В настоящей работе рассматривается промышленная установка для разделения воздуха на компоненты.
Атмосферный воздух является неисчерпаемым источником сырья для получения кислорода, азота и инертных газов: аргона, неона, криптона, ксенона и гелия. В промышленности существует необходимость разделения воздуха, главным образом с целью получения кислорода и азота, что является одним из важнейших технических процессов.
Разделение воздуха осуществляется при криогенных температурах (ниже - 150°С) в воздухоразделительных установках двукратного действия путем ректификации; воздух предварительно подвергают сжижению. Обычно забор воздуха происходит рядом с предприятием, что ставит дополнительные условия при подготовке сырья, в частности необходимость очистки от пыли и механических примесей. Полученные азот и кислород направляются либо сразу потребители в газообразной форме, либо сжижаются и направляются в резервуары для хранения. После оттуда газы отправляются потребителю в жидком виде или используются для технологических нужд производства.
Перед системами управления данным технологическим процессом ставятся следующие задачи:
- Определение температуры, давления и состав поступающего воздуха. Регулировка работы компрессоров и воздухоохладителей, исходя из анализа полученных данных.
- Анализ и регулировка этих же параметров в процессе непосредственного разделения воздуха.
- Контроль и регулировка параметров отпускаемых потребителям кислорода и азота.
- Наблюдение за работой основных узлов и предотвращение аварийных ситуаций.
На данный момент система управления в целом справляется с возложенными на неё задачами. Основным недостатком существующих систем является плохое качество измерительных приборов и запирающей арматуры. Это приводит к нестабильной работе контролеров, работающих с данными компонентами, в частности большим колебаниям процесса.
Улучшение системы управления следует проводить по нескольким направлениям: во-первых, повысить качество контрольно-измерительных приборов, используемых на предприятии; во-вторых, оптимизировать алгоритмы управления, применяемые в контроллерах. Вторую задачу можно решить, составив математическую модель процесса разделения воздуха. На базе полученной модели подобрать параметры, обеспечивающие наилучший выход готовой продукции.