close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Моделирование. Новый метод проектирования АСУТП

код для вставкиСкачать
144
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
Результаты расчета представлены в виде
графических зависимостей. Значения, полученные с учетом стесненного движения пузырей
несколько выше значений найденных по эмпи-
рическим формулам, что обуславливается возникновением циркуляции жидкости между пузырями и интенсификацией процесса массопереноса.
УДК 658.52.011.56
П. В. Мишта, Е. В. Васильева
МОДЕЛИРОВАНИЕ. НОВЫЙ МЕТОД ПРОЕКТИРОВАНИЯ АСУТП
Волгоградский государственный технический университет
В статье представлены преимущества внедрения автоматизации и АСУТП в химической промышленности. Рассмотрен алгоритм создания автоматизированных систем контроля технологических параметров.
Анализируются возможности и перспективы применения компьютерных систем моделирования на стадии
проектирования систем управления.
Ключевые слова: компьютерное моделирование технологическим процессом, AspenTech HYSYS, модель, АСУТП, проектирование, прикладные программы.
P. V. Mishta, H. V. Vasilieva
MODELLING. NEW METHOD DESIGNING AUTOMATED CONTROL SYSTEM PROCESS
Volgograd State Technical University
This article presents advantages of automation and processing control systems in chemical industry. Also in this
paper, have been considered algorithm of creation automated systems for monitoring of technological parameters,
and have been analyzed possibilities and prospects of application computer systems of modelling, on stage of engineering control systems.
Keywords: Computer modelling of technological process, AspenTech HYSYS, the model, the Automated control systems of technological process, designing, applied programs.
Автоматизированные системы управления
предприятием используются на химическом
производстве. Большинство компаний в той
или иной степени прибегают к помощи информационных технологий для управления производственными и бизнес-процессами[1]. Применяются такие АСУТП на «Каустике». Применяются не только зарубежные контроллеры
siemens, но и российские разработки: конроллеры МФК и scada –системы и комплексы программного обесечения, такие как МикСис.
МФК и МикСис применяются на «Каустике» на
хранении жидкого хлора в танках.
Преимущества внедрения АСУТП.
Технические преимущества автоматизации
состоят в :
– возможности автоматического оперативного сбора технологической информации, оперативного диспетчерского контроля и управления исполнительными устройствами;
– автоматическое документирование и архивирование процесса с возможностью последующего анализа любой его стадии, в том числе и оценки действий персонала и представление информации в удобном для оператора виде;
– возможность создания контуров управления
объектами с меняющимися во времени характеристиками, а также систем адаптивного управления и реализации алгоритмов нечеткой логики.
Внедрение АСУ ТП позволит:
– повысить эффективность производства за
счет снижения потерь исходных компонентов;
– уменьшить время простоев и работы вхолостую технологического оборудования;
– автоматически либо дистанционно управлять основными технологическими процессами и
оперативно вносить корректирующие действия;
– получать информацию о состоянии технологического оборудования в реальном времени;
– хранить информацию о проведенных измерениях, управляющих воздействиях, аварийных
и других событиях технологического процесса;
– получать различные формы отчетов по результатам работы технологического оборудования за произвольный период времени;
– отображать технологическую схему с выводом полной информации о текущем состоянии оборудования на удаленные рабочие станции (компьютеры) операторов, технологов и
руководителей;
– оптимизировать по результатам измерений время проведения ремонтных и регламентных работ на технологическом оборудовании;
– дистанционно и оперативно отключать
неисправное оборудование переключаться на
резерв[2].
Существует несколько причин, по которым
предприятия не могут или не хотят использо-
145
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
вать упомянутые системы. Во-первых – кадровая проблема. Для внедрения и сопровождения
АСУТП нужны квалифицированные специалисты, которыми зачастую завод не располагает.
И здесь возникает вторая проблема – проблема
менталитета руководства. В индустрии информационных технологий часто принято использовать аутсорсинг, и зачастую те, от кого зависит решение об использовании современных
компьютерных систем для технологического
проектирования, предпочитают передать данную задачу специалистам извне, например, ин-
жиниринговой компании. Но люди, сидящие в
инжиниринговых центрах, не всегда понимают
актуальные проблемы тех, кто непосредственно
занят на производстве. Перспективно, решение
конкретных задач на самом производстве. Кроме того, если специалисты среднего и нижнего
звена, те, кто непосредственно сталкивается с
производственными проблемами, ощущают необходимость системы, то для руководства ее
потребность не столь очевидна [1].
Процесс создания системы строится на следующем алгоритме:
Техническое задание
Эксплуатация (обслуживание)
Проектирование(разработка)
Приемосдаточые испытания
Изготовление оборудования
Монтаж (пусконаладка)
Почему на стадии проектирования (разработка) не использовать компьютерного моделирования технологических процессов.
Компьютерное моделирование – один из самых мощных инструментов познания, анализа
и проектирования, которым располагают специалисты, ответственные за разработку и функционирование сложных химических, био- и пищевых технологий и производств. Идея компьютерного моделирования проста и в то же время интуитивно привлекательна. Она дает возможность инженеру (исследователю) экспериментировать с объектами в тех случаях, когда
делать это на реальном объекте практически
невозможно или нецелесообразно. Сущность
методологии компьютерного моделирования
состоит в замене исходного технологического
объекта его "образом" – математической моделью – и в дальнейшем изучении модели с помощью реализуемых на компьютерах вычислительно-логических алгоритмов. Этот метод познания, конструирования, проектирования сочетает в себе достоинства как теории, так и
эксперимента. Работа не с самим объектом (явлением, процессом), а с его моделью дает возможность относительно быстро и без существенных затрат исследовать его свойства и поведение в любых мыслимых ситуациях (преимущества теории). В то же время вычислительные
[3].
