Управление процессами с помощью вычислительных машин

Центральная станция управления 1 с главной управляющей вычислительной машиной должна обладать высокой надежностью и безотказностью. Для этого предусматривается дуплексный режим работы, т. е. применение двух ЭВМ (режим с горячим резервом). Периферийные средства управления, интерфейс процесса и соединительные провода приведены в соответствие дуплексному принципу работы. Обе управляющие вычислительные машины имеют станцию гибких дисков для записи рецептов в автономном режиме работы систем управления производственных линий. На основе иерархической структуры система управляющих вычислительных машин (УВМ) координирует управление всем производством. Базой для работы УВМ служит производственный план смесительного отделения. Ввод и изменение производственного плана осуществляются на дисплее оператора в помещении центральной станции управления. Внутри системы управляющих вычислительных машин диалоги оператора синхронизируются на обе вычислительные машины. Каждый диалог оператора с помощью печатающего устройства выдается в виде копии на жесткой основе. [c.123]

В главе XII было показано, что анализ процессов управления при помощи вычислительных машин оказался столь перспективным, что его можно использовать для стационарного анализа повторяющейся или непрерывной экономической оптимизации технологических процессов. Машинное управление займет достойное место в управлении химическими процессами только тогда, когда его можно будет применить к главным динамическим задачам, решение которых не под силу современным средствам автоматизации. [c.184]

Сейчас вычислительные машины, помимо применения в проектной работе, используются для непосредственного управления производственным процессом. Для управления с помощью вычислительных машин и настройки их на работу с наибольшей экономической эффективностью обычно необходимо иметь математическую модель процесса. Такая модель требует детального понимания и более глубокого математического анализа, чем это требовалось прежде. [c.10]

В задаче 7 (см. стр. 354) был рассмотрен целый класс задач, когда оптимальное управление является кусочно-постоянной функцией, принимающей предельные значения в интервалах своего постоянства. Очевидно, что если тем или иным способом получают закон оптимального управления в аналитической форме, всегда с помощью линейных элементов можно реализовать этот закон в виде схемы, выполняющей роль оптимального регулятора. В общем же случае, когда явная форма закона оптимального управления не может быть найдена, для оптимального управления необходимо использовать вычислительную машину, которая должна непрерывно решать оптимальную задачу по известным в данный момент времени параметрам состояния процесса и определять для этого момента оптимальное управление. [c.386]

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]

К счастью, методы и приемы, необходимые для решения этих задач, уже доступны совершенно новой отрасли прикладной химической науки, которая может быть определена путем привлечения описанных выше признаков, характеризующих системотехнику. Их комбинация, называемая собственно системотехникой включает в дополнение к сведениям о динамике процесса данные о системе управления, применении аналоговых вычислительных машин, используемых с помощью методов прикладной математики, и, наконец, современное инженерное исследование основ процесса. [c.13]

Следующим шагом в совершенствовании процесса является управление им непосредственно при помощи вычислительной машины. Хотя использование машинного управления может представить интерес для химической промышленности (см., например, литературу ), все же следует принять во внимание различные соображения по этому поводу. [c.161]

Различают два типа систем оптимального управления с применением вычислительных машин — системы динамического и статического действия. Системы динамического действия возлагают на управляющую машину все функции управления. В этом случае требуется полное математическое описание процесса с учетом динамических свойств объекта. Система статического действия предусматривает сохранение стабилизирующих регуляторов и возлагает на управляющую вычислительную машину лишь коррекцию заданных значений параметров с целью оптимизации режима. Этот тип проще и надежнее, так как при неисправности машины она отключается, а управление процессом сохраняется при помощи стабилизирующих регуляторов на тех же зафиксированных значениях параметров, которые были до повреждения вычислительной машины. [c.365]

