Математическая модель технологического комплекса

Совокупность математических описаний звеньев, топологических связей и ограничений составляет математическую модель технологического комплекса. [c.17]

ПОСТРОЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ В СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ [c.53]

Как уже отмечалось, математическое моделирование собственно роста популяций не является самоцелью. Уравнения, описывающие закономерности накопления биомассы в практических целях, используются в основном как составная часть более сложных аналитических выражений, характеризующих самые разные стороны системы клетка — среда, например метаболизм культуры, производительность процесса. Для этого модель роста должна быть достаточно простой. Поэтому математическую модель неактивный комплекс нецелесообразно использовать при решении технологических вопросов. Точность отражения закономерностей процесса размножения достигнута в данном случае ценой достаточно высокой сложности модели. [c.215]

Структуру системы автоматизированного проектирования рассмотрим ма примере САПР фильтровального оборудования. Последняя состоит из объектных, и инвариантных подсистем (рис. 2.3). Подсистемы САПР имеют методическое обеспечение, т. е. соответствующие математические модели н алгоритмы функционирования подсистем, программное (комплексы или пакеты прикладных программ), техническое (ЭВМ), информационное (базы технологических, конструкционных, механических и других характеристик оборудования, перерабатываемых и конструкционных материалов и пр.), организационное (инструкции по эксплуатации). Инвариантные подсистемы САПР различных объектов имеют ряд программ общего обеспечения, что позволяет универсально использовать труд разработчиков САПР. [c.39]

Создание промышленного реактора. При решении задач этого уровня возникает новый комплекс проблем, требующих для своего разрешения применения всего арсенала средств современного системного анализа [101. В целом гетерогенный каталитический реактор представляет собой сложную, состоящую из большого числа элементарных звеньев систему. Детальное изучение структуры внутренних связей в реакторе и выявление главных факторов, определяющих технологический режим, дают возможность построить математическую модель, отражающую наиболее существенные моменты работы реактора. Анализ математической модели реактора с применением ЭВМ (так называемый машинный эксперимент), позволяет создать оптимально действующий промышленный контактный аппарат и систему автоматического [c.14]

Программно-целевая система принятия решений при разработке каталитического процесса. Конечная цель системного анализа на уровне отдельного химико-технологического процесса — построение адекватной математической модели ХТП и решение на ее основе проблем создания промышленного технологического процесса, его оптимизации и построения системы управления для поддержания оптимального режима функционирования. Стратегия достижения этой цели включает целый ряд этапов и направлений качественный анализ структуры ФХС синтез структуры функционального оператора системы идентификация и оценка параметров математической модели системы проектирование промышленного процесса оптимизация его конструктивных и режимных параметров синтез системы оптимального управления и т. п. Каждый пз перечисленных этапов, в свою очередь, представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных частных шагов и возможных направлений, которые объединяются в единую систему принятия решений для достижения поставленной цели. [c.32]

Законы термодинамики и различные физико-химические закономерности используют при конструировании реакционных аппаратов, при создании новых технологий и разработке математических моделей для проектирования и управления сложными химико-технологическими комплексами. При создании математических моделей составляют уравнения материально-тепловых балансов, уравнения изотерм и изобар химических реакций, выражения законов действующих масс. [c.13]

Таким образом, очевидно, что реализация системного подхода к исследованию технологических процессов приводит к созданию комплекса математических моделей элементов, взаимосвязь между которыми определяется принятой иерархической структурой. На первой ступени иерархии рассматриваются режимы работы отдельных аппаратов на второй ступени иерархии (цех, химический завод) исследуется функционирование совокупности аппаратов с учетом их взаимного влияния. [c.285]

На рис. 1.7 функционально-технологический синтез факторов точности конструкции КСП представлен смещанным комплексом оптимизации (а) с техническим критерием оптимальности - энтропийным показателем К.,. Для ремонтных соединений синтез точности элементов для ГЦС проведен в параллельном комплексе (б) с базовой математической моделью оптимизации [c.27]

