Синтез системы управления концентрацией мономера в производстве синтетического полимера
Введение
В статье рассмотрена система автоматического регулирования концентрации капролактама в гранулах на выходе из реактора в производстве полиамида-6. Получена математическая модель пилотного реактора. Проведён структурный, алгоритмический и параметрический синтез системы регулирования. Оценена эффективность предложенной системы.
Список литературы
1. Мешалкин, В.П. Модели управления энергоэффективностью сложных химико-технологических систем / В.П. Мешалкин, В.И. Бобков, В.И. Борисов, М.И. Дли. – Смоленск: Универсум, 2017. – 204 с.
2. Рей У. Методы управления технологическими процессами / У. Рей: пер с англ. – М.: Мир, 1983. – 368 с.
3. Ротач, В.Я. Теория автоматического управления: учебник для студентов вузов / В.Я. Ротач. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 396 с.
4. Тютиков, В.В. Робастное модальное управление технологическими объектами / В.В. Тютиков, С.В. Тарарыкин – И.: Ивановский гос. Энергетический ун-т им. В.И. Ленина, 2006. – 256 с.
5. Мизеровский, Л.Н. Твердофазный синтез полиамида-6 / Л.Н. Мизеровский, Ю.М. Базаров // Хим. волокна. – 2006. - № 4. – С. 40-48.
6. Алексеев, Е.А. Моделирование процесса получения полиамида-6 / Е.А. Алексеев, Б.А. Головушкин, А.Н. Лабутин, Е.В. Ерофеева // Изв. вузов. Химия и хим. технология. – 2015. – Т.58. – Вып. 1. – С. 65-68.
7. Титов, Н.И. Моделирование систем с запаздыванием / Н.И. Титов, В.К. Успенский. – Л.: Энергия, 1969. – 98 с.
8. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5-и тт.; 2-е изд., перераб. и доп. Т.3: Синтез регуляторов систем автоматического управления / Под ред. К.А. Пупкова и Н.Д. Егупова. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 616 с.
Одной из основополагающих задач, решаемых при создании энерго- и ресурсоэффективных технологических процессов синтеза полимеров, является разработка эффективных систем управления стадиями синтеза [1]. На практике для поддержания регулируемых величин на заданном уровне как правило применяются типовые одноконтурные, комбинированные и каскадные системы на базе ПИ и ПИД алгоритмов регулирования [2-4]. В настоящее время одними из перспективных алгоритмов считаются системы на базе полиномиальных регуляторов. В этой связи, в работе для поддержания концентрации мономера в гранулах на выходе из реактора-дополимеризатора на заданном уровне предлагается использовать систему с данным алгоритмом.В работах [5-6] предложена энергоэффективная технологическая схема получения полиамида-6, предусматривающая введение стадии дополиамидирования в твёрдой фазе. Дополиамидирование - это сложный гетерофазный процесс, который протекает в реакторе типа «труба в трубе». Аппарат снабжён вращающимся ворошителем, предназначенным для перемещения и «ворошения» твёрдой фазы. Шнек содержит ряд равномерно распределённых по длине вала лопастей. В результате аппарат получается «разделённым» на ячейки одинакового размера. В рубашку поступает жидкофазный теплоноситель.