Сигналы, полученные от датчика, необходимо преобразовать для последующего накопления их в соответствующих устройствах и переработки в необходимую информацию. Накопление данных в простейшем случае осуществляют визуально или путем записи показаний измерительных приборов, например показывающего прибора. При этом возможны ошибки, особенно при быстром поступлении сигналов, вследствие неправильного считывания и списывания результатов. Значительно эффективнее регистрация преобразованных сигналов ведется самописцем или печатающим устройством. Результаты измерения накапливаются на перфокартах, перфолентах или магнитных лентах и пластинах, а также путем фотографирования. При обработке результатов измерений при помощи вычислительных машин необходимо преобразование электрических величин, например токов, пропорциональных концентрациям, в параметры двоичной или десятичной системы. Этот процесс происходит в аналогово-цифровых преобразователях (разд. А.2). Для предотвращения искажения аналоговых величин из-за влияния помех преобразование сигналов датчика следует осуществлять непосредственно вслед за получением сигналов, поскольку цифровые величины по своей сущности не могут быть искажены. Для наблюдения за ходом процесса сигналы датчика должны быть преобразованы в преобразователях различных типов с целью передачи их в приборы управления или регулирования. Для установления границ преобразования проводят стандартизацию входных и выходных параметров преобразователя. В процессе накопления данных независимо от того, идет ли речь о простой записи или записи с применением приборов, преобразовании, запоминании или накоплении сигналов, непосредственного получения информации не происходит. [c.434]

Анализ математических моделей, их реализация с целью оптимального проведения процессов и оптимального управления ими осуществляется при помощи вычислительных машин. Как кибернетические устройства вычислительные машины могут выполнять три функции 1) проводить вычисления 2) моделировать процесс 3) управлять процессом. [c.84]

При работе по второму методу процесс моделируется при помощи вычислительной машины (рис. 1) [4—5]. Она находит оптимальный режим, который переносится затем с модели на реальную систему. Таким образом, применение второго метода предполагает знание математической модели процесса. Под математической моделью в данном случае понимают совокупность уравнений, описывающих статический режим. Задача получения математического описания процесса является одной из наиболее важных и сложных задач при разработке алгоритма управления химикотехнологическим процессом. В большинстве случаев получение математической модели, достаточно точно описывающей процесс, является очень трудной задачей. Обычно, исходя из теоретических соображений, удается определить только общий вид уравнений процесса с точностью до коэффициентов, которые должны быть найдены экспериментально. Кроме [c.25]

Реальные процессы в абсолютном большинстве являются процессами нестационарными, и изучение их без фактора времени, без кинетики протекания этих процессов не может дать результатов, необходимых для организации и управления производством при помощи вычислительных машин, для создания кибернетических систем. [c.148]

На основе решения этих уравнений рассчитывается таблица оптимальных действий, которые должен выполнять регулятор при любом состоянии реактора для приведения его к оптимальному режиму. При помощи табличного метода можно обеспечить оптимальное управление химическим процессом со сложной динамикой, пользуясь относительно простой вычислительной машиной. [c.121]

Л и Т.Г., Адамс Г.Э. Управление процессами с помощью вычислительных машин. Моделирование и оптимизация. - М. Металлургия, 1977. [c.49]

Управление процессами с помощью вычислительных машин [c.429]

Полученная система кинетических уравнений не может быть решена без применения электронных вычислительных машин более того, решение даже с помощью вычислительных машин является достаточно сложной задачей. Проведенные недавно в Вычислительном центре АН СССР расчеты на машине Урал-2 показали удовлетворительную сходимость вычисленных по найденным кинетическим уравнениям показателей процесса дегидрирования бутилена на катализаторе К-16 с экспериментальными данными, полученными на Куйбышевском заводе синтетического каучука [220]. Таким образом, эти кинетические уравнения могут служить основой для проектирования промышленных реакторов и управления процессом получения дивинила из бутилена. Тем не енее процесс дегидрирования бутилена на промышленном катализаторе изучен далеко не полностью. [c.125]

