Управление технологическим процессом каталитической очистки газов на основе оценки и н декса риска
Министерство образования и науки РФ
Тверской государственный технический университет
На правах рукописи
Морозов Иван Николаевич
УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ каталитической очистки газов НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ индекса риска
| Специальность 05.13.06 – | Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности) |
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Тверь 2010
Работа выполнена в Институте информатики и математического моделирования технологических процессов Кольского научного центра РАН (г. Апатиты)
Научный руководитель
д.т.н., профессор Богатиков Валерий Николаевич
Научный консультант
Официальные оппоненты:
д.т.н., профессор Григорьев Вадим Алексеевич
к.т.н., доцент Тарасов Валерий Борисович
Ведущая организация: Российский химико-технологический университет
им. Д.И. Менделеева
Защита состоится “21” декабря 2010г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д212.262.04 в Тверском государственном техническом университете (адрес: 170026, г. Тверь, наб. А. Никитина, 22, ауд. Ц-208).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского государственного технического университета.
Автореферат разослан “ 20 ” ноября 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета д.т.н., профессор Филатова Н.Н.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. В настоящее время повышение эффективности управления химико-технологическими процессами (ХТП) неуклонно связывают с повышением их безопасности. Это связано с тем, что цена аварий на подобных объектах, как правило, имеет катастрофический масштаб. Наличие множества постоянно действующих и потенциально аварийных источников опасностей представляет реальную угрозу нарушению состояний окружающей среды и несет ущерб здоровью человека.
Много внимания в последние десятилетия отечественные и зарубежные ученые уделяют проблеме учета рисков в управлении безопасностью ХТП. Развитие информационных технологий в середине 90-х годов открыло широкие возможности внедрению методов, основанных на знаниях, и давших толчок к созданию систем поддержки принятия решений. Теоретические основы создания таких систем были заложены в трудах академика В.В. Кафарова и развиты в работах его учеников: профессоров Б.В. Палюха, А.Ф. Егорова, Т.В. Савицкой, В.П. Мешалкина и др.
Для создания таких систем необходимо дальнейшее развитие математических моделей, используемых в решении задач определения состояний технологических процессов и позволяющих учесть риск принимаемых решений, методов прогноза состояний с учетом неопределенности функционирования процесса, а также разработка соответствующих систем поддержки принятия решений на основе применения современных информационных технологий.
Диссертационная работа проводилась в рамках научно-исследовательских работ ИИММ КНЦ РАН «Информационные технологии ситуационного управления технологическими процессами и безопасностью в промышленно-природных комплексах", Гос. рег. № 01.2.003 03819. 2003-2007 гг., «Модели и методы координации решений по управлению региональным промышленно-природным комплексом", Гос. рег. № 01-209-51-211. 2009-2011 гг., «Информационные технологии управления развитием регионального научно-образовательного комплекса", Гос. рег. № 0120.0 850591. 2008-2010 гг.
Цель работы и задачи исследования. Целью работы является исследование и развитие основных теоретических и прикладных подходов к повышению эффективности управления технологической безопасностью на основе использования индекса риска.
Для достижения цели работы решались следующие задачи:
- анализ современных подходов в принятии решений при управлении сложным динамическим объектом в условиях неопределенности;
- анализ математических моделей, используемых в задачах оценки состояний технологических процессов;
- обоснование применения нечетко-логических моделей для оценки состояний объектов управления в условиях неопределенности процессов принятия решений;
- разработка алгоритмов анализа состояния технологического процесса и принятия решений в условиях неопределенности на основе индекса риска;
- разработка комплекса программ для управления технологической безопасностью процесса каталитической очистки газов;
- апробация разработанной системы управления на примере системы ситуационного управления технологическим процессом каталитической очистки газов.
Объектом исследования является система управления технологическим процессом каталитической очистки газов.
Предмет исследования: структура и алгоритмы функционирования системы управления технологическим процессом каталитической очистки газов.
Методы исследования. При решении перечисленных задач использовались следующие методы и подходы: методы исследования операций и системного анализа, методы нечетких множеств, методы математического моделирования и оптимизации ХТП, методы проектирования информационных систем.
Положения, выносимые на защиту:
1. Методика оценки ущербов при нечеткой исходной информации о параметрических возмущениях в объекте управления.