На основе разработанных математических моделей, описывающих различные динамические режимы работы ректификационных колонн, разработан комплекс вычислительных программ, позволяющий моделировать и рассчитывать технологические системы, в которых осуществляется контроль и управление режимами пуска, останова и переходными процессами, протекающими в ректификационных колоннах, на примере расчета схемы очистки метанола - сырца с учетом химических взаимодействий. [c.32]

Формализация математических моделей связана с рядом технических трудностей, успешное преодоление которых и определяет в конечном счете как адекватность описания моделирующего объекта, так и оптимальность принятых решений. К их числу относятся 1) вьщеление из значительного числа особенностей варьируемых параметров технологических процессов исследуемого объекта основных, причем в прием-1>емом для намеченного к применению метода оптимизации количестве 2) условная классификация вьщеленного множества параметров на определяющие и определяемые. Например, в аппроксимационной модели комплекса НПП (2.48) —(2.52) определяемыми параметрами являются переменные остальные параметры - определяющие. Нетрудно понять, что в зависимости от способа осуществления этого процесса модель оптимизации примет тот или иной вид. [c.46]

В технологических аппаратах — элементах БТС — протекают процессы переработки и превращения исходного сырья в целевые продукты биохимического производства. Разнообразие процессов в БТС обусловливает большой набор различных технологических аппаратов, в которых осуществляются гидромеханические, тепловые, диффузионные, химические и биохимические процессы. Применение принципов системного подхода к анализу БТС приводит к созданию комплекса математических моделей элементов, взаимосвязь между которыми определяется структурой БТС. Различная сложность технологических элементов, требования к точности [c.102]

Неуклонные тенденции развития химических технологий, связанные с интенсификацией химико-технологических процессов, разработкой аппаратов большой единичной мощности, проектированием энергосберегающих малоотходных и безотходных производств, работающих в условиях функционирования автоматизированных систем управления, построенных на базе современных вычислительных комплексов, предопределили углубленное отношение к разработке математических моделей типовых аппаратов химико-технологических процессов. [c.7]

Выбор поверхностных конденсаторов в качестве объекта исследования был предопределен рядом факторов. Во-первых, разработкой математических моделей данных аппаратов восполняется существенный пробел в решении комплекса расчетных и оптимизационных задач целого класса теплообменной аппаратуры. Во-вторых, математические модели процесса конденсации могут быть использованы при моделировании процессов переноса в гетерогенных системах газ — жидкость — твердое тело. И, наконец, последнее. Поверхностные конденсаторы в течение длительного времени были предметом рассмотрения в совместных научно-исследовательских работах, выполненных НПО ГИПХ и кафедрой Системы автоматизированного проектирования и управления Ленинградского технологического института им. Ленсовета. Результаты этих исследований в основном определили содержательную часть предлагаемой читателю книги. [c.9]

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ КОНДЕНСАТОРА С ОСНОВНЫМ АППАРАТОМ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА [c.90]

Оценка точности воспроизведения нелинейных зависимостей ограниченным числом членов ряда Тейлора. Сосредоточенная математическая модель поверхностного конденсатора и технологического комплекса была получена линеаризацией системы уравнений в предположении возможности представления приращения нелинейных функций линейной формой ряда Тейлора. Используемый прием является общепризнанным в практике математического моделирования объектов управления, когда колебания режимных параметров не превышают 10 % отклонения от их номинальных значений. В то же время линеаризованные функциональные связи между параметрами Q< >, [c.181]

Математическая модель является не только базой для разработки системы управления. Модель тесно связана с решением комплекса задач, относящихся к автоматизации данного процесса, хотя она строится в основном для решения задач управления. В первую очередь следует указать, что на базе построенной математической модели осуществляются изменения технологического процесса, уточняются режимы и маршруты получения заданного продукта, решаются задачи выбора оптимальных в определенном смысле межоперационных требований на полуфабрикаты и допустимых отклонений от них, устанавливаются рациональные методы межоперационного контроля и контроля готового продукта и др. Решение этих задач осуществляется методами математического моделирования с использованием модели данного объекта. На основе результатов моделирования в случае необходимости намечаются направления модернизации существующего процесса с целью использования оптимальных технологических схем получения продукта. Кроме того, для вновь разработанных процессов модели служат основой для одновременного создания объекта и системы управления. [c.10]

