ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Математические модели контроля качества в процессах полимеризации из "Моделирование промышленных процессов полимеризации" Поэтому во время эксперимента по сбору статистических данных следует стремиться к более точному измерению переменных. В ряде случаев целесообразно также перейти на лабораторноручное измерение, если оно производится более точно и его продолжительность меньше выбранного At. [c.94] Ниже приведен пример использования описанной методики, взятый из практики автора. Другим примером подобного подхода к моделированию может служить полимеризация этилена в производстве полиэтилена [61]. [c.94] Рассмотрим низкотемпературную эмульсионную сополимери-зацию бутадиена со стиролом (а-метилстиролом), осуществляемую в цепочке из двенадцати последовательно установленных реакторов (полимеризаторов) с мешалками. Физико-химические основы и технологическое оформление этого процесса достаточно известны и подробно описаны в литературе [62, 63]. Отметим основные особенности автоматизируемого процесса, блок-схема которого приведена на рис. 9. [c.95] Углеводородная (бутадиен и стирол) и водная фазы, предварительно охлажденные до 8°С в холодильниках, непрерывно поступают в смеситель (аппарат предварительного эмульгирования). [c.95] Для получения бутадиен-стирольного каучука используют стандартную рецептуру. В процессе соверщенствования технологии соотнощения ингредиентов периодически пересматриваются, хотя диапазон допустимых колебаний основных параметров остается почти неизменным, что позволяет говорить об общности алгоритмов и систем управления процессами получения эмульсионных каучуков и латексов различных марок. [c.96] Большое число переменных, сложность взаимодействия различных параметров, большое запаздывание информации (время лабораторного анализа таких переменных, как конверсия и параметр Дефо, составляет соответственно один и четыре часа) и другие факторы делают ручное управление процессом недостаточно эффективным н вызывают необходимость внедрения системы автоматизации, для разработки которой и проводится исследование. [c.96] На основании анализа статических характеристик делают выводы о степени влияния входных параметров на выходные, выбирают управляемые и управляющие параметры и т. п. Затем определяют динамические характеристики. [c.96] Таким образом, целесообразно осуществлять последовательно построение статической модели приближенную оценку динамических свойств объекта выбор управляющих воздействий построение уточненной динамической модели по ограниченному числу каналов. [c.97] При построении статической модели процесса эмульсионной полимеризации могут быть использованы и теоретические методы (на основании теории Смита — Юарта, Медведева и др.), и экспериментальные. Хотя теоретические исследования уже проведены для широкого класса эмульсионных процессов [65—67], со-полимеризация дивинила-со стиролом до последнего времени изучалась в основном экспериментально. Работ по экспериментальному определению статических характеристик немного. В известной степени могут быть использованы результаты лабораторных исследований процесса [68, 69], однако такие результаты являются характеристикой скорее качественного протекания процесса, чем его количественной мерой. [c.97] Полученные уравнения в стандартизованном масштабе удобно использовать для ранжировки переменных по величине коэффициента iPi можно судить о степени влияния переменных, а знак коэффициента указывает направление эффекта (уменьшение илп увеличение) влияния анализируемого входа а выход. [c.100] для конверсии наиболее значимыми параметрами являются (в порядке уменьшения степени влияния) температура в П1 зоне батареи (Pi3 = 0,36), П зоне (Pi2 = 0,33), I зоне (Рп = = 0,307), подача ингибитора в последний аппарат (Рэ = —0,277), дозировка гипериза ( 4 = —0,211), железо-трилонового комплекса (Рб=+0,207), соотношение мономеров в углеводородной шихте ( р1 = 0,0916) и т. д. [c.100] Аналогичный анализ производится и по уравнению качества. Дальнейшее его уточнение дано в главе III. [c.100] На основании корреляционных уравнений, полученных в результате обработки экспериментальных данных, предлагается следующая приближенная модель объекта, по которой можно сделать некоторые выводы о регулировании процесса эмульсионной полимеризации. Вводятся оценки инерционности воздействия (по величине времени сдвига до максимального значения коэффициента Rxy взаимной корреляции, что соответствует замене реального динамического звена звеном эквивалентного чистого запаздывания), коэффициенты усиления Ki принимаются равными коэффициентам iPi в стандартизованном уравнении регрессии. [c.100] В структурной схеме объекта (рис. 10) приведены значения Ki=, i и времени эквивалентного запаздывания Тэкв по различным каналам. Как видно из рис. 10, из всех управляющих воздействий для регулирования конверсии Fi предпочтение должно быть отдано температуре в отдельных зонах (хп, Xi2, Xia) и расходу ингибитора в последнем аппарате (хд) как наиболее сильным по степеням воздействия и наименее инерционным. Изменение расходов компонентов окислительно-восстановительной системы (Х4, Хб, Хт) использовать затруднительно ввиду большой инерционности воздействия (времени эквивалентного запаздывания т=1б ч). [c.100] Одновременное использование всех управляющих воздействий является очень сложной задачей, которая под силу только ЭВМ. Поэтому для локальной системы автоматического регулирования были выбраны только температура и расход ингибитора [64]. [c.100] Тогда изменения остальных параметров могут рассматриваться как возмущения. [c.101] Более тщательный анализ и синтез соответствующих систем автоматического регулирования конверсии и параметра Дефо требует знания динамических характеристик. [c.101] Подробно их определение и использование для системы управления см. в работах [55, 64]. [c.101] В зависимости от степени сложности и типа решаемых задач математические модели контроля качества могут либо входить в виде отдельного структурного уровня в другие блоки (например, в модель реактора-полимеризатора), либо выделяться в самостоятельный блок-модель. Независимо от этого модель контроля качества строится по модульному принципу и характеризуется некоторыми особенностями разработки, которые мы и рассмотрим. Наряду с аналитическими приемами для этой цели нашли широкое применение эмпирические и полуэмпирические методы, использующие статистический подход к проблеме моделирования. Поскольку методы создания таких моделей были рассмотрены выше, здесь остановимся лишь на отдельных, сугубо специфических аспектах контроля качества, и в первую очередь яа точности контроля и объективных методах ее оценки. [c.102] Вернуться к основной статье