Были рассмотрены два класса стохастических моделей, с которыми можно обращаться как с самоорганизующимися моделями для соответствующего управления процессом с помощью вычислительной машины. Для модели класса I распределение членов с, известно. По ходу процесса поступает все больше информации, с помощью которой можно получить лучшие оценки среднего и дисперсии членов Сь используемые для прогнозирования. В модели класса И, где распределение С неизвестно, для прогнозирования хода процесса используются самые последние измерения членов С . Для детерминированной модели, в которой члены С постоянны, таблица прибыли составляется один раз. В отличие от детерминированной модели рассматриваемые здесь стохастические модели требуют составления таблицы на каждой стадии по мере накопления информации о процессе. [c.465]

АСУ потенциально опасным процессом может быть реализована путем создания автономных АСР, АСЗ, АСК и АСС (см. рис. 1-3) или применением вместо автономных АСР и АСЗ управляющей вычислительной машины (УВМ). Блок-схема управления потенциально опасным процессом при помощи УВМ показана на рис. 1-4. [c.20]

Основными характерными признаками автоматизированной системы управления являются выполнение планово-экономических расчетов с использованием экономико-математических методов, с помощью которых создается общая формальная модель управления объектом непрерывная автоматическая (машинная) подготовка вариантов допустимых решений, при этом принятие окончательного решения остается за человеком. Определенные функции управления могут выполняться в автоматическом режиме, т. е. без участия человека применение электронной вычислительной и другой современной техники в процессе планирования и управления организация в памяти ЭВМ единой централизованной статистической и нормативно-справочной базы, обслуживающей все подразделения органа управления в процессе решения планово-управленческих задач. [c.381]

В современных условиях особая роль принадлежит использованию электронно-вычислительных машин, которые существенно расширили возможности человека, выполняя логические операции преобразования информации. С их помощью стал выполнять такие действия, как сравнение и выбор последующих действий в зависимости от результатов сравнения предшествующих, программное управление группами логических опе заций. При этом высокое быстродействие ЭВМ позволило значительно ускорить процессы обработки информации. [c.363]

Когда значение 5о зафиксировано на наибольшем значении, как это часто бывает, критерий вида (5.6) переходит в критерий, представляющий собой продуктивность (по продукту или биомассе). Отметим, что температура и pH влияют на удельные скорости расходования субстрата и получения продукта и биомассы, а влияние скорости потока (разбавления) проявляется через систему уравнений (5.1) — (5.4). Далее решается задача оптимизации одним из методов, обычно на вычислительной машине. Результаты решения реализуются с помощью системы управления. Если же при решении задачи отсутствует надежная (адекватная) математическая модель объекта, то задача оптимизации решается непосредственным поиском оптимальных значений параметров на самом объекте. В этом случае устанавливаются некоторые значения параметров управления и новое стационарное состояние анализируется. Основываясь на отклике системы, устанавливаются новые параметры управления и т. д. до тех пор, пока не будут найдены оптимальные условия. Ясно, что в этом случае длительность переходных процессов существенно влияет на время поиска оптимальных условий и, следовательно, на эффективность процесса. Таким образом, одним из требований к системе есть сокращение времени поиска. [c.256]

Оптимизируемые системы могут описываться алгебраическими, дифференциальными, логическими, статистическими и другими математическими соотношениями. В зависимости от характера и сложности математического описания объекта целесообразно применять тот или иной тип вычислительных машин. Например, при решении экономических задач часто встречаются сложные алгебраические выражения, в которых необходимо оптимальным образом подобрать совокупность коэффициентов. Для решения этих задач целесообразно использовать цифровые вычислительные машины. В то же время большое число задач из области управления, динамики непрерывных производственных процессов и т. д. описываются при помощи дифференциальных соотношений. В последнем случае для решения задач оптимизации широко используются вычислительные устройства непрерывного действия. Такова, например, задача выбора оптимального режима химического реактора, задача выбора оптимальной программы управления электродуговой сталеплавильной печью, задача настройки регулятора на максимальное быстродействие и т. д. [c.44]