Почти ВСЯ исходная информация для задач управления водохозяйственными системами, (быть может, за исключением экономической, технической и технологической части) базируется на результатах прямых наблюдений и измерений, т. е. на результатах комплексного мониторинга (КМ). Поэтому проблемы организации такого мониторинга, его составные части, выбор необходимых и экономически доступных технических средств, а также способов первичной обработки и передачи данных являются ключевыми для всего комплекса вопросов по реализации математических моделей. [c.444]

О Структуру технологических комплексов различного функционального действия, состоящих из ряда аппаратов и применяемых для разделения смесей, обладающих определенными специфическими свойствами. Эти комплексы позволяют преодолеть различные технологические ограничения, связанные с азеотропией, и получить продукты нужного состава. Комплексы могут состоять как из однотипных, так и разнотипных разделительных аппаратов, в Методы синтеза технологических схем разделения. С этой целью должны быть рассмотрены как безмашинные методы, так и методы, основанные на применении вычислительной техники. В последнем случае необходимо располагать математическими моделями как отдельных элементов и комплексов, так и системы в целом. [c.162]

После того как построена структурная схема технологического комплекса, необходимо составить его математическую модель. Исходную задачу можно упростить, если расчленить производство на отдельные участки. [c.14]

Отсутствие разработанной теории, связывающей структуру полимерного материала со свойствами, а также существенное влияние методов переработки приводят к тому, что на всех этапах технологических исследований комплекс свойств полимерного материала определяется экспериментальным путем. Недостаточное развитие методов количественной характеристики структур полимерных материалов затрудняет установление даже эмпирических корреляций между условиями синтеза, структурой и свойствами продуктов. Первоначальная роль теории реакторов сводилась к облегчению масштабирования процесса, при этом способ проведения процесса (в массе, растворе и т. д.) определялся еще на стадии лабораторных экспериментов. Необходимость хотя бы в грубых математических моделях возникла при автоматизации технологических процессов. Проблема оптимизации существующих производств стала актуальной, когда выяснилась недостаточная эффективность эмпирических решений. [c.330]

Задачи оптимизации (отыскания экстремума некоторых функций или функционалов) возникают как при проектировании самой АСУ, так и при создании ее математического обеспечения, в частности при разработке широкого класса алгоритмов планирования и управления работой объектов. Особенно много экстремальных задач возникает при проектировании всего автоматизированного комплекса, под которым понимают химико-технологический объект и АСУ. Во всех перечисленных случаях необходимо располагать теми или иными математическими моделями объекта или самой АСУ, при построении которых также приходится решать своеобразные экстремальные задачи. [c.5]

Полагается, что технологический режим комплекса близок ж стационарному, следовательно, параметры режима в любом сечении комплекса определяются уравнениями материального и энергетического балансов. Две основные особенности технологической схемы комплекса определяют порядок реализации го математической модели [c.56]

Итак, реализация системного подхода к исследованию технологических процессов приводит к созданию комплекса математических моделей элементов, взаимосвязь между которыми определяется принятой иерархической структурой. По существу вопрос состоит в том, чтобы создать, используя формализованное описание элементов и средства вычислительной техники, программно-машинную систему как совокупность взаимодействующих элементов, объединенных единством цели или общими целенаправленными правилами взаимоотношений [3]. Важно подчеркнуть, что система должна обладать целостностью совокупности элементов, иметь интегральный характер и единство цели для всех элементов со всей слон<постью взаимодействия. Комплексами математиче-ских моделей процессов с указанными свойствами являются опё рационные системы. [c.9]

В соответствии с поставленной целью основными задачами работы являлись 1) разработка математической модели повреждаемости и методов прогнозирования работоспособности оборудования для подготовки и переработки нефти с учетом специфических условий службы материала 2) исследование влияния факторов технологического наследования на показатели работоспособности оборудования оболочкового типа в условиях МХПМ 3) исследование особенностей совместного пластического деформирования материалов с разными физикомеханическими свойствами и построение математической модели расчета долговечности механически неоднородных конструктивных элементов оборудования при одновременном действии внешних нагрузок и коррозионных сред 4) изучение закономерностей напряженного состояния, прочности и долговечности конструктивных элементов оборудования с технологическими дефектами при стационарном и нестационарном нагружениях 5) разработка комплекса нормативно-технологических материалов по обеспечению работоспособности оборудования оболочкового типа. [c.55]