2. Методика оценки текущей нечеткой ситуации при определении индекса риска.
3. Методика количественной оценки риска ведения технологического процесса.
4. Система оценки параметров модели процесса каталитической очистки газов.
5. Модель регулирования технологического процесса каталитической очистки газов с использованием нейросетевых подходов.
Научная новизна работы: разработана методика построения нечетко-определенных моделей, включающих идентифицирующую, прогнозную и нечеткую составляющие; предложено в качестве критерия управления технологическим процессом использовать индекс риска; разработаны модели, алгоритмы и функциональная структура системы ситуационного управления технологическим процессом в условиях неопределенности; разработаны алгоритмы и программы управления, учитывающие неопределенность информации о параметрах технологического процесса.
Практическая ценность и реализация работы в промышленности. Проведенные в работе теоретические исследования представляют собой методические основы для построения автоматизированных систем управления технологической безопасностью (АСУТБ) химических производств, что позволяет повысить безопасность их работы за счет сокращения числа незапланированных остановов и уменьшения времени на поиск неисправности.
Разработаны и экспериментально проверены методики построения дискретных моделей управления технологической безопасностью химико-технологических процессов (XТП) на примере процесса каталитической очистки газов агрегата производства неконцентрированной азотной кислоты. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение системы управления технологической безопасностью. Решены задачи построения программных модулей, реализующих механизмы определения состояний ХТП. Сформулированы и решены задачи построения системы поддержки принятия решений для реактора каталитической очистки газов в рамках АСУ ТП производства неконцентрированной азотной кислоты.
Правильность построенных моделей подтверждена экспериментальными результатами. Разработанные алгоритмы рекомендованы к внедрению в производство. Полученные в работе теоретические и практические результаты использованы при разработке систем управления ХТП на ОАО «Новомосковская акционерная компания «АЗОТ». Методические и теоретические результаты работы использованы в учебных курсах в Кольском филиале Петрозаводского государственного университета.
Апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены и обсуждены на следующих конференциях и школах семинарах: VII Всероссийская школа-семинар "Прикладные проблемы управления макросистемами" (Апатиты, 2008); III Всероссийской научной конференции «Теория и практика системной динамики" (Апатиты, 2009); VIII Всероссийской школа-семинар "Прикладные проблемы управления макросистемами" (Апатиты, 2010); XXIII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-23» (Саратов, 2010).
Публикации. Результаты, отражающие основное содержание диссертационной работы, изложены в десяти публикациях, одна из которых входят в список рекомендованный ВАК.
Структура и объем работы. Структура диссертации определена поставленными целями и последовательностью решения поставленных задач. Работа состоит из введения, четырех глав и примера решения поставленных задач, изложенных на 196 страницах машинописного текста с 73 иллюстрациями и 59 таблицами, содержит список литературы из 160 наименований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы и положения, выносимые на защиту, сформулированы основные цели, задачи исследования, представлены методы их решения. Кратко излагается содержание диссертации.
В первой главе дана общая характеристика технологической безопасности, исследован теоретико-множественный подход к определению понятия технологической безопасности, рассматриваются основные проблемы и подходы к решению задачи безаварийной работы непрерывных технологических процессов промышленного производства, анализируются математические модели и инструментальные средства, используемые в задачах моделирования безопасности технологических систем, рассмотрена технология производства неконцентрированной кислоты и сформулированы задачи, решаемые в данной работе.
В работе под технологической безопасностью понимается свойство технологической системы (ТС) выполнять свои функции без нанесения ущерба: окружающей среде; здоровью людей работающих в сфере производства; оборудованию и системе управления (СУ); вызывать какие – либо нарушения регламента ведения промышленного процесса по технологическим причинам, способные повлечь за собой выше названные составляющие ущерба.
Большинство современных работ по технологической безопасности основываются на так называемых риск – показателях, опирающихся на вероятностные показатели безотказной работы технологических систем. Однако существует ряд работ, в которых технологическая безопасность рассматривается с более общих, концептуальных позиций, что позволяет использовать для исследования безопасности базовые математические понятия теории множеств и соответствий.