В данную схему приготовления резиновых смесей включена интегрированная система управления. Управление всеми резиносмесителями периодического и непрерывного действия производится с главного пульта с помощью электронно-вычислительных машин (ЭВМ), предназначенных для управления и контроля режимов на определенном оборудовании. Рецепты смесей и программы смешения, включая продолжительность и температуру, хранятся на перфолентах, которые оператор закладывает в ЭВМ. Подача материалов к резиносмесителю на первой стадии и проведение последующих операций осуществляются в соответствии с программой разгрузка резиносмесителя производится автоматически по достижении запрограммированной температуры. Управлять процессами дозирования и смешения можно и с ручного пульта управления. ЭВМ распределяет продукцию по барабанам для хранения смеси. [c.9]

Управление процессами автоматической развески эластомеров, транспортирования и распределения готовых навесок по смесительным агрегатам в комплексном виде осуществляется при помощи управляющей вычислительной машины. [c.82]

Если программа дает результаты, согласующиеся с имеющимися данными, ее можно использовать для предсказания и оптимизации характеристик новых конструкций, внося соответствующие, изменения в уравнения. Например, если капли имеют новые характеристики испарения, требуется изменить только уравнение массообдоена. Кроме того, степень неопределенности в расчете характеристик сушилки, вызванную неточностью описания процесса испарения новых капель, легко оценить с помощью повторных расчетов, в которых эта неточность учитывается путем использования уравнения массообмена в соответствующих предельных формах. Сравнение результатов, отличающихся вследствие этой неопределенности, подсказывает наилучшее направление дальнейших работ. Оно может заключаться в проведении более точных экспериментов по исследованию характеристик массообмена распыленной струи или в том, чтобы предложить заказчику проект с более умеренными показателями. Принимаемое решение должно быть, вероятно, таким, чтобы обеспечивать наименьшие затраты. С другой стороны, возможность будущих заказов на аналогичные установки может привести к принятию противоположного решения. Важным фактором является то, что проектирование с помощью вычислительных машин позволяет органу управления быстро получать четкую и недорогую информацию, касающуюся технических и стоимостных характеристик установки. [c.372]

Методы Экспрессного контроля вещественного состава руды имеют большое значение для управления процессом обогащения с помощью вычислительных машин и для повышения технологических показателей. Вместе с тем они позволяют оперативно управлять и процессом добычи. Совместное рассмотрение добычного и обогатительного циклов на основе общих Экономических критери- [c.6]

Наиболее трудной задачей является управление производством с помощью вычислительной машины, т.е.создание замкнутой системыуправления. Для того чтобы машина работала непосредственно в контуре управления технологическими процессами хлорных производств, требуется разработать алгоритмы управления и математические описания процессов. Такие разработки вед5 тся в СССР и, вероятно, за рубежом, однако они иока не доведены до стадии промышленного использования. Управляющая вычислительная машина на заводе в Японии, о котором упоминалось выше, уже осуществляет автоматическое регулирование основных материальных потоков по показателю АМ. [c.253]

На основе другого подхода к управлению флотационным процессом, который наряду с изложенным выше используется в АСУ ТП обогатительных фабрик, лежат принципы формализации действий оператора-технолога по управлению объектом и моделирования их с помощью вычислительной машины. Последовательность действий по контролю, анализу и управлению объектом представляется в виде логической структуры (схемы), Пример которой для операций основной молибденовой флотацин Тырныаузской обогатительной фабрики дан на рис. V 11.36 (прямоугольниками обозначены операции контроля, ромбом — Логические операции). Выполнение проверяемого условия, записанного внутри ромба, обозначено /, а невыполнение — 0. Стрелка внутри прямоугольника указывает на направление изменения управляющего воздействия. [c.360]

Книга посвящена теории и практике проектирования химико-технологических процессов с помощью электронных вычислительных машин. Автор — видный американский спе. циалист, известный своими работа.ми по автоматическому управлению химическими процессами и применению машинных методов в их проектировании, — рассматривает проблему разработки нового технологического процесса как комплекс связанных между собой задач (выбор оптимальных кинетических условий процесса, вопросы тепло- и массообмена, аппаратурного оформления и оснащения контрольно-измерительными приборами и средствами автоматики). Останавливаясь в основном на применении аналоговых машин, автор реко-. Нвядует с их помощью моделировать процессы, протекающие в системе, и выбирает оптимальный вариант технологической схемы, ее аппаратурного и приборного оснащения. Книга хорошо иллюстрирована, снабжена большим числом примеров и обширной библиографией. [c.4]

НЫХ методов анализа (например, применение фотоэлектрических фотометров, рН-метров). В ходе управления процессами обогащения угля и переработки нефти использовали в основном данные анализа, характеризующие анализируемую пробу в целом, например температуру затвердевания или температуру вспышки, предел воспламеняемости или данные об отношении анализируемой пробы к действию раствора перманганата калия. Определение ряда таких характеристик, например определение плотности и давления паров, определение вязкости или снятие кривых разгонки, можно осуществлять при помощи приборов. Указанные методы анализа важны для контроля качества веществ, но они не соответствуют современному уровню исследований и контроля производства, а также не способствуют прогрессу в этих областях. Развитие аналитической химии происходит в направлении внедрения физико-химических методов анализа или методов, использующих специфичные свойства веществ, при этом на первый план выдвигаются методы газовой хроматографии. В связи с этим на примере развития газовой хроматографии можно проследить тенденции развития аналитической химии в целом. Метод газовой хроматографии известен с 1952 г., в 1954 г. появились первые производственные образцы газовых хроматографов, а уже в 1967 г. четвертая часть всех анализов, проводимых на нефтеперерабатывающих заводах США, осуществлялась методом газовой хроматографии (А.1.13]. К 1968 г, было выпущено свыше 100 ООО газовых хроматографов [А.1.14], и лишь небольшую часть из них применяли для промышленного контроля. Газовые хроматографы были снабжены детекторами разных типов в зависимости от специфических свойств анализируемого вещества, его количества и молекулярного веса, позволяющими провести определение вещества при его содержании от 10 до 100% (в случае определения летучих неразлагающихся веществ в газах — при содержании 10- %). К подбору наполнителя для колонок при разделении различных веществ подходили эмпирически. В 1969 г. появились газовые хроматографы, которые наряду с различными механическими приспособлениями содержали элементы автоматики. Для расчета результатов анализа по данным хроматографии и в лаборатории и в ходе контроля и управления процессом применяли цифровые вычислительные машины в разомкнутом контуре. В настоящее время эти машины вытесняются цифровыми вычислительными машинами в замкнутом контуре. При этом большие вычислительные машины со сложным оборудованием можно заменить небольшими. В будущем результаты анализа можно будет получать гораздо быстрее. Методы газовой хроматографии в дальнейшем вытеснят и другие методы анализа мокрым путем и внесут значительный вклад в автоматизацию процессов аналитического контроля. Внедрение техники и автоматизации в методы аналитической химии будет способствовать увеличению числа специалистов с высшим и средним специальным образованием, работающих в области аналитической химии. В настоящее время деятельность химиков-аналитиков выглядит совершенно иначе. Химик-аналитик должен обладать специальными знаниями в области химии, физики, математики и техники, а также желательно и в области биологии и медицины. Все это необходимо учесть при подготовке и повышении квалификации химиков-аналитиков, лаборантов и обслуживающего пс[)сонала. [c.438]

Допустим, ЧТО для рассматриваемого реактора решена задача синтеза оптимального управления и,р , которое реализуется с помощью управляющей вычислительной машины (УВМ), так что реактор функционирует в замкнутом контуре прямого цифрового управления процессом (см. рис. 8.7). Для пепре- [c.459]