Проведенный геолого-статистический анализ промысловых результатов наиболее часто применяемых методов интенсификации и увеличения нефтеотдачи позволил выявить наиболее значимые параметры, влияющие на технологическую эффективность методов. Построены математические модели прогноза эффективности комплексного вибровоздействия (обработки нагнетательных и добывающих скважин в комплексе с обработками ПЗП скважин), гидроразрыва пласта в добывающих скважинах технологии изоляции контурных вод в добывающих скважинах и закачки полидисперсных систем (ПДС). [c.78]

Сложность технологических процессов, многономенклатурность и многотоннажность современных нефтеперерабатывающих производств, динамичность условий их функционирования, случайный характер возмущений и неполнота информации о значениях параметров производственных процессов практически исключают возможность построешя математической модели, адекватной объекту на большом интервале времени, и рещения задачи по определению единой непрерывной оптимальной программной траектории. В связи с этим, как правило, осуществляется декомпозиция глобальной задачи управления нефтеперерабатывающими комплексами и предприятиями. [c.10]

Разработкой алгоритмического обеспечения решения расчетных задач и задач совместного выбора параметров теплообменников-конденсаторов и АСР мы завершили создание инструмента, позволяющего в принципе практически реализовать общую функциональную схему алгоритма проектирования (см. рис. 1.2). Вместе с тем следует напомнить, что при построении математических моделей конденсаторов и блока их динамической связи с основным аппаратом технологического комплекса был сделан ряд упрощающих посылок, требующих экспериментальной проверки их корректности. Иными словами, необходима экспериментальная проверка адекватности разработанных моделей их физическим аналогам. С другой стороны, формирование большинства блоков, входящих в общий алгоритм проектирования, не может быть выполнено без проведения исследования стационарных и динамических характеристик теплообменника-конденсатора, а также свойств замкнутой системы регулирования на множестве конструктивно-технологиче-ских параметров аппарата. Решение этих задач возможно лишь в рамках имитационного моделирования, которое требует конкретизации информации, соответствующей табл. 3.1—3.3. [c.165]

Исследование переходных режимов верха ректификационной колонны ставит перед собой задачу анализа динамической составляющей /д комбинированного критерия проектирования дефлегматора колонны /к в области изменения технологических параметров и параметров Ксв, Тк, анализа ограничения (1.2.15) и способа проектирования аппарата с учетом его тех- иико-экономической эффективности и требований, предъявляемых к качеству переходных процессов замкнутой АСР. Анализ влияния технологических параметров на величину /д проводится косвенно оценкой их воздействия на значения инерционностей. /а, и коэффициентов усиления динамических каналов. При этом Зачитывалось, что при наличии запаздывания в цепи регулирования увеличение инерционности по этому каналу приводит к уменьшению /д, т. е. динамических ошибок стабилизации аь Такой же эффект оказывает уменьшение коэффициента усиления по каналу /з—аь Исследование проведено воспроизведением динамических свойств отдельного конденсатора и технологического комплекса по уравнениям (2.7.12), (2.8.16). Коэффициенты математической модели динамики получены по алгоритму, включающему решение задачи проектного расчета конденсатора и расчет коэффициентов по данным приложения 1. Результаты моделирования объекта регулирования представлены в табл. П.8—П. 16 приложения и на рис. 4.23—4.29. [c.218]

Определение запаса устойчивости. Опасность возникновения неустойчивых режимов в работе установки приводит к необходимости иметь в составе АСУТП развитые программы аварийной защиты и прогнозирования запаса устойчивости процесса. Причем работа систем защиты направлена в основном на предотвращение или минимизацию последствий уже произошедшего нарушения — обеспечение безопасности обслуживающего персонала, защита технологического оборудования от разрушений. Применение АСУТП, в состав которой входит вычислительный комплекс, позволяет прогнозировать возможность возникновения аварийной ситуации и принять, благодаря такому прогнозу, своевременные меры по ее предотвращению. Алгоритм прогноза основан на результатах исследования устойчивости реактора по его математической модели [83]. Модель динамики реактора представляет собой систему нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных и включает уравнение материального баланса для инициатора и уравнения тепловых балансов [c.111]

