ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 2. Transactions TSTU. 449

УДК 004.946

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Ю.В. Немтинова1, А.А. Пчелинцева1, А.А. Бубнов2

Кафедра «Автоматизированное проектирование технологического

оборудования», ГОУ ВПО «ТГТУ» (1); кафедра «Вычислительная и прикладная математика», ГОУ ВПО «Рязанский государственный радиотехнический

университет» (2), г. Рязань; nemtinov@mail.gaps.tstu.ru

Представлена членом редколлегии профессором В.И. Коноваловым

Ключевые слова и фразы: динамические системы; имитационное моде-лирование; химико-технологические системы.

Аннотация: Описывается технология создания библиотеки имитационных

моделей технологических процессов химических производств, реализованных с помощью системы имитационного моделирования дискретных динамических процессов SIMUL8.

__________________________________

В настоящее время многие промышленные производства представляют со-бой сложные динамические системы, характеризующиеся высоким уровнем неоп-ределенности исходной информации и сложностью их поведения. Для решения многих проблем, связанных с управлением таких систем, а также для облегчения работы операторов и технологов химико-технологических систем можно исполь-зовать имитационное моделирование.

Имитационное моделирование – это метод исследования, при котором изу-чаемая система заменяется моделью, с достаточной точностью описывающей ре-альную систему, и с ней проводятся эксперименты с целью получения информа-ции об этой системе. Имитационное моделирование позволяет имитировать пове-дение системы во времени. Можно имитировать поведение тех объектов, реаль-ные эксперименты с которыми дороги, невозможны или опасны [1].

Универсальным средством имитации дискретных процессов является систе-ма SIMUL8 корпорации Visual Thinking International (США) [2, 3].

Рассмотрим технологию создания имитационных моделей технологических процессов многоассортиментных химических производств, используя возможно-сти применения системы SIMUL8, для оперативного управления выпуском целе-вой продукции. Основными стадиями технологии являются: формирование биб-лиотеки данных технологических режимов; создание графических образов эле-ментов технологических схем процессов; разработка имитационной модели в сре-де SIMUL8.

Общий вид модели (рис. 1) представляет собой технологическую схему про-изводства. Емкостные аппараты, насосы, фильтр-прессы в модели представлены в виде рабочих центров. Мерники, загрузочные бункеры, дозаторы представлены в виде рабочей вводной точки. Марны, в которые выгружают готовый продукт,

450

предстоборудявляютрежимастика пчайнойраспред

ВскоторымоделиГрафич

Инназванишедшипредстботы афика ености еIn» и «зующи

Длокна свбражаевыполнмя мод

В технолсти: пи

ISSN 0136-5

авлены в видедование соедится: календара процесса прпроцесса можй величиной иделения. се оборудованых имеет своии была созданческое изобранформация обие, время рабий период испавить в виде даппарата за вего работы, поего работы. Д«Out». Каждыих рабочее сосля просмотра войств объектется минималнено производделирования.результате выогических пригмента алого

5835. Вестник Т

Рис.

е рабочей выхинено связяминый график роизводства кожет быть задаиз некоторого

ние представли определеннына база объекажение объектб объекте в моботы. Для прпользуется мендиаграммы, несь период вро которому таДля связи объеый объект иместояние и ожи результата рта «End point»ьное, максимдственное зад

ыполненной рроцессов прои

4Ж, пигмента

ТГТУ. 2011. Том

1. Общий вид

ходной точкии. Основнымивыпуска проонкретного прана фиксировдиапазона в с

лено в виде оые свойства. Вктов, фрагментов модели быодели задаетсосмотра времню «Results».на которой изоемени моделиакже можно оектов друг с деет два вида идание работыработы всей сх». В окне резумальное и среддание, количе

работы были изводства пола черного 2С,

м 17. № 2. Tran

модели

. В соответстви данными длдуктов и норродукта. Причанным числосоответствии

бъектов модеВ процессе сонт которой пыло создано в ся в соответстменной нарабо Результаты рображены долирования, и вопределить кодругом испольизображения

ы. хемы, испольультатов работднее время заство продукт

созданы 12 имлупродуктов ипигмента сер

nsactions TSTU.

вии с регламеля построениярмы технологчем каждая хам, либо являс выбранным

елирования, каоздания динампредставлен нсреде AutoCAтвующем окнеотки аппаратработы объектли общего врев виде временоэффициент эьзуют кнопки

(рисунка), ха

ьзуется меню ты схемы в цеа которое можа, выпущенно

митационныхи красителей врнистого черн

ентом все я модели гического арактери-ться слу-м законом

аждый из мической на рис. 2. AD. е свойств: а за про-та можно емени ра-нного гра-ффектив-«Routing арактери-

«Results» елом ото-жет быть ое за вре-

х моделей в частно-ого и т.д.

