(9 + J, 2) = ZV(M) Cells(9 + J, 3) = PV(M) Else

Cells(J - 21, 4) =T Cells(J -21,5)= ZV(M) Cells(J -21,6)= PV(M) End If TV(J) = T ZV(J) = ZV(M) PV(J) = PV(M) T = T + TR Next J

'For J = 1 To 60

•s

100 Cells(5, 7) = "Расч окончен"

Application. Co mmandBars("Stop Recording"). Visible = False Active Workbook. Save End Sub

Приложение Б Программа регулирования температуры на второй фазе ацеталирования ПВС четырехпозиционным регулятором

(язык программирования Visual Basic)

Sub Макрос 1 () »

' Макрос 1 Макрос

' Макрос записан 29.06.2008 (1) »

Dim TV( 100) As Double

Dim ZV( 100) As Double

DimPV(lOO) As Double

Dim X( 100) As Double

K0 = Range("C3")

TO = Range("E3")

T3 = Range("G3")

K1 = Range("C4")

K2 = Range("E4")

TR = Range("G4")

Z0 = Range("C6")

Y0 = Range("E6")

Y3 = Range("B7")

DX = Range("E7")

EPS = Range("I7")

DT = 1: TCH = 0.1: DTI = TR

N = Int(T3 / DT + 0.5)

For 1=1 To N: X(I) = 0: Next I

Y = 0:T = 0:S = 0:C = 0:XI = 0

For 1=1 To 100

TV(I) = 0: ZV(I) = 0: PV(I) = 0: Next I

Cells(5, 7) = ""

Cells(5, 2) = " "

For J = 1 To 31

For I = 1 To 6

Cells(9 + J, I) = "": Next I

Next J

J= 1

50 P = Y + Y0: Z = X(l) + Z0

If T / DTI = Int(T / DTI) Then

TV(J) = T: ZV(J) = Z: PV(J) = P

If J <= 30 Then

Cells(9 + J, 1) = T

Cells(9 + J, 2) = Z

Cells(9 + J, 3) = P

Else

Cells(J - 21, 4) = T Cells(J- 21, 5) = Z Cells(J- 21, 6) =P End If

J = J+ 1 If J > 60 Then

Cells(5, 2) = "Неустойчивый" GoTo 100 End If End If

For I = 1 To N -1: X(N -1 + 1) = X(N -1): Next I

DY = (X(N) * КО - Y) / TO: Y = Y + DY * DT

If Int(T / TR) = T / TR Then

If Abs(P-Y3)< EPS Then

X(1) = X(2)

Else

If Abs(P - Y3) < 2 * EPS And P > Y3 Then

X(1) = X(2)-DX

Else

If Abs(P - Y3) < 2 * EPS And P < Y3 Then

X(l) = X(2) + DX

Else

If Abs(P - Y3) < 3 * EPS And P > Y3 Then

X(l) = X(2) - 2 * DX

Else

If Abs(P - Y3) < 3 * EPS And P < Y3 Then

X(l) = X(2) + 2 * DX

Else

If Abs(P - Y3) > 3 * EPS And P > Y3 Then

X(l) = X(2) - 3 * DX

Else

If Abs(P - Y3) > 3 * EPS And P < Y3 Then

X(l) = X(2) + 3 * DX

End If

End If

End If

End If

End If

End If

End If

IfX(l) + Z0> 1 Then X(l)=l -Z0:EndIf If X(l) + ZO < 0 Then X(l) = -Z0: End If End If

S = S + (Y + YO - Y3) * (Y + YO - Y3) * DT: T = T + DT: Cells(5, 5) = S If Abs(Y + YO - Y3) > TCH Then С = 0: End If С = С + DT

If С < ТО / 3 Then Go То 50 Cells(5, 5) = S M = J- 1 T = TV(M) For J = M To 60

If J <= 30 Then Cells(9 + J, 1) = T Cells(9 + J, 2) = ZV(M) Cells(9 + J, 3) = PV(M) Else

Cells(J- 21, 4) =T Cells(J - 21, 5) = ZV(M) Cells(J -21,6)= PV(M) End If TV(J) = T ZV(J) = ZV(M) PV(J) = PV(M) T = T + TR Next J

Tor J = 1 To 60

•s

100 Cells(5, 7) = "PacH OKOHneH"

Application.CommandiBars("Stop Recording").Visible = False Active Workbook. Save End Sub

Приложение В Программа регулирования температуры на второй фазе

ацеталирования ПВС ПИ-регулятором

(язык программирования Visual Basic) Sub Макрос 1 ()

I

' Макрос 1 Макрос ' Макрос записан 29.06.2008 (1)

I

Dim TV(100) As Double

Dim ZV(100) As Double

DimPV(lOO) As Double

Dim X( 100) As Double

K0 = Range("C3")

TO = Range("E3")

T3 = Range("G3M)

K1 = Range("C4")

K2 = Range("E4")

TR = Range("G4")

Z0 = Range("C6")

Y0 = Range("E6")

Y3 = Range("B7")

DT = 1: TCH = 0.1: DTI = TR

N = Int(T3 / DT + 0.5)

For I = 1 To N: X(I) = 0: Next I

Y = 0:T = 0:S = 0:C = 0:XI = 0

For 1=1 To 100

TV(I) = 0: ZV(I) = 0: PV(I) = 0: Next I

Cells(5, 7) = " "

Cells(5, 2) = " "

For J = 1 To 31

For I = 1 To 6

Cells(9 + J, I) = "Next I

Next J

J= 1

50 P = Y + Y0: Z = X(l) + Z0

If T / DTI = Int(T / DTI) Then

TV(J) = T: ZV(J) = Z: PV(J) = P

IfJ<=30 Then

Cells(9 + J, 1) = T

Cells(9 + J, 2) = Z

Cells(9 + J, 3) = P

Else

Cells(J - 21, 4) = T Cells(J - 21, 5) = Z Cells(J - 21, 6) = P End If J = J+ 1 IfJ>60 Then

Cells(5, 2) = "Неустойчивый"

GoTo 100 End If End If

For I = 1 To N -1: X(N -1 + 1) = X(N -1): Next I

DY = (X(N) * КО - Y) /TO: Y = Y + DY * DT

If Int(T / TR) = T / TR Then

XI = XI + K2 * (P - Y3): X(l) = -K1 * (P - Y3) - XI

IfX(l) + Z0> 1 Then

X(l)= 1 - Z0: End If

If X(l) + Z0 < 0 Then

X(l) = -Z0: End If

End If

S = S + (Y + YO - Y3) * (Y + YO - Y3) * DT: T = T + DT If Abs(Y + YO - Y3) > TCH Then С = 0: End If С = С + DT

If С < TO / 3 Then GoTo 50 Cells(5, 5) = S M = J-1 T = TV(M) For J = M To 60 If J <= 30 Then Cells(9 + J, 1) = T Cells(9 + J, 2) = ZV(M) Cells(9 + J, 3) = PV(M) Else

Cells(J - 21, 4) = T Cells(J -21,5)= ZV(M) Cells(J -21,6)= PV(M) End If TV(J) = T ZV(J) = ZV(M) PV(J) = PV(M) T = T + TR Next J

Tor J = 1 To 60

•s

100 Cells(5, 7) = "Расч окончен"

Application. Co mmandBars("Stop Recording"). Visible = False Active Workbook.Save End Sub