В данной работе используется следующее концептуальное представление технологической безопасности - Тб: Тб =<О, U, R, В, A>, здесь: О – множество опасностей; U – множество управлений, направленных на нейтрализацию опасности; R О О – отношение на множестве опасностей; В – множество оценок уровня безопасности, (например, это может быть интервалом [0,1]). A – семейство алгебраических операций;
Для реального технологического процесса множества О и U конечные и счетные.
Вторая глава посвящена разработке модели управления химико-технологическим процессом.
В качестве критерия управления технологическим процессом в условиях неопределенности статистической и не статистической природы предлагается использовать критерий технологической безопасности функционирования процесса. В работе под технологической безопасностью понимается свойство технологической системы выполнять свои функции без нанесения ущерба: окружающей среде; здоровью людей работающих в сфере производства; оборудованию и системе управления; вызывать какие-либо нарушения регламента ведения промышленного процесса по технологическим причинам, способные повлечь за собой выше названные составляющие ущерба.
Функционирование любого технологического процесса как системы можно рассматривать как некоторую последовательность смены состояний, полученных в результате действия на процесс как возмущающих, так и управляющих воздействий. Состояние системы характеризуется набором параметров 
. Изменение значений технологических параметров 
приводит к изменению состояния системы x. Как правило, функционирование технологического процесса протекает в определенных режимах, характеризующихся определенным диапазоном изменения параметров процесса 
. То есть на состояние технологического процесса накладываются ограничения. Выход за рамки этих ограничений означает появление внештатной ситуации, связанное с нарушениями технологического регламента. Таким образом, данные ограничения выделяют в пространство возможных состояний подмножество регламентных (безопасных) состояний процесса 
.
Рис.1. Геометрическая интерпретация выделения области технологической безопасности.
Во множестве регламентных состояний процесса G можно выделить некоторую область O, в которой функционирование технологического процесса является наиболее благоприятным, т.е. достигается наибольшая эффективность протекания процесса, оборудование подвергается наименьшему износу, ущерб, наносимый окружающей среде – минимален. Такую область функционирования техно-логического процесса будем называть областью технологической безопасности процесса. На рис. 1 представлена геометрическая интерпретация выделения области технологической безопасности, для процесса, состояние которого описывается значениями двух параметров 
и 
.В результате действия не компенсируемых возмущений (например, изменение качества сырья) диапазон значений параметров 
, определяющий область технологической безопасности может измениться, образуя тем самым новую область технологической безопасности (области 
на рис. 1).
Для определения области технологической безопасности функционирования процесса использовалась методика, которая основывается на том, что информация о состояниях процесса, на основе которой принимается решение о выборе области безопасности, представляется в виде нечеткого отношения предпочтения во множестве альтернатив.
Для количественной оценки технологической безопасности функционирования процесса необходимо дать определение центра технологической безопасности.
Пусть состояние технологического процесса описывается множеством технологических параметров 
. Набор значений параметров, описывающих состояние в некоторый момент времени, назовем ситуацией.
При описании возможных ситуаций, эксперту наиболее удобно пользоваться словесными значениями параметров. Для формализации такого представления используется понятие лингвистической переменной.
Значение параметра 
из интервала 
, соответствующего области технологической безопасности процесса, для которого 
называется i-ой координатой центра технологической безопасности.
Набор координат по всем параметрам процесса, заданных таким образом, определяет точку в области технологической безопасности, называемой центром технологической безопасности процесса (ЦТБ).
В работе количественная оценка, характеризующая удаленность текущей рабочей точки процесса 
от центра безопасности 
, учитывающая как параметры технологического процесса, так и ущербы определена как индекс риска.
В работе под индексом риска принята следующая двойка:
Дадим формальное определение «нечеткой» ситуации. Пусть 
– множество параметров и ущербов. Каждые параметр 
и ущерб 
описываются соответствующими лингвистическими переменными 
и 
.
Нечеткой ситуацией 
в данном случае назовем нечеткое множество:
. (1)
Для определения индекса риска текущего состояния процесса необходимо сравнить на нечеткое равенство входную нечеткую ситуацию 
с нечеткой ситуацией, которая характеризует центр безопасности 
. При этом степень их нечеткого равенства будем называть индексом риска технологического процесса:
, (2)
где 
– индекс риска текущего состояния технологического процесса.
