ПРИМЕНЕНИЕ АППАРАТА ИНТЕРВАЛЬНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ФОРМАЛИНОВЫМ СОСТАВОМ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 62-533

Рахмонова Х. З. студент 2-курс факультет «Энерго-механика» Исмоилов Э. У. студент 2-курс факультет «Энерго-механика» Научный руководитель: Ботиров Т.В., к.т.н.

доцент

Навоийский государственный горный институт

Узбекистан, г.Навои ПРИМЕНЕНИЕ АППАРАТА ИНТЕРВАЛЬНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ФОРМАЛИНОВЫМ СОСТАВОМ

Аннотация: В данной статье предлагается система автоматического управления процессом производства формалина, которая позволяет технически реализовать предложенный метод интервального контроля качества готового формалина.

Ключевые слова: Алгоритм, производства формалина, интервальный анализ, адаптивного управления, система автоматического управления

Rakhmonova H. Z. student2-yearfaculty "Energy Mechanics"

Ismoilov E. U.

student2-yearfaculty "Energy Mechanics" Scientific adviser: Botirov T. V.

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

Navoi State Mining Institute Uzbekistan, Navoi

APPLICATION OF THE DEVICE OF INTERVAL ANALYSIS FOR

ADAPTIVE MANAGEMENT OF FORMALIN COMPOSITION

Annotation:This article proposes a system for the automatic control of the formalin production process, which allows you to technically implement the proposed method of interval quality control of the finished formalin.

Keywords:Algorithm, formalin production, interval analysis, adaptive control, automatic control system

Алгоритм генерации управляющих воздействий основан на экспериментально полученных регрессионных моделях с интервальными коэффициентами, связывающими степень конверсии метанола и выход формальдегида:

Y= ao + aX Y2 = bo + b!X (1)

где Х - соотношение кислород / метанол; Y1 - степень конверсии метанола; y2 - выход формальдегида; a 0, a 1; b 0, b 1- коэффициенты.

Á

При известных коэффициентах уравнения (6.18) и заданных массовых долях формальдегида Z и метанола Z 2 в формалине соотношение кислород / метанол, которое необходимо поддерживать для получения указанного соотношения концентраций формальдегида и метанола в конечном формалине, определяется формула:

_ ([1.0666,1.0667] - [1.0666,1.667]a0) *ZJZ2 - b0

X _-. (2)

[1.0666,1.667]a1 * Zj/X2 + bj v 7

Для контроля качества готового формалина нами был предложен адаптивный алгоритм, который позволяет стабилизировать качество формалина путем регулирования температуры контактного аппарата в зависимости от соотношения формальдегид / метанол в готовом продукте, одновременно снижая дисперсию указанного соотношения, позволяет снизить удельный расход метанола.

Поскольку при использовании формулы (6.19) в формуле в основном используются интервалы вычитания и деления, использование стандартной интервальной арифметики может привести к нежелательным результатам. Как хорошо известно, стандартная интервальная арифметика имеет

некоторые недостатки, например, для a _ [а, а] е I(R) которых имеет а -невырожденный интервал, не имеет обратного элемента ни в добавлении, ни в умножении: a - a * 0, a / a * 1. Это свойство стандартной интервальной арифметики в некоторых случаях приводит к увеличению ширины интервала - результат.

Чтобы уменьшить эффект этого нежелательного эффекта, мы используем обобщенную интервальную арифметику (g.i.a - generalizied interval arithmetic).

Кроме того, как указано в источниках, при постоянной скорости потока воздуха минимальное содержание метанола в формалине соответствует максимальной производительности и минимальной стоимости. Поэтому минимальное положительное отклонение содержания метанола в формалине до 5% было принято за критерий контроля процесса.

На линии готового формалина после стадии абсорбции измеряются концентрации формальдегида С ф, метанола с м и рассчитывается их

текущее соотношение Y(n) _ (Сф / См) nY(n-1). Полученное соотношение Y (n) используется для расчета корректирующих коэффициентов a0(n) _ [a0(n),a0(n)] и a^n) _ [^(n),ax(n)] в соответствии с выражениями:

Концентрация формальдегида С ф и метанола с м измеряется на готовой линии формалина после стадии абсорбции, и рассчитывается их текущее соотношение Y(«) = (Сф / См) пY(n-1). Полученный коэффициент

Y (п) используется для расчета поправочных коэффициентов а0 (п) = [а0(п), а0(п)] и аДи) = [аДп), а1(п)] в соответствии с выражениями:

ао(и) = [ао(и -1) + (7(и) - 7 зад)/(2 + Т 2(п -1)),

а0 (п -1) + (7(и) - 7^) /(2 + Т \п -1))] п [а0(п -1), а0(п -1)]

а1 (п) = [а1 (п -1) + (7(п) - 7зад) • Т(п -1) /(2 + Т 2(п -1)),

а1 (п -1) + (7(п) - 7зад) • Т(п -1) /(2 + Т \п -1))] п [а1 (п -1), а1 (п -1)]

где п - номер контрольного такта; Т(п -1) е[Т(п -1), Т(п -1)] - значение температуры контактного аппарата, реализуемого в (п -1) цикле

управления; 7 (п) е [7 (п),7 (п)] - значение соотношения концентраций формальдегида и метанола в формалине, внедренное в контрольном [п]

цикле; 7зад е[7зад,7зад]- указанное значение соотношения концентраций формальдегида и метанола в формалине.

Скорректированные коэффициенты используются для расчета нового значения температуры контактного аппарата на стадии синтеза формальдегида по формуле:

т(п) = [тад.- Ом)/а^й),(7^-/а^т.

Расчетное значение температуры т (п) устанавливается в контактном аппарате с использованием соответствующего контроллера. Затем снова измеряют концентрации формальдегида С ф и метанола с я в формалине, рассчитывают их соотношение Y (п), корректируют коэффициенты а 0(п) и а 1(п) рассчитывают новую температуру контактного устройства т (п) с помощью регулятора температуры в контактном устройстве, и, таким образом, регулирование выполняют до текущего соотношения Y (п) становится равным заданному значению Yзад.

Для проверки рассмотренного алгоритма контроля состава формалина на заводе был проведен экспериментальный промышленный эксперимент. Из анализа результатов эксперимента следует, что использование предложенного алгоритма контроля состава формалина снижает дисперсию концентраций формальдегида и метанола в формалине, и этот процесс можно проводить вблизи нижнего предела допустимого диапазона концентраций метанола в формалине. , что приводит к снижению удельного расхода метанола.

Кроме того, предлагаемый алгоритм обладает адаптивными свойствами, в частности, способностью компенсировать снижение активности катализатора в процессе контроля. На основе синтезированного адаптивного алгоритма разработана система автоматического управления процессом производства формалина.

Использованные источники:

1. Юсупбеков Н.Р., Игамбердиев Х.З. Базаров М.Б. Применение интервального подхода при проектировании систем управления химико-технологическими процессами с неопределенными параметрами. - // Химическая технология. Контроль и управление. -Ташкент, 2009. - № 2. -

2. Базаров М.Б., Ботиров Т.В. Кадыров Е.Б. Интервальное адаптивное управление процессом получения формалина. - // Химическая технология. Контроль и управление. -Ташкент, 2010.- № 6.- с.65-68.

3. Антонов В., Терехов В., Тюкин И. Адаптивное управление в технических системах. - Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2001. -

с.58-67.

244с.

А