Введение 6
1 Общие сведения 8
1.1 Описание процессов переработки нефти 8
1.2 Виды колонных аппаратов нефтепереработки нефти 17
1.3 Описание принципа работы колонных аппаратов 30
1.4 Обзор систем и технических средств, используемых для управления
колонными аппаратами 38
2 Нейронные сети в управлении технического оборудования 43
2.1 Нейронная сеть 43
2.2 Применение нейронных сетей 47
3 Разработка системы управления с нейросетевой подстройкой
параметров 50
3.1 Описание программы Matlab 50
3.2 Описание используемых моделей 52
3.3 Система управления с нейрорегулятором 52
Заключение 63
Список сокращений 64
Список использованных источников 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А 69
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 98
Газовая и нефтяная промышленности являются высокотехнологичными отраслями, которые базируются на современных достижениях науки и техники. Это способствовало развитию системы управления и повышения уровня автоматизации технологического процесса нефтепереработки.
На нефтеперерабатывающем производстве, которое представляет собой сложную промышленную систему, система управления процессом играет ключевую роль. Существует необходимость обеспечивать постоянное и безошибочное управление, безопасную и стабильную работу системы. В тяжелой промышленности даже один день простоя означает для нефтеперерабатывающей станции потерю огромной прибыли.
Главная задача систем регулирования состоит в том, чтобы стабилизировать параметры процесса на заданном уровне при воздействии внешних возмущающих воздействий, действующих на объект управления. Этим занимаются системы автоматической стабилизации. Другой не менее важной задачей является задача обеспечения программного перехода на новые режимы работы.
Одна из перспектив в системе управления это нейронные сети. Они обладают способностью реализации любого требуемого процесса нелинейного алгоритма управления при неполном, неточном описании объекта управления, а так же обеспечивают легко реализуемую адаптацию при нестабильной статистике.
Нейронные сети помогают в решении труднореализуемых задач и предполагается, что они будут наиболее эффективны в работе.
В данной работе рассматриваются виды колонных аппаратов нефтепереработки и их процессы работы, описание процессов переработки нефти, патентно-информационный обзор, системы управления и технические средства управления колонными аппаратами.
Для достижения поставленной цели ставятся и решаются такие задачи: построение системы управления с нейрорегулятором и с ПИД-регулятором, сравнение их отклонений от заданных параметров, выявление наилучшей системы управления из исследуемых.
В данной квалификационной работе были рассмотрены процессы переработки нефти, колонные аппараты и их применения на НПЗ, система управления, используемая в колонных аппаратах, нейронные сети, актуальность применения нейронных сетей в нефтеперерабатывающей промышленности. Были рассмотрены патенты уже используемых систем управления.
Был поведен обзор программного обеспечения Matlab,математических моделей используемых в работе.
Так же в данной работе построены системы управления ректификационной колонны с нейронным регулятором и ПИД-регулятором. Сравнение отклонения от нормы между двумя регуляторами. Сделаны выводы по полученным численным данным.