I

№ п/сх

511

АпфибистV

8-01 б Апзива

432 а, б

727 б

Копо

614 а, б

АпсуV

611 а

Апфидиве

509 Мност

612 Апфу

101 Апжефу

555 Емрава

Рис. 2. Фр

Заклных моделнием систлиотека мдет способпринятия производсможет процелью эфф

ISSN 0136-5835

Наименование,объем/пло

ппарат для прильтрованного исильгитного таль футэрованн= 0,5 м3

ппарат для приии красителя, станная, V = 5,5 м

онтрольный фолипропилен, F

ппарат для приеуспензии пигмен= 2,5 м3

ппарат для ильтрованного иазосоединенияеющая сталь, V

Мерник для растого купороса, нталь, V = 3,2 м3

ппарат для сочеутэрованная, V

ппарат для прелезного купоутэрованная, V

мкость для праствора соды анной, сталь, V =

рагмент базы о

ючение. Реаллей технологиемы моделироделей произвбствовать форрешений по уств. С помощьогнозировать фективного ис

5. Вестник ТГТУ

, материал, ощадь

риема неот-раствора

соединения, ная,

иема суспен-таль футэро-3

фильтр-пресс, F = 80 м2

ема нта, сталь,

приема от-раствора

я, нержа-= 1,6 м3

твора желез-нержавеющая

етания, сталь = 5,0 м3

риготовления ороса, сталь = 1,0 м3

риготовления кальциниро-= 10,5 м3

объектов, исповыпуска хи

лизуя предложических процования дискрводств полупррмированию ууправлению тью разработаразличные с

спользования

У. 2011. Том 17

Кол-во (и

1

1

2

2

1

1

1

1

1

ользуемых приимической прод

женную технессов химичеетных процесродуктов и кру операторов птехнологическнных моделейситуации и свтехнологичес

7. № 2. Transact

Графическое исходное и рабо

и создании диндукции

нологию разраеских произвоссов SIMUL8,расителей. Еепрактическихкими процессай лицо, принивоевременно ского оборудо

tions TSTU.

изображение очее состояния

намической мо

аботки имитаодств с испол, была создана использованих навыков и умами данного кимающее решпринимать мования.

451

)

одели

ацион-ьзова-а биб-ие бу-мений класса шение, меры с

ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 2. Transactions TSTU. 452

Работа выполнена в рамках государственного контракта № 14.740.11.0961 Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инно-вационной России на 2009–2013 годы»

Список литературы

1. Методы и алгоритмы создания виртуальных моделей химико-технологических систем : монография / В.А. Немтинов [и др.]. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. ун-та им. Г.Р. Державина, 2011. – 282 с.

2. SIMUL8. Animate Your Business. Simulation Software. – SIMUL8 Corpora-tion. – 2002. – 362 p.

3. Немтинов, В.А. Использование системы моделирования динамических процессов для оперативного управления промышленным производством / В.А. Немтинов, Ю.В. Немтинова, Д.С. Русских // Хим. пром. сегодня. – 2007. – № 7. – С. 43–48.

Simulation of Technological Processes of Chemical Industry

Yu.V. Nemtinova1, A.A. Pchelintseva1, A.A. Bubnov2

Department “Computer-Aided Design of Technological Equipment”, TSTU (1); Department “Computational and Applied Mathematics”, Ryazan State Radio-Technical University (2), Ryazan; nemtinov@mail.gaps.tstu.ru

Key words and phrases: chemical process systems; dynamical systems;

simulation. Abstract: The paper describes the technology for creating libraries of simulation

models of technological processes of chemical production, realized through the system of simulation of discrete dynamical processes SIMUL8.

Imitationsmodellierung der technologischen Prozesse der chemischen Produktionen

Zusammenfassung: Es wird die Technologie der Schaffung der Bibliothek der Imitationsmodelle der technologischen Prozesse der chemischen Produktionen, die mit Hilfe des Systems der Imitationsmodellierung der disrkreten dynamischen Prozesse SIMUL8 realisiert werden, beschrieben.

Modélage d’imitation des processus technologiques des industries chimiques

Résumé: Est décrite la technologie de la création de la bibliothèque des modèles

d’imitation des processus technologiques réalisés à l’aide du système du modélage d’imitation des prossessus dynamiques discrets SIMUL8.

Авторы: Немтинова Юлия Владимировна – старший преподаватель ка-федры «Автоматизированное проектирование технологического оборудования»; Пчелинцева Анна Андреевна – студент, ГОУ ВПО «ТГТУ»; Бубнов Алексей Алексеевич – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Вычисли-тельная и прикладная математика», ГОУ ВПО «РГРТУ», г. Рязань.

Рецензент: Подольский Владимир Ефимович – доктор технических наук, профессор, проректор по информатизации, ГОУ ВПО «ТГТУ».