Заметим, что индекс риска достигает своего минимального значения при совпадении рабочей точки процесса с центром технологической безопасности 
. При удалении рабочей точки процесса от ЦТБ индекс риска увеличивается. При выходе рабочей точки из области регламентного (безопасного) состояния, либо при достижении одной из границ этой области 
.
При такой оценке безопасности процесса в области регламентного (безопасного) состояния можно выделить область технологической безопасности следующим образом.
Процесс протекает в области технологической безопасности, если его индекс риска не выходит за пределы некоторой величины l 
называемой границей технологической безопасности процесса по технологическим параметрам и ущербам.
(3)
Таким образом, для организации управления технологической безопасностью необходимо сформировать процесс получения достоверных сведений о технологическим параметрах и ущербах в условиях неопределенности. С целью снижения ее влияния следует объединить всю располагаемую информацию, представленную как накопленной статистикой, так и экспертными оценками.
Рассмотрим технологический процесс каталитической очистки газов, для которого определен центр технологической безопасности 
находящийся в области технологической безопасности, т.е. области функционирования процесса, в которой значения технологических параметров процесса и ущербов 
находятся в заданном диапазоне.
Пусть в начальный момент времени 
рабочей точке процесса соответствует ситуация 
, характеризуемая состоянием процесса 
и ущербом 
. И пусть имеем однозначное отображение 
– модель объекта управления.
Где 
– множество возможных ситуаций; 
– множество возможных состояний процесса; 
– множество возможных значений управляющих параметров.
Вектор управления 
переводит технологический процесс из одного состояния в другое. Причем такое функционирование системы, т.е. ее переходы из состояния в состояние, описывается системой уравнений состояния
, 
.
Состоянию процесса (т.е. определенному набору технологических параметров и ущербов) в любой момент времени 
будет соответствовать нечеткая ситуация 
.
При таком подходе задача управления технологическим процессом будет заключаться в том, чтобы определить такой вектор управления процессом 
, который переводит рабочую точку процесса 
в область технологической безопасности.
Другими словами, задача управления технологическим процессом заключается в выборе вектора управления 
, осуществляющего переход к ситуации, имеющей минимальный индекс риска 
.
Задача принятия оптимального решения по управлению технологическим процессом может быть сведена к задаче минимизации целевой функции вида 
при заданном ограничении на вектор управления данным процессом, зависящем от технологии производства 
при 
, где 
– минимальное допустимое значение управления; 
– максимальное допустимое значение управления.
Для решения поставленной задачи будем использовать итеративный градиентный метод.
Для начальной точки спуска независимые переменные 
задаются нулевыми значениями для первого пуска технологического процесса или текущими значениями в процессе его работы.
Таким образом, задав начальную точку, можно приступать к поиску оптимума.
Формула спуска градиента целевой функции имеет следующий вид:
(4)
где 
– градиент целевой функции 
на r-ом шаге итерации.
Далее была составлена модель управления технологическим процессом.
Третья глава посвящена математическому моделированию узла каталитической очистки газов в агрегате производства неконцентрированной азотной кислоты.
С точки зрения задачи управления в узле имеются две регулируемые переменные: температура на выходе из реактора каталитической очистки (TВЫХ); температура газа на входе в реактор каталитической очистки (ТВХ).
Управляющими факторами могут быть: подача топливной смеси (GГВ) в камеру сгорания перед реактором (определяет температуру газов перед реактором); подача природного газа (GПГ) в реактор (определяет количество восстановителя в реакторе очистки); подача добавочного воздуха (GДВ) в колонну абсорбции (определяет концентрацию кислорода перед реактором очистки, и следовательно, степень конверсии природного газа в реакторе).
Подачу природного газа на реакцию и добавочного воздуха в колонну абсорбции, следует осуществлять в определенном соотношении. Это обычно достигается введением регулятора соотношения на этих потоках. Отсюда следует, что реально существуют лишь два независимых управляющих воздействия - подача топливной смеси в камеру сгорания реактора и подача природного газа и воздуха в определенном соотношении для получения восстановителя.
Таким образом, в задаче управления имеется две управляемых и две управляющих переменных, оказывающих друг на друга взаимное влияние.
Анализ свойств описанного объекта управления позволил сделать вывод, что температуру газов на выходе из реактора целесообразно стабилизировать с помощью изменения подачи топливной смеси в камеру сгорания реактора. Поддержание необходимой температуры газа на входе в реактор, позволяющее максимизировать разность температур газа на входе и выходе реактора, рационально осуществлять с помощью изменения количества подаваемого на реакцию природного газа и воздуха.
Моделирование существующей системы управления проводилось в среде Matlab 7.0.1. Проверка адекватности модели выполнена с использованием статистических данных работы узла каталитической очистки газов ОАО «Новомосковская акционерная компания «АЗОТ». Математическое ожидание и дисперсия величины «температура на выходе из реактора каталитической очистки»: а). По экспериментальным данным: 
, 
; б). По результатам моделирования: 
, 
.
Учитывая то, что существующая модель системы регулирования температурного режима узла каталитической очистки косвенно оценивает концентрацию вредных веществ на выходе реактора, предлагается произвести ее модернизацию. Выходными параметрами данной модели будут температура очищенных газов на выходе из реактора каталитической очистки 
и концентрация NO и NO2 
. На данные параметры накладываются ограничения, связанные с санитарными нормами, конструктивными особенностями оборудования, а также с технологией ведения производства:
, 
. На основании проведенных в действующем цехе экспериментов были получены кривые разгона по всем интересующим каналам рассматриваемой части технологической схемы. Их обработка позволила получить передаточные функции этих каналов.
Управляющими параметрами предлагаемой системы регулирования будут:
- расход природного газа
; - расход смеси газ-воздух
.
В качестве возмущающих параметров предлагаемой системы регулирования можно выделить:
- концентрацию NO и NO2 на выходе из абсорбционной колонны
; - концентрацию O2 на выходе из абсорбционной колонны
; - температуру хвостовых газов на входе в реактор каталитической очистки
; - расход хвостовых газов на выходе из абсорбционной колонны
.
Так как управляющие параметры оказывают взаимное влияние друг на друга, и данное влияние не представляется возможным в полной мере изучить, то в работе предлагается в качестве регулятора использовать регулятор, построенный на аппарате нечеткой логики (Fuzzy-регулятор). Структурная схема модернизированной системы регулирования узла каталитической очистки газов приведена на рисунке 2.
Рис. 2. Структурная схема модернизированной системы регулирования узла каталитической очистки газов.
Математическая модель процесса каталитической очистки газов должна прогнозировать температуру очищенных газов и концентрацию NO и NO2 с учетом изменений физико-химических свойств катализатора, а также состояния технологических аппаратов. Изменение физико-химических свойств катализатора и состояния оборудования приводит к изменению параметров модели. Задачей, решаемой разработанной системой оценки параметров модели процесса каталитической очистки газов, является прогнозирование постоянных времени интегрирования 
передаточных функций 
, которые могут существенно изменяться, в то время как коэффициенты усиления остаются практически неизменными на всем протяжении работы узла. Для подстройки постоянных времени интегрирования к изменениям параметров на входе и выходе реактора каталитической очистки газов предлагается использовать аппарат нейро-фаззи сетей (НФС), в котором выводы делаются на основе аппарата нечеткой логики.
Структура модели технологического процесса каталитической очистки газов с системой оценки постоянных времени интегрирования представлена на рис. 3. Проверка адекватности модели проводилась также в среде Matlab. Математическое ожидание и дисперсия величины «температура на выходе из реактора каталитической очистки»:
а). По экспериментальным данным: 
, 
;
б). По результатам моделирования: 
, 
.
Математическое ожидание и дисперсия величины «концентрация нитрозных газов на выходе из реактора каталитической очистки:
а). По экспериментальным данным: 
, 
;
б). По результатам моделирования: 
, 
.
Анализируя полученные данные был сделан вывод, что разработанная модель технологического процесса каталитической очистки газов полностью отражает динамические свойства реального объекта.
Рис. 3. Математическая модель технологического процесса каталитической очистки газов.
В Четвертой главе представлены результаты практического использования системы ситуационного управления технологическим процессом на примере узла каталитической очистки газов агрегата производства неконцентрированной азотной кислоты.
Состояние процесса управления будем оценивать по следующим технологическим параметрам и ущербам: 
,
где 
– температура очищенных газов на выходе из реактора каталитической очистки; 
– концентрация окислов азота на выходе из реактора каталитической очистки; 
– ущерб от выброса нитрозных газов в атмосферу; 
– ущерб, наносимый оборудованию в результате его эксплуатации; 
– ущерб, наносимый системе управления в результате ее эксплуатации.
Для оценки состояния процесса введем лингвистические переменные, определим их терм-множества и зададим функции принадлежности каждому терм-множеству лингвистической переменной.
Итак, имеем пять лингвистических переменных: «температура очищенных газов на выходе из реактора каталитической очистки»; «концентрация окислов азота на выходе из реактора каталитической очистки»; «ущерб от выброса нитрозных газов в атмосферу»; «ущерб, наносимый оборудованию»; «ущерб, наносимый системе управления».
В результате проведенной формализации лингвистических переменных состояние технологического процесса будет записано в виде, показанном в таблицах 1 – 3.
Таблица 1
Форма записи состояния технологического процесса каталитической очистки газов по технологическим параметрам
 |  | |||||
 |  |  |  |  |  |  |
 |  |  |  |  |  |  |
Таблица 2
Форма записи состояния технологического процесса каталитической очистки газов по ущербу от выброса нитрозных газов в атмосферу
 | |||
 |  |  |  |
 |  |  |  |
Таблица 3
Форма записи состояния технологического процесса каталитической очистки газов по ущербам, наносимым оборудованию и системе управления
 |  | ||||||
 |  |  |  |  |  |  |  |
 |  |  |  |  |  |  |  |
где 
– номер состояния технологического процесса каталитической очистки газов.
Также был составлен алгоритм управления технологическим процессом каталитической очистки газов (рис.4).
Рис. 4. Блок-схема алгоритма управления технологическим процессом каталитической очистки газов.
На рисунке 5 представлена функциональная схема разработанной системы ситуационного управления технологическим процессом каталитической очистки газов.
По измеренным входным параметрам модель управления процессом каталитической очистки газов формирует оптимальный с точки зрения технологической безопасности вектор управления. Координаты данного вектора являются уставками задания при расчете изменения соответствующих управляющих параметров процесса. Нечеткий регулятор отрабатывает уставки на изменение подачи природного газа и смеси «газ-воздух» в камеру сгорания реактора каталитической очистки газов.
Рис. 5. Функциональная схема системы ситуационного управления
Проверка адекватности и качества модели проводилась также в среде Matlab (рис. 6). По статистическим данным с действующего производства составлялись функции распределения входных параметров и подавались на вход математической модели. За временной интервал расчета параметров был принят интервал, равный одной десятой минимального времени передаточных функций разработанной структурной схемы объекта управления.
Рис. 6. Модель системы ситуационного управления узла каталитической очистки в среде Matlab 7.0.1.
Для оценки точности разработанной системы управления вычислялись значения ошибок существующей системы и разработанной системы. Для этого вычислялись максимальные значения ошибок для каждой из вышеуказанных систем: 1. для существующей системы управления значение ошибки составляет 
; 2. для разработанной системы управления значение ошибки составляет 
. Для разработанной системы управления значение ошибки меньше, что характеризует не только точность, но косвенно оценивает и качество данной системы.
Сравнительные характеристики переходных процессов в модели системы ситуационного управления и в модели существующей на ОАО «АЗОТ» системы управления узла каталитической очистки газов приведены в таблице 4.
Программная реализация разработанной системы ситуационного управления выполнена с использованием языка программирования C++.
Таблица 4
Сводная таблица прямой оценки качества каждой из характеристик
| Параметры оценки | Для температуры на выходе из реактора каталитической очистки | Для концентрации нитрозных газов на выходе из реактора каталитической очистки | Для существующей системы по температуре хвостовых газов на выходе из реактора каталитической очистки |
| Время регулирования |  |  |  |
| Перерегулирование |  |  |  |
| Частота колебаний |  |  |  |
| Число колебаний |  |  |  |
| Время достижения первого максимума |  |  |  |
| Время нарастания переходного процесса |  |  |  |
| Декремент затухания |  |  |  |
Основные результаты работы:
- Проанализировано состояние дел в области управления безопасностью типовых технологических процессов работающих в условиях неопределенности.
