Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Афлятунов Рим Минигазимович. Оперативное управление процессом пиролиза углеводородов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Афлятунов Рим Минигазимович; [Место защиты: С.-Петерб. гос. технол. ин-т].- Санкт-Петербург, 2007.- 185 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5429

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 11

1.1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА 11

  1. Общие сведения 11

  2. Цех пиролиза и первичного фракционирования пирогаза 14

1.1.3 Особенности процесса пиролиза как объекта оперативного управления 22

  1. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 26

  2. СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ (СОУ) 36

  1. Положение СОУ в иерархии автоматизированных систем управления 36

  2. Классификация методов диагностики 39

1.4 ВЫВОДЫ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 52

ГЛАВА 2. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ 57

2.1. ТИПОВЫЕ СТРУКТУРЫ СОУ 57

  1. СТРУКТУРА ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 59

  2. СТРУКТУРА ФРЕЙМОВ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 63

  3. СТРУКТУРА МОДУЛЯ МОНИТОРИНГА И ДИАГНОСТИКИ 66

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2 68

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РАБОТЫ СОУ 70

3.1 ОБНАРУЖЕНИЕ НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЙ 70

  1. Метод главных компонент (МГК) 70

  2. Обнаружение нарушений с использованием МГК 75

  3. Идентификация модели МГК процесса пиролиза 78

3.2 ИДЕНТИФИКЦИЯ НЕШТАТНЫХ СИТУАЦИЙ В ПРОЦЕССЕ ПИРОЛИЗА
79

  1. Методика идентификации нештатных ситуаций 79

  2. Сбор экспертной информации 81

  3. Фреймы диагностической модели процесса пиролиза 89

3.3 АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ СИСТЕМЫ 94

  1. Алгоритм вычисления главных компонент 94

  2. Критерии определения близости ситуаций 95

  3. Блок схемы алгоритма работы системы 98

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3 105

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ
ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ 109

4.1 ФОРМИРОВАНИЕ МАССИВА ДАННЫХ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ 109

  1. Оценка качества массивов данных 109

  2. Выбор совокупности нештатных ситуаций для моделирования 114

4.2 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ СИСТЕМЫ 117

  1. Синтез программы имитационного моделирования 117

  2. Исследование работы системы при нормальном ходе процесса 120

  3. Исследование работы системы при наличии нештатных ситуаций 122

4.3 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА РАБОТЫ СИСТЕМЫ ....141
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4
149

ВЫВОДЫ 151

ЛИТЕРАТУРА 153

ПРИЛОЖЕНИЕ А ЗОНЫ ОТВЕТСТВЕННОСТИ СОУ НА ДИАПАЗОНАХ
ИЗМЕНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 160

ПРИЛОЖЕНИЕ Б КОРНЕВЫЕ ФРЕЙМЫ 164

ПРИЛОЖЕНИЕ В ДОЧЕРНИЕ ФРЕЙМЫ 172

Введение к работе:

Актуальность работы

Развитие производства мономеров (этилен, бензол, пропилен) стимулируется интенсивным ростом российского рынка полимерных материалов Весь производимый в РФ этилен потребляется внутренним рынком Увеличение мощностей по выпуску этилена на сегодняшний день является наиболее перспективным направлением развития нефтехимии В 2006 году ОАО «Нижнекамскнефтехим» произвел 480 тыс тонн этилена, в текущем году планируется произвести 520 тыс тонн этилена, на 2008 год запланировано уже 600 тыс тонн, а к 2012 году 1 600 тыс тонн в год

Эта продукция является базовой для создания других нефтехимических производств Увеличение объема производства этилена и полимеров дает сырьевую основу для выпуска продукции с высокой добавленной стоимостью (этиленг-ликоль, этилбензол, полиэтилентерефталат, поливинилхлорид, полиэтилен, смочы и др), что позволит производить широкий спектр промышленных товаров и товаров народного потребления (трубы, стройматериалы, упаковки и т д)

Этилен получают пирогенетическим разложением многих природных соединений, содержащих органические вещества Процесс пиролиза для получения этилена осуществляется в печах различного устройства пропусканием газообразных углеводородов или их паров в присутствии катализаторов при температуре 760-780С Обычно используются печи трубчатого типа

Потенциальная опасность технологического процесса получения этилена в широком смысле заложена в самом производстве, которое характеризуется применением токсичных, пожаро- и взрывоопасных продуктов, высоких температур (до 830-855С), открытого пламени, большой массы пирогаза, закалочного масла и пи-робензина, пара высокого давления 14,0 МПа (140 кгс/см2) с температурой 520С, высокой скоростью протекания реакции пиролиза порядка 0,3-0,4 секунды, что в

-4-совокупности предъявляет повышенные требования к системе управления производством

Таким образом, рост мощностей производства этилена и связанных с этим повышение требований к безопасной эксплуатации и качеству выпускаемой продукции, необходимость снижения затрат энергоресурсов, увеличение потребности в этилене как сырье для последующей переработки,- все это требует развития и совершенствования систем управления

