Материал: основы проектирования хим произв дворецкий

266 Глава 8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОАССОРТИМЕНТНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

дукции, видов и состава сырья, технологических процессов. Отличительными чертами ГАПС химической технологии являются:

−новые принципы и архитектура организации многоассортиментных химических производств, обладающих гибкой структурой и перестраиваемых с помощью специальных коммутирующих центров (стыковочных узлов) и робототехнических автоматизированных систем управления;

−новые конструкции технологических аппаратов с перенастраиваемой структурой под различные технологические режимы и процессы, оптимально приспособленные для обслуживания робототехническими системами;

−автоматизированная система оптимального планирования и комплектования технологических маршрутов многоассортиментного производства;

−робототехническая система контроля за ходом технологических процессов и оценивание их состояния (отбор и анализ проб);

−автоматизированная система оптимального управления технологическими и робототехническими подсистемами;

−робототехнические автоматизированные системы подготовки и подачи сырья в аппараты, упаковки и складирования готовой продукции, ремонта, очистки и подготовке к работе химических аппаратов.

Понятие сложности ГАПС химической технологии относится как к ее структуре, так и к способу функционирования. Структурой ГАПС называется инвариантная во времени фиксация связей между ее элементами и подсистемами. ГАПС обладает мобильной структурой, которая многократно изменяется в течение времени ее функционирования. При этом изменяется назначение ГАПС и осуществляется ее переориентация на производство другой продукции. Следовательно, различают структурную и функциональную сложность ГАПС.

Структурная сложность ГАПС определяется числом ее элементов и числом внутрисистемных взаимодействий. Элементами ГАПС как сложной развивающейся системы могут быть многостадийные ХТС, аппаратурные модули ХТС, отдельные технологические аппараты, системы автоматического управления технологическими процессами ХТС, виды сырья, промежуточные и целевые продукты.

Элементный состав ГАПС изменяется с течением времени, т.е. осваиваются новые технологические процессы, новые виды сырья (вместо ранее используемых), обновляется аппаратурный состав ХТС.

Под взаимодействиями элементов ГАПС понимаются фиксированные материальные, энергетические и информационные связи между элементами и подсистемами с помощью трубопроводов, электрических проводок и коммуникаций.

Управляемость ХТС – свойство системы целенаправленно изменять функционирование в желаемом направлении под воздействием управляющих переменных. Применительно к ГАПС – это изменение технологической структуры

ХТС (схема химико-технологического производства) для выпуска другого ассортимента продукции. Изменение технологической структуры ХТС и режимов ее функционирования достигается с помощью информационно-управляющей подсистемы автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), которая обеспечивает гибкость технологической и организационной структуры ГАПС.

Управление ХТС осуществляется на основе математических моделей, обладающих прогностическими свойствами. Поэтому важным является вопрос моделируемости ХТС, т.е. возможности формализации ее структуры, способа функционирования, а также законов изменения структуры во времени.

Моделируемость ХТС – возможность формализованного представления и описания технологической и организационной структур функционирования ХТС.

Гибкость ХТС – способность ХТС перестраиваться на выпуск другого ассортимента продукции при минимальных затратах времени, трудовых и материальных ресурсов. При этом предполагается, что изменению подвержена технологическая и организационная структура ХТС.

Различают три вида гибкости.

Технологическая – способность ХТС обеспечить переход с выпуска одного ассортимента продукции на другой с использованием имеющейся технологии (совокупности технологических процессов производства) и многофункционального оборудования.

Аппаратурная – способность быстро и с минимальными затратами перестраивать аппаратурное оформление ХТС (как заменой отдельных конструктивных элементов, так и подключением отдельных единиц вспомогательного оборудования).

Структурная – возможность изменения структуры (схемы) химикотехнологического производства при переходе с одного ассортимента выпускаемой продукции на другой.

Организация гибкой ХТС по модульному принципу заключается в использовании унифицированного технологического оборудования многофункционального назначения. Многофункциональность оборудования заключается в возможности реализации на едином технологическом оборудовании разнообразных, технологически подобных процессов, а также возможность их совмещения в одном аппарате (перемешивание, нагревание, химическая реакция, массо- и теплообмен и т.п.).

Модульный принцип заключается в создании типовых и индивидуальных модулей, предназначенных для реализации в них одного или нескольких одностадийных химико-технологических процессов. Модульный способ организации предполагает использование готовых элементов – аппаратурных модулей типового или многофункционального назначения, включающих оборудование различных типоразмеров.

268 Глава 8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОАССОРТИМЕНТНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Вопросы для самоконтроля

1.Каковы основные атрибуты гибких автоматизированных ХТС?

− низкая производительность; − изменчивость ассортимента; − многопродуктовость; − переменная структура;

− возможность выпуска на одном оборудовании нескольких продуктов; − интеграция всего цикла производства; − использование средств автоматизации.

2.Выберите правильные определения (А – ХТС; Б – гибкие автоматизированные ХТС; В – ГАПС):

−Интегрированная производственная система, ориентированная на выпуск многоассортиментной продукции нефиксированной номенклатуры; она создается на основе многофункционального технологического оборудования, средств транспорта и система складов. Система способна за непродолжительное время и при минимальных затратах труда и материальных ресурсов адаптироваться к изменению ассортимента продукции, видов и состава сырья, технологических процессов.

−Совокупность взаимосвязанных технологическими потоками и действующих как единое целое аппаратов, в которых осуществляется определенная последовательность технологических операций (подготовка сырья, собственно химическое превращение и выделение целевых продуктов).

−Непрерывные, дискретно-непрерывные или периодические (дискретные) производства многономенклатурной продукции с часто меняющимся ассортиментом и планом выпуска.

3. Классифицируйте ХТС в соответствии со следующими классификационными признаками (А – по способу функционирования; Б – по количеству выпускаемой продукции; В – по типам технологической и организационных структур;

Г– по количеству стадий):

−многостадийные;

−гибкие;

−многоассортиментные;

−непрерывные;

−совмещенные;

−одностадийные;

−периодические;

−индивидуальные;

−полностью совмещенные;

−дискретно-непрерывные;

−частично совмещенные.

5. Выберите правильные сопоставления (А – модульный принцип организации схем позволяет ….; Б – многостадийная ХТС позволяет …; В – аппаратурный блок позволяет …):

− реализовать выпуск одного или нескольких целевых продуктов (полупродуктов) на единой технологической схеме;

− реализовать выпуск одного целевого продукта (полупродукта) в технологическом цикле последовательных ХТП;

− реализовать несколько одностадийных химико-технологических процессов на одном аппаратурном оформлении.

6. Укажите возможные и предпочтительные способы выпуска продукции для (А – полностью совмещенных или гибких схем; Б – частично совмещенных или гибких схем):

− последовательная наработка в полном объеме; − выпуск группами; − по одной партии продукта в одном цикле.

7. Укажите специфические признаки гибких химических производств периодического действия:

−наличие переналадки оборудования;

−промывка (чистка) оборудования;

−дискретность конструктивных параметров;

−различие материальных потоков при производстве продуктов;

−необходимость согласования работы соседних аппаратов;

−избыточность оборудования;

−многостадийность;

−изменяемость ассортимента;

−простои оборудования;

−низкий выход целевого продукта по отношению к исходному сырью.