name: Разработка моделей массообменных технологических процессов для подсистемы АСУТП оценки качества выходных продуктов
keyword_list: ректификационная колонна индекс структурной идентифицируемости оценка показателей качества массообменный технологический процесс математическая модель управление технологическим процессом система усовершенствованного управления технологическим процессом (СУУТП) автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП)
abstract: В связи с повышающимися требованиями к качеству основных видов нефтепродуктов, предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности вынуждены непрерывно повышать экономическую эффективность производства и качество выпускаемой продукции. Эффективность производства может быть улучшена с помощью систем виртуального мониторинга (подсистемы автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП)) и контроля показателей качества выходного продукта. Для этого необходима разработка более точных математических моделей для оценки показателей качества (ММОПК) выходных продуктов для подсистемы усовершенствованного управления технологическим процессом (СУУТП), описывающих нелинейные процессы, протекающие в ректификационных колоннах (РК). ММОПК входят в структуры систем виртуального мониторинга и позволяют оценить качество выходного продукта массообменного технологического процесса без установки дополнительных поточных анализаторов (физических датчиков), которые требуют постоянной калибровки.
  Для построения ММОПК используются результаты лабораторных исследований и промышленные данные (данные со встроенных измерительных приборов) массообменных процессов, протекающих в ректификационных колоннах. Если включить адекватную математическую модель для оценки качества выходного продукта РК в систему усовершенствованного управления технологическим процессом, то возможен контроль технологического процесса (ТП) в режиме реального времени. Установка программных датчиков стоит в десятки раз меньше, чем физических, и они не требуют постоянного обслуживания.
  Диссертация посвящена разработке новых методов и алгоритмов для построения математических моделей оценки показателей качества выходных продуктов, для эффективного управления технологическим процессом в составе подсистемы СУУТП.
  В работе представлен подход для построения математических моделей на основе экспериментальных данных, отличающийся применением алгоритма альтернативных условных чередующихся математических ожиданий (alternating conditional expectations –ACE), как для анализа идентифицируемости, так и для определения структуры моделей подсистемы АСУТП виртуального анализа. Применение предложенного подхода при построении статистической модели для оценки концентрации метанола в кубовом продукте РК К-1 позволило повысить точность модели.
  Разработан метод определения индекса структурной идентифицируемости массообменного технологического процесса при построении его модели, основанный на алгоритме АСЕ с использованием дополнительной входной переменной, некоррелируемой с выходом. Предложен метод определения порогового значения индекса структурной идентифицируемости массообменного технологического процесса, разработанный на основе использования его физико-химических закономерностей. Проведена оценка индекса структурной идентифицируемости с учетом порогового значения, которое определяется на основе аналитической модели массобменного технологического процесса (МТП). Предлагаемый подход проиллюстрирован на синтетических данных и данных технологического процесса. Предложена методика учета физико-химических закономерностей массообмена при построении математических моделей для оценки качества выходных продуктов промышленных РК. Использование которой позволило учесть влияние давления при построении ММОПК для оценки концентрации изо-пентана в дистилляте РК С-6 и повысить ее точность.
  Использование разработанных математических моделей оценки показателей качества выпускаемой продукции РК С-6 по концентрации изо-пентана и бензолобразующих компонентов, а так же РК К-1 по концентрации метанола в кубовом продукте, в качестве подсистемы виртуального мониторинга СУУТП позволяет эффективно управлять технологическим процессом, своевременно реагировать на технические сбои и настраивать режимы работы колонны оптимальным образом для достижения наилучшей продуктивности и сокращения затрат на производство, а также предсказывать качество выпускаемой продукции более точно в сравнении с существующими моделями.
chairman_dissertation_council.name: Владимир
chairman_dissertation_council.surname: Филаретов
chairman_dissertation_council.patronymic: Федорович
chairman_dissertation_council.position: Профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: AAJ-8923- 2020
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7003440040
chairman_dissertation_council.rinc_id: 14578
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Александр
organization_supervisor.surname: Самардак
organization_supervisor.patronymic: Сергеевич
organization_supervisor.position: Проректор по научной работе
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 50.43.19
rubrics.name: Системы автоматического контроля функционирования сложных систем
rubrics.code: 50.01.85
rubrics.name: Автоматизация и автоматизированные системы на предприятиях отрасли
rubrics.code: 50.03.03
rubrics.name: Теория управления техническими объектами и технологическими процессами
oecds.code: 02.11.IJ
oecds.name: ENGINEERING, INDUSTRIAL
oecds.code: 01.02.ET
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, INFORMATION SYSTEMS
speciality_codes.name: Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
speciality_codes.code: 2.3.3.
supervisors.fio: Торгашов А. Ю.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Дозорцев В.М.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Фарунцев С.Д.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО "ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ", ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГАОУ ВО ДВФУ, ДВФУ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1022501297785
protection_organization.supervisor_name: НИКИТА
protection_organization.supervisor_surname: АНИСИМОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ЮРЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ИАПУ ДВО РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
author_organization.ogrn: 1022502127878
author_organization.supervisor_name: РОМАН
author_organization.supervisor_surname: РОМАШКО
author_organization.supervisor_patronymic: ВЛАДИМИРОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения