Синтез цифрового эквивалента АСУ процессом дегидрирования этилбензола
- Авторы: Попов А.П.1, Тихомиров С.Г.1, Подвальный С.Л.2, Карманова О.В.1, Битюков В.К.1, Неизвестный О.Г.1
-
Учреждения:
- Воронежский государственный университет инженерных технологий
- Воронежский государственный технический университет
- Выпуск: Том 58, № 2 (2024)
- Страницы: 230-240
- Раздел: Статьи
- Дата публикации: 23.07.2024
- URL: https://journals.rcsi.science/0040-3571/article/view/260330
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0040357124020116
- EDN: https://elibrary.ru/CTLSSM
- ID: 260330
Цитировать
Аннотация
В статье рассмотрены основные этапы эволюции математической модели, физико-химических стадий каталитического дегидрирования этилбензола в производстве стирола. Представлены новые структурные элементы математической модели, описывающие теплообменные и химические процессы, протекающие при дегидрировании этилбензола. Введение дополнительных математических зависимостей позволило снизить количество структурных и параметрических неопределенностей ранее известных моделей кинетики дегидрирования. Создана система логически взаимосвязанных моделей как основа цифрового эквивалента автоматизированной системы управления процессом. Описан синтез цифрового эквивалента системы предиктивного управления в рамках концепции модельно-ориентированного проектирования. Предложена методика синтеза иерархических моделей химико-технологических систем. Выполнена программная эмуляция автоматизированной системы управления исследуемого процесса. Приведены результаты компьютерной реализации цифрового эквивалента в виде прогнозных траекторий изменения параметров состояния технологического процесса, реакционной среды и катализатора.
Об авторах
А. П. Попов
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Email: karolga@mail.ru
Россия, Воронеж
С. Г. Тихомиров
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Email: karolga@mail.ru
Россия, Воронеж
С. Л. Подвальный
Воронежский государственный технический университет
Email: karolga@mail.ru
Россия, Воронеж
О. В. Карманова
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Автор, ответственный за переписку.
Email: karolga@mail.ru
Россия, Воронеж
В. К. Битюков
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Email: karolga@mail.ru
Россия, Воронеж
О. Г. Неизвестный
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Email: karolga@mail.ru
Россия, Воронеж
Список литературы
- Романков П.Г., Рашковская Н.Б., Фролов В.Ф. Массообменные процессы химической технологии. Л.: “ХИМИЯ”, 1975. С. 3.
- Боровков А.И., Гамзикова А.А., Кукушкин К.В., Рябов Ю.А. Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности. Краткий доклад (сентябрь 2019 г.). СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2019.
- Боровков А.И. Цифровые двойники в условиях четвертой промышленной революции // Connect. Мир информационных технологий. 2021. № 01–02. С. 50.
- Gao L., Jia M., Liu D. Process Digital Twin and Its Application in Petrochemical Industry // J. Soft. Eng. Appl. 2022. V. 15. P. 308.
- Романков П.Г., Рашковская Н.Б., Фролов В.Ф. Массообменные процессы химической технологии. Л.: “ХИМИЯ”, 1975. С. 75.
- Лебедев И.В., Иванов С.И., Сафаров Р.Р., Меньшутина Н.В. Цифровые двойники пористых структур аэрогелей с использованием клеточно-автоматного подхода и кривых Безье // Теоретические основы химической технологии. 2023. Т. 57. № 4. С. 412.
- Шварц Д.Т. Интерактивные методы решения задачи многокритериальной оптимизации. Обзор // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013. № 4. С. 245–264.
- Налетов В.А., Глебов М.Б. Методика эволюционного синтеза химико-технологических систем на основе информационного подхода // Химическая технология. 2010. Т. 11. № 4. С. 244–252.
- Мешалкин В.П., Флисюк О.М., Марцулевич Н.А., Гарабаджиу А.В. Теоретико-экспериментальный анализ изменения дисперсного состава частиц твердой фазы в технологических аппаратах // Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах. 2021. Т. 501. № 1. С. 32–36.
- Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт. М.: ООО “АльянсПринт”, 2020. С. 69.
- Flisyuk O.M., Martsulevich N.A., Meshalkin V.P., Garabadzhiu A.V. Mathematical modeling of changes in the dispersed composition of solid phase particles in technological apparatuses of periodic and continuous action // Mathematics. 2022. V. 10. № 6. https://doi.org/10.3390/math10060994
- Рыжова А.А., Зиятдинов Н.Н., Емельянов И.И. Метод синтеза оптимальной одностадийной системы теплообмена с разделением потоков // Вестник Технологического университета. 2022. Т. 25. № 3. С. 78–82.
- Битюков В.К., Жатова И.А., Алексеев М.В., Попов А.П. Разработка математической модели кинетики процесса дегидрирования этилбензола в двухступенчатом адиабатическом реакторе непрерывного действия // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2015. № 2 (64). С. 55.
- Попов А.П., Тихомиров С.Г., Подвальный С.Л., Неизвестный О.Г. Динамика каталитического разложения этилбензола в производстве стирола с учетом эндотермического эффекта и величин расхода сырья // Сб. тр. междунар. науч.-техн. форума: Современные технологии в науке и образовании – 2018. Т. 5. Рязань, 2018. С. 79.
- Подвальный С.Л., Попов А.П., Тихомиров С.Г., Карманова О.В., Неизвестный О.Г., Ковалева Е.Н. Исследование изменения состава этилбензольной шихты в реакторе производства стирола с учетом парциальных давлений реагентов // Теоретические основы химической технологии. 2020. Т. 54. № 6. С. 775.
- Шариков Ю.В., Шариков Ф.Ю. Системы управления с использованием математических моделей технологических объектов в контуре управления MathDesigner. 2016. № 1. С. 4.
- Тихомиров С.Г., Семенов М.Е., Хаустов И.А., Битюков В.К., Хвостов А.А., Карманова О.В., Попов А.П. Контроль и прогнозирование параметров качества полимеров в процессе их деструкции в растворе // Теоретические основы химической технологии. 2018. Т. 52. № 4. С. 466.
- Будылина Е.А., Гарькина И.А., Данилов А.М., Сухов Я.И. Некоторые подходы к анализу и синтезу сложных систем // Молодой ученый. 2013. Т. 57. № 10. С. 105.
- Джонс Д., Маккай Б. Модельно-ориентированное проектирование систем управления: моделирование и тестирование до реализации в аппаратуре // Control engineering Россия. 2013. Т. 47. № 5. С. 62.
- Талукдер Ю.З. Модельно-ориентированное проектирование систем автоматического управления в инженерном образовании // Научное обозрение. Технические науки. 2014. № 2. С. 174.
- Ильин В.Н., Лепёхин А.В. Исследование способов построения множеств равноценных альтернатив при проектировании радиоэлектронных устройств летательных аппаратов // Труды МАИ. 2013. № 71. C. 35.
- Сакулин С.А., Алфимцев А.Н. К вопросу о практическом применении нечетких мер и интеграла Шоке // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. С. 55.