Костюк І.В. Автоматизированное управление технологическим комплексом производства высокофруктозных сиропов. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07 - автоматизация технологических процессов. - Украинский государственный университет пищевых технологий, Киев, 2000.
Диссертация посвящена вопросам разработки методов и способов управления технологическим комплексом производства высокофруктозных сиропов (ТК ПВС), а также системы автоматизированного управления данным ТК.
ТК ПВС, с точки зрения задач управления, отличается многомерностью, наличием отдельных стадий переработки сырья и полупродуктов, определенными связями между стадиями. ТК ПВС состоит из трех основных процессов: гидролиза сахарного раствора, очистки гидролизата и хроматографического разделения инвертного раствора на глюкозу и фруктозу. С точки зрения задач управления ТК ПВС относится к сложным химико-технологическим системам, характеризуется большой размерности векторами координат состояний, выходных параметров и возмущений.
При создании системы управления определены такие три взаимосвязанные задачи: оптимизация технологических параметров, управление периодическими режимами подсистем, координация работы подсистем ТК ПВС.
Для решения поставленных задач были проведены экспериментальные исследования ТК ПВС, в частности статистические исследования. Результаты которых показали, что выходные величины процессов изменяются во времени как стационарные случайные процессы, при условии стабильности режимных параметров. Вместе с тем, на длительных промежутках времени наблюдается нестационарность изменения основных выходных величин. Определены статические характеристики процессов. Анализ характеристик показал, что они имеют экстремальный или близкий к экстремальному характер, при этом дрейф экстремумов характеристик требует использования поисковых экстремальных методов оптимизации.
Анализ результатов исследований показал, что задача управления ТК ПВС на определенном интервале может быть сведена к квазистатической. Критерием управления ТК ПВС выбрано показатель экономичности, который максимально учитывает все стороны эффективности работы производства и отвечает требованию к управлению при помощи декомпозиционных методов. Были определены критерии оптимальности для ТК ПВС и его подсистем при решении задач оптимизации. Определены также ограничения задачи оптимизации в виде неравенств на параметры состояния подсистем.
Для реализации задач управления ТК ПВС получен комплекс квазистатистических математических моделей на основе результатов пассивного эксперимента и метода наименьших квадратов. Математические модели представляют собой зависимости качественных показателей выходных продуктов подсистем ТК ПВС от основных технологических параметров.
Проведенный анализ методов оптимизации показал, что лучшие результаты при оптимизации подсистем ТК ПВС дает градиентный метод с ограничениями, с использованием которого решались задачи оптимизации, на основе полученных моделей и в соответствии с выбранными критериями и ограничениями.
Задача координации в данном случае заключается в обеспечении беспрерывности технологического потока, что связанно с тем, что процессы гидролиза и хроматографического разделения проходят при разной нагрузке, а процесс очистки является периодическим.
На основе выделенных задач разработано алгоритмическое и программное обеспечение системы автоматизированного управления ТК ПВС, которое включает алгоритм оптимального управления подсистем ТК ПВС, алгоритм управления периодическими режимами ТК ПВС, алгоритм координации работы подсистем и специально разработанное программное обеспечение.
Разработана микропроцессорная автоматизированная система управления ТК ПВС, которая базируется на использовании микропроцессорного контроллера TSX Micro фирмы Schneider. Разработана также структура компьютерно-интегрированной системы управления производством высокофрукозных сиропов, которая состоит из микропроцессорных контроллеров и ПЭВМ объединенных в сети для создания компьютерно-интегрированного производства.
Ключевые слова: технологический комплекс, математическое моделирование, оптимизация технологических параметров, координация, автоматизированное управление.
| 
