4. Автоматизированные системы управления свеклосахарным и сахарорафинадным производствами

В настоящее время осуществляется переход от локальных систем контроля н регулирования отдельных процессов и аппара­тов к АСУ сахарных производств. В промышленную эксплуата­цию приняты головные образцы АСУ ТП свеклосахарных и саха­рорафинадных заводов, а также АСУ организационно-экономи­ческой деятельностью свеклосахарного завода АСУП.

Головные образцы АСУ ТП свеклосахарных заводов имеют двухуровневую централизованную структуру. На нижнем уровне реализован объем локальной автоматизации, предусмотренный типовой схемой СА-85. Па верхнем уровне на базе управляюще­го вычислительного комплекса (УВК) осуществляется контроль технологических параметров и режимов работы основного обору­довании, оперативный расчет технико-экономических показателей (ТЭП) производства. Разработчиками подготовлен к внедрению ряд задач оптимального управления процессом экстракции сока из свеклы, процессом очистки диффузионного сока, режимом ра­боты выпарной станции, управления вакуум-аппаратами и ос­новным материальным потоком свеклосахарного завода. В соот­ветствии с руководящими материалами по созданию АСУ каждая из перечисленных задач оформлена в виде самостоятельного программного модуля и сдана в отраслевой фонд алгоритмов и программ. Рассмотрим алгоритмы управления отделениями свек­лосахарного завода, схемы автоматизации которых приведены в п. 11.2.

Оптимальное управление процессом экстракции сока осущест­вляется путем использования адаптивной модели расчета значе­ний коэффициента откачки сока, параметров температурного режима и уровня сока в диффузионном аппарате. В качестве критерия управления использован обобщенный показатель, учи­тывающий производительность диффузионного аппарата по пере­работанной свекле, потери сахара, качество диффузионного сока, затраты на его очистку и последующее выпаривание воды.

Алгоритм управления процессом дефекосатурации обеспе­чивает максимально возможное в конкретной производственной ситуации удаление несахаров из раствора. Управление процессом сводится к согласованию требуемой и фактической скоростей осаждении сока I сатурации за счет изменения рассчитываемого значения pH сахарных растворов.

Алгоритм управления режимом выпарной станции обеспечи­вает минимальный расход ретурного пара и минимальное нарас­тание цветности за счет оперативного расчета значений нагруз­ки первого корпуса и давления вторичных паров двух корпусов. Решение проблемы сбора и передачи достоверной информации на верхний уровень АСУ ТП свеклосахарного завода позволит шире использовать модели, алгоритмы и программы оптималь­ного управлении свеклосахарным производством в целом.

Головной образец АСУ ТИ сахарорафинадного производства разработан для Одесского завода, оснащенного современным оборудованием и работающего по передовой технологии. Разра­ботанный проект был тиражирован для Краснопресненского (г. Москва) сахарорафинадного завода, где работы по внедре­нию АСУ ТП велись одновременно с работами по дальнейшей механизации н автоматизации производственных участков. Такой подход обеспечил создание автоматизированного технологичес­кого комплекса (АТК).

В АСУ ТП сахарорафинадного завода использована двух уровневая централизованная структура, выбор которой обуслов­лен стремлением повысить надежность работы системы и необ­ходимостью участия операторов отделений в процессе управления. На нижнем уровне находятся локальные системы контроля н регулирования процессами отделений. Локальные системы в ос­новном выполняют функции автоматической стабилизации тех­нологических параметров и контроля состояния оборудования. Все средства автоматизации, необходимые для управления на нижнем уровне, компонуются на местных щитах и пультах уп­равления.

Централизованный контроль и автоматизированное управле­ние производством на верхнем уровне осуществляются с цент­рального диспетчерского пункта (ЦДП), в котором сосредоточе­ны УВК. пульт управления, центральный щнт с мнемосхемой, щит приборов непрерывной регистрации, устройства диспетчер­ской связи (рис. 11.8).

В управляющий вычислительный комплекс АСУ ТП сахаро­рафинадного завода, построенный на базе М-6000, вводятся ана логовыс сигналы расходов сырья, полупродуктов, пара, воды н конденсата; уровней во всех емкостях; температурных режимов по производственному процессу; плотности и pH сиропа Наряду с этим в УВК вводятся дискретные сигналы, характеризующие частоту прессования, количество готовой продукции, простои от­дельных видов оборудования. Структура алгоритмического обес­печения АТК сахарорафинадного завода представлена на рис. 11.9.

