Синтез цифрового эквивалента АСУ процессом дегидрирования этилбензола

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

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

  1. Романков П.Г., Рашковская Н.Б., Фролов В.Ф. Массообменные процессы химической технологии. Л.: “ХИМИЯ”, 1975. С. 3.
  2. 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.
  3. Боровков А.И. Цифровые двойники в условиях четвертой промышленной революции // Connect. Мир информационных технологий. 2021. № 01–02. С. 50.
  4. Gao L., Jia M., Liu D. Process Digital Twin and Its Application in Petrochemical Industry // J. Soft. Eng. Appl. 2022. V. 15. P. 308.
  5. Романков П.Г., Рашковская Н.Б., Фролов В.Ф. Массообменные процессы химической технологии. Л.: “ХИМИЯ”, 1975. С. 75.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт. М.: ООО “АльянсПринт”, 2020. С. 69.
  11. 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
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. Шариков Ю.В., Шариков Ф.Ю. Системы управления с использованием математических моделей технологических объектов в контуре управления MathDesigner. 2016. № 1. С. 4.
  17. 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.
  18. 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.
  19. 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.
  20. Талукдер Ю.З. Модельно-ориентированное проектирование систем автоматического управления в инженерном образовании // Научное обозрение. Технические науки. 2014. № 2. С. 174.
  21. Ильин В.Н., Лепёхин А.В. Исследование способов построения множеств равноценных альтернатив при проектировании радиоэлектронных устройств летательных аппаратов // Труды МАИ. 2013. № 71. C. 35.
  22. 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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».