(имитационные) эксперименты с моделями
объектов позволяют подробно и глубоко изучать объекты в достаточной полноте, недоступной чисто теоретическим подходам (преимущества эксперимента) [4].
При автоматизации производства такую модель помогает создать такие программы как
PRO II , HYSYS и некоторые другие.
HYSYS – интегрированная система для расчета стационарных и динамических режимов
работы технологических схем. HYSYS представляет собой пакет программ, предназначенный для расчета стационарных и динамических
режимов работы химико-технологических схем,
содержащих массообменную и теплообменную
аппаратуру, трубопроводы, реакторы и т. д.,
проведения оптимизационных расчетов, разработки схем регулирования, контроля за работой
систем управления, обучения операторов технологических установок. HYSYS написан на
объектно-ориентированном языке С++ для 32разрядных операционных систем, таких как
Windows 95/98/Me или Windows NT/2000/ XP.
Поддерживает стандарты OLE и XML, позволяет осуществлять связь с другими программами, поддерживающими эти стандарты [5].
Всякий реальный технологический процесс
состоит не только из взаимосвязанных рабочих
устройств (колонн, теплообменников, реакто-
146
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
ров и т. п.), но обязательно содержит и элементы управления. Поэтому HYSYS, являясь программой моделирования реальных процессов,
имеет достаточно широкие возможности моделирования систем автоматического управления.
Поэтому целесообразнее применить в производстве сначала его модель, используя прикладные программы, а расчеты полученные в
программе воплотить в жизнь, а так же регулировать производство с помощью АСУ ТП.
Применение комплекса прикладных программ, при разработке АСУТП, позволяет не
только рассмотреть модель технологического
процесса, но и сделать необходимые корректи-
ровки соответствующих параметров, перед внедрением в производством.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. АСУТП: российским специалистам нет нужды изобретать велосипед [Электронный ресурс]. - 2009. – Режим
доступа : http://rcc.ru/Rus/IT/?ID=23430
2. Преимущества внедрения АСУТП [Электронный
ресурс]. - 2009. - Режим доступа : http://www.csys.ru/
ru/products/asu_tp/page293/index.html
3. Федоров, Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП:
Проектирование и разработка / Ю. Н. Федоров. – М. : Инфра-Инженерия, 2008 . – 958 с.
4. Самарский, А.А., Михайлов, А.П. Математическое
моделирование: Идеи. Методы. Примеры. / А.А. Самарский, А.П. Михайлов.- М. : Физматлит, 2001. - 320 с.
5. AspenHysys [Электронный ресурс]. - 2009. - Режим
доступа : http://www.aspentech.ru
УДК(532.135.533.17): 532.5
О. А. Залипаева, М. Ю. Ефремов, А. С. Трусов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИИ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ПРИ ДВИЖЕНИИ
Волгоградский государственный технический университет
Рассмотрено движение газового пузыря жидкости на границе раздела фаз. Приведен способ для определения деформации дисперсных частиц.
Ключевые слова: раздел фаз, поверхностное натяжение, поверхностная энергия, газовый пузырь.
O. A. Zalipaeva, M. Y. Efremov, A. S. Trusov
DETERMINATION OF THE DEFORMATION OF DISPERSED PARTICLES IN MOTION
Volgograd State Technical University
In this paper, a dependence of pressure inside the gas bubble through the Weber number and is described by a
dimensionless parameter ellipsoid. To test the adequacy of the mathematical model is proposed to use optical methods for monitoring and diagnostics.
Key words: partition of phases, interfacial tension, a surface energy, a gas bubble.
При движении газового пузыря в жидкости
на границе раздела фаз, в связи с поверхностным натяжением, возникает давление обратно
пропорциональное радиусу кривизны R поверхности пузыря. Со стороны жидкости на пузырь
действует поверхностное давление, изменяющее форму круглого пузыря к эллипсоидной.
Равновесная форма пузыря описывается концепцией поверхностного натяжения, в соответствии с концепцией свободной поверхностной
энергии, характеризующейся переносом молекул из газовой фазы к поверхности раздела
контакта фаз. Концепция поверхностной энергии предпочтительна для систем жидкостьжидкость, природа поверхности которых не зависит от размеров.
Для систем газ-жидкость, твердое тело-жидкость необходимы сведения о поверхностном
натяжении σ. В случае, когда величина поверхностного давления описывается выражением
σ
p1 =
R
и превосходит давление, пропорциональное кинетической энергии движения
p2 = ρU 2
газовый пузырь сохраняет эллипсоидную форму [1, 2].
Для определения минимальной свободной
энергии получена зависимость давления внутри
газового пузыря pв через число Вебера We
σ
We =
2
g Δρd экв
и безразмерный параметр эллипсоида вращения w:
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
18
Размер файла
313 Кб
Теги
моделирование, метод, новый, проектирование, АСУТП
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа