Критерием оптимальности называется количественная оценка оптимизированного качества объекта, по величине критерий оптимальности судят на сколько хорошо решена задача оптимизации. Критерий оптимальности должен удовлетворять следующим требованиям:
1. Должен выражаться количественно
2. Должен быть единственным
3. Величина критерия должна изменяться монотонно, без скачков и разрывов
4. Критерий должен отражать наиболее существенную сторону процесса
Желательно что бы критерий оптимальности имел явный физический смысл и легко рассчитывался
51. Постановка задачи оптимизации ХТС.
При постановке задачи оптимизации необходимо выполнять следующие условия:
1. Определение цели оптимизации, при этом при формулировке цели задачи оптимизации должна задаваться однозначно, по одному критерию оптимизации на пример: задачи оптимизации не может быть «обеспечение максимальной производительности объекта при минимальной скорости» так как при такой формулировке требуется одновременно оптимизировать 2-а показателя: производительность, стоимость. При чем показатели имеют противоположную направленность. Задача оптимизации должна быть сформулирована так: а) обеспечить минимальную стоимость объекта при минимальной стоимость (как правило производительность объекта определяется производственная необходимость данной продукции по этому производительность является исходным параметром при проектировании); б) определить максимальную производительность при заданной стоимости объекта.
2. Оптимизация объекта требует наличие изменяемых параметров влияющих на конечный результат оптимизации (ресурсов оптимизации)
|
|
3. Должна существовать возможность количественной оценки оптимизируемой величины иначе невозможно определить эффект при варьировании ресурсов оптимизации
4. Обычно оптимизируемая величина связана с экономичностью работы объекта и выражается какой-то определенной мерой и называется критерием оптимальности.
Задача оптимизации по-разному решается для установившихся процессов и для динамических (изменяющихся) процессов. Для установившихся процессов решается задача статической оптимизации заключающаяся в создании и реализации оптимальной модели процесса. Для неустановившихся процессов решается задача динамической оптимизации, заключающаяся в реализации системы оптимального управления процессом.
52. Аналитические и численные методы нахождения оптимума.
Основной задачей оптимизации является нахождение экстремума (минимума или максимума) функции критерия оптимальности. Нахождение экстремума функции возможно различными методами. Выбор того или иного метода нахождения оптимума является одним из важнейших этаповоптимизации. Методы поиска оптимума можно разделить на следующие группы:
- аналитические методы;
- методы математического программирования.
53. Метод динамического программирования при оптимизации ХТС.
Динамическое программирование применяется во время многостадийных, процессах, при этом анализируемый процесс разбивают на отдельные стадии, рассмотрение задачи начинается с последней стадии. И оптимальный режим определяют постадийно.
54. Программные оболочки on-line: назначение, схема работы программного обеспечения.
|
|
Online оболочки работают в режиме реального времени непосредственно получая информацию от системы КИП установки или производства в целом как правило система является частью системы автоматизирования управление автоматическим процессов, вся информация получаемая от приборов КИП заносится в оперативную базу данных откуда программная оболочка забирает информацию, обрабатывает, вычисляет оптимальное значение управляющих параметров и передает их на управляющее устройство, результат – оптимизация производства непосредственно в процессе его функционирования, попутно на экраны выводится информация о текущих и оптимальных параметрах процесса
|
|
 |  | | |||||
 | |||||||
 |  | | |||||
Продукт
55. Программные оболочки off-line: назначение, схемы работы программного обеспечения
Все offline оболочки построены по одному принципу – основу составляет функциональное ядро системы предназначенное для выполнения расчета, для удобства ввода и вывода данных используется графический интерфейс. Базы данных по веществам включающие физико-химические характеристики большенства веществ, имеется возможность подключать базы данных пользователя,то есть предусмотренна возможность ввода с клавиатуры физико-химических констант веществ отсутствующих в базе данных оболочки. База данных системы по стандартным процессам содержащая моделирующие программы для большенства химических проуессов и соответствующих аппаратов, модули предназначены для расчета материальных и тепловых балансов аппарата, а так же некоторых конструктивных зарактеристик аппарата базы процессаа пользователя предусмотренна возможность ввода с клавиатуры отсутствующего в базе ПО
|
|
56. Программные продукты для моделирования химико-технологических процессов. Схема функционирования.
(предоставленны 2-мя вопросами выше)
57. Программный продукт моделирования химико-технологических процессов Design-II for Windows, выпускаемого WinSim Inc.
58. Программный продукт моделирования химико-технологических процессов HYSYS компании Aspen Tech Inc.
59. Программный продукт моделирования химико-технологических процессов ChemCAD SIMSCI компании Chem Stations, Inc..
60. Программный продукт моделирования химико-технологических процессов PRO II компании Simulation Science Inc.
ЗФО
Задание 4. На основе технологической схемы составить операторную схему процесса:
4.1 Производства водорода конверсией метана.
4.2 Производства азото-водородной смеси конверсией метана.
4.3 Производства аммиака конверсией азото-водородной смеси.
4.4 Производства разбавленной азотной кислоты.
4.5 Производства и очистки сернистого газа.
4.6. Производства серной кислоты из очищенного сернистого газа.
4.7 Поточного производства гранулированного суперфосфата.
4.8 Производства аммиачной селитры.
4.9 Производства карбамида.
4.10 Производства метанола из синтез-газа.
4.11 Производства этанола каталитической гидратацией этилена.
4.12 Дегидрирования бутана в бутилен.
4.13 Дегидрирования бутиленов в дивинил.
4.14 Установки каталитического крекинга.
4.15 Установки гидроочистки бензина.
4.16 Установки гидроочистки вакуммных дистиллятов.
4.17 Установки получения серы из сероводорода по методу Клауса.
4.18 Установки каталитического риформинга.
4.19 Установки изомеризации фракции н.к.-620С.
4.20 Установки одноступенчатого гидрокрекинга.
Задание 5. На основе операторной схемы, в соответствие с заданием 3, составить массовый потоковый граф процесса, представить процесс в виде матрицы смежности, списка смежности, таблицы связей.
Литература
1. Лисицин Н.В., Викторов В.К., Кузичкин Н.В. Химико-технологические системы: Оптимизация и ресурсосбережение.- СПб.: Менделеев, 2007. – 312 с.
2. Т. Н. Гартман, Д. В. Клушин. Основы компьютерного моделирования химико-технологических процессов: учеб. пособие для вузов. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. - 416 с.
3. Холоднов В. А., Дьяконов В. П., Иванова Е. Н. Математическое моделирование и оптимизация химико-технологических процессов: практическое руководство. - СПб.: АНОНПО «Профессионал», 2003.- 480 с.
4. Кутепов А.М, Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология: Учеб. для вузов хим.-технол. профиля. 3-е изд., перераб. - М.: Академкнига, 2003. - 528 с.
5. Общая химическая технология и основы промышленной экологии / Под. ред. В.И. Ксензенко. 2-у изд., стер. – М.: КолосС, 2003. – 328 с.
6. Мухлёнов И.П., Горштейн А.Е., Тумаркина Е.С. Основы химической технологии: учеб. для студентов хим.-технол. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. / Под ред. И.П. Мухлёнова. - М.: Высш. шк., 1991.- 463 с.
Дополнительная литература
7. Основы моделирования химико-технологических систем: учебное пособие / А.Н. Пахомов [и др.]. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. – 80 с.
8. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств: учеб. пособие для вузов.- М.Высш. шк., 1991. – 400 с.
9. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. - М.: Высшая школа,1985.- с.205.
10. Холоднов В.А. и др. Химико-технологические системы. Синтез, оптимизация и управление / Под ред. И.П. Мухленова. - Л.: Химия, 1986.-423 с.
11. HYSYS. Process. Версия 2004.2. Руководство пользователя (электронный документ).
12. HYSYS. Версия 2004.2. Справочные примеры (электронный документ).