Управление процессом получения этилена в основном базируется на поддержании регламентных показателей работы печей пиролиза, теплового и материального балансов установки Технологический процесс получения этилена характеризуется повышенной энергоемкостью и подвержен несанкционированным возмущениям, связанным с суточными и сезонными изменениями температуры, энергетическими потерями в магистралях и оборудовании, а также с изменением состава исходного сырья — прямогонного бензина и накоплением кокса в трубопроводах печи и на испарительных поверхностях закалочно-испарительных аппаратов Это способствует возникновению множества нештатных ситуаций, способных привести к развитию аварийных состояний на процессе

Оперативное управление процессом в этих условиях осуществляется на основании опыта технологов и операторов Следует отметить, что различные нештатные ситуации часто имеют сходные проявления Условия информационной перегрузки способствуют несвоевременному обнаружению предпосылок аварий обслуживающим персоналом и служат причиной ошибочных решений по управлению процессом Действие системы защиты здесь сводится в основном к отключению оборудования и переводу процесса в безопасный режим, что ведет к экономическим потерям предприятия

В этих условиях важной и актуальной становится проблема разработки автоматизированной системы оперативного управления на основе непрерывного контроля состояния технологического процесса и режимов работы оборудования, способной выявить возникшее нарушение на ранней стадии его развития, определить причину и выдать рекомендации оператору по ее устранению, не допуская развитие опасных нештатных ситуаций до уровня срабатывания системы противоава-

-5-рийной защиты Все это позволяет существенно повысить эффективность процесса, уменьшить число простоев и остановов на ремонт оборудования

Цель работы — разработка системы оперативного управления потенциально опасным процессом пиролиза углеводородов (на примере основного наиболее опасного его участка — печи пиролиза)

Для достижения этой цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи

исследован процесс пиролиза, выделены наиболее опасные участки, оценена степень автоматизации процесса,

осуществлен сбор, обработка и анализ экспертной информации, проведено ранжирование возможных нештатных ситуаций по степени опасности и скорости развития,

обосновано применение и предложен комбинированный метод диагностики, включающий непрерывный контроль состояния процесса с использованием метода главных компонент (МПС) и определение причин нарушений с помощью экспертной системы реального времени,

сформирована диагностическая модель процесса и проведена ее идентификация,

разработан алгоритма работы системы, способный проводить на фоне естественного дрейфа процесса диагностику нештатных ситуаций, существенно (на порядки) различающихся по скорости развития,

проведена проверка работоспособности системы методом имитационного моделирования

Методы исследования. При выполнении работы были использованы методы статистического анализа, искусственного интеллекта, технической диагностики, ситуационного управления и имитационного моделирования

Научная новизна.

Предложен комбинированный метод диагностики нештатных .ситуаций на процессе пиролиза углеводородов, который обеспечивает раннее их обнаружение во время непрерывного мониторинга процесса с использованием метода главных компонент, а определение причин их возникновения — диагностической экспертной подсистемой реального времени

Разработана диагностическая модель процесса пиролиза, состоящая из двух блоков модели метода главных компонент и двухуровневой фреймово-продукционной модели

Разработан алгоритм функционирования системы, производящий обнаружение как быстро, так и медленно развивающихся нештатных ситуаций (таких, как закоксованность) по двум моделям метода главных компонент с разными периодами адаптации

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Полученные в диссертационной работе результаты имеют прикладное значение для решения задач диагностики и оперативного управления процессами пиролиза в условиях действия значительных возмущений, вызывающих выход процесса из регламентного режима Алгоритм работы и структура диагностической модели могут быть использованы для диагностики нарушений в аналогичных процессах

Материалы по разработанной системе переданы в ООО «Иокогава Электрик СНГ», Москва и ООО «ЛЕННИИХИММАШ», Санкт-Петербург

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на 7-й международной конференции «Нефтепереработка и нефтехимия» в рамках Международного Форума «ТЭК России» в Санкт-Петербурге

Публикации По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ

Структура и объем работы. Материал диссертационной работы сгруппирован в 4-х главах, снабжен выводами, списком литературы и 3 приложениями Работа изложена на 159 страницах основного текста, содержит 53 рисунка, 3 таблицы и список использованной литературы, включающий 87 названий

Подобные работы
Савенков Алексей Николаевич
Управление процессами информационного обмена в сетях передачи данных АСУ машиностроительного предприятия
Борзов Андрей Николаевич
Моделирование и управление процессом гидроочистки дизельного топлива
Костин Сергей Викторович
Управление процессами информационного обмена в АСУ на примере горного предприятия
Елизаров Александр Михайлович
Моделирование, оптимальное проектирование и управление процессом нанесения гальванического хромового покрытия
Меликов Агаси Зарбали оглы
Ситуационное управление процессами обслуживания потребителей на распределительных нефтебазах
Новиков Алексей Федорович
Адаптивное управление процессом сборки продольно-прессовых соединений
Рудакова Ирина Викторовна
Оперативное управление процессом полимеризации этилена при высоком давлении
Антонов Олег Викторович
Оптимальное управление процессом каталитического риформинга с использованием гибридной математической модели
Фролов Алексей Иванович
Управление процессами информационного обмена в распределенной информационной среде предприятия
Зубов Дмитрий Владимирович
Математическая модель и оптимальное управление процессом бинарной ректификации

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net