19 июня 2018г.
Производство полимеров представляет собой сложный технологический процесс с большим количеством датчиков и исполнительных механизмов. Реологические характеристики полиэтилена формируются в течение всего технологического процесса, поэтому для их формирования необходимо располагать информацией о состоянии всех параметров процесса. Однако, технически удовлетворить этому требованию достаточно сложно и необходимо ограничиться некоторым доступным для измерения множеством параметров. В зависимости от конкретной принятой модели индекса расплава (ИР) для его идентификации могут быть взяты различные параметры. В частности, в работе, для определения ИР используются только те параметры, которые измеряются на конечной стадии получения гранул полимера из жидкого расплава. Ниже представлена эта часть установки и параметры, измеряемые для идентификации ИР (Рисунок 1). Если использовать параметры, характеризующие процессы в реакторе, то можно построить и прогностические модели ИР.
Эту модель в первом приближении можно перенести на модель лабораторного устройства, измеряющего ИР. В лаборатории разогретый до определенной температуры полимер пропускают через калиброванное отверстие под определенным давлением за определенный интервал времени и определяют вязкость. Затем по таблицам определяют значение ИР.
Эту модель в первом приближении можно перенести на модель лабораторного устройства, измеряющего ИР. В лаборатории разогретый до определенной температуры полимер пропускают через калиброванное отверстие под определенным давлением за определенный интервал времени и определяют вязкость.
Затем по таблицам определяют значение ИР.
В данном случае в качестве калиброванного отверстия выступает фильера, температура и давление на ней известны, а скорость прохождения через фильеру определяют по косвенным параметрам
— давлению в ОНД, уровню в ОНД и мощности, развиваемой двигателем, приводящем в
движение экструдер.
Для анализа параметров технологического процесса производства полиэтилена необходимо составить базу данных. В существующем процессе производства ИР определяется только в лабораторных условиях. В процессе производства полиэтилена готовый продукт поступает в лабораторию и накапливается в специальном накопителе в течение часа. Каждый час происходит опорожнение накопителя. Содержимое накопителя перемешивается и на анализ берется небольшая часть его объема. В результате получается условно средний ИР этой порции. Причем, так как на анализ берется только малая часть, сказать, что это среднее всей
порции, достаточно сложно. Так же
сложно определить момент времени, к которому эта проба относилась в течение часа. Поэтому для составления базы данных организуется специальный цикл взятия проб полиэтилена на анализ непосредственно из-под сита в известный момент времени.
Поскольку на определение ИР лабораторным способом уходит значительное время, то корректное составление БД — достаточно трудная задача. Возникают сложности
с синхронизацией
по
времени, т.к. это осуществляется вручную в ходе технологического процесса. Кроме того, неопределенность в тарировку вносит задержка по времени получения ИР в лаборатории (до 30 мин.). Последнее обстоятельство было учтено путем взятия проб непосредственно из-под сита.
Сигналы, характеризующие поведение параметров технологического процесса, представляют собой случайные процессы. Рассмотрим, как пример, сигнал – давление в отделителе низкого давления (рисунок 2).
Для формирования требований к идентификации ИР необходимо знать основные характеристики параметров технологического процесса.
В первую очередь, на основании спектрального анализа установим, что параметры, используемые в технологическом процессе, представляют собой детерминированный хаос. Кроме того, знание частотных характеристик позволит обоснованно сформулировать требования к полосе пропускания идентификатора, определить динамические погрешности, вносимые обработкой сигналов
Решение вопроса о характере параметров можно возложить на спектральный анализ. Для анализа частотных характеристик сигналов воспользуемся прямым преобразованием Фурье (рисунок 3).
Анализ частотных характеристик сигналов показывает, что основная мощность сигналов приходится на постоянную составляющую и инфранизкие частоты, что говорит о том, что сигналы могут быть использованы для формирования автоматического управления процессом производства полиэтилена. Также то, что диапазон сигналов лежит в области инфранизких и низких частот (0-15 Гц), является основой для выбора структуры и параметров фильтров сигналов.
Список литературы
1.
ГОСТ 16337-77. Полиэтилен высокого давления. Технические условия. [Электронный ресурс]. –URL: http://internet-law.ru/gosts/gost/5416/ (дата обращения: 10.05.2018).
2.
Особенности технологии производства полиэтилена // [Электронный ресурс], режим доступа: https://polimerinfo.com/polietilen/tehnologiya-proizvodstva-polietilena.html (Дата обращения: 15.05.2018 г.)
3.
Производство полиэтилена // [Электронный ресурс], режим доступа: http://www.niihimmash.ru/napravlenija_dejatelnosti/kompleksnoe_proektirovanie/proizvodstvo_polije tilena/ (Дата обращения: 20.05.2018 г.)