На основании предложенных экономико-математических моделей показаны наиболее выгодные пути реализации технологических процессов получения полупродуктов-интермедиантов нефтепереработки и нефтехимии. Математические оформления экономического анализа нефтехимических процессов позволяют реструктурировать деятельность предприятий нефтеперерабатывающего и нефтехимического комплекса в экстремальных условиях. [c.42]

Сложные и многообразные вопросы повьпцения эффективности технологических процессов в химической промышленности (особенно типовых процессов) можно решать только на основе совокупного изучения экономики и технологии. Данная книга - попытка показать возможность практаческого применения синтеза экономики, математики и химической технологии, осуществленного авторами путем разработки комплекса экономико-математических моделей химико-техноло-гических систем. [c.3]

Необходимо подчеркнуть единство всех системных представлений и компонентов СППР описание только одного аспекта системы безотносительно к понятиям другого аспекта бессодержательно. Эффективность использования моделей зависит как от вычислительной эффективности применяемых алгоритмов, так и от выполнения целого ряда требований технологического характера к компьютерной реализации. Возможность применения того или иного вычислительного метода, скорость сходимости итерационных процедур, объем перерабатываемой и хранимой информации и вытекающие отсюда требования к комплексу технических средств существенно влияют на структуру и точность используемых моделей. Поэтому оценка эффективности тех или иных классов математических моделей периодически пересматривается в процессе совершенствования вычислительного оборудования, роста мощности компьютеров, в том числе объема их оперативной и долговременной памяти и иных характеристик. [c.42]

Расчеты надежности сложных технологических систем с использованием хорошей математической модели на стадии проектирования позволяют сопоставить количественные показатели надежности системы, полученные расчетным путем, с заданными и своевременно внести соответствующие коррективы, позволяющие увеличить надежность. При этом необходимо иметь в виду, что только системный подход при рассмотрении всех характеристик, в том числе и надежности, позволит найти целесообразные решения, так как многие из них зачастую являются противоречивыми. Например, имеется противоречие между обеспечением высокой надежности и снижением затрат на изготовление и функционирование системы. Системный подход и здесь позволяет найти правильную взаимосвязь различных характеристик как отдельных элементов, так и всего технологического комплекса. Одним из самых важных вопросов, ответ на который может быть получен только при системном рассмотрении технологического комплекса с применением математических методов уже на этапе проектирования, является определение требований по надежности как отдельных аппаратов, так и всей технологической установки. Тем более что оценка эффективности системы в целом обязательно вкпючает учет надежности как отдельных составных частей, так и всей системы. [c.83]

Современное развитие методов решения задач химической кинетики привело к настоятельной необходимости перехода на качественно новый уровень этих исследований и приемов формирования математических моделей. Такой переход должен не только освободить исследователя от рутинной работы по поиску и подготовке уже известной в пауке информации, но и, самое главное, обеспечить реализацию единой липип математической технологии решения задач — от постаповкп задачи, выбора моделей и их полного информационного обеспечения всеми необходимыми физико-химическими данными до оперативно формируемых программных комплексов, с помощью которых можно решить поставленную задачу. Важно, чтобы эта линия была непрерывной и оперативно действующей, без технологических разрывов в обработке данных, что, по существу, определяется полным превращением разрозненной информации и индивидуальных программ в информационны п программный продукт соответственно и всесторонпим использованием системных средств манипулирован я таким продуктами. [c.7]

С этой целью предлагается использование "обучащеё модели представлящей некоторый аппаратурный комплекс, позволяющий имитировать в реальном масштабе времени входные и выходные параметры соответствующие промышленному технологическому процессу. Комплекс вклюодет в себя генератор случайных сигналов с блоком преобразования их в реализации имитируемых входных параметров и блок, сод жащий математическую модель процесса, построенную на базе аналитического списания. [c.23]