ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выбор типа управления (системы автоматической оптимизаВыбор метода расчета оптимальных режимов из "Методы оптимизации химических реакторов" Возмущения могут быть либо плавными, либо более или менее резкими. Последние будем называть скачкообразными. Рассмотрим вначале скачкообразные возмущения. [c.18] В ряде каталитических процессов может существовать и промежуточный режим, который назовем квазистатическим Такие процессы сопровождаются выделением веществ, осаждающихся на катализаторе, что приводит к уменьшению его активности. При этом существенным моментом является то, что скорость выделения и осаждения указанных веществ зависит от параметров реакционной смеси в аппарате. [c.18] Вообще говоря, описанный режим является динамическим. Однако вследствие того, что вредные вещества осаждаются достаточно медленно, удается значительно упростить динамические уравнения объекта. Задачу оптимизации таких режимов будем называть задачей квазистатической оптимизации. В отличие от нее при статической оптимизации стремятся сделать процесс максимально выгодным по принятому критерию в каждый момент времени. При квазистатическом режиме такой подход неприменим из-за возможного интенсивного выделения катализаториых ядов, в результате чего активность катализатора быстро упадет и за цикл работа реактора будет далеко не оптимальной. Поэтому в данном случае приходится ставить задачу оптимизации работы реактора за цикл. В дальнейшем рассматриваются только задачи статической и квазистатической оптимизации каталитических реакторов. [c.18] Предположим, что необходимость автоматической оптимизации процесса установлена. Различают два вида систем автоматической оптимизации при наличии математического описания процесса и без математического описания. [c.19] Оптимизация при наличии математической модели. Для этого вида систем (рис. 2) в управляющей вычислительной машине имеется математическое описание оптимизируемого процесса. При помощи такого описания на машине находятся оптимальные значения управляющих переменных, которые передаются затем в качестве задающих значений на локальные системы автоматического регулирования задача последних состоит в поддержании требуемых значений управляющих переменных. [c.19] Таким образом, алгоритм управления процессом, как правило, включает следующие основные блоки (см. рис. 2) блок математической модели, блок подстройки коэффициентов модели, блок оптимизации . В общем работу алгоритма можно описать следующим образом. Через определенные промежутки времени производится подстройка коэффициентов модели (это делается либо периодически, либо после того, как несоответствие модели и характеристик процесса реальным параметрам превысит некоторый заданный предел). После определения коэффициентов при помощи блока оптимизации, реализующего тот или иной метод расчета оптимальных режимов, находятся оптимальные значения управляющих переменных, которые затем передаются в качестве заданий на локальные системы автоматического регулирования. Эти значения управляющих переменных сохраняются до тех пор, пока оптимальный режим не нарушится. Надо отметить, что иногда вычислительная машина управляет непосредственно процессом, но такие случаи редки ввиду недостаточной надежности существующих машин. [c.20] Рассмотрим теперь достоинства и недостатки обоих методов. Существенным достоинством первого метода является то, что на основании измерения величин неуправляемых переменных здесь можно сразу рассчитать оптимальный режим и изменить значения управляющих переменных. Недостатки метода а) для получения математической модели требуется большая теоретическая и экспериментальная работа правда, надо отметить, что поскольку математическое описание нужно не только для оптимизации действующего производства, но и для оптимизации при проектировании, то проведение этой работы для новых процессов оправдано б) необходимость в оснащении процесса большим числом датчиков (в частности, химическими анализаторами). [c.20] Следующий важный этап оптимизации химических реакторов — выбор метода расчета оптимальных режимов. Широкое распространение получили как классические методы математического анализа и вариационного исчисления, так и новые методы — принцип максимума динамическое и нелинейное программирование. В системе автоматической оптимизации время расчета оптимальных режимов Тр должно быть существенно меньше среднего времени между двумя последовательными возмущениями, т. е. [c.21] Поэтому, естественно, важной задачей является создание достаточно з. быстрых методов расчета оптимальных режимов работы реакторов. В последующих главах книги подробно рассмотрены вопросы применения для этой цели методов нелинейного программирования и принципа максимума. [c.21] Вернуться к основной статье