- Проведено исследование теоретических и прикладных вопросов оценки свойств безопасности сложных промышленных производств, для целей создания системы ситуационного управления технологическим процессом.
- Разработана методика построения нечетко-определенных моделей, включающих идентифицирующую, прогнозную и нечеткую составляющие.
- Предложено в качестве критерия управления технологическим процессом использовать индекс риска.
- Разработаны алгоритмы и программы управления, учитывающие неопределенность информации о параметрах технологического процесса.
- Разработан комплекс программ для управления технологической безопасностью процесса каталитической очистки газов;
- Проведена апробация разработанной системы управления на примере системы ситуационного управления технологическим процессом каталитической очистки газов.
- Проведена оценка точности и качества разработанной системы управления.
Публикации по теме диссертации:
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК России
- Морозов И.Н., Кулаков А.Г., Колесник А.Е. Итеративный алгоритм ситуационного управления технологическим процессом //Прикладные проблемы управления макросистемами: Труды Института системного анализа Российской академии наук (ИСА РАН) /Под ред. Ю.С. Попкова, В.А. Путилова. Т. 39.-М.:Книжный дом "ЛИБРОКОМ",2008. – С.353-361.
Другие статьи и материалы конференций
- Морозов И.Н., Соболева Ю.В., Богатиков В.Н., Кириченко А.Э. Компьютерное моделирование переходных процессов в детерминированной и нечеткой системах регулирования //Информационные технологии в региональном развитии: Сб. науч. трудов ИИММ КНЦ РАН, вып. IX.-Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2009. – С.84-87.
- Морозов И.Н., Соболева Ю.В., Богатиков В.Н., Пророков А.Е. Управление технологической безопасностью процессов на основе оценки рисков принимаемых решений //Информационные технологии в региональном развитии: Сб. научных трудов ИИММ КНЦ РАН, вып. IX.-Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2009. – С.87-90.
- Морозов И.Н., Соболева Ю.В., Богатиков В.Н., Пророков А.Е., Кулаков А.Г. Модель управления безопасностью функционирования технологического процесса //Информационные технологии в региональном развитии: Сб. научных трудов ИИММ КНЦ РАН, вып. IX.-Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2009. – С.90-94.
- Морозов И.Н., Вент Д.П., Богатиков В.Н., Кулаков А.Г. Формализация основных технологических процессов в узле каталитической очистки газов агрегата производства неконцентрированной азотной кислоты //Информационные технологии в региональном развитии: Сборник научных трудов ИИММ КНЦ РАН, вып. IX.-Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2009. – С.94-98.
- Морозов И.Н., Соболева Ю.В., Богатиков В.Н., Вент Д.П., Кулакова О.Ю. Компьютерное моделирование процесса каталитической очистки газов агрегата производства неконцентрированной азотной кислоты //Информационные технологии в региональном развитии: Сборник научных трудов ИИММ КНЦ РАН, вып. IX.-Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2009. – С.98-103.
- Морозов И.Н., Кулаков А.Г., Колесник А.Е. Итеративный алгоритм ситуационного управления технологическим процессом // Материалы докладов VII Всероссийской школы-семинара "Прикладные проблемы управления макросистемами"; Апатиты, 2008. – С.72-74.
- Морозов И.Н., Кулаков А.Г., Богатиков В.Н. Использование нейросетевых методов в имитационном моделировании сложных динамических объектов // Материалы докладов III Всероссийской научной конференции «Теория и практика системной динамики"; Апатиты, 2009. – С.61-63.
- Морозов И.Н., Кулаков А.Г., Богатиков В.Н. Оценка текущего состояния технологического процесса при нечетко определенных параметрах его функционирования для целей управления // Материалы докладов VIII Всероссийской школы-семинара "Прикладные проблемы управления макросистемами"; Апатиты, 2010. – С.47-49.
- Морозов И.Н., Кулаков А.Г., Богатиков В.Н. Математическая модель управления безопасностью функционирования технологического процесса // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-23 [текст]: сб. трудов XXIII Междунар. науч. конф.: в 12 т. Т.9 Секция 10 / под общ. ред. В.С.Балакирева.-Саратов:Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. – С.227-230.
