Шейкус, А. Р.Тришкин, В. Я.Шейкус, А. Р.Тришкін, В. Я.Sheikus, A. R.Trishkin, V. Ya.2026-04-162026-04-162018https://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/28047Шейкус А. Р. Статическая оптимизация процессов ректификации с использованием подвижных управляющих воздействий / А. Р. Шейкус, В. Я. Тришкин // Радіоелектроніка, інформатика, управління. – 2018. – № 1 (44). – C. 192-201.RU: Актуальность. Решена актуальная задача многокритериальной статической оптимизации процессов ректификации с использованием подвижных управляющих воздействий, которые заключаются в изменении места ввода сырья в колонну, а также исследована эффективность их использования при различных статических режимах процесса. Цель работы – повышение производительности процесса ректификации и снижение энергетических затрат на его ведение путем использования при управлении процессом подвижных управляющих воздействий и многокритериального подхода к расчету их оптимальных величин. Метод. Предложены методы расчета оптимальной тарелки питания совместно с расчетами оптимальных величин традиционных управляющих воздействий – расхода пара в куб колонны и выхода целевого продукта – на основании критериев максимизации производительности и минимизации энергозатрат с использованием нормализованного критерия оптимизации. Расчеты проводятся с использованием нелинейной математической модели процесса, описывающей процессы тепло- и массообмена на каждом контактном устройстве установки. Расчет оптимальной точки на границе рабочей области ректификационной колонны в координатах традиционных управляющих воздействий предложено вести методом секущих. Так как величина искомого подвижного управляющего воздействия может принимать только дискретные, целочисленные значения, то для решения оптимизационной задачи предложен метод сканирования. Результаты. Разработанный оптимизационный метод использовался для расчетов оптимальных статических режимов ректификационной колонны для разделения смеси метанол-вода при изменении значений параметров модели в широких пределах. Доказана экстремальная зависимость от величины подвижного управляющего воздействия как частных критериев, так и нормализованного критерия оптимизации. Результаты моделирования показали, что достигаемое использованием подвижных управляющих воздействий повышение производительности составляет 1–5% при экономии тепла в кубе колонны на 6–8%. Выводы. Проведенные исследования доказали эффективность многокритериального подхода к решению задачи статической оптимизации процессов ректификации с использованием подвижных управляющих воздействий, что позволяет использовать его на практике. Предложенные методы статической оптимизации применимы для процессов многокомпонентной, сложной ректификации. Дальнейшие исследования в данном направлении заключаются в разработке методов и алгоритмов статической оптимизации процессов ректификации с использованием непрерывных подвижных управляющих воздействий, подвижных воздействий с двумя степенями свободы, в моделировании переходных процессов в ректификационных колоннах при подвижном управлении. UK: . Вирішено актуальну задачу багатокритеріальної статичної оптимізації процесів ректифікації з використанням рухливих керуючих дій, які полягають у зміні місця введення сировини в колону, а також досліджено ефективність їх використання при різних статичних режимах процесу. Мета роботи – підвищення продуктивності процесу ректифікації і зниження енергетичних витрат на його ведення шляхом використання при управлінні процесом рухливих керуючих впливів і багатокритеріального підходу до розрахунку їх оптимальних величин. Метод. Запропоновано методи розрахунку оптимальної тарілки живлення спільно із розрахунками оптимальних величин тради-ційних керуючих впливів – витрати пари в куб колони і виходу цільового продукту – на підставі критеріїв максимізації продуктивності і мінімізації енерговитрат з використанням нормалізованого критерію оптимізації. Розрахунки проводяться з використанням нелінійної математичної моделі процесу, яка описує процеси тепло- і масообміну на кожному контактному пристрої установки. Розрахунок оптимальної точки на межі робочої області ректифікаційної колони в координатах традиційних керуючих дій запропоновано вести методом січних. Так як величина шуканого рухливого керуючого впливу може приймати тільки дискретні, цілочисельні значення, то для вирішення оптимізаційної задачі запропоновано метод сканування. Результати. Розроблений оптимізаційний метод використовувався для розрахунків оптимальних статичних режимів ректифікаційної колони для поділу суміші метанол-вода при зміні значень параметрів моделі в широких межах. Доведено екстремальну залежність від величини рухливого керуючого впливу як окремих критеріїв, так і нормалізованого критерію оптимізації. Результати моделювання показали, що використанням рухливих керуючих впливів досягається підвищення продуктивності на 1–5% при економії тепла в кубі колони на 6–8%. Висновки. Проведені дослідження довели ефективність багатокритеріального підходу до вирішення задачі статичної оптимізації процесів ректифікації з використанням рухливих керуючих впливів, що дозволяє використовувати його на практиці. Запропоновані методи статичної оптимізації застосовні для процесів багатокомпонентної, складної ректифікації. Подальші дослідження в даному напрямку полягають в розробці методів і алгоритмів статичної оптимізації процесів ректифікації з використанням неперервних рухливих керуючих впливів, рухливих впливів з двома ступенями свободи, в моделюванні перехідних процесів в ректифікаційних колонах при рухливому керуванні. EN: . The actual task of multi-criteria static optimization of rectification processes with the use of mobile control actions that consist in changing the place of input of raw materials into a column is solved, and the efficiency of their use in various static modes of the process is investigated. Objective – increasing the productivity of the process of rectification and reducing the energy costs by using mobile control actions and a multi-criteria approach to the calculation of their optimal values. Method. Methods are proposed for calculating the optimum feed plate together with calculations of the optimal values of traditional control actions - steam flow to the column cube and the yield of the target product – based on the criteria for maximizing productivity and minimizing energy consumption using the normalized optimization criterion. Calculations are carried out using a nonlinear mathematical model of the process, describing the heat and mass transfer processes on each column contact device. Calculation of the optimal point at the boundary of the working region of the rectifying column in the coordinates of traditional control actions is suggested to be carried out by the method of secants. Since the magnitude of the desired mobile control action can only take on discrete, integer values, a scanning method is proposed to solve the optimization problem. Results. The developed optimization method was used to calculate the optimal static regimes of the rectification column for separating the methanol-water mixture when the values of the model parameters vary widely. Extremal dependence on the magnitude of the mobile control action of both individual criteria and a normalized optimization criterion is proved. The results of the simulation showed that the increase in productivity achieved by the use of mobile control actions is 1 to 5%, while the heat savings in the reboiler of the column are 6–8%. Conclusions. The carried out researches have proven the effectiveness of the multi-criteria approach to the solution of the problem of static optimization of rectification processes using mobile control actions, which allows using it in practice. The proposed methods of static optimization are applicable for processes of multicomponent, complex rectification. Further research in this direction include the development of methods and algorithms of the static optimization of rectification processes using continuous mobile control actions, mobile actions with two degrees of freedom, modeling of transient responses in rectification columns at mobile control.ruпроцесс ректификацииподвижное управлениемногокритериальная статическая оптимизацияпроцес ректифікаціїрухливе керуваннябагатокритеріальна статична оптимізаціяrectification processmobile controlmulti-criteria static optimizationArticle