Степень автоматизации адсорбционных установок различна от использования локальных регуляторов невзаимосвязанных параметров до управляющих вычислительных машин, т. е. работы проводятся до заранее намеченного уровня без предварительного обоснования экономической эффективности работы на этом уровне. Известны и отдельные попытки применения прямого цифрового управления, однако реализация этого направления сдерживается высокими требованиями, предъявляемыми к надежности и другим характеристикам управляющих вычислительных машин. Поэтому наиболее распространенной является каскадная система управления, состоящая из двух подсистем. Старшая подсистема осуществляет функции оптимизации процессов при помощи управляющих вычислительных машин, а младшая подсистема поддерживает заданные оптимальные значения управляющих режимных параметров при помощи автоматических регуляторов. При определенных условиях применение систем автоматического управления может оказаться эффективнее применения систем автоматического управления с использованием УВМ, поэтому вопрос о реализации старшей подсистемы может быть решен только после сравнения ожидаемого экономического эффекта от применения системы автоматической оптимизации и системы регулирования при заданных настройках регуляторов с экономическим эффектом, установленным по результатам оптимизационных расчетов [69]. Для определения [c.183]

Поясним изложенное примером расчета системы регулирования температуры в реакторе объемного типа емкостью 1 м3 с так называемой наружной змеевиковой рубашкой (см. рис. 13, в) при производстве олигоэфира, модифицированного хлопковым маслом. Изменение постоянной времени от температуры для упомянутого процесса в выбранном реакторе описывается выражением (206). Расчет качества регулирования осуществлялся с помощью аналоговой вычислительной машины (АВМ). Объем управления моделировался выражением (77), причем исследования проводились для трех значений постоянной времени соответственно для температур реакционной массы 20, 125 и 240° С, т. е. при Тао, Tiss, Тцо. Оптимальные настройки ПИ-регулятора определялись для значения постоянной времени при 125° С. При этом принятым методом рассчитывались значения кривых настроек в координатах Si, So и выбирались оптимальные значения настроек, равные Si = 0,42 и So=2100 мин-. Затем на АВМ моделировался ПИ-ре гулятор с указанными настройками и процесс регулирования температуры при выбранных значениях постояН ной времени. Расчеты, проведенные с помощью АВМ, показали, что регулирование температуры при постоянных времени Т20 и Г240 без изменения значений параметров настройки регулятора вызывает ухудшение качест- [c.107]

В качестве примера на рис. 119 приводится принципиальная схема управления процессом каталитического риформинга при помощи управляющей вычислительной машины. На управляюп1,ую вычислительную машину передаются сигналы от датчиков-анализаторов состава и физико-химических свойств сырья и всех продуктов в потоке, а также от датчиков температуры, давлеиия, расхода и уровня, установленных на аппаратах и потоках. [c.366]

Современные масштабы общественного произвоства и сложность управления нефтеснабжением народного хозяйства требуют широкого внедрения в эту область экономико-математических методов и вычислительной техники. Процесс нефтеснабжения сегодня связан с огромными потоками плановой, оперативной и учетно-статистической информации, обработка которой вручную становится практически невозможной. Кроме того, влияние нефтеснабжения на эффективность работы предприятий потребителей нефтепродуктов требует отыскания быстрых и оптимальных решений с помощью современных электронно-вычислительных машин. В этих условиях настоятельной необходимостью является создание автоматизированной системы управления нефте-снабжением — АСУнефтеснаб. [c.6]

В соответствии с задачами, поставленными XXIII и XXIV съездами КПСС, широко внедряется комплексная автоматизация технологических процессов переработки нефти и нефтепродуктов. Комплексная автоматизация процессов характерна прид18нением в малогабаритном исполнении блоков и вторичных приборов пневматической или электронной систем, каскадных и взаимосвязанных систем автоматического регулирования, автоматического контроля и регулирования при помощи промышленных автоматических анализаторов состава и свойств нефти и нефтепродуктов, а также электронных вычислительных машин в системах диспетчеризации и централизации управления, учетно-расчетных операций [c.303]