Диагностика и прогноз эффективности процесса получения эндогаза (Раздел 5.2 учебника "Планово-экономическое управление")

5.2. Диагностика и прогноз эффективности процесса получения эндогаза  

Анализ технологического процесса получения эндогаза [27] показал, что качество эндогаза оценивается по его влажности, Y₂(t) (см. рисунок 5.7). Управление процессом можно производить изменением расхода воздуха в газовоздушную смесь, X₂(t), по каналу управления, W₂₂(p). При этом  температура реторты, Y₁(t), является управляемым возмущением и воздействует на  влажность, Y₂(t),  по каналу возмущения, W₁₂(p).

Рис. 5.7. Схема информационных потоков технологического процесса

          Регулирование температуры во внешней реторте осуществляется путем изменения расхода газа на горение, Х₁(t),  подаваемого в трубу горения (блок  1 на рис. 5.7), на выходе которой контролируется температура реторты, Y₁(t). На выходе внутренней реторты (позиция 2 на рисунке 5.7) контролируется влажность эндогаза, Y₂(t). Динамические свойства эндогазогенератора по каналу управления процессом горения полностью определяются передаточной функцией  W₁₁(p).  Таким образом, схему информационных потоков технологического процесса производства эндогаза можно представить в виде  объекта управления  с двумя  управляющими воздействиями и одним   возмущающим параметром, который находится в условиях жестких ограничений и  является стационарным случайным процессом, Y₁(t) (см. рис.5.7 и  [27]).

         Анализ технологического процесса и возможностей современных технических средств автоматизации показал, что критерием управления, процесса получения эндогаза, целесообразно выбрать текущее значение технологического коэффициента полезного действия эндогазогенератора (текущие значения эффективности работы эндогазогенератора), ЭР(t). Её  предлагается оценивать по отношению текущего значения влажности эндогаза, измеряемого влагомером, , к текущему значению влажности, рассчитанной по эталонной математической модели эндогазогенератора :  .  В работе [27] получено уравнение измерения влажности газа как функции расхода воздуха  и  температуры реторты:

,            (5.10)

Коэффициенты передачи в уравнении измерения критерия управления  (5.10) равны: k₁= (), k₂= (), k₃=().

          Таким образом, статическая характеристика эндогазогенератора (эталонная модель) является нелинейной функцией от основных параметров эндогазогенератора. Для применения этой статической характеристики в системе управления требуется линеаризация уравнения измерения . В рабочем  диапазоне  изменения  температур (от 1000  до 1100 ) и расхода воздуха (от 16 до 20 ) статическая  характеристика (5.10) линеаризуема.

         Линеаризация статической характеристики в работе [27]  производилась методом разложения функции в ряд Тейлора, причем в разложении ограничиваемся только линейными членами:

В результате линеаризации получилось линеаризованное уравнение статической характеристики эндогазогенератора: , в котором С=5,54 %, А=–5,84 , В=.

С учётом схемы движения информационных потоков в эндогазогенераторе (см. рисунок 5.7) и динамических свойств эндогазогенератора по основным каналам управления определение текущих значений эффективности работы газогенератора можно производить по следующему уравнению  измерения:

,          (5.11)

где   Y_2Э(t)– значение влажности, измеренное влагомером, X₂(t) – текущие значения расхода воздуха в газовоздушную смесь; Y₂(t) – текущие значения влажности эндогаза измеренные промышленным прибором; Y₁(t) – текущие значения температуры в реторте генератора; h₂₂(t) – импульсная переходная характеристика по каналу  управления влажностью эндогаза; h₁₂(t) – импульсная переходная характеристика по каналу влияния температуры реторты на влажность,  T_У– период управления (идентификации) динамических характеристик эндогазогенератора, который тесно связан с темпом обработки измерительной информации в информационной подсистеме АСУТП соотношением: T_У=NT_S [65].

            Анализ критерия управления (5.11) показывает, что для обеспечения эффективной работы эндогазогенератора  требуется создание оптимальной системы управления температурой реторты, так как эта температура является определяющей при формировании качества эндогаза как в переходном режиме разогрева реторты, так и в установившемся режиме работы эндогазогенератора. 

           Кроме того, поскольку в критерии управления присутствуют динамические характеристики эндогазогенератора, программное обеспечение системы должно содержать эффективные алгоритмы текущей идентификации этих динамических характеристик.

          В работе [27] , на основе данных пассивного эксперимента были получены эталонные модели измерительной информации, которые сведены в таблицу 5.1.   

                                                                                                               Таблица 5.1­