A Method of Simulation of a Multilift Digital System of Controlling the Process of Ammonia Synthesis

Abstract

Ключевые слова: автономность; инвариантность; компенсатор; много-мерность; цифровая многосвязная система управления.Аннотация: Предложен метод расчета значений выходов автономных и инвариантных компенсаторов, эквивалентных объектов и многосвязных авто-номно-инвариантных цифровых систем управления, который позволяет осущест-вить синтез управляющей части и моделирование автономно-инвариантных циф-ровых систем регулирования. Путем моделирования многосвязной автономно-инвариантной цифровой системы синтеза аммиака доказана состоятельность и эффективность предложенного метода.Во многих случаях объекты химической технологии представляют собой многомерную динамическую систему. Характерными примерами многомерных связных объектов могут служить: технологические процессы разделения многоком-понентных смесей (ректификации, выпаривания, перегонки), процессы сушки раз-личных веществ, реакционные процессы. Особенностями процесса каталитического синтеза аммиака [3] (рис. 1) является внутренняя нелинейная взаимосвязь между параметрами, наличие значительного числа возмущений и нестационарное пове-дение, обусловленное изменением активности катализатора с течением времени.В локальных системах регулирования перечисленные особенности учитыва-ются частично и, как следствие, не достигается требуемое качество управления -максимальное содержание аммиака на выходе реактора. Повышение качества управления объектами с сильными внутренними связями при наличии возмущений воз-можно путем синтеза многосвязной системы на основе принципов автономно-инвариантного управления. Одним из важнейших этапов при этом является определение структуры взаимосвязей параметров и разработка моде-ли объекта. Рис. 1. Четырехполочный реактор синтеза аммиака мощностью 1360 т/сут.: 1 -корпус колонны; 2 -внутренний теплообменник; 3 -корпус катализаторной коробки; 4 -7 -I -IV катализа-торные слои соответственно; 8 -пространство между кор-пусом колонны и катализаторной коробки; 9 -12 -клапаны подачи холодного газа на полки колонны; 13 -основной клапан подачи смеси по основному ходу колонны; 14 -выход колонны (смесь газообразного аммиака, водорода и азота)

Theoretical Justification for the Solution of the Problem of Destabilization Energy-Saving Control of Multidimensional Technological Objects Operating in Variable Performance Conditions over a Long Time Interval

“…A theoretical justification of the solution of the identical linear n-level one-dimensional problem of destabilization optimization (1)- (5) was performed in the form of a proof of Theorems 1-3 and their corollaries, which allowed us to obtain analytical expressions for the corresponding components of control actions and state coordinate of the object.…”

“…Expressions (24)-(27) and (42), (60), (61) for the optimal value of the state coordinate * (0) and optimal n-level control * , , t contained in Theorems 2 and 3, as well as relations (60) and (61) in the corollaries of the Theorem 3, are the solution of the identical linear n-level one-dimensional problem of destabilization optimization (1)- (5). They constitute the basis of the algorithm of the destabilization control for multidimensional technological objects that operate when their performance repeatedly changes over a long time interval, when they have several opportunities to introduce a destabilization mode.…”

“…Introduction. The problems of control as applied to multidimensional technological objects in various subject fields have been discussed in recent years in a number of scientific and technical publications, among which the papers [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12] should be noted. In particular, the solution of the problem of optimal real time control of a multidimensional linear dynamic object in the class of discrete vector control actions with parallelepiped constraints was considered in Ref.…”

“…A discussion of the method and results of modeling a multiply connected autonomous invariant digital system for controlling the process of ammonia synthesis was carried out in Ref. [5], where the consistency and efficiency of the proposed method was proved by modeling. The method of synthesis of automatic regulators for nonstationary linear multidimensional systems was proposed in Ref.…”

“…( , ,..., ) n t t t t , is a n-level periodic function with a period of T and also let the constraints (3) and (4) are the defining ones among the constraints (2) (4) of problem (1) (5), i.e., the variation range i is defined by the relations…”