В качестве критерия эффективности функционирования АСУ ТП принят обобщенный экономический показатель - прибыль предприятия от реализации готовой продукции. Дополнитель­ная прибыль (в руб/год)

А /7= 2(Д,_С,)АЛь (Ц.1,

1

где II, - оптовая (огпуекмии) цепи fro онда продукции, руб/т; С. себе стон мость «-го вида продукции после внедрения АСУ ТП. руб/r; SA, — увеличение нмпуска i-го вида продукции, г/год. л количество видов товарной продукции (я = 41.

Piic 11.8. Структурная схема ЦД11 ЛТК завода

Алгоритм сбор* информация

Алгоритмы

представления

информации

световых

табло

ка

твбпо

цигтратаиованного | черед ммилгуру терминалов

	Алгоритмы первичной обработки информации
Проверка на хост» верноетв	Мзсата бирова мае	Фильт­ рации	Провер- «а ка гранит ные ус­ловия	Коррея тропка показаний расходомеров по параметрам среды	Формирование массива технолог пес ком информации

Алгоритмы расчет* ТЭП

| РвслетТЭП Формирование миссии выводи ТЭП |

Алгоритмы оптимального управления
Формиро­ вание массива	Анализ адеяват кости математи­ческой МПДЙММ	Определение оптимального управления	Выдача советов по управляющим воздействиям

Устройство

поспедова

тельности

печати

терамтальных

устройствах

Рис. 11.9. Структура алгоритмического обеспечения АТК завода

Выпуск продукции заводом имеет ряд ограничений, связанных с возможностями производства и ресурсами:

1. ограничение по объему выпуска готовой продукции:

А, > А!¹*. . (U.2)

где /1/ действительное значение показатели выпуска 1-га пила готовой продук­ции, А!" — планируемый показатель по выпуску'ютовой продукции /-го видя,

2. ограничение по основным показателям качества готовой продукции (цветность, влажность и др.) в соответствии с ГОСТом.

М, 6М„. (11.3)

где Ali - вектор показателей качества <-го вида выпускаемой продукции. А1,_г вектор показателей качества готовой продукции <-го вида в соответствии с ГОСТом;

3. ограничение по количеству использованного сырья:

В₍ < Bnu. (И.4)

1ЛС ft действительные количества израсходованного гырьи i-го вида; ft ,_u плановое количество сырья /-го вида;

4. ограничение по расходу отдельных иидов энергии:

C,<C,_Ml ( 1 1 .5)

где С| - действительный расход /-го вида энергии; С,— плановый расход /-го вила энергии.

Внедренме АТК обеспечило улучшение ряда технико-экономи­ческих показателей (рост производительности труда н выпуска продукции, снижение затрат электрической и тепловой энергии, численности персонала предприятия). В процессе эксплуатации системы выявлены следующие основные недостатки: чувствитель­ность к повреждениям: отдаленность ЦДП от объекта, требую­щая дублирования системы управления локальными средствами автоматизации; недостаточная надежность системы управления.

Модернизация АСУ ТП сахарорафинадных заводов связана с внедрением распределенных систем, в которых планируется рас­ширение функций оперативно-диспетчерского и непосредственно­го цифрового управления комплексом ТП производства. Комплекс технических средств, заложенный в проект, базируется на СМ-ЭВМ.

На нижнем уровне системы управления будут реализованы автоматические системы управления отделениями производства, реализуемые на базе СМ-1804, пульта диспетчера, оператора н средств связи оператора с диспетчером ЦПУ и операторами локальных щитов управления. На верхнем уровне управления внедряется система централизованного диспетчерского управле­ния производством в целом, реализующая использование СМ-1420, пульта диспетчера, средств связи диспетчера с операто­рами нижнего уровня. На ЭВМ верхнего уровня возложена роль координатора работы системы.

Разработка и внедрение распределенной АСУ ТП обеспечат существенное улучшение технико-экономических показателей ра­боты завода за счет повышения ритмичности работы отделений и производительности работы оборудования, снижение потерь са